5.2. Иіп қалыптау

Иію арқылы негізінен былғары бұйымдарын сфералық, цилиндрлі және конусты формаларды пайдалана отырып қалыптайды. Аса сапалы қалыптау үшін, арнайы пресс-формаларды де қолданады. Жайпақ материалдан кеңістік форманы тиісті формалы пішімі бөлшектер көмегімен алуға болады. Мысалы радиусы «r» болатын жарты сфералық бетті /5.1 а-сурет/ қатпарсыз былғары немесе матамен қаптау керек болсын. Материалдан радиусы

болатын дөңгелек қиып алып, оны сфералы формаға орналастырғанда, негізі бар сына тәрізді бөліктерін алып тастау жолымен, дөңгелек ауданын кемітпей /5.1 в сурет/ жарты сфераны қаптау кезінде материалды ерекше дефор­мациялайтын күш түсірмей, тегіс бет алу мүмкін емес. 5.1 суретінен көрініп тұр­ғандай, , бол­ған­дықтан, болады.

Қалыптаудың мұндай тәсілі кезінде, тілімдердің шеттерін жарты сфера бетіне июден кейін, бекітіп қою керек. Бұл тәсіл аяқкиім өнеркәсібінде пайдаланылады. Мысалы аяқкиім үстінің дайында-масының өкше бөлігін дөңес формалы ету үшін, оның артқы сызығы /тігіс сызығы/ қалып жазбасының контуры бойынша орындалады. Аяқкиімнің кейбір үлгілерінде дайындаманың тұмсық бөлігін де осылайша өңдейді, оның қалыптау кезіндегі артық бөліктерін алып тастайды. Бұл кезде, тұмсық екі жарты бөлшектерден тігіледі.

Аяқкиім және былғары галантерея бұйымдар бөлшектерін қалып­тау тек қана күрделі кеңістікті форма алу үшін емес, сонымен қатар материалдың қасиетін созылу мен сығылу арқылы өзгерту үшін де қолданылады. Сондықтан иіп қалыптауды таза күйінде ешқашан қолданбайды.

5.3. Созып қалыптау

Жайпақ материалға сфераны немесе соған ұқсас форманы бір немесе екі өсті созу арқылы беруге болады. Созылу кезіндегі деформацияның күші тәуелділігінің формуласы екені белгілі.

Былғарының созылу қабілетін пайыз мөлшердегі салыстырмалы керілу көрсеткіші арқылы сипатталады.

Зерттеулер былғарымен матаның және олардың жүйелерінің созылу қисығы парабола тәрізді өрнегімен өрнектелетінін көрсетті.

Мұндағы А - созылу коэфициенті, пайыз; Q - күш, Н.

Материал жүйелерінің созылу коэффициентін келесі теңдеулермен анықтайды:

Параллель байланыстыру кезінде /5, 2 а-сурет/

;

бір ізді байланыстыру кезінде /5.2 б сурет/

,

мұндағы А₁, А₂ - әр материалдың ұзару коэфициенті, пайыз Н;

П₁, П₂ - әр материалдың созылу қисығының дәреже көрсеткіштері.

К =l₂ / l₁ мұндағы l_1, l₂ - зерттелетін материал үлгілерінің ұзындығы.

Материалды өн бойымен созғанда, ол көлденең бағытында қысқарады. Тор көзді материалдардың көлденең қысқаруы тор көзді материалдадікінен жоғары. Пуассон коэффициенті 0.5-тен жоғары болмайды. Сол жағдайда былғары мен матаның көлденең қысқару коэфициенті, яғни көлденең қысқарудың салыстырмалы ұзаруға қатынасы 0,4-тен 1,58 шамада ауытқиды.

Қалыптау кезіндегі бөл­шектердің деформациясын тәжірибелік есептеу үшін деп саналады. Де­фор­мацияны әсіресе матадан және жасанды былғарыдан жасалған бөлшектердің де­формациясын дәл есептеу үшін, көлденең қысқару коэффициентін әр жағдай үшін бөлек орнату керек.

Былғары мен матаның бір өсті созылу кезіндегі көлденең бағытта қысқару қабілетінің күрделі формасын алу үшін маңызы зор. Мысалы радиусы жайпақ шеңберді жарты сфераның ортасына орналастырып, оны радиалды бағытта созсақ және материалдың көлденең қысқару нәтижесінде иісек теп-тегіс бет аламыз.

Жайпақ шеңбер периметрі мен жарты сфера табанының периметрінің айырмасы болады, ал және болғандықтан

Материалдың салыстырмалы қысқаруы ; ал және кезінде) болғандықтан

Демек, жарты сфералы бет алу үшін, материал радиал бағытта 22 пайызға дейін деформациялау қажет, бұл оның периметрі бойынша осындай қысқару береді.

Егер, жайпақ тұмсық ауданы және қалыптың тұмсық бөлігінің ауданы арасындағы айырмашылықты жойса, аяқкиім үстінің дайындамасын ұлтарақ қырында қатпарсыз қалыптауға болады /5.3 сурет/. 5.3 суреттен қалыптау кезінде қатпарлар пайда болмас үшін, жұлықтың ұлтарақ бөлігінде көп материал алып тастау қажет екені көрініп тұр.

Қажетті созылу /қысқару/ шамасы беттің формасына байланысты және келесі жолмен анықталады. Қалыптың орташа көшірмесі бойынша, керме жие­гіне әдіп қалдырмай, жайпақ тұмсықтың нұсқасын тұрғызады да, сыртқы сызықтың ұзындығын анықтайды.

Тұм­сық нұсқасының тең бөлігі қатпарсыз бүйір қырын алуға қажетті артық бөлік болып табылады, оны алып тастау қажет. Бұл ш маны қалып қабырғасының ұзындығын немесе ұлтарақтың тұмсық бөлігінің контурының ұзындығын өлшеу арқылы анықтауға болады. Пайызбен өрнектелген және жайпақ тұмсық ұзындығына қатысты айырмасын тұмсықты отырғызу коэффициенті деп атайды:

Әртүрлі аяқкиімдер үшін, отырғызу коэффициентінің мәні әртүрлі: жайпақ және тар тұмсығы бар әйелдер аяқкиімі үшін - 16 пайыз; үсті юфттен жасалған етіктер үшін 32 - пайыз, күнделікті киетін аяқкиім үшін - 22-26 пайыз. Сондықтан да, әйелдер аяқкиімінің тұмсығын, юфть етігінікіне қарағанда қалыптау оңай.

Егер аяқкиім тұмсығын керу кемпірауызбен орындалса, онда материалды өзінің контурына нормаль бағытта отырғызу коэффициентіне тең шамаға дейін созу керек, себебі былғары мен мата үшін, көлденең қысқару коэффициенті . Бірақ қалыптау кезінде қандай да бір беріктік қоры болу қажет, сондықтан аяқкиім материалын жырту кезіндегі созылу, керу кезіндегі созылудан 1.5-2 есе үлкен болуы керек.

Екі өсті созылу кезінде материалдарды зерттеу үшін, бірнеше арнайы құралдар даярланып пайдаланылуда. Ең көп тарағаны - материал немесе материал жүйесі сақина тәрізді қысқышпен бекі-тілген құрал. Материал резіңкелі мембрана арқылы әрекет ететін сұйық көмегімен жарты сфера тәрізді пуансонмен немесе шарикті подшипниктері бар стақан тәрізді пуансонмен керіледі. Екі өсті созылу кезіндегі материалдың деформациялану механизмі бір өсті созылу кезіндегіден өзгеше болғандықтан, жырту кезіндегі материалдың күшінің және созылуының көрсеткіштері де әртүрлі болады. Материалдың жайпақ үлгісін екі өсті созу кезінде оның өлшемі барлық бағыттарда да артады.

Деформацияны дөңгелек ортасы арқылы өтетін және жарты сферада меридиан бағыттарын құрайтын сәуле бойынша және үлгіде бірдей аралықтағы центрлес дөңгелек түрінде сызылатын параллельдер бойынша өлшейді /5.4 сурет/

Сонымен қатар, деформациядан басқа материал ауданының салыстырмалы артуын анықтайды.

Пуансон және дөңгелек /5.5 сурет/ диаметрлері тең кезінде, пуансонның көтерілу биіктігі /бүгілу Н/ және меридионал бағытындағы материалдың ұзаруы Е_Ж аралығында тәуелділік бар:

Н = К_П болғанда, пайыз, яғни жарты сфера алу үшін, материал меридионал бағытта 57 пайызға деформациялануы керек.

Параллельдер бойынша ұзару жарты сфера бетіндегі материал бөлігінің ортасына қатысты жағдайына байланысты. Бұл тәуелділік мына теңдеумен өрнектеледі:

,

мұндағы - тік өсінен есептелетін параллель енін сипаттайтын бұрыш.

Параллель бойынша материалдың созылуының шамасы және = болғандағы жарты сфера төбесінде үлкен болады, ал немесе 90⁰ болғандағы қысқыш алдында оның шамасы кіші болады. Бұл материалдағы күштің таралуының күрделілігін көрсетеді.

Жарты сферада материалды қалыптау кезіндегі қарастырылып отырған элементтің күрделі күшті күйін анықтау мәселесін Жаров. А.Н. келесі жолмен шешті. Екі өзара перпендикуляр бағыттардағы деформациялар арасында /меридиан мен параллельдер тәуелділік орнатылды /5.6 сурет/

мұндағы - параллель бағыттағы элемент деформациясы

;

- меридиан бағытындағы элемент деформациясы

;

Бұл теңдеу күштер мен деформациялар арасындағы байланысты орнатпайды. Ол үшін меридиан және паралелльдер бағытындағы созу күштерінің қатынасы қарастырылған және қалыпталынған бөлшектің тепе-теңдігін анықтайтын теңдеу шығарылған:

мұндағы q мен р - тиісінше меридиан мен параллельдер бағытында әрекеттесетін созу күшінің қарқындылығы,

f - қалыптанатын бөлшектің жарты сфераға үйкелу коэффициенті.

5.2 өрнегінен q және Р күштерінің қатынасы бұрышына, яғни қарастырылатын элемент жағдайына және f коэффициентіне байланысты екені көрініп тұр.

5.1 және 5.2 өрнектері осьтер бойынша симметриялы жүктелу жағдайында жарты сферада әртүрлі тәсілдермен қалыптанатын әртүрлі материалдардың күрделі күшті күйін анықтайды.

Аудандардың пайыздағы салыстырмалы артуы:

мұндағы F - құрал тесігінің ауданына тең материалдың бастапқы ауданы;

материалдың ауданының артуы;

F₁ - созылған материалдың ауданы;

Пуансонның көтерілу биіктігі мен созылған материал ауданы арасында мынадай тәуелділік бар:

Құрал тесігінің бастапқы ауданы F = ПР олай болса

Шарикті подшипниктері бар стақан түрінде орындалған пуансоны бар құралдарымен, зерттеу кезінде /5.7 сурет/ жайпақ материалдың орталық бөлігінде нормаль құраушы күштердің және теңдігімен сипатталатын симметриялы екі өсті күшті күй түзіледі. Материалдың бұл бөлігінде барлық бағыттағы деформациялар тең, бұл жарты сфера немесе мембрана түріндегі пуансоны бар престерде зерттеу кезінде байқалмайды.

Бір өсті созылу кезіндегі ұзаруға қарағанда, бетте жарық пайда болған кездегі ұзару сфералы пуансонмен материалды екі өсті созылуда меридионал бағытта күйреу кезіндегі ұзару 1.4 есе, ал мембранамен созған кездегі ұзару 1.6 -2.2 есе кіші болады. Бір өсті созылу кезінде, аяқ киім үстіне арналған былғарының әр бөліктерінің ұзаруы әртүрлі болады, басқа бөліктеріне қарағанда, жонарқа бөлігінде ол кіші болады. Екі өсті созылу кезінде былғарының барлық бөліктерінің ұзаруы бір-біріне жақын.

Екі өсті, талшықтардың жылжуы және құрылымның тығыздалуы салдарынан, материал қалыңдығы кемиді. Онымен қоса үлгі ауданы оның қалыңдығының кішірею мен салыстырғанда, 2.5 есеге жуық артады. Бұл құрылымның сиретілгенін және үлгі көлемінің өскенін көрсетеді. Материалдың созылуы кезінде толық салыстырмалы деформация Е күшті алып тастағаннан кейін жойылатын шартты серпімді деформациядан Е_с және күшті алып тастағаннан кейін қалатын шартты қалдық деформациясынан Е_қ тұрады, яғни Е = Е_с+Е_қ.

Егер, былғары үлгісін Е_А-ға дейін және б_А күшіне дейін деформациялап, кейін күшті алып тастасақ, АВ қисығы АО қисығынан төмен өтеді /5.8 а-сурет/. Күшті толық алып тастағаннан кейінгі қалдық деформация ОВ кесіндісімен көрсетіледі. Серпімді әсер етуден сол, қалдық деформация ОВ шамасына дейін кемиді

5.8. сур. Былғарыларды созу кезіндегі салыстырма деформациялардың диаграммалары:

а- ұстап тұрмағанда; б- ұстап тұрғанда.

Егер, қалыптау кезінде материалға б_С б_А күштерін және Е_с Е_А салыстырмалы деформациясын берсе, СД күшті алып тастау қисығы СО қисығынан төмен өтеді де, қалдық деформация үлкен болады. Ұстап тұрудан кейін, материалдың қалдық деформациясы да кемиді және ОЛ кесіндісімен сипатталады. Осы кезде қалдық деформацияның кемуі б_А күші кезінде салыстырмалы кемумен салыстырғанда кіші болады.

Қалыптағаннан кейін, аяқкиім үстінің дайындамасы дефор­мацияланған күйінде қалыпта ұсталынып тұрады, сондықтан ұстап тұрып қалыптаудың диаграммасы ОАВСС қисығымен көрсетіледі /5.8б-сурет/. Материал деформацияланғаннан кейін /ОА қисығы/ күштің релаксациясы /АВ түзуі/ жүреді. ВС қисығы аяқкиімді қалыптан шешкеннен кейінгі материалдың серпімділігінен деформацияның кемуін көрсетеді. Бұл жағдайда шартты қалдық деформациясы үлкен болады /ОС кесіндісі/ қалыпта ұстап тұрғаннан кейін ол ОС-ге дейін кемиді.

Демек, қалдық деформациясына ұзарудан басқа, ұстап тұру уақыты да әсер етеді. ұстап тұру уақытының артуымен шартты қалдық деформация жоғары иілімді деформацияның кемуі салдарынан үлкен болады, бұл материалдың қалдық тұрақтылығына дұрыс ықпал жа­сайды.

Материалдың ылғалдылығы өскен сайын бір күшті қайта-қайта бергенде ол үлкенірек деформацияланады. Аяқ киім үстінің дайындамасын ұстап тұрып қалыптау үрдісі 5.8 б-суретінде ОД қисығымен көрсетілген. Диаграммадан көрініп тұрғандай мұндай қалыптау ең үлкен қалдық деформациясымен қатар жүреді. Сонымен қатар, материалдың ылғалдылығының артуымен, күш релаксациясы өте қарқынды жүреді. Уақыт өте күштің кему жылдамдығы біртіндеп түседі.

Ылғалдығы 14 пайыз болатын хроммен иленген бұзау былғарысын 15 пайызға созу кезінде және созылған күйінде 30 секунд ұстап тұру кезінде, күшті алып тастаудан кейінгі, серпімділік дәрежесі жалпы ұзарудың 90 пайызын құрайды, ал созылу дәрежесі 20 пайыз болады. Ылғалдылығы 24 пайыз кезінде және созылған күйінде 24 сағат бойы ұстап тұру кезіндегі /яғни үлгіні толық кептіру кезіндегі/ серпімділік дәрежесі 15 пайыз құрайды, ал созымдылық дәрежесі - 85 пайыз болады.

Ю.П. Зыбиннің зерттеулері әртүрлі шамаға алдын ала созылған, созылымдылығы бірдей былғары тілімдері әртүрлі созылу қисықтарын беретінін көрсетті. Тілім алдын-ала неғұрлым жақсы созылса, жырту кезіндегі оның ұзаруы соғұрлым кіші болады. Жалпы ұзару Еж, яғни тілімді алдын ала созу кезіндегі алынған қалдық ұзарудың Е_Қ және деформацияланған тілімді жырту кезіндегі Е_жұлу жырту ұзарудың кез келген алдын ала деформациялау кезінде шамамен бірдей және алдын-ала созылмаған тілімнің ұзаруына тең /5.9 сурет/. Диаграмманың штрихталған облысы алдын-ала созылудан кейінгі былғарының қалдық ұзаруын сипаттайды.

Бұдан мынадай қорытынды жасауға болады аяқкиім үстінің дайындамасын және был­ғары галантерея бұйым­дарын қалыптау кезінде, материалдың сапасын тү­сірмей және тігістерді бұзбай, оны максимальды дефор-мациялау қажет.

Демек, аяқкиім үсті­нің дайындамасын нақты бір форма беру үшін ғана емес, сонымен қатар оның қалып тұрақтылығын ор­нату үшін қалыптайды.

Аяқкиім үстінің дйындамасын қалыптау кезінде бір ізді, параллельды және параллель-бір ізді тәсілдерді және түрлі атқарушы құрал-саймандарды - кемпірауыз, тілік, доңғалақшалар, топсалар, ысырмалы қалыптар, формалар және т.б қолданады.

Аяқкиім үстінің дайындамасын қалыптаудың түрлі тәсілдерін үш әдістің сыртқы, ішкі немесе қайыстырылған - біреуімен қана орындауға болады.

Сыртқы әдіс кезінде күштер сырт жақтан, ішкі әдіс кезінде ішінен, ал қайыстырылған әдіс кезінде - сыртынан да, ішінен де түседі. Осы аталған тәсілдермен қалыптау дайындама түйіндерін және бөлшектерін алдын-ала қалыптау немесе онсыз да орындалады. Дайындама түйіндері мен бөлшектерін алдын-ала қалыптау одан кейін орындалатын операцияларды жеңілдетеді, материалдың дефор­мациясын арттырады, демек бөлшектердің таза ауданын азайтады және аяқкиімнің қалып тұрақтылығын арттырады.

Қалыптардың сыртқы тәсілдерінің ішінде кең тараған түрі керіп-тарту тәсілі бір ізді немесе бір ізді – паралелльді, ал аз тараған түрі - паралелльді.

Керіп-созу тәсілі кезінде қалыптау кемпірауызбен, тілікпен (пластинамен) және доңғалақшалармен орындалады. Дайындамаға қалыптың кеңістік пішіні беріледі, керме жиегі ұлтанға немесе ұлтараққа сым топсалармен немесе желіммен бекітіледі. Паралелльді сыртқы тәсіл (керусіз) кезінде қалыптау тілікпен, топсалармен, баулармен, ішкі тәсіл кезінде - ысырмалы қалыппен, ал қайыс­ты­рылған тәсіл кезінде - керіп тарту машиналарының тілік­терімен және ысырмалы қалыппен орындалады.

Дайындаманың алдыңғы бөлігінің құрылысына және керме жиегінің өңделу сипатына қарай, қалыптаудың түрлі тәсілдері және әр түрлі жабдықтар қолданылады.

Қалыптау тәсіліне керме жиегінің өңделу сипаты елеулі әсер етеді. Керме жиегі бос /қалыптаудың керіп-созу әдісіне арналған аяқкиім үстінің дайындамасы/ немесе деформацияны шектейтін сыздығымен болуы мүмкін. Аяқкиім үстінің көлемдік дайындамасында керме жиегі ұлтарақпен немесе ұлтанмен қосылған. Мұндай дайындама ысырмалы қалыппен қалыптанады.

Аяқкиім үстінің дайындамасының деформациясының шамасы мен сипаты ең бірінші қалыптау тәсіліне, қолданылатын жабдықтармен құралдарға, дайындаманың физика-механикалық қасиеттерінің көрсеткіштеріне оның түрі мен конструкциясына, сонымен қатар қалыптың бүйір бетін жазу ауданымен салыстырғандағы жобалау кезіндегі бөлшектер ауданының кемуіне байланысты болады.