Conception de matrice de cintrage à col de cygne et analyse d'intensité

  Avec l'application étendue de la matrice de pliage à col de cygne dans le domaine de l'estampage, le coût de fabrication des pièces formées incurvées est considérablement réduit. Dans le même temps, le problème des dommages causés par la moisissure lors de l’utilisation du col de cygneLa matrice de pliage est devenue un problème d'inertie courant dans l'atelier de production, et les dommages sont causés par une conception insuffisante de la résistance du moule et une structure de conception de moule déraisonnable.

  1. Analyse de processus de pièces

  En prenant comme exemple la colonne latérale du wagon de fret ferroviaire, le processus de conception et l’analyse de la force de la matrice de pliage en col de cygne sont décrits en détail. La figure 1 montre la coupe transversale de la colonne latérale du wagon d’exportation. lel'épaisseur est de 12mm. Le matériau est Q450NQR1. L'acier à haute résistance et résistant à la corrosion pour wagons de chemin de fer a une longueur de 2530mm. Le processus est le suivant: grenaillage, peinture → découpage → découpage → nivellement → cintrage → stockage.

  Comme le montre la figure 2, le processus de pliage est divisé en 4 étapes. Au cours du processus de pliage de l'étape 4, le mode de pliage du col de cygne joue un rôle. Par conséquent, dans le processus de conception de la filière à plier en col de cygne, la conception des paramètres de laLa filière de pliage en col de cygne est principalement réalisée selon l'étape 4.

  2. Calcul de la force de flexion

  P —— force de flexion totale, N

  B —— largeur de pliage, mm

  δ— épaisseur du matériau, mm

  σb —— résistance à la traction, MPa

  R - rayon de courbure interne, mm

  La force de pliage requise pour le calcul de la pièce est de 5930 kN, ce qui signifie que la matrice de pliage doit résister à une pression de 5930 kN de la part de la plieuse.

Figure 1 —— Section de la colonne latérale

  3. Principe de conception du moule

  Comme le montre l'étape de pliage 4 sur la figure 2, s'il n'y a pas de partie de structure en col de cygne, la pièce à usiner interférera avec le mode de pliage pendant le processus de pliage, mettant ainsi fin à la flexion et rendant la pièce incapable de seformé. Le principe de conception du moule à col de cygne consiste à utiliser la partie du moule à col de cygne pour éviter la méthode de conception du moule dans laquelle la pièce interfère avec le moule pendant le processus de formage.

Figure 2 - Diagramme des étapes de flexion des colonnes latérales

  4. Détermination des paramètres de base du moule

  Comme le montre la figure 3, un schéma de principe d'une matrice de pliage de col de cygne, dans lequel la taille excentrique L du col de cygne et la dimension de largeur t du col de cygne sont les paramètres clés affectant la résistance de la matrice. Afin de rencontrer lela largeur initiale du col de cygne est de 50 mm et l'excentricité du col de cygne L doit être de (t / 2 + 2,5) mm, où t est la dimension en largeur de la section de moule la plus éloignée du centre de la pression, c'est-à-dire t = 50mm.

Figure 3 - Schéma de principe de l'analyse d'état de contrainte de section A-A

  5. Analyse d'intensité

L'analyse de la résistance de la partie en col de cygne du moule est effectuée. En plus de la pression de la machine à cintrer, le moule est soumis au moment de flexion provoqué par la pression dans la partie en col de cygne. Sélectionnez lesection A-A du col de cygne pour l'analyse de la résistance et effectuer le calcul de l'équation de la colonne: analyse de la résistance de la partie col du col de cygne du moule, en plus de la pression de la machine à cintrer, le moule est également soumis àpression dans la partie col de cygne. Le moment de flexion. Comme le montre la figure 4, l'analyse de l'état de contrainte A-A de la section dangereuse du col de cygne montre que la largeur de la section est t, la distance verticale entre le centre de pression dula machine à cintrer et le centre de gravité de la section A-A est L, et la pression fournie par la machine à cintrer à la matrice de pliage est F, la force F0 de la pièce à réagir à la matrice de pliage, le moment de flexion de la section est M, etil y a une possibilité de casse au point B de la section. Après analyse, un diagramme simplifié de l'état de la force de la section montrée à la Fig. 4 A-A est tracé.

Figure 4 —— État de stress de la section A-A

  σ1 —— contrainte générée par la force externe F0

  σ2 - la contrainte générée par le moment de flexion

  Dans l'équation (5), W est le coefficient de section de flexion. Puisque la section A-A est un rectangle de hauteur t et de longueur h, w = t2h / 6.

  A partir de la formule (2), M = F0 × L et substituer W et M à la formule:

  t—— l'épaisseur de la section A, mm

  L - la distance verticale entre le centre de pression de la machine à cintrer et le centre de gravité de la section A, en mm

  h—— la longueur de la matrice de pliage, mm

  En substituant les valeurs σ1 et σ2 à l'équation (3), on obtient σ3 comme suit:

  σ3 - la somme du moment de flexion et de la contrainte générée par M et la force externe F0

  F1 —— Contrainte maximale pouvant être supportée par la section dangereuse A-A du moule

  δs - la limite d'élasticité du matériau en mode de flexion

  Substituer le résultat σ3 de la formule (7) à la formule (8) pour obtenir F1

  Dans la formule (9), α est le facteur de sécurité, généralement compris entre 1,1 et 1,2. Dans ce calcul, on prend α = 1,15 et on remplace les valeurs α et F1 par la formule (9):

  δs = 450MPa, h = 2530 mm, t = 50 mm, L = 27,5 mm, substitué dans la formule (10), la valeur F2 est 1553t, ce qui signifie que la section A-A conçue avec une grande force de flexion peut résister à une contrainte de 1553t. La valeur est beaucoup plus grande que la force de flexionde la mise en forme de la pièce, qui peut répondre aux exigences de mise en forme de la pièce.

  6. Optimisation structurelle

  Selon les résultats du calcul ci-dessus, la contrainte de la section dangereuse A-A est de 15530kN, ce qui est beaucoup plus grande que la force de flexion de la pièce à former 5930kN, ce qui peut répondre aux exigences de moulage de la pièce.

  Cependant, afin de réduire davantage l’intensité du travail de l’opérateur et le coût de fabrication du moule, il est nécessaire d’optimiser la conception du moule afin qu’il puisse satisfaire la réalisation du produit, réduire le

  l'intensité de travail de l'opérateur, et réduire le coût de fabrication du moule.

  Selon la formule (10), la contrainte subie par la section dangereuse A-A est liée à la limite d'élasticité σs du matériau du moule, à l'épaisseur t de la section A, à la longueur h du mode de flexion et à la distance verticale Lentre le centre de pression de la plieuse et le centroïde de la section A. Puisque le matériau du moule n’est généralement pas modifié, c’est-à-dire que σs est une valeur fixe; la longueur de la pièce est de 2530 mm, ce qui est aussi une valeur fixe L =t / 2 + 2,5; la variable de la formule est donc seulement t et la valeur de t est progressivement optimisée:

  Recalculez en modifiant la valeur de t de 50 à 30:

  Recalculez la valeur de t entre 30 et 25 pour recalculer:

  Recalculez en modifiant la valeur de t de 25 à 20:

  D'après les résultats de calcul ci-dessus, on peut voir que F32 est inférieur à la force de flexion maximale de la pièce formant, F12 et F22 sont supérieurs à la force de flexion maximale de la pièce, mais le moulele coût de fabrication est faible, ce qui est pratique pour l’opérateur qui souhaite installer et désassembler le moule. Il a donc été finalement déterminé que la section dangereuse A-A du moule avait une largeur de 25 mm. L’épaisseur de la partie travaillante dula partie restante du moule est conçue selon 25 mm. La courbe du col de cygne est excessivement incurvée pour éviter la concentration de contraintes locales. La taille de l’interface du moule et de l’équipement peut être conçue en fonction du serragemécanisme de l'équipement.

  7. Vérification de l'effet

  La pratique a prouvé que le moule peut résister à l'état de contrainte de la pièce pliée, et que sa rigidité et sa résistance peuvent répondre aux besoins de production réels. Afin de s’adapter à la mélodie principale de la grande efficacité actuelle, à faible coût et au rythme rapideatelier de fabrication de pièces, la conception des moules en tant que coût de revient est un élément important du coût des pièces. La formule et le processus de calcul peuvent être promus et appliqués dans le processus de conception du moule en col de cygne.

  8. Conclusion

  La section dangereuse de la matrice de pliage en col de cygne est la plus éloignée du centre de la pression. Sous la condition de certains matériaux de moule et de la structure du moule, la résistance de la section dangereuse est proportionnelle à l'épaisseurdimension de la section dangereuse.