Файл: Степнов И.Е. Конструирование форм для стеклянных изделий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 1
величина напряжений на внутренних стенках сферических матриц оказывается несколько меньше, чем в плоских и цилиндрических матрицах. Определение напряжений в сферических пуансонах мо жет быть выполнено по приведенным выше общим формулам.
7. Расчет прессового кольца
Постановка задачи. Круглое кольцо оперто по кольцевой пло щади ds—dz и нагружено сосредоточенными нагрузками р, прило женными по окружности Dx в четырех точках на равных расстоя ниях друг от друга, а также равно мерно распределенной нагрузкой по кольцевой поверхности dz — di (рис.
55). Величина нагрузки определяется из условия Ap^KFp, где К —коэффи циент, гарантирующий жесткий кон-
Рис. 55. Схема нагрузок |
Рис. 56. Схема к расчету угла пово |
на круглое прессовое |
рота прессового кольца |
кольцо |
|
такт с матрицей по кольцевой поверхности е?з — dz (берется в пре делах 0,5—1,5), F — кольцевая поверхность, находящаяся под дей ствием давления стекломассы р. При прессовании изделий р изме няется от 0,4 до 1 МПа (от 4 до 10 кгс/см2).
Под действием давления стекломассы кольцо испытывает осе симметричную деформацию — поворот сечений на некоторый угол и перемещения в плоскостях поперечных сечений.
Угол поворота прессового кольца |
(рис. 56) равен |
|
Ф _ |
Гор _ Г0 [atP2~ а\р\) |
|
Ф _ |
Е1Х ~ |
ЕІХ |
Общее осевое усилие |
Q = 2л ßjpx —- 2л а2р2. |
|
Момент в сечении кольца М — — а\р2+ а\ р2= — С, |
||
|
|
2 я |
где С= а2—Оі — разность радиусов опорных окружностей.
5* |
115 |
Подставив значение момента в формулу угла поворота, получим
raQC
Ф = 2пЕІх
Вертикальное перемещение точек приложения силы равно
б = фС : TpQC2
2зіЕІх
Для кольца прямоугольного сечения момент инерции составит
Іх = \ сДф2 |
bh? |
|
12 |
||
|
||
В этом случае осадка равна |
|
6r0QC
nEbh3
Напряжения равны о?
6QC nbh3
Наибольшие напряжения при « /= + — :
3QC_
^max І nb№
Общее перемещение можно определить по формуле Мора для сложной деформации:
1=л
|
м хм°х |
МуМу |
Г MZM°Z |
|
|
0 = |
E l y |
+ J |
dx, |
|
G I X |
E I Z |
||
|
2і=1 |
|
h |
|
где |
Mx — крутящий момент; |
|
|
|
|
My — изгибающий момент относительно оси у; |
|||
|
Mz.— изгибающий момент относительно оси 2 ; |
|||
М°у, |
M°z — соответствующие моменты от единичных нагрузок. |
Приведенная формула применима для любого случая нагру жения.
Под действием усилия прессования р и реакций опор кольцо будет деформироваться: С уменьшением размера С величина мо мента в сечении, а следовательно, и деформация сечений будут уменьшаться до нуля при С= 0.
Температурные деформации будут иметь противоположное на правление (изгиб кольца выпуклостью вниз).
Геометрические размеры и физико-механические свойства кольца оказывают существенное влияние на качество изделий и стойкость деталей пресс-форм — колец, пуансонов.
Упрощенный расчет кольца. Рассмотрим кольцо, опирающееся на две и три опоры. Изгибающий момент в произвольном сечении
qr2а 2
2
116
При а — п : 2 (две опоры)
qr2я 2
М шах
2-4 8
Условие прочности а = Мтах : Момент сопротивления w = bh2: 6.
Задаваясь шириной кольца b и допускаемым напряжением [а], определяем необходимую высоту кольца:
h =
или, подставляя значения МтйХ, получим
/і = 0,87яг]/р/& [о]; |
|
|
h — 2,72r Vp/b [а]. |
|
|
При a = jt:3 (три опоры) |
|
|
* = 0 , 7 я г | / - ^ - = 2 , 2 2 |
_Р__ |
|
6 [а] • |
||
|
Нормальные напряжения в опасных сечениях при двух опорах
будут на 20% |
больше, чем при трех. |
(5 кгс/см2) |
|
Определим |
значения h при Ь = 30 мм, р = 0,5МПа |
||
и р= 1 |
МПа |
(10 кгс/см2), [о]= 80 МПа (800 кгс/см2) |
число опор |
п = 2, г |
=50ч-200 мм. |
|
Определим толщину в зависимости от среднего диаметра:
h — 1,35D 1/ |
— — = 1,35 1 / |
— D = 6,15-10_2D и /t = 8,8-10_2D. |
|
V |
fo[CT] |
V |
3-800 |
Деформацию-прогиб всего кольца определяют, рассматривая его как балку с прямой осью длиной г0 по формуле
РР
|
|
|
f |
ѢЕі' |
|
|
|
|
|
|
|
||
При / = ,-о=1500 |
мм; |
£ = 0,8-1011 |
Па (0,8-ІО6 кгс/см2), р = |
|||
= 0,5 МПа |
|
|
|
З-З3 |
|
|
/ |
_ |
b h 3 |
|
6,8 |
СМ4, |
|
|
|
12 |
|
12 |
||
|
~ |
|
|
|
||
5-15* |
5-225-225 |
0,58-10~2 см = 0,058 мм. |
||||
8-0,8-106-6,8 |
|
43,5-10е |
||||
|
|
|
Пригодность кольца из условий жесткости устанавливают из зависимости
Допустимый прогиб [/] зависит от формы, размеров и толщины стенок изделия. Для тонкостенных изделий следует брать меньшие значения f, чем для толстостенных. Рекомендуется брать значения f ^0,050 мм.
117
Глава VI
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРЕСС-ФОРМ
1. Основные положения по конструированию пресс-форм
Изложенные выше общие принципы конструирования форм остаются неизменными и при конструировании пресс-форм. Здесь возникает лишь необходимость их конкретизации применительно к выработке изделий способом прессования.
Практика эксплуатации пресс-форм свидетельствует о большом количестве дефектов, которые могут возникнуть при прессовании изделий.
Типичными являются следующие дефекты:
несоответствие температурных полей деталей пресс-форм усло виям охлаждения стеклянного изделия;
недопустима большая неравномерность температурных полей по формующим поверхностям деталей пресс-форм;
коробление деталей пресс-форм более допустимого для нор мальной эксплуатации;
нарушение нормальных сопряжений деталей пресс-форм при их нагреве;
отклонение размеров изделий от предусмотренных чертежом; недопрессовка, сколы и посечки изделий; кованость и матовость поверхности изделия; окалина на поверхности изделий.
Перечисленные дефекты выявляются непосредственно при опро бовании пресс-форм. В ряде случаев дефекты пресс-форм обнару живаются после непродолжительной эксплуатации из-за интенсив ной коррозии, выкрашивания металла по острым кромкам, возник новения задиров по сопрягаемым рабочим поверхностям и износа формующих поверхностей.
Таким образом, основной задачей при проектировании форм является определение комплекса конструктивных параметров, обес печивающих лучшие технико-экономические показатели при изго товлении и эксплуатации пресс-форм.
Анализ конструкций пресс-форм, условия их эксплуатации и теоретические обоснования процесса прессования указывают основ ные пути разработки оптимальных конструкций. Важнейшие из них:
установление рациональной формы и размеров формующей по лости, обеспечивающей нормальное течение стекломассы при ее за полнении;
определение толщин стенок деталей пресс-форм, наиболее целе сообразных по условиям их эксплуатации;
обеспечение точного взаимодействия всех рабочих частей прессформы;
изыскание оптимальных по свойствам материалов для изготов ления деталей пресс-форм;
U 8 |
" - |
обоснованный выбор конструкции каждой из деталей, входящей в комплект пресс-формы;
выявление наиболее технически и экономически обоснованных значений припусков на износ и допусков на изготовление.
Основные общие требования к пресс-формам, которые необхо димо отражать при проектировании пресс-форм в чертежах и тех нических условиях, сводятся к следующим.
1. Наружные поверхности деталей пресс-формы, не подвергаю щиеся после заготовительных операций дальнейшей обработке на металлорежущих станках, должны быть очищены от формовочной земли, пригара, иметь чистую ровную поверхность. Литники, за ливы, заусенцы удаляют заподлицо с основной поверхностью де тали.
2.Поверхности деталей формы, контактирующие с другими по верхностями, должны иметь шероховатость V6—Ѵ7 по ГОСТ
2789—59.
3.Стеклоформующие поверхности деталей прессовых форм от шлифовывают и отполировывают до удаления следов обработки резцом и получения блестящей поверхности с чистотой не ниже Ѵ8 по ГОСТ 2789—59.
4.Качество полировки должно соответствовать утвержденным эталонам на чистоту обработки поверхности.
5.Раковины, трещины, забоины, заусенцы и прочие дефекты на рабочих поверхностях не допускаются.
Острые ребра при отсутствии указаний на чертеже должны быть притуплены радиусом 0,5 мм.
6.Основные детали пресс-форм — матрицы, пуансоны и кольца изготовляются из заготовок материалов тех марок, которые ука заны в чертежах.
7. Материал заготовок деталей пресс-форм — матриц, пуансонов и колец — должен иметь равномерную плотность и мелкозерни стое однородное строение, особенно рабочие поверхности матриц и пуансонов. Заготовки из чугуна изготовляют методами, обеспечи вающими стабильность физико-механических и теплофизических свойств.
8.Материал пресс-форм должен иметь твердость НВ от 160 до 200, хорошую обрабатываемость и полируемость. Большие значения твердости допускаются лишь при механизированной обработке ре жущим инструментом.
9.Вспомогательные детали пресс-форм изготавливаются из ма шиноподелочных сталей по ГОСТ 380—71 и ГОСТ 1050—60. При
этом эксцентриковые ключи и оси шарниров (шпильки) изготов ляют из сталей 40, 45, Ст. 4, Ст. 5, а ручки — из сталей марок Ст. 2,
Ст. 3, 10, 20.
10. Конструкция и размеры формы должны обеспечивать полу чение стеклянных изделий в соответствии с чертежом и техниче скими условиями и полностью удовлетворять предъявляемым к ним требованиям по условиям эксплуатации.
119