автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Компьютерное управление формообразованием профильных деталей сложной геометрии на гибочно-растяжном оборудовании

РГ6 од

1 3 и!']!) На правах рукописи

СИДОРЕНКО АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ

КОМПЬЮТЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ФОРГЭВРАЗОВАНИЕМ ПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПВДЖНОЙ ГЕОМЕТРИИ НА ГИТОЧНО-РАСТЯЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ

Специальность 05.03.08 -Процессн и машины обработки металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени . кандидата технических наук

Воронеж - 1995

Работа выполнена на кафедгь "Прикладная механика" Воронежского государственного технического университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Одинг С.С.

.Официальные оппоненты: * доктор технических наук,

I профессор Цеханов Ю.А.

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Егоров В.Г.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

технологии и органиеации производства (НИАТ), г. Москва

Защита состоится " 29 " июня 1995\года в 14 часов на заседании диссертационного совета К063.81.09 в Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026, г, Воронеж, московский проспект, 14, ВГТУ, конференц-вал.

Ваш о^зыв в двух эквемплярах, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

О диссертацией можно овнакомиться в научной библиотек«? университета.

Автореферат разослал " 29 " мая 199Ьтода

Ученый секретарь /'

диссертационного совета •./> . Тюкачев H.A.

1. ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Совершенствование еу^ествуюпц« и внедрение прогрессивных технологий в производство, разработка новых автоматизированных систем проектирования технол. ,-ическкх процессов и управление оборудованием на базе современной вычислительной техники являются важными задачами авиационной промышленности и машиностроения. >

В' производстве конструкций летательных аппаратов находят все более широкое • применение профильные детали сложной геометрии (знакопеременной кривизны, переменной п; лцэди сечения и переменным по длине заготовки маточным сечением ), с большим разнообразием форм поперечного сечения. Основным достоинством этих конструкций является их малый вес при сравнительно высокой прочности и жесткости. Существующие методы изготовления указанных деталей, основанные на пластическом деформировании'исходных заготовок, в том числе и наиболее распространенный ( гибка на профилтиоочкых прессах типа ГО'Р ), характеризуются недостаточно высокой та*'. ностью операций формообразования, значительным объемом ручных до-еодочннх работ и вследствие этого мапсй производительностью. Проблема разработки более прогрессивных технологических проц :ссоп и методик расчета параметров формообразования становится актуарной в связи с 'внедрением в производство летательных аппаратов нового технологического оборудования с программным управлением (НУ). Л-Чя автоматизированного расчета программ управления обтяжным оборудованием требуется создание математической модели процесса формоизменения, позволяя. л,ей прогнозировать браковочные признаки и отимивировать режимы деформирования.

Цель работы. Разработка методов управления Формообразованием профильных ' деталей сложной геометрии на гибочно-растяжном оборудовании с ПУ, обеспечивающая достижение заданной точности формоизменения и сокращение объема доводочных работ.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Разработана математическая модель процесса формообразования обтяжкой профильных' деталей сложной геометрии, позволяющая определять напряженно-деформированное состояние заготовки в процессе формоизменения, рассчитать геометрические параметры про-филк'ых заготовок переменного сечения с учетом изменения угла ма*ки, описать схему деформированного состояния каждого участка

к

заготовки, учесть эффект Ка-'шингера.

2. Разработана методика оценки технологических отказов процесса формообразования обтяжкой профильных деталей сложной гео- '

.метрии.

3. Разработаны математические модели работы профилегиоочных станков типа ПГР-6А, .1Я"Р-7М, Р'КНР-10 и Ь№-40, позволяющие расчитывать управляющие параметры станков по траектории движения концов заготовка с- учетом технологических возможностей, оборудования.

4. Разработана методика управления процессом формообразования профильных деталей сложной геометрии.

5. Разработана система автоматизированного проектирования и синтеза управляющих программ формообразования профилей на гибоч-ко-растяжных станках с числовым программным управлением ( САПР и СУП ).

Практическая ценность. Разработаны методы управления технологическим процессом обтяжки профильных заготовок сложной геометрии с учетом прукияения на лрофилегибочных растяжных станках. При атом автоматизированное проектирование процесса обтяжки профильных деталей позволяет сократить сроки и трудоемкость разработки и отладки технологической операции, улучшить качество изделий. САПР и СУП . ФП позволяет более точно реализовать технологические возможности управляемого оборудования, увеличить точность процесса формоизменения, улучшить качество изделий. Система внедрена на ряде предприятий авиационной промышленности гг. Воронежа, Самары, Тагагюга, Ташкента и передана в научно исследовательский институт авиационной технологии и организации производства ( НИАТ ), г. Москва.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель операции формообразования профильных деталей сложной геометрии. •

Н. Методика прогнозирования технологических отказов в опер"-циях формообразования профильных деталей сложной геометрии. ! а. Методика управления процессом формообразования и опреде-ление.оптимальных технологических параметров.

4. Математические модели работы профилегибочных ста-гов с ;ПУ. " '

Апробация работы, основные результаты исследования были до-

ложенм у. оосукдекм и- Республиканской научно-технической конференции "Информационные технологам и системы. Технологические задачи механики сплошн х сред" ( г. Воронек, 1998 г. ), Всероссийском научно-техническом семинаре "Эффективны? технологические процессы листовой штамповки" ( г Москва, 1993 г. ), на ежегодных к .учно- технических конференциях Вороге*"кого государственного технического университета ( Воронеж, 1<?91-*Р95 гг, )

Публикации.' Основное содержание рс-'^у изложено в в статгсях, 2 тееисах докладов. Система автоматизированного проектирования и синтеза управляющих программ обтяжки профилей на прессах с ЧНУ аащищена свидетельством об официальной ре, истрации программ« для »ВМ N940?! 1 РФ. - 11,05.1994 г.

Структура и о*ньем работы. Диссертация состоит и?» введе ия, семи гло.в, обш.их выводов, списка литературы, приложений и содержим 116 .страниц малтнописного текста, 45 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 94 наименований и 2 приложения.

г. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Ро введении обоснована актуальность теш диссертации, определены цель и аадачи исследования, показаны ее научная новизна и практическая ценность, сфсрмулирс&аны основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ исследований Формообразования профильных деталей гибко? с. растяжением. Отмечен болыюй вклад в области формообразования отечественных и зарубежных ученых М.И. Дысова, М.Н. Горбунова, Ю.М. Лпдаенского, В.М. Мошчина, В. И. Давыдова, а.Д. Матвеева, В.М. 1'арянова, С.С; Одинга, Ю.В. Дро^ота, В. Джонсона, Ш. Кабояши и др.. рассмотрим основные типы профильных деталей и существуете технологические процессы изготовления. их на гибочно-растяжном оборудовании. Проблеме формообразования профильных деталей гибкой ?. растяжением посвйщено большое количество работ. Однако такие вопросы, как ^ормообрязованне профильных заготовок переменного сечения, &! ¡копеременной кривизны и с переменной малкой изучены недостаточно. Использование' тео-¡^тич^ских результатов при создании завершенной оптоматмэирст'еи-г.ой сисчеда проектирования технологической операции вызывает вяа-«чт^^ьчне трудности, '-ую связано прежде всего с необходимостью

учета многих факторов, возни ащих в реальной операции формообразования деталей из профилей.

Требуется полупить деталь заданного качества при минимальной • вероятности возникновения технологических отказов. Эчо невозможно сделать без использования математических моделей технологических отказов. Недостаточно исследовано влияние управляющих параметров на качеств" получаемых деталей. • ••

На основали^ проведенного анаииза и в соответствии с целью работы поставлены следующие задали:

разработать математическую модель формообразования профильных деталей сложной геометрии, позволяющую определять текущее напряженно-деформированное состояние ваготовки с учетом истории деформирования;

разработать методику прогнозирования возникновения технологических отказов;

разработать математические модели работы лрофилегибочных прессов;

разработать методику компьютерного управления процессом формообразования профильных деталей сложной геометрии на гибоч-но-растяжных прессах;

разработать, апробироват* и внедрить систему автоматизированного проектирования и синтеза управляющих программ Формообразования профилей (.САПР и СУП ФП) на гибочно-растяжчом оборудовании.

Во второй главе описана разработанная математическая модель проце за ичгиба с растяжением профильных деталей сложной геометрии.

Механику процесса обтяжки можно представить как управ пяемое натяжение первоначально прямолинейной заготовки, зажатой с. двух сторон, на поверхность жесткого инструмента, форма которого считается известной. Задача состоит в определении траектории движения двух краев заготовки 3=3(1), где 5 Й Ь - горизонтальное '< вертикальное перемещение края ваготовки относительно пуансона, ■обеспечивающей оптимальные условия формоизменения заготовки.

Траектория-движения краев заготовки (программа управления) 5(Ь) определяется программой деформирования е(«к), где - угол ¡наклона касательной к контуру пуансона в точке схода ваготовки с поверхности пуансона ( угол схода ); е - относительное удлинение

заготовки, которая залает текущее удлинение ааготовки по мере увеличения угла схода: Необходимое для форьиизмене ия заготовки удлинение определяется текугаим напряженно-деформированным состоянием, т.е. распределением напряжений и деформаций по высоте и длине профильной заготовки.

Рассмотрено деформирование профильной заготовки, форма поперечного сечения которой допускает дискретное представление сечения в виде конечного числа участков постоянной ширины. Считалось, что каждый участок находится в условиях линейни'о напряженного состояния.- Внешние натруаки и напряжения предпологались равномерно распределенными по ширине заготовки. ...атериад принимали упруго-пластическим, подчиняющимся в ••пругой области закону Гука, в пластической - степенному закону упрочнения. Принята гипс еза плоских сечений. Контактное трение описывали законом Кулона.

Данные предположения позволили принять следующую расчетную схему. В каждом сечении заготовки, определяемым углом « (0<«<«]-), в процессе формообразования деформирование протекает в три этапа: растяжение до контакта с пуансоном, изгиб при постоянной растягивающей силе в момент контакта и последующее растяжение заготовки по поверхности пуансона.

Сечения заготовки, находящиеся вне контакта с пуансоном, растягиваются заданным усилием,с величина которого определяется программой управления. Сечение, вступившее в контакт с пуансоном, испытывает "мгновенный" изгиб при постоянной величине силы.. Это сечение з&готовки разделяется нейтральным слоем, определяемым координатой Ун. Волокна, расположенные выше нейтральной поверхности, удлиняются в окружном направлении. Волокна, лежащие ниже указанной поверхности, укорачиваются, разгрузка при изгибе на малые кривизны будет происходить упруго, соответственно закону Гука. При больших'кривизнах разгрузка происходит с образованием области вторичных пластических деформаций. Слой, разделяющий зоны упругого и пластического сжатия, определяется координатой УПн'..

Тогда уравнения состояния можно записать в виде

I А-е™ , при Ун < у < Ук,. '

б « < б1+Е(е-е!) , при Ун-га(е)ет/ае < У < Ун,

| (бт-20(е)бт)+'П(е-е1+гв(е)ет), при Уо<У<Ун-2В(е)ет/эе,

где А, т - параметры криртй течения; Е - модуль упругости 1-го рода; т - кривизна элемента профильной заготовки; в! - деформация профильной ваготовки на перво.. стадии деформирования; С(е) '- функция, учитывающая эффект Баушингера. г)- ёб/ае | ' = А-ш-е!1""1 . ■ ..

. е. " е1.

Здесь Уо. ^к. - граница изменения У ( рис.1 ).

е б

С— 1 10/ й^уУзоиа. пластической У догрузки

у Зона упругой

разгрузют

Зока вторичных ..пластических деформаций

1

•О УюЛ Ук

рис. 1

Положение нейтрального слоя определяется из условия равновесия при заданном значении растягивающей силы:

е » ех + ее-( V - Ун 1) + Лео.

где Део - приращение деформаций, соответствующих третьей стадии деформирования.

Величина Део определяется решением интегрального уравнения равновесия: »

N - '

Р

где Р - площадь сечЛния профиля. -

В каждом сечении ваготовки пуансона V усилие растяжения определяется интегрированием по длине/дифференциального уравнения равновесия

d"

- » fid«,

м

где ti - коэффициент трения.

При формообразовании деталей, имек'.чгих переменное сечение, необходимо знать изменение геометрических параметров заготовки в процессе ее пластического формообразовании. К таким параметрам относятся размеры длин участков переменного сечеьля, закон изменения плот-да поперечного сечения. Разработана методика расчета геометрических' параметров процесса формообразования профильных заготовок переменного сечения. >"<?тодика позволяет по заданной программе управления процессом проследить за изменением форм" и размерами длин участков переменного сечения. Предложена методика проектирования исходных размеров профильиной заготовки таким образом, чтобы после ее формообразования она приняла размеры длин участков переменного-сечения, соответствующие длинам детани.

Алгоритм численного решения нахождения длин участков переменного сечения построен следующим образом. Зная исходные размеры заготовки ( L - длину и а0 исходные длины участков переменного сечения), задавшись полным удлинением заготовки ЛЬ, определяем распределение деформаций по длине заготовки и длины участков переменного сечекия. Исходные длины проектируемой заготовки переменного сечения Определяются итерационным методом.

• Другйм источником переменности сечения профиля является изменение угла маяки по длине заготовки. При этом жесткое-л профильной заготовки меняется по дл,»не, что влияет на сопротивление пластическому деформированию профиля и, в конечном итоге, на величину пружинения.

• Изменений угла полки профиля не изменяет плотгэдь сечения профиля, но меняет моменты его инерции. Принятая в работе модель дискретного представления поперечного сечения профиля дозволяет учесть угол наклона полки профиля, изменив дискретное представление сечения профиля.

В третьей главе ойиснваотся методики оценки технологических отказов. Одна из главных задач управления формообразованием состоит в прогнозировании технологических отказов, связанных с появлением ряда браковочных признаков... При формообразовании профиль-

1 ных заготовок могут появиться следующие технологические отказы:

1) потеря устойчивость пластического деформирования с последующим разрывом заготовки;

2) потеря устойчивости .сжатия в форме образован я гофров;

3) недопустимое лружлнение или статистический разброс пружи-нений;

4) для деталей переменного сечения недопустимо бдльшое смещение границ пер хода от одних размеров поперечного сечения профиля к другим;

Прогнозирование отказов основано на использовании соответствующих деформационных критериев. Разрушению профильной заготовки . обычно предшествует потеря устойчивости пластического деформирования в форме локального утонения ( шейки ) наиболее нагруженного ( наружного ) участка ее сечения, максимальная величина деформаций ограничена предельно допустимой величиной, которая определи-. ется из испытания профильных образцов на одноосное растяжение. .

Другим браковочным признаком, встречающимся при формообразовании профилей, является см* тие ( образование гофра ) на внутренней стороне профильной заготовки при сжимающих напряжениях, больше критических. Образование гофра не всегда приводит к складкам, которые являются браком. Во многих сучаях гофры разглаживаются в процессе деформирования заготовки. Критерием отсутствия гофр является условие положительности скорости деформаций всех волокон в конечный момент времени формообразования.

Одним из основных браковочных признаков при формооизменении обтяжкой является недостаточная точность формообразования. Точность процесса изгиба о растяжением определяется в первую очередь величиной пружинения. Разработана методика расчета пружинения и корректировка оснастки на величину пружинения. При определении геометрии скорректированного пуансона исходили иэ того, что, если кривая, описывающая контур пуансона, задана своим натуральным уравнением й в каждой ее точке известна «рививна, как функция натурального параметра * - «(Ь), ( Ь - длина дуги кривой ), -то фор-,му 8той кривой можно восстановить по ее натуральному уравнению. Параметрическое, уравнение кривой в явном виде записывается в виде:

. I

Х(и - Хо + 1соеи(Ь)СИ. О L

У(1.) - Уо + Гзт«(Ь)с!Ь , О

ь

где я(11 - «о +

О

Если Ф50КЦИЯ кривизны аг(Ь) задается в виде набора своих значений «1, «2,..»и. соответствующих значениям длины дуги Ьь 1-2»••Ьн. то определение формы кривой сводите: г к последовательному интегрированию приведенных уравнений численным методом.

Недопустимо большое смещение границ перехода от одних раз-

• мероэ поперечного сечения профиля к другим для деталей переменного сечения также приводит к браку, разработанная методика позволяет проектировать размеры исходной заготовки таким образом, чтобы после ее деформирования получать заданные размеры детали.

В четвертой главе разработан принцип управления процессом формобразования. Управление процессом формобразования целесообразно проводить следующим образом. Вначале необходимо выявить возможные при выполнении данной операции браковочйые признаки и

• определить доминирующий ( наиболее трудно устранимый ) из них.

, Программу управления следует рассчитать таким образом, чтобы ве-.роатность появления доминирующего признака была минимальной. Вероятность появления части остальных признаков не превышала заданной величины, а оставшиеся браковочные признаки не возникали. При этом следует учитывать ограничения, связанные с возможностями технологического оборудования.

Процесс обтяжки профильных деталей рассматриваем как управляемый. Вводные, параметры можно условно разделить на неуправляемые в процессе формообразования ( управляемые на входе, их нельзя изменить .в процессе деформирования ) и управляющие ( целенапряв-Лено изменяемые по ходу процесса ). К неуправляемым относятся механические характеристики материала заготовки, на которые влияют режимы применяемой термообработки, геометрия оснастки, ориентировка оснастки на столе лресса. условия трения, размеры заготовки, определяемые величиной припускной ее части и т.д. часть от этих параметров носят вероятностный характер и определяется с !Т°-

которым статистическим разбросом. К таким параметрам относятся прежде всего характеристики материала 'заготовки. Для авиационных материалов характерен большой разброс механических свойств.

Основными управляющими параметрами процесса формообразования, нпределяющими область допустимых управлений, являются: величина предварительного удлинения заготовки, функция скорости нарастания удлинения заготовки независимости от угла охвата и дополнительная деформация ,.;апибровки.

Установлено, что величина предварительного удлинения слабо влияет на величину пружинения и, следовательно, должна быть минимально необходимой.

Скорость нарастания удлинения заготовки определяется из условия обеспечения монотонности процесса нагружения профильной заготовки по ее длине и высоте. Параметры данной функции зависят от геометрии пуансона, условий трения и от хг\рактеристик материала заготовки.

Дополнительная деформация калибровки в некоторых случаях уменьшает пружу. :ение и .статистический разброс пружинения. Однако для деталей переменной кривизны большая деформация 1<алибровки может привести к переформовке заготовки, что в конечном итоге ухудшает качество деталей. Поэтому предлагается величину деформации калибровки минимизировать.

Исследованы влияние параметров, хпактеризутадих механические свойства материалов яаготс -ки и условия трения на выходные параметры процесса. Показано, что увеличение коэффициента трения при-: водит к увеличению степени неравномерности распределения деформации по длине заготовки, что увеличивает вел^мину пружинения. Характер четики материала существенно влияют на выходные параметры. О увеличением степени растяжения влияние статистического разброса • характеристик материала асимптотически уменьшается.

Совершенствование системы управления процессом формообразования профильных заготовок методом обтяжки возможно при использовании принципов сочетания программного и адаптивного управления. Предложена принципиальная схема автоматизированной системы.адаптивного управления процессом обтяжки.

В пятой главе представлены разработанные математические мо-д<\'ш профилегибочннх прессов. Для реализации управления процессом обтяжки на конкретном оборудовании необходимо разработать матема-

тическую модель, описывающую кинематику пресса и ограничение движений исполнительных органов. Формообразование деталей на станках типа ПРР происходит за счет изменения независемыч ynpai шющих параметров - поворота крыльев станка и перемещения ic: оков растяжных цилиндров с зажатой заготовкой. Математическая модель работа станка позволяет пересчитать найденную траекторию движения конца заготовки в соответствующие перемещения исполнительных органов с учетом технологических возможностей оборудования. Управляющая программа выьодится в виде перфоленты, закодированной на языке ЧПУ пресса.

В шестой главе приводятся;результаты экспериментальных исследований, целью которых являлось определение деформированного состояния заготовки, проверка правильности расчета величины прукине-ния и методики корректировки оснастки, а также оценка влияния технологических параметров и многопереходной обтяжки на качество получаемой детали. Программа эксперимента включала изготовление на прессе ПГР-бА деталей, входящих в состав кпангоута фюаеляжа аэробуса ИЛ-96М. Распределение деформаций и точность корректировки оснастки рассмотрены на примере детали, которая-имеет два прямолинейных участка. Причем вершина детали совпадает с одним ум прямолинейных участков.'' На рис.й изображены графики экспериментальных (о - минимальной их- максимальной ) и расчетных .( 1 -минимальной и 2 - максимальной ) распределении деформации по длине; детали. Точность получения детали оценивалась наибольшим отклонением контура этой детали от контура ее контрольного шаблона. Сопоставление расчетных и экспериментальных распределений деформаций по длине заготовки, а также небольшое пружинение, свидетельствуют об удовлетворительной точности расчетных моделей, ие-польвуемых в САПР и СУП ФП. Некоторое расхождение расчетных и экспериментальных кривых обусловлено разбросом механических характеристик материала и разбросом свойств по длине заготовки при закалке..

Для повышения точности формообразования провели исследование влияния деформации калибровки на пружинение профильной заготовки. Установлено, что деформация калибровки более Z %• практически не повышает точность формообразования.

Для экспериментальной проверки влияния количества переходов, при использовании промежуточной термообработки, hi точность Фор-

Рис.

мообразования были получены детали ва один и два перехода. Ив ■■DKcnepWHTaubHoro исследования и приведенного в работе анализа, следует, « что увеличение числа переходов погмает точность формо-обравове"ия, однако полностью пружинение во многих случаях снять невозможно. Корректировка оснастки на величину пружинения позволяет добиться высокой точности формообразования за один переход, причем- при дефо^ациях порядка iff. и выше статистический разброс пружинения соответствует принятым на предприятиях нормам точности.

Таким образом, рекомендации по назначению необходимого числа переходов принимаются в зависимости от сложности детали,

Р седьмой главе представлено программное обеспечение САПР . и ПУП ФП. Приводятся структур и содержание системы, раскрываются назначения и возможности вычислительных программ, входящих в сис-Ti'Ky. Подготовка УН осуществляется на ос ове синтеза математических моделей процесса Формообразования ( деформирования ), геомет-pw пгл/учаемой детаяи, материала заготовки и работы исполнительна. органов оборудования. Влок-схема работы системы представлена >п рис. и, система позволяет с учетом пружинения заготовки проектировать скот^у'Ктироранную обтяжную оснастку; проектировать рая-морп исупдной ччготояси о переменным по длине сечением профиля та"мч образом, чтобы после деформирования получать ьрдант*» размеры дотэяи; формировать оптимальную УН для побочно-раотягкнь'х пр^ооп тип. ПРР с Система предназначена для зксплуатации на '¡<=ТГ!оналмшх компьютерах совместим;« с )ВМ.

Л'!Я работы системы используется база данных характеристик

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Геометрия летали

Форма и размеры сеченпя профиля

Материал ЗЬ2'ОТОВКИ

МАТШАП'ЧКСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ

Модель процесса деформирования

Модель описания геометрии детали •

Модель

материала

заготовки

Модель работы исполнительных органов станка

ТЕСТИРОВАНИЕ

Предельные возможности деформирования

Конструктивные ограничения станков

ОПТИМИЗАЦИЙ

ни

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРО 1\ Е С О

.1 Геометрия скорректированной оснастки

Размеры заготовки переменного сечения

Управляющая программа обтяжки С пер»ро,яент1 )

Рис. 3

и

сопротивления упругим и пластическим деформациям, критических параметров материМа профильных заготовок. В систему включены математические модели работы гибочно-растяжных станков 1П'Р-6А, Ш'Р-Г'М, разработанные НИАТ, а также математически® модели профи-,«>Н!'. чдчн* чрессор FF.HP-10 французской фирмы ДОВ и SWP-40 американской фирмы Cír1 l-Hach. Управление процессом строится таким о^раяпм, чтобн обеспечить необходимую точность формообразования г? счет полного использования допустимого ресурса пластичности материук>. заготовки. На каждом маге управления производится тес-•mposimne операции, то есть оценка вероятности появления характерных браковочных признаков заготовки и согласование с технологическими возможностями оборудования.

Разработанная САПР и СУП <WI для профилегибочных' прессов апробировала, внедрена и продолжает внедряться на ряде предприятий авиационной промышленности гг. Воронежа, Самары, Таганрога, Ташкента. Рассчитаны управляющие программы более £¡0 наименований де-ч-атп').

ОПНОВННК НШ)ДЧ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследован механизм Формообразования профильных деталей i—o^woij геометрии. Механику процесса рассматривали как управляе-"по заготовки, ержртей с дт к сторон, на поверхность

жесткого инструмента, при я дянчой траектории движения ее концов, Раяр'-.бото((а мнтем-чтичесая модель формообразования про-'¡■г "ьнмч деталей сложно!"' геометрии, поалсящая определять текущее

состояние о учетом истории деформиро-рания : по нему управлять процессом. "

?■. разработана ' м^одика расчета геометрических параметров процесса 'fopMooripafc¡í?-'H!]v г.роФильнных заготовок переменного сечения. позволяет по заданной программе управления процессом проследить ян изменением формы и размеров длин участков переменного сечекия. • Предложена методика проектирования ..сходных рад-

Прг.фи.п.'.нОИ ЗАГОТОВКИ TñKV'M ОбрПЗОЧ, ЧТОГ'Ч HPf'.l'í: fe- .Impvorfi ■

¡.".'оиачгя '-на приняла размеры длин участков п^р* «e«»iovo сечения, т^тствугаие длине» детали.

ít. Mnrtpnf.-irnwn, Vt>TOJ41K4 формообразовании ЛРГфИЛМ'Ц« 1?;«'ОТО-'•с-'*. угпч »í которой и:меняется i,o /уин" sw-rr"*?»?".

1Ь

модель дискретного представления поперечник сечений заготоьки позволяет учесть переменность жесткости по длине заготовки иг/.! управлении процессом Формообразования и при расчете нр, мнении.

б. Предложена методика оценки предельных технологических параметров формообразования оотяжкой, при достижении которых появляется один ив браковочных признаков: потеря устойчивости пластического деформирования и разрыв заготовки, образование гофра, недопустимое г^ужинение, недопустимое смещение грчниц участков'переменного сечения. • .

■ 6. Сформулирован принцип оптимаяьного управления процессом формообразования. Оптимальным считается такое управление, при котором в процессе формообразовании не, возникают- браковочные признаки, при условии, что вероятность появления доминирующего браковочного признака минимальна. В качестве доминирующего браковочного признака при формообразовании профилированных заготовок следует принять величину наибольшего отклонения контура получаемой заготовки о.т контура детали ( величину пружинения ). Необходимо м условием оптимальности управляющей программ» является монотонное увеличение степени растяжения заготовки, обеспечивающее заданное увеличение угла схода заготовки с поверхности пуансона.

6, Исследовало влияние параметров, характеризующих механические свойства материалов заготовки, условия трения ра выходные параметры процесса. Показано, что увеличение коэффициента трения поводит к увеличений степени неравномерности распределения деформаций по длине заготовки, что увеличивает величину пру,синения. Характеристики материала существенно влияют на выходные параметры. и увеличением степени растяжения влияние статистического разброса характеристик материала асимптотически уменьшается.

7, Разработаны математические модели рг.бочы *про^и яегибочнкл прессов, позволяющие рассчитывать необходимые перемещения рабочих органов прессов по траекториям движения концов заготовки с учетов технологических возможностей оборудования.

В.' Разработана .система автоматизированного проектирования и синтеза управляющих программ формообразования профилей на гибоч-но-растяжных станках с числовым программным управлении ( САПР и СУП ФП ). Система построена на основе синтеза тематических мо делей процесса формообразования, геометрии поверхности детали, материала, работы исполнительных органов станка, ("чт-ема по,да.>-я

?т с учетом прукинения заготовки проектировать скорректированную г:0тя*нучо оснастку; проектировать размеры исходной заготовки о переменным по длине сечением профиля; формировать оптимальную УГ1 для г'носчн^-растяжныу прессов типа ИГР с Ч1|У. Проведена эксперимент« г,чая проверка САПР и С'УП Ф11 в пг^-изводственных условиях, пи'-трма внедрена и продода^т внедряться, на ряде предприятий ави-ач.н-адои промышленности.

I. Одичг с. г:. .Сидоренко A.A., Лопзсов O.A. Проектирование операций обтяжки профи,'"«й на гибочно-растяжном станке о ЧЛУ на основе компьютерного моделирования // 7е?исы докл. Всесоюзной на-учно-техн. конференции " Информационные технологии и системы. Технологические задачи механики сплошных сред", - Воронеж. -- п. 180.

?. один»' 0.0., Сидоренко A.A., Лопясов O.A. система автоматизированного проектирования технологической операции и синтеза уп-прогр^лм формообразования детапей и» профилей на гибоч-н^-растяжном оборудовании с программным управлением // Тезисы

процессы листовой штамповки". - Москва. - 1998. - с, 02-93. ■i. ''чстпча автоматизированного проектирования технологической '.П'ч^-мия и синтеза упрарляюг.'.их прогряк ? формообразования деталей in / fljtHMr ii. iJ., идоренко A.A., Лопасов С. А. и др. //

!*1г.,це(шг> •>PT?»M»IOPO,>Kr>e ПрОИЗНПД'.П'ЧО. - 1.993. - N 9. - 1!, fi-fi.

л. Сият<»з управляющих программ фг"»мообраеовяния деталей из wr>\, профиля и мног'^лоиннх нннелей на гибоччо-растяжном обору-r'i'4'?'M.,i iipnT-'p.'wviH'M управлением / Одииг (}.ti., Monaco? O.A., ''» .'".Ч? ШЧ'ОВ H.H. Кор'рунин-I И.В., СиДОр°НКО A.A. // Куя!'Л«НО-ШТРЧ-•ni>n«jjir.e произиоД'""Р°. - 1У93 - N 9. - С. 9-12.

ь. опти^'иг'яция параметров управления процессом формообразование дртрд,.и на профил»гибочном оборудовании с 411У / С. П. Олинг ,

м.н., '.'идоренко А.А, Лопасов С.«., Корпунииа H.H. // Куз-ч'.'чпо-ртпмповоччо" производство. - - и ь, - и. v>.«•»,

Ь. Сиг./ емко A.A. Система атлпматизированнт ■> протри! "«'яння и оинт''°п управляющих программ обтяжки профилей in iipc'rtcax с ЧМУ. vt об Сфигу|а>№ЧОЙ регистрации Пр«гр«цп<11 для НИМ

I! Si^K-'A 1 'гЧ-. - 11 .1)5. кпл.

С1Ш00К ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

докл. Всесоюзной научно-техн. конференции "Эффективные технологи-

ЛР N 0804019 ОТ 18.Ой.92 Подписано в печать ?9.05.9б., Уч.ивд.л.1,0 Тираж 85 экв. Эак, N {<]& , Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московской просп.,14 Участок оперативной полиграфии Воронежского государственного технического университета