В технологическом процессе изготовления упаковочной и полиграфической продукции биговка является одной из основных операций. Оптимальные параметры операции и оснастки обеспечивают выпуск качественных изделий. В условиях серийного и массового производства упаковки на матрице предусматривает прижим, предназначенный для сохранения плоскостности заготовки в зоне образуемого бига и для ограничения величины поперечных деформаций между линиями складывания. Прикладываемое к пуансону усилие затрачивается на формирование бига в зоне контакта заготовки с пуансоном и матрицей, а также на преодоление сил трения заготовки между плоскостью матрицы и плоскостью прижима.
Рисунок 1. Схема биговки
На рис.1 изображена расчетная схема. Формирование бига происходит относительно пуансона 1. В начальный момент – это деформация заготовки 2 за счет изгиба на дуге охвата, равной по серединному слою толщине материала. Далее необходимое усилие для изгиба на кромке матрицы 3 становится значительным (из-за уменьшения плеча ∆l), и формирование бига относительно пуансона идет за счет сдвиговых деформаций
.
На величину прикладываемого усилия Рδ оказывают влияние и силы трения, возникающзие за счет усилия прижима G между заготовкой и прижимом
,
а также между заготовкой и поверхностью матрицы
.
Для определения усилия биговки используем метод работ [1]. При принимаемых допущениях этот метод наиболее простой. Очевидно, что принятые допущения приведут к определенным отклонениям от истинного состояния, но этот расчет вполне применим для случаев предварительного определения усилий.
Энергия, затрачиваемая на формообразование бига с прижимом, может быть записана следующим выражением
(1)
где Wизг— энергия, затрачиваемая на изгибную деформацияю,
Wсд— энергия, затрачиваемая на сдвиговую деформацияю,
Wтр1— энергия, затрачиваемая на преодоление сил трения между заготовкой и прижимом,
Wтр2— энергия, затрачиваемая на преодоление сил трения между заготовкой и матрицей.
При определении параметров напряженно-деформированного состояния в зоне бига принимаем: материал заготовки ортотропный; напряженное состояние линейное; связь между напряжениями и деформациями имеет степенную зависимость при растяжении-сжатии
, (2)
при сдвиге
. (3)
Входящие в (2) и (3) константы K, n, Kτ определяются через основные механические характеристики материалов [2]:
где σт, Ɛт – точка условного предела текучести,
σв, Ɛв – точка условного предела прочности.
Работа внутренних сил по изгибу моментом М контура заготовки длинной
единичной ширины.
Θ – угол зоны бига, образуемой за счет изгиба.
Работа внутренних сил по формированию участка ∆l под действием сдвиговых деформаций
При нахождения работы, необходимой для определения преодоления сил трения, принимаем следующие допущения:
— F — площадь зоны контакта заготовки с прижимом и матрицей равными,
— f — коэффициент трения в рассматриваемых зонах контакта одинаковы.
Тогда
.
Величина перемещения заготовки в зоне контакта определяется геометрически
Сила трения между заготовкой, матрицей и прижимом
.
Тогда необходимая работа по преодолению сил трения
(7)
Запишем уравнение баланса работ (1) в виде
Подставив в это уравнение соответствующие выражения из (4), (5), (6) и (7) получим
Тогда необходимые усилия для биговки листового материала в жесткой матрице с пазом будет
.
Список литературы
- Сторожев М.В., Попов В.А. теория обработки металлов давлением. М.Машиностроение, 1977. 424с.
- Лысов М.И. Теория и расчет процессов изготовления деталей методом гибки. М.Машиностроение, 1966. 236с.[schema type=»book» name=»УСИЛИЕ ПРИ БИГОВКЕ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА С ПРИЖИМОМ В ЖЕСТКОЙ МАТРИЦЕ С ПАЗОМ» description=»Для сохранения плоскостности и ограничения деформации листового материала между линиями складывания при биговке используют прижим, который оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние зоны биговки и следовательно и на результирующее усилие. Рассмотрено определение усилия биговки методом работ.» author=»Закиров Ильдус Мухаметгалеевич, Каримова Гульназ Гумаровна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-27″ edition=»euroasia-science.ru_26-27.02.2016_2(23)» ebook=»yes» ]