Progettazione del tipo di piegatura a collo di cigno e analisi dell'intensità

  Con l'ampia applicazione della matrice di piegatura a collo di cigno nel campo dello stampaggio, il costo di fabbricazione delle parti sagomate curve viene notevolmente ridotto. Allo stesso tempo, il problema di danni alla muffa si verifica durante l'uso del collo d'ocail processo di piegatura è diventato un problema di inerzia comune nell'officina di produzione, e il danno è causato da un design insufficiente della resistenza dello stampo e da una struttura di progettazione dello stampo irragionevole.

  1. Analisi del processo di parti

  Prendendo come esempio la colonna laterale del vagone merci ferroviario, il processo di progettazione e l'analisi della forza della matrice di piegatura a collo di cigno sono descritti in dettaglio. La figura 1 mostra la sezione trasversale della colonna laterale del vagone ferroviario di esportazione. Illo spessore è 12mm. Il materiale è Q450NQR1. L'acciaio ad alta resistenza e resistente alla corrosione per i carri ferroviari ha una lunghezza di 2530 mm. Il flusso del processo è: granigliatura, pittura → taglio → taglio → livellamento → piegatura → stoccaggio.

  Come mostrato in Fig. 2, il processo di piegatura è diviso in 4 fasi. Durante il processo di piegatura del passaggio 4, la modalità di piegatura a collo di cigno svolge un ruolo. Pertanto, nel processo di progettazione del dado di piegatura a collo di cigno, il progetto dei parametri dello stampo a collo di cigno viene eseguito principalmente secondo il punto 4.

  2. Calcolo della forza di piegatura

  P - forza di flessione totale, N

  B - larghezza della piega, mm

  δ - spessore del materiale, mm

  σb - resistenza alla trazione, MPa

  R - raggio di curvatura interno, mm

  La forza di flessione richiesta per il calcolo della parte è di 5930 kN, il che significa che la matrice di piegatura deve resistere a 5930 kN di pressione dalla piegatrice.

Figura 1 - Sezione colonna laterale

  3. Principio di progettazione dello stampo

  Come mostrato nella fase di piegatura 4 in Fig. 2, se non vi è alcuna parte di struttura a collo di cigno, il pezzo in lavorazione interferirà con la modalità di piegatura durante il processo di piegatura, in tal modo terminando la piegatura e rendendo il pezzo in lavorazione incapace di essereformata. Il principio di progettazione dello stampo a collo d'oca consiste nell'utilizzare la parte a collo di cigno dello stampo per evitare il metodo di progettazione dello stampo in cui il pezzo da lavorare interferisce con lo stampo durante il processo di formatura.

Figura 2 - Diagramma del passo di piegatura della colonna laterale

  4. Determinazione dei parametri dello stampo di base

  Come mostrato in figura 3, un diagramma schematico di una matrice di piegatura a collo di cigno, in cui le dimensioni eccentriche L del collo d'oca e la dimensione di larghezza t del collo d'oca sono i parametri chiave che influenzano la resistenza dello stampo. Per incontrare ilnecessità di parti di formatura, il disegno iniziale della larghezza del collo di cigno è di 50 mm e l'eccentricità a collo di cigno L dovrebbe essere (t / 2 + 2,5) mm, dove t è la dimensione della larghezza della sezione dello stampo più lontana dal centro della pressione, cioè t = 50mm.

Figura 3 - Schema schematico dell'analisi dello stato di sollecitazione della sezione A-A

  5. Analisi di intensità

  Viene eseguita l'analisi della forza della parte a collo di cigno dello stampo. Oltre alla pressione dalla macchina piegatrice, lo stampo è soggetto al momento flettente causato dalla pressione nella parte a collo di cigno. Seleziona ilsezione A-A del collo d'oca per l'analisi della resistenza ed eseguire il calcolo dell'equazione delle colonne: l'analisi della forza della parte a collo di cigno dello stampo, oltre alla pressione dalla macchina di piegatura, lo stampo è anche soggetto apressione nella parte a collo di cigno. Il momento flettente. Come mostrato in Fig. 4, l'analisi dello stato di sollecitazione A-A della sezione pericolosa del collo di cigno mostra che la larghezza della sezione è t, la distanza verticale tra il centro della pressione della piegatrice e il baricentro della sezione A-A è L, e la pressione fornita dalla macchina piegatrice allo stampo di piegatura è F, La forza F0 della reazione del pezzo in lavorazione allo stampo di piegatura, il momento flettente della sezione è M, ec'è una possibilità di rottura nel punto B della sezione. Dopo l'analisi, viene disegnato un diagramma semplificato dello stato di forza della sezione mostrata in Fig. 4 A-A.

Figura 4 - Condizioni di sollecitazione della sezione A-A

  σ1 - stress generato dalla forza esterna F0

  σ2 - lo stress generato dal momento flettente

  Nell'equazione (5), W è il coefficiente della sezione di flessione. Poiché la sezione A-A è un rettangolo di altezza t e lunghezza h, quindi, w = t2h / 6.

  Dalla formula (2), M = F0 × L, e sostituire W e M nella formula:

  t - lo spessore della sezione A, mm

  L - la distanza verticale tra il centro di pressione della piegatrice e il baricentro della sezione A, mm

  h - la lunghezza del dado di piegatura, mm

  Sostituendo i valori σ1 e σ2 nell'equazione (3) si ottiene σ3 come:

  σ3: la somma del momento flettente e lo stress generato da M e la forza esterna F0

  F1 - Massimo stress che può essere sopportato dalla pericolosa sezione A-A dello stampo

  δs: la resistenza allo snervamento del materiale in modalità flessione

  Sostituendo il risultato σ3 della formula (7) nella formula (8) per ottenere F1

  Nella formula (9), α è il fattore di sicurezza, solitamente prendendo il valore da 1.1 a 1.2. In questo calcolo, viene preso α = 1.15 e i valori α e F1 sono sostituiti nella formula (9):

  δs = 450MPa, h = 2530mm, t = 50mm, L = 27,5mm, sostituito in formula (10), il valore F2 è 1553t, il che significa che la sezione A-A progettata con una grande forza di flessione può resistere a stress 1553t. Il valore è molto più grande della forza di flessionedella formazione della parte, che può soddisfare i requisiti di formatura della parte.

  6. Ottimizzazione strutturale

  Secondo i risultati del calcolo sopra, lo stress della sezione pericolosa A-A è 15530kN, che è molto più grande della forza di piegatura del pezzo in lavorazione che forma 5930kN, che può soddisfare i requisiti di stampaggio del pezzo.

  Tuttavia, al fine di ridurre ulteriormente l'intensità di lavoro dell'operatore e ridurre i costi di produzione dello stampo, è necessario ottimizzare il design dello stampo in modo che possa soddisfare la realizzazione del prodotto, ridurre

  intensità di lavoro dell'operatore e ridurre il costo di produzione dello stampo.

  Secondo la formula (10), la tensione sperimentata dalla sezione pericolosa A-A è correlata all'intensità di snervamento σs del materiale dello stampo, lo spessore t della sezione A, la lunghezza h della modalità di piegatura e la distanza verticale Ltra il centro di pressione della macchina piegatrice e il baricentro della sezione A. Poiché il materiale dello stampo non è solitamente modificato, ovvero, σs è un valore fisso; la lunghezza del pezzo è di 2530 mm, che è anche un valore fisso L =t / 2 + 2,5; quindi la variabile nella formula è solo t, e il valore di t viene gradualmente ottimizzato:

  Ricalcola cambiando il valore di t da 50 a 30:

  Ricalcolare il valore di t da 30 a 25 per il ricalcolo:

  Ricalcola cambiando il valore di t da 25 a 20:

  Secondo i risultati del calcolo sopra, si può vedere che F32 è più piccola della massima forza di curvatura della parte che forma, F12 e F22 sono più grandi della massima forza di piegatura della formazione della parte, ma lo stampoil costo di produzione è basso, che è comodo per l'operatore per installare e smontare lo stampo, quindi è stato finalmente determinato che la sezione pericolosa A-A dello stampo aveva una larghezza di 25 mm. Lo spessore della parte lavorativa della parte rimanente dello stampo è progettata secondo 25 mm. La curva del collo d'oca è eccessivamente curva per evitare la concentrazione di stress locale. Le dimensioni dell'interfaccia dello stampo e dell'attrezzatura possono essere progettate in base al serraggiomeccanismo dell'attrezzatura.

  7. Verifica degli effetti

  La pratica ha dimostrato che lo stampo è in grado di sopportare lo stato di tensione della parte piegata e che la sua rigidità e resistenza possono soddisfare le reali esigenze di produzione. Al fine di adattarsi alla melodia principale di oggi ad alta efficienza, a basso costo, ritmo veloceofficina di produzione di parti, progettazione di stampi come input di costo sorgente è una componente importante del costo delle parti. La formula e il processo di calcolo possono essere promossi e applicati nel processo di progettazione dello stampo a collo di cigno.

  8. Conclusione

  La parte pericolosa del piega a collo d'oca è la più lontana dal centro della pressione. Sotto la condizione di determinati materiali dello stampo e della struttura dello stampo, la resistenza della sezione pericolosa è proporzionale allo spessoredimensione della sezione pericolosa.