Способ управления процессом дискретной правки заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам управления процессами дискретной правки заготовок изгибом. кручением, сочетанием изгиба и кручения . Цель изобретения - повышение производительности процесса при сохранении достигнутой точности правки. Способ заключается в том, что при правке непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную .нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, при этом скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки. Особенность способа состоит в том, что до начала правки определяют по приведенной зависимости ожидаемое значение необходимого для правки отклонения заготовки от формь, а после начала процесса правки задают повышенную скорость деформирования заготовки, которую затем уменьшают. 5 ил. О «с СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (191 (1È (5р 4 В 21 D 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 I ) 4213547/25-27 (22) 12.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. № 36 (7l) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения им. А.И.Целикова (72) В.П.Бардин, Ю.М.Ганеев и В.В.Чернецов (53) 62 1.982.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1163937, кл. В 2 1 D 3/00, 08.04.83. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЛИСКРНТН0Н ПРАВКИ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам управления процессами дискретной правки заготовок изгибом, кручением, сочетанием изгиба и кручения. Цель изобретения — повышение производительности процесса при сохранении достигнутой точности правки.

Способ заключается в том, что при правке непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную ,нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, при этом скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки. Особенность способа состоит в том, что до начала правки определяют по приведенной зависимости ожидаемое значение необходимого для правки отклонения заготовки от формы, а после начала процесса правки задают повышенную скорость деформирования заготовки, которую затем уменьшают. 5 ил.

1426668

Предлагаемый способ управления процессом дискретной правки заготовок заключается в том, что непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, а скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки. При этом до начала процесса определяют ожидаемое значение а„ необходимого для правки отклонения заготовки иэ соотношения

40 и (аи а и » ) 45 где а т изменение отклонения заготовки при ее упругом нагружении до значения Q наибольшее значение дейст50 вительной нагрузки при упруroM нагружении заготовки, значение действительной нагрузки, прикладываемой к заготовке при изменении ее отклонения на величину не меньшую 10 а,.; исходное отклонение заготовки от требуемой формы,"

Q, ИсХ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к спосо-! бам управления процессами дискретной правки заготовок изгибом, кручением, сочетанием изгиба и кручения, а также сочетанием изгиба и сдвига (при правке участков заготовок малой дли ны поперечным изгибом). Перечисленные

;процессы осуществляются на правильных прессах, правильно-раскруточных машинах и универсальных сортоправиль ных машинах с поворотными в нескольI ких плоскостях зажимными головками. Изобретение может быть использовано

-; в металлургии, машиностроении и дру, гих отраслях промышленности при прав, ке сортового металла, труб и других

1 заготовок удлиненной формы.

Цель изобретения — повышение производительности процесса при сохранении достигнутой точности правки путем сокращения общей продолжитель.ности процесса правки без увеличения разброса значений пути, проходимого точками приложения нагрузки послЕ подачи сигнала на прекращение процесса.

11 — показатель интенсивности изменения действительной нагрузки в пластической стадии нагружения заготовки.

После начала процесса задают повышенную скорость деформирования заготовки, а при достижении отклонением а заготовки значения, отличающегося от ожидаемого значения на величину, определяемую из условия получения минимально возможной продолжительности процесса правки, скорость деформирования заготовки уменьшают до пониженного значения.

На фиг. 1 показан график зависимости скорости V деформирования заготовки от ее отклонения а„ от требуемой формы с оптимальным переходом от повышенной скорости к пониженной," на фиг ° 2 — то же, с преждевременным переходом от повышенной скорости к пониженной; на фиг.3 — то же, с поздним переходом от повышенной скорости к пониженной; на фиг ° 4 — диаграммы нагружения расчетная (I) и действительная (II) и разгрузки (III) заготовки; на фиг. 5 — функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. .Для осуществления способа до начала процесса определяют ожидаемое значение а„ (фиг.1) необходимого для правки отклонения заготовки.

После начала процесса правки задают повышенную скорость деформирования заготовки, максимальное значение которой ограничено допускаемой для материала данной заготовки скоростью деформирования или возможностями правильной машины. При достижении отклонением заготовки значения, отличающегося от ожидаемого значения а на ч величину с, скорость деформирования заготовки уменьшают до экспериментально определенного пониженного значения, при котором разброс отклонений заготовки после подачи сигнала на прекращение процесса не превысит допускаемого отклонения. По окончании процесса правки подают сигнал на прекращение процесса.

Точное определение значений а„ и с позволяет получить максимальную производительность процесса правки для данных повышенной и пониженной скоростей деформирования заготовки при максимальной точности правки, 1426668 п. и достигаемой при данной пониженной скорости.

Если переход на пониженную скорость осуществлен преждевременно,. то общая продолжительность процесса правки увеличится (фиг.2). С другой стороны, запаздывание с переходом на пониженную скорость приведет к тому, что сигнал на прекращение про- 10 цесса дается не при пониженной скорости (это имеет место, например, при подаче сигнала на прекращение процесса при достижении равенства между действительной и условной на- 15 грузками, что отрицательно повлияет на точность правки.

Значение ан определяется как абсцисса точки пересечения диаграммы 20 нагружения заготовки и диаграммы ее разгрузки, проходящей через начало отсчета, соответствующее нулевому показателю искривленности (скрученности) заготовки. Это достигается путем совместного решения уравнений, описывающих диаграммы. Известные уравнения нагружения не могут быть использованы для решения поставленной задачи в связи с недопустимо боль-30 шим отклонением расчетных диаграмм, описываемых известными уравнениями, от реальных диаграмм нагружения. Это объясняется тем, что известные уравнения нагружения получены с использованием грубых допущений. Например, известные уравнения изгибающего момента получены методом интегрирования моментов элементарных сил, вызванных

1 действием нормальных напряжений изги- 40 ба. При таком методе эпюры напряжений растяжения и сжатия условно принимают одинаковыми, сложные эпюры распределения этих напряжений по высоте поперечного сечения заготовки 45 упрощают, искажение формы поперечного сечения при изгибе не учитывают, механические свойства материала заго.товок, полученные методом испытания образцов,. вырезанных из этих заготовок, считают постоянными для всех выправляемых заготовок. Для большинства поперечных сечений уравнения изгибающего момента в связи со сложностью их получения в литературе отсутствуют. При этом уравнения крутя= щего момента отсутствуют для всех заготовок некруглого поперечного сечения.

В предлагаемом техническом решении в качестве основы для .получения искомого уравнения нагружения предлагается использовать реальную диаграмму нагружения реальной заготовки, выпрямляемой на реальной машине. Диаграмма нагружения, описываемая искомым уравнением, проходит через две точки реальной диаграммы нагружения с абсциссами (а„,„ -а,) и

a»„,„„, а ее ордината асимптотически приближается к значению Q „,/Q

При этих. условиях упомянутое искомое уравнение нагружения имеет вид

Решая это уравнение совместно с уравнением диаграммы разгрузки (а„/a )Q, получаем искомое соотношение

В зависимости от вида деформации при правке в качестве отклонения а заготовки от требуемой формы используются прогиб f заготовки между опорами при правке на прессах, угол скрученности д участка заготовки между зажимными головками правильнораскруточной машины, углы отклонения о, (3 граничных сечений выправляемого участка заготовки при правке на машинах с поворотными в нескольких плоскостях эажимными головками, а в качестве прикладываемой к заготовке действительнои нагрузки Q — - усилие P при правке на прессах, крутящий момент И„ при устранении скрученности заготовок на правильно-раскруточных машинах и изгибающий момент M при устранении искривленности заготовок при помощи поворотных зажимных головок.

Для получения максимально возможной точности определения а„ по искомому соотношению желательно, чтобы диаграмма, описываемая искомым соотношением, имела максимальное приближение к реальной диаграмме нагружения не на всем протяжении, а лишь в окрестностях точки с абсциссой а„ (где предполагается подать сигнал на прекращение процесса).

Как видно иэ фиг.4, значение Q,1„ определяют при изменении .отклонения

1426668 а на величину, не меньшую 10 а . При такой величине ордината точки с абсциссой а„ меньше ординаты q„ « Н» асимптоты при любом значении а „,„.

Для этого перед каждым последую5 щим циклом правки из полученного со.отношения, используя значения входящих в него величин а, а„ „, ан и зкср

Я м „с и Н3 пРедыдУщеro uHKaa, oa- 10 ределяют более точное значение показателя П. Использование этого более .точного значения для определения ан, позволяет получить минимальную ошибI ку E = а„-ац (фиг.4). При этом используется метод итераций, который

,сводится к однообразным операциям, легко реализуемым на микроЭВМ. В качестве границ исходного промежутка значений а„, в котором заключено решение, можно использовать значения, а и (S/W)b a» где S/W — коэффици, ент, зависящий от формы поперечного сечения (при изгибе, например, он равен отношению пластического S к уп. ругому W моменту сопротивления), " b» 1 — коэффициент запаса, исключающий выход решения за границы упомянутого промежутка.

До начала процесса необходимо оп- g0 ределить также величину С, зависящую от максимального изменения отклонения заготовки после подачи сигнала на остановку процесса, протекающего при повышенной скорости. Для этого необходимо установить заготовку 1 (фиг. 5) в рабочие органы правильной машины, например, в губки зажимных головок 2 и 3. МикроЭВМ 4 подает сигнал в блок 5 управления приводом 40

6 на перемещение головок с повышенной скоростью. После подачи сигнала на прекращение процесса микроЭВМ, используя показания датчика 7 отклонения заготовки от требуемой формы, определяют путь, проходимый головкой

2 после подачи сигнала на прекращение процесса. По результатам нескольких упругопластических, нагружений определяют максимальное значение упомянутого пути. Указанное значение умножают на коэффициент, больший единицы (1,1-1,5). Чем меньше количество нагружений и чем больше разброс характеристик заготовки, правильной машины и параметров устройств системы управ- 55 пения, тем большим должно быть значение упомянутого коэффициента. Полу.ченное в результате такого перемножеqò ч макс товки при ее упругом нагружении до значения Ч -; наибольшее значение действительной нагрузки при упругом нагружении заготовки; значение действительной нагрузки, прикладываемой к заготовке при изменении ее отклонения на величину, не меньшую 10 а ; ния значение величины С определит момент перехода скорости с повьш енной на пониженную. Измерение действитель-. ной нагрузки Q осуществляется при помощи датчика 8 нагрузки.

При осуществлении данного способа сигнал на прекращение процесса правки подают либо по достижении равенства между действительной и условной нагрузками (последнюю непрерывно вычисляют как произведение жесткости заготовки на текущее значение отклонения а), либо по достижении упомянутым отклонением а значения, отличающегося от найденного значения а на веI и личину С, определяемую экспериментально, как описано выше.

Таким образом, точное определение ожидаемого значения а„, необходимого для правки отклонения заготовки и упомянутой величины С, позволяет максимально использовать преимущества повышенной скорости деформирования заготовки, что повышает производительность процесса при сохранении или даже увеличении точности правки заготовок.

Формула и з обретения

Способ управления процессом дискретной правки заготовок, при котором непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, а скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения производительности процесса при сохранении достигнутой точности правки, до начала процесса определяют ожидаемое значение а„ необходимого для правки отклонения заготовки от требуемой формы из соотношения р — (-1) — — — ) ан Оммкс Ч макс а ат Qr Qr (ан анс ) где а — изменение отклонения загог!

426668

a - исходное отклонение заготовки от требуемой формы, 11 — показатель интенсивности изменения действительной на5 грузки в пластической стадии нагружения заготовки, после начала процесса задают повышенную скорость деформирования заготовки, а при достижении отклонением заготовки значения, отличающегося от ожидаемого значения на величину, определяемую из условия получения ми-. нимально возможной продолжительности процесса правки, скорость деформирования заготовки уменьшают до пониженного значения.

1426668

Составитель Э.Копаев

Редактор М.Недолуженко Техред Ч.Дидык

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4804/10 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4