Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия

А. О. Карфидов, заведующий кафедрой инжиниринга технологического оборудования (ИТО), эл. почта: a.korf@mail.ru
Н. А. Чиченев, профессор кафедры ИТО, докт. техн. наук, эл. почта: chich38@mail.ru
М. В. Васильев, старший преподаватель кафедры ИТО, эл. почта: michailvasiliev91@gmail.com
О. Н. Чиченева, доцент кафедры автоматизированного проектирования и дизайна, канд. техн. наук, эл. почта: ch-grafika@mail.ru

Университет науки и технологий МИСИС, Москва, Россия¹ ;  АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия²
О. А. Кобелев, профессор кафедры ИТО¹, докт. техн. наук, главный специалист², эл. почта: OAKobelev@cniitmash.com

Рассмотрено изготовление тонкостенных корпусов небольших устройств мелкосерийного или единичного производства с использованием воздушной гибки, при которой присутствует воздушный зазор между листом и стенками V-образной матрицы. В процессе работы различных механизмов нагрузка часто передается от одной детали к другой через общую контактную поверхность (болтовые, заклепочные, шпоночные и шлицевые соединения, детали муфт и др.). В подобных случаях необходима оценка прочности деталей на смятие. Для исключения повреждения поверхности деформируемого листа необходимо, чтобы максимальные контактные напряжения σкон от воздействия пуансона не превышали допускаемого напряжения смятия [σсм], значения которых можно определить по справочным данным или, как в данном исследовании, по формуле, в которой допускаемые напряжения смятия для пластичных материалов в условиях статического нагружения вычисляют через предел текучести и временное сопротивление деформируемого материала. Значение максимальных контактных напряжений σкон определены по методике Герца — Беляева, для чего пуансон представлен в виде цилиндра, радиус которого равен радиусу наконечника пуансона Rп. Приведены формулы для определения максимальных контактных напряжений σкон в случае упругого контакта цилиндра с плоскостью, который характерен для начальной стадии воздушной гибки, и усилия деформирования (пуансона) при свободной гибке. Получено выражение для определения радиуса наконечника пуансона, не приводящего к смятию контактной поверхности заготовки, которое использовано при определении параметров ступенчатой гибки тонколистового металла.

1. Коликов А. П., Романцев Б. А. Теория обработки металлов давлением: учебник. — М. : Изд. дом МИСиС, 2015. — 451 с.
2. Воронцов А. Л. Теория и расчеты процессов обработки металлов давлением. В 2 томах. — М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — Том 1. — 396 с.
3. Heston T. Bending fundamentals, one month at a time from the press brake guru. — URL: https://www.thefabricator.com/thefabricator/article/bending/bending-fundamentals-one-month-at-a-time-from-the-pressbrake-guru (дата обращения: 17.10.2024).
4. Banabic D. (Ed.). Multiscale modeling in sheet metal forming. — Heidelberg : Springer, 2016. — 405 p.
5. Benson S. The humanity behind precision sheet metal bending. — URL: https://www.thefabricator.com/thefabricator/issues/fab-december-2023-1 (дата обращения: 17.10.2024).
6. Davis D. Press brake training needs to start at the beginning. — URL: https://www.thefabricator.com/thefabricator/issues/fab-august-2024-1 (дата обращения: 17.10.2024).
7. Fokker M. C., Janbaz S., Zadpoor A. A. Crumpling of thin sheets as a basis for creating mechanical metamaterials // RSC Adv. 2019. Vol. 9. P. 5174–5188. DOI: 10.1039/C8RA07565D
8. Gottesman O., Andrejevic J., Rycroft C., Rubinstein S. A state variable for crumpled thin sheets // Communications Physics. 2018. Vol. 1. 70.
9. Hu J., Marciniak Z., Duncan J. Mechanics of sheet metal forming. — Oxford — Boston : Butterworth-Heinemann, 2002. — 211 p.
10. Croll A., Twohig T., Elder T. The compressive strength of crumpled matter // Nat Commun. 2019. Vol. 10. 1502. DOI: 10.1038/s41467-019-09546-7
11. Гневашев Д. А., Оруджев Ш. Ф. Исследование процесса гибки длинномерных листовых изделий с подбором прижимов на основе компьютерного моделирования // Черные металлы. 2023. № 11. С. 47–52.
12. Яковлев С. С. Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка. — М. : Машиностроение, 2010. — 732 с.
13. Константинов И. Л., Сидельников С. Б. Кузнечно-штамповочное производство: учебник. — М. : НИЦ ИНФРА-М, 2021. − 464 c.
14. ГОСТ IEC 60670-1-2016. Кожухи и оболочки для принадлежностей бытовых и аналогичных стационарных электрических установок. Общие требования. — Введ. 01.07.2018.
15. Васильев М. В., Карфидов А. О., Свинарев М. Д., Чиченев Н. А. Прототипирование технологии пошаговой гибки тонкостенных корпусов // Сталь. 2022. № 7. С. 27–29.
16. Самусев С. В., Фадеев В. А., Сидорова Т. Ю. Разработка эффективных калибровок формовки листовой заготовки для производства прямошовных электросварных труб малого и среднего диаметров // Металлург. 2020. № 7. С. 55–57.
17. Todkar S. S., Chhapkhane N. K., Todkar S. R. Investigation of forming limit curves of various sheet materials using hydraulic bulge testing with analytical, experimental and FEA techniques // International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2013. Vol. 3, Iss. 1. P. 858–863.
18. Горский А. И., Иванов-Эмин Е. Б., Кореновский А. И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность. — М. : НИИМАШ, 1974. — 79 с.
19. Матлин М. М., Казанкин В. А., Казанкина Е. Н. Неразрушающая методика определения допускаемых напряжений смятия сталей // Известия ВолгГТУ. 2021. № 4(251). С. 60–63. DOI: 10.35211/1990-5297-2021-4-251-60-63
20. Контактные напряжения цилиндрических тел. — URL: https://kataltim.ru/kontakt/konta.php?ysclid=lsvgn51eye841465370 (дата обращения: 17.12.2024).
21. Контактные напряжения цилиндрических тел. — URL: https://reductory.ru/literatura/detali-mashin-ivanov/-8-3--kontaktnyuenapryajeniya-i-kontaktnaya-prochnost/?ysclid=lto2t3l08a677642773 (дата обращения: 17.12.2024).
22. Бурдуковский В. Г. Технология листовой штамповки: учебное пособие. — Екатеринбург : Изд-во УрФУ, 2019. — 224 с.
23. Чиченев Н. А., Карфидов А. О., Васильев М. В., Чиченева О. Н. Определение параметров ступенчатой гибки тонколистового металла // Черные металлы. 2024. № 1. С. 17–20.
24. Васильев М. В., Карфидов А. О., Свинарев М. Д., Чиченев Н. А. Прототипирование технологии пошаговой гибки тонкостенных корпусов // Сталь. 2022. № 7. С. 27–29.
25. Чиченев Н. А., Васильев М. В., Карфидов А. О. Применение ступенчатой гибки для изготовления тонкостенных корпусных деталей // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 81-й Международной научно-технической конференции. — Магнитогорск : МГТУ им. Г. И. Носова, 2023. Т. 1. 209 с.