Diseño de matrices de flexión de cuello de cuello de cisne y análisis de intensidad

  Con la amplia aplicación de la matriz de flexión de cuello de cisne en el campo del estampado, el costo de fabricación de las piezas curvadas se reduce considerablemente. Al mismo tiempo, el problema de daños por moho que se produce durante el uso del cuello de cisneLa matriz de doblado se ha convertido en un problema de inercia común en el taller de producción, y el daño es causado por un diseño de resistencia del molde insuficiente y una estructura de diseño de molde no razonable.

  1. Análisis de proceso de piezas.

  Tomando como ejemplo la columna lateral del vagón de mercancías ferroviario, se describen detalladamente el proceso de diseño y el análisis de la fuerza del troquel de flexión de cuello de ganso. La Figura 1 muestra la sección transversal de la columna lateral del vagón de ferrocarril de exportación. losEl grosor es de 12mm. El material es Q450NQR1. El acero de alta resistencia y resistente a la corrosión para vagones de ferrocarril tiene una longitud de 2530 mm. El flujo del proceso es: granallado, pintura → corte → corte → nivelación → doblado → almacenamiento.

  Como se muestra en la Fig. 2, el proceso de doblado se divide en 4 pasos. Durante el proceso de plegado del paso 4, el modo de flexión de cuello de cisne juega un papel. Por lo tanto, en el proceso de diseño de la matriz de flexión de cuello de cisne, el diseño de parámetros de laLa matriz de flexión de cuello de cisne se realiza principalmente de acuerdo con el paso 4.

2. Cálculo de la fuerza de flexión.

  P —— fuerza de flexión total, N

  B —— ancho de la curva, mm

  δ —— grosor del material, mm

  σb —— resistencia a la tracción, MPa

  R —— radio de curvatura interior, mm

  La fuerza de doblado requerida para el cálculo de la pieza es 5930 kN, lo que significa que la matriz de doblado debe soportar 5930 kN de presión de la máquina dobladora.

Figura 1 —— Sección de la columna lateral

  3. Principio de diseño de moldes

  Como se muestra en el paso 4 de doblado en la Fig. 2, si no hay una parte de estructura de cuello de cisne, la pieza interferirá con el modo de doblado durante el proceso de doblado, terminando así el doblado y haciendo que la pieza no pueda serformado. El principio de diseño del molde de cuello de cisne es utilizar la parte de cuello de cisne del molde para evitar el método de diseño de molde en el que la pieza de trabajo interfiere con el molde durante el proceso de conformado.

Figura 2: diagrama de pasos de flexión de la columna lateral

  4. Determinación de los parámetros básicos del molde.

  Como se muestra en la Fig. 3, un diagrama esquemático de una matriz de flexión de cuello de cisne, en el que el tamaño excéntrico L del cuello de cisne y la dimensión de la anchura t del cuello de cisne son los parámetros clave que afectan la resistencia de la matriz. Con el fin de cumplir con ellas necesidades de las partes conformadas, el diseño inicial del ancho del cuello de ganso es de 50 mm, y la excentricidad del cuello de ganso L debe ser (t / 2 + 2.5) mm, donde t es la dimensión del ancho de la sección del molde más alejada del centro de la presión, es decir t = 50mm.

Figura 3 — Diagrama esquemático de la sección A-A: análisis del estado de tensión

  5. Análisis de intensidad.

  Se lleva a cabo el análisis de la resistencia de la porción de cuello de cisne del molde. Además de la presión de la máquina dobladora, el molde está sujeto al momento de flexión causado por la presión en la parte de cuello de ganso. Selecciona elsección A-A del cuello de cisne para el análisis de la resistencia, y realice el cálculo de la ecuación de la columna: el análisis de la resistencia de la parte del cuello de cisne del molde, además de la presión de la máquina dobladora, el molde también está sujeto aPresión en la parte de cuello de cisne. El momento de flexión. Como se muestra en la Fig. 4, el análisis del estado de tensión A-A de la sección peligrosa de cuello de cisne muestra que el ancho de la sección es t, la distancia vertical entre el centro de presión della máquina dobladora y el centroide de la sección A-A es L, y la presión proporcionada por la máquina dobladora al troquel doblador es F, la fuerza F0 de la reacción de la pieza de trabajo al troquel doblado, el momento de flexión de la sección es M, yExiste la posibilidad de rotura en el punto B de la sección. Después del análisis, se dibuja un diagrama simplificado del estado de fuerza de la sección que se muestra en la Fig. 4 A-A.

Figura 4 —— Condición de tensión de sección A-A

  σ1 —— tensión generada por la fuerza externa F0

  σ2 —— la tensión generada por el momento de flexión

En la ecuación (5), W es el coeficiente de la sección de flexión. Dado que la sección A-A es un rectángulo de altura t y longitud h, entonces, w = t2h / 6.

  De la fórmula (2), M = F0 × L, y sustituya W y M en la fórmula:

  t —— el grosor de la sección A, mm

  L: la distancia vertical entre el centro de presión de la máquina dobladora y el centroide de la sección A, mm

  h —— la longitud del troquel doblado, mm

  Sustituyendo los valores σ1 y σ2 en la ecuación (3) se obtiene σ3 como:

  σ3: la suma del momento de flexión y la tensión generada por M y la fuerza externa F0

  F1 —— Tensión máxima que puede resistir la peligrosa sección A-A del molde

  δs —— el límite elástico del material de modo de flexión

  Sustituyendo el resultado σ3 de la fórmula (7) en la fórmula (8) para obtener F1

  En la fórmula (9), α es el factor de seguridad, generalmente tomando el valor de 1.1 a 1.2. En este cálculo, se toma α = 1.15, y los valores de α y F1 se sustituyen en la fórmula (9):

  δs = 450MPa, h = 2530mm, t = 50mm, L = 27.5mm, sustituido en la fórmula (10), el valor F2 es 1553t, lo que significa que la sección A-A diseñada con una gran fuerza de flexión puede soportar una tensión de 1553t. El valor es mucho mayor que la fuerza de flexión.de la conformación de la pieza, que puede cumplir los requisitos de conformación de la pieza.

6. Optimización estructural.

  De acuerdo con los resultados de los cálculos anteriores, el esfuerzo de la sección peligrosa A-A es 15530kN, que es mucho mayor que la fuerza de flexión de la pieza de trabajo que forma 5930kN, que puede cumplir los requisitos de moldeo de la pieza.

  Sin embargo, para reducir aún más la intensidad de trabajo del operador y reducir el costo de fabricación del molde, es necesario optimizar el diseño del molde para que pueda satisfacer la realización del producto, reducir la

  Intensidad laboral del operario, y reducir el coste de fabricación del molde.

  De acuerdo con la fórmula (10), la tensión experimentada por la sección peligrosa A-A está relacionada con la resistencia elástica σs del material del molde, el grosor t de la sección A, la longitud h del modo de flexión y la distancia vertical Lentre el centro de presión de la máquina dobladora y el centroide de la sección A. Dado que el material del molde generalmente no se cambia, es decir, σs es un valor fijo; La longitud de la pieza es de 2530 mm, que también es un valor fijo L =t / 2 + 2.5; de modo que la variable en la fórmula es solo t, y el valor de t se optimiza gradualmente:

  Recalcular cambiando el valor de t de 50 a 30:

  Vuelva a calcular el valor de t de 30 a 25 para el recálculo:

  Recalcular cambiando el valor de t de 25 a 20:

  De acuerdo con los resultados de los cálculos anteriores, se puede ver que F32 es más pequeña que la fuerza de flexión máxima de la pieza que se forma, F12 y F22 son más grandes que la fuerza de flexión máxima de la pieza que forma, pero el moldeEl costo de fabricación es bajo, lo que es conveniente para el operador instalar y desarmar el molde, por lo que finalmente se determinó que la sección peligrosa A-A del molde tenía un ancho de 25 mm. El espesor de la parte de trabajo de laLa parte restante del molde está diseñada según 25mm. La curva del cuello de cisne está excesivamente curvada para evitar la concentración de estrés local. El tamaño de la interfaz del molde y el equipo se puede diseñar de acuerdo con la sujeciónMecanismo del equipo.

  7. Verificación del efecto

  La práctica ha demostrado que el molde puede soportar el estado de tensión de la parte doblada, y su rigidez y resistencia pueden satisfacer las necesidades reales de producción. Con el fin de adaptarse a la melodía principal de hoy en día de alta eficiencia, bajo costo, ritmo rápidotaller de fabricación de piezas, diseño de moldes como fuente de costo de entrada es un componente importante del costo de las piezas. La fórmula y el proceso de cálculo se pueden promover y aplicar en el proceso de diseño del molde de cuello de cisne.

  8. Conclusión

  La sección peligrosa de la matriz de flexión de cuello de cisne es la más alejada del centro de la presión. Bajo la condición de cierto material de molde y estructura del molde, la resistencia de la sección peligrosa es proporcional al espesorDimensión de la sección peligrosa.