2 Дәріс. Резеңкемен қалыптау. Резеңкемен қалыптаудың сұлбалары

Резеңкемен қалыптаудың маңыздылығы мынаған келіп тіреледі, яғни қатты қалыпөзгерткіштердің элементтерінің біреуі (матрица немесе пуансон) резеңке жастықпен алмастырылады, ал жұмыс барысында қатты (қалыпөзгерткіш) – беттің металдан дайындалған, осы элементке қойылған.

Резеңке жастықты жоғарғы сапалы сыйымдылықты (емкость) – контейнерге қояды, оны престің сырғағына бекітеді (4 – сурет). Қатты қалыпөзгергіш элемент қалыптаушы плитаның астына орнатылады, престің төменгі плитасына бекітіледі.

Баспақтың жұмыс барысы кезінде қалыптаған плита оған орнатылған қатты қалыпөзгергіш элемент контейнерге кіреді және резеңке жастықты өзгертеді (деформирует), ал дайындаманы қатты қапсыра жанши отырып пуансонның немесе әмбебап матрицасының рөлін атқарады.

Әдеттегі болатты қалыптау жұмысында: пуансон беті бойынша матрица бетін қуу (подгонка) бойынша өте көлемді жұмыс болып келеді, әсіресе жұқабетті үлкен көлемді бөлшектерді қалыптау үшін қалып кезінде. Резеңкемен қалыптау кезінде бұл жұмыстар болмайды, ал қатты қалыпөзгерткіш элементінің біреуін дайындау аса қиындық тудырмайды, өйткені оларды әдетте жеңіл өңделетін материалдан (алюминий құймасы, балиниттен, пластмасса және т.б.) дайындайды.

Резеңкемен қалыптаудың 5 (схемасы) сұлбасы белгілі (5 сурет).

I сұлба – матрица ретінде жұмыс істейтін, резеңке жастықпен қысымдайтын қалыптау

II сұлба – бұлда сондай, бірақ қалыптаушы плитаға бірнеше пуансондарды орнату кезінде – топтық қалыптау.

III сұлба – сотан ретінде жұмыс істейтін, резеңке жастықпен қыспай қалыптау.

IV сұлба – сотан ретінде жұмыс істейтін, резеңке жастықпен қысып қалыптау.

V сұлба – ұяқалып ретінде жұмыс істейтін, резеңке жастықпен қысып қалыптау.

Қыспақтың күштеуін реттеуге қыспалы сақинаның ішкі диаметрін өзгерту арқылы жетуге болады. Бұл диаметр неғұрлым үлкен болса, соғұрлым дайындаманың фланеціне әсер етуші және қыспақтың күшейткішіне:

а) - қалыптауға дейін; б) - қалыптаудан кейін;

1 - контейнер; 2 – резеңке жастық; 3— бөлшектің дайындамасы; 4 — қалыптама плита;5- қалыптың қатты элементі сотан, 6- пресстің стөлі;

4 – сурет. Резеңкемен қалыптаудың принциптік сұлбасы

P_п = Q_pF_k =

мұндағы, P_п – қыспақтың күшейткіші, Н;

Q_p – қысым, резеңке жастықпен кеңейтілетін,Н;

F_k – қыспақты сақинаның ауданы, м²

D²_{k –} қыспақты сақинаның сыртқы диаметрі, м;

d²_{k –} қыспақты сақинаның ішкі диаметрі, м;

Резеңкемен қалыптау кезінде көбінесе үлкен гидравликалық баспақтарді қолданылады. Бөлшектерді қалыптау сондай – ақ үлкен емес көлемдерге қатысты үлкен күшейткішті престі талап етеді.

Үлкен (ірі) пресстік жабдықтың қажеттілігі резеңкемен қалыптау әдісінің негізгі кемшілігі болып табылады. Бұл осы баспақтардің құнының өте жоғары (қымбат) бағасымен түсіндіріледі. Баспақтар үлкен өндірістік аудандарды алады және реттеуде күрделі. Қазіргі уақытта қолданыстағы баспақтардің күшейткіші 750 кН-ға дейін және одан жоғары. Бұл престер әмбебап емес және кіші көлемді өнеркәсіпте кеңінен қолдануға ұсынылмайды.

Резеңке жастықпен кеңейтілген, қысым. Кейбір әдебиеттерде көрсетілген: резеңке сұйыққа ұқсас және барлық жаққа қысымды бірдей күшпен береді, яғни Паскаль заңына бағынады.

Бұл зоналық қысымды Q₃ арқылы белгілейді.Q₃ шамасы вектор болып табылады: оны Q_3В арқылы вертикаль құраушы белгілейік, ал горизонтальды - Q_3Г арқылы белгілейік. (6 сурет). Орта есептеу қысымы тең:

Q ₃= ,

мұндағы, P_п - пресстің күшейткіштігі, Н;

F – резеңке жастықтың жұмыс беті, м²

Қысымды қолдану коэффикиенті η ұғымын енгізейік, ол келесі қатынасты көрсетеді:

η =

Бұл коэффициент баспақтың күшейтуінің қолдану дәрежесін әртүрлі зоналарда қолдануын сипаттайды және контейнердің пайдалы әрекетінің коэффициенті болып табылады. Сонымен, зоналық қысымы:

Q₃= η Q_p

Q₃ вектор болып табылатындықтан, оның құраушыларға бөліп тастауға болады: горизонталь және вертикаль:

Q_3г = η_г Q_p;Q_3в = η_в Q_p;

Резеңке жастықтың жұмысы сондай – ақ қысыммен, градиентімен сипатталады.

Қысым градиенті дегеніміз – берілген бағытта қысымның ұзындық бірлігіне төмендеуі, яғни

Г= ,

мұндағы, Г – қысым градиенті;

Q'_{3 –} 1 нүктедегі берілген бағыттағы қысым;

Q''_{3 –} 2 нүктедегі сол бағыттағы қысым;

ι_{1-2 –} 1-ші және 2-ші нүктелердің арасындағы арақашықтық;

Егерде контейнердің әртүрлі зоналарын, жағдайлары үшін қолданылатын қысым және қысым градиенттерінің коэффициенттерінің мәнін білуге болғанда, онда зоналық қысымдардың мәндерінің шамасын анықтауға болады.

Бұл мәліметтер (берілгендер) қалыптау операцияларын есептеу кезінде қажет. Резеңке жастықтардың жұмысын зерттеу негізі қысымды және қысым градиентін қолдану коэффициенті көртеген факторларға тәуелді екенін көрсетті. Олардың негізгілкеріне жатады: резеңкенің резеңке жастықтың арасындағы үйкеліс коэффициенті; резеңке жастық қалыңдығы және қатты қалыпөзгерткіш элемент биіктігі арасындағы қатынастар; резенке жастықтың көлемінің көлемге қатынасы, яғни жұмыс барысындағы резеңкемен толтырылып, контейнердің ішкі сызбасы.

Көрсетілген факторлардың градиентке және қысымды қолдану коэффициентіне әсерін қарастырайық.

1. Резеңке сортының әсері.

Резеңке неғұрлым қатты, неғұрлым оның салыстырмалы ұзаруы аз болса, соғұрлым вертикал құраушы қысымдар үлкен және горизонтал құраушы кіші болады. Қатты резеңкелерде қысым градиенті өседі, әсіресе контейнердің жұмысы барысындағы резеңкемен толтырылатын аумақтарда. Резеңке қаттылығының өсуіне орай қысымды пайдалану коэффициенттері вертикал құраушылар үшін артады.

2. Резеңке жастық пен контейнердің ішкі бетінің арасындағы үйкеліс коэффициентінің әсері.

Резеңке жастық пен ол жанасатын бет арасындағы үйкеліс коэффициенті, қысым градиентіне т және қолдану коэффициентіне әсерін тигізеді. Үйкеліс коэффициентінің азаюымен қатар қысым градиенті азаяды және де вертикал, горизонтал құраушылар бойынша қысымд пайдалану коэффициенттері арасындағы айырмашылық кемиді.

Үйкелістің азаюымен бос орындар Q_{p –нің} аз мәнінде толтырылады. Горизонтал құраушы қысымның жоғарлауы мен үйкеліс коэффициентінің азаюуы резеңке жастықтар бетін майлау арқылы қол жеткізіледі.

Қалыптауға дейін Қалыптаудан кейін

5 –сурет. Резеңкемен қалыптаудың жіктелу сұлбасы

6 – сурет. Зат қысымы және оны қорғаушы

3.Резеңке жастықтың қалыңдығы және қатты сыртпішін құрушы элемент биіктігімен арасындағы қатынастың әсері.

Бұл қатынастың өсуі горизонтал құраушылар үшін қысымды қолдану коэффициентін өсіреді.

H/h_шт қатынасының жоғарлауы кезінде бос көлімдерді толтыру аса төмен қысымдарда жүзеге аады, мұндағы H— резеңке жастықтың қалыңдығы; h_шт — сотанның биіктігі.

4.Резеңке жастық көлемі және жұмыс барысында резеңкемен толтырылатын көлем арасындағы қатынастың әсері.

Контейнердің жұмысының жүріс шамасы қатты сыртпішін құрушы элементтің биіктік қатынасымекн байланысты (7 -сурет):

ΔH_x= (1- F_а/F) Δh_x±ΔV/F

мұндағы ΔH_x — қазіргі уақыттағы нақты контейнердің жұмыс жүрісінің шамасы;

Δh_x — қазіргі уақыттағы нақты бос көлемнің келтірілген биіктігі (биіктік бойынша бос көлемнің толтырылуы).

7 –сурет. Баспақтың контейнерінің орын ауыстыру сұлбасы

Бөлшектерді сызба өлшемдерінде бабына жеткізу нақты түрде үшінші кезеңде жүргізіледі. Бұл қалыптау шегін кеңейтеді және резеңкені ешқандайда қатаң шектеулерсіз сипаттамасы бойынша қолдануға мүмкіншілік береді.

Ұсынылатын әдебиет: Нег.1 [16-45], 2 [16-22]

Бақылау сұрақтары

1. Резеңкемен қалыптаудың маңыздылығы?

2. Резеңкемен қалыптаудың сұлбаларын атаңыз?

3. Резеңке жастықтармен кеңейтілетін қысым қалай анықталады?

4. Градиент және қысымды қолдану коэффициенттеріне қандай факторлар әсерін

тигізеді?

5. Резеңке жастықтардың бетін майлаумен неге қол жеткізіледі?