Численное моделирование формообразования подшипниковых колец из дискового отхода

• Автор: Логашина, Ирина Валентиновна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Повышение эффективности подшипникового
производства за счет использования традиционных
отходов кузнечных цехов
1.1. Проблемы использования отходов производства
1.2. Обзор технологических решений, применяемых при штамповке
с разворотом подшипниковых колец
1.3. Методы решения краевых задач в обработке металлов давлением
Г лава 2. Методика расчета напряженно-деформированного
состояния заготовки при штамповке на кривошипных
горячештамповочных прессах кольцевых заготовок
методом разворота
2.1. Математическая модель формоизменения и получение
разрешающих уравнений с применением МКЭ
2.2. Особенности задания граничных условий на изменяющейся во времени границе при пошаговом методе решения квазистационарной задачи и способ их реализации
в компьютерной системе
2.3. Моделирование механических свойств подшипниковых сталей
при горячей обработке давлением
2.4. Алгоритм выполнения расчетов при компьютерной реализации
2.5. Основные элементы компьютерной системы 8РГЕ1Ч-8(У)
Г лава 3. Построение приближения к решению задачи
о развороте заготовки-шайбы в кольцо
3.1. Ориентировочный расчет размеров вывернутого кольца
по заданным размерам шайбы
3.2. Ориентировочный расчет размеров шайб, используемых для
получения колец с заданными размерами (обратная задача)
3.3. Компьютерная реализация алгоритма расчета предварительных
размеров шайб и колец для технологических операций разворота

Г лава 4. Расчет технологических параметров, формы штампов
и заготовок, обеспечивающих бездефектное получение из дисковых отходов цилиндрических поковок под подшипниковые кольца
4.1. Расчет скоростного режима штамповки на специализированных кривошипных горячештамповочных прессах
4.2. Отличительные особенности производства поковок по новой технологии и алгоритм поиска решения поставленной задачи
4.3. Автоматизация расчета формы пуансона и матрицы при подготовке данных компьютерного моделирования штамповки с разворотом
4.4. Расчет и экспериментальная штамповка с разворотом подшипникового кольца 203.
4.4.1. Математическое моделирование пробного заводского варианта штамповки
4.4.2. Анализ влияния «угла атаки» на пуансоне на процесс
разворота и выбор параметров заготовки
4.4.3. Опытная штамповка поковки по результатам теоретического анализа
4.5. Расчет номенклатуры первой серии поковок под подшипниковые кольца и их промышленная реализация
4.6. Расчет шайб переменного сечения для получения колец соосных по средним радиусам нижней и верхней частей и близких по форме
к цилиндрическим
Заключение
Библиографический список
Приложения
Введение

В настоящее время многие вопросы, связанные с проектированием прогрессивной техники и технологии металлообработки в условиях ограничений на добычу сырья и энергии, решаются с привлечением энерго- и металлосберегающих малооперационных технологических процессов, основанных на высокоэффективных методах обработки металлов давлением.
Повышение коэффициента использования металла (КИМ) всегда было актуально во всех отраслях промышленности. Особенно остро эта проблема стоит перед металлоемкими отраслями, такими как производство подшипников. Здесь повышение КИМ только на ОД снижает себестоимость продукции не менее чем на 10%.
Прямое получение полезного продукта из отходов производства без какой-либо промежуточной переработки, является самым эффективным. Именно к таким процессам можно отнести процесс штамповки с операцией разворота для получения подшипниковых колец из ранее утилизируемого дискового отхода.
Изучить технологические возможности нового процесса штамповки с разворотом и определить границы его эффективного использования невозможно только на основе экспериментальных данных. Экспериментальные исследования в этой области чрезвычайно дорогостоящи, требуют привлечения высококлассных специалистов и специальной техники и могут значительно повысить стоимость и замедлить разработку новых техпроцессов или усовершенствование существующих. Условия же рынка и конкуренции между предприятиями требуют расширения и удешевления выпускаемой номенклатуры изделий, оперативной возможности переналадки оборудования при переходе от штамповки одной поковки к штамповке другой и мобильной разработки новых техпроцессов.
Решение этих актуальных задач невозможно без создания соответствующей компьютерной системы проектирования ответственных

с Ч г2 г
а = К-0 = К/0Л=К /0Л+ ]0А + ...+ [ё* =
О О ^ 1П_

= КХАЧ-01+К-А1п-0п = ст* +К-ДП0 . (2.6)

Этот прием позволяет свести интегро-дифференциальные уравнения движения к дифференциальным уравнениям того же порядка.
Выполняя соответствующие подстановки в (2.5), запишем теперь соотношения между напряжениями и скоростями перемещений:
Поле температур Т в рассматриваемых задачах предполагается известным, и поэтому уравнения механики сплошной среды становятся замкнутыми только на основании связи а у ~ б у .
Формоизменение при штамповке с разворотом происходит при относительно малых скоростях деформации металла, которые в процессе штамповки изменяются достаточно медленно (квазистатическая задача). Весь временной интервал разбивается на подинтервалы Д1:, внутри которых считается, что изменение скорости перемещений не происходит. Это позволяет на каждом шаге деформирования выполнять уравнения равновесия:
система уравнений (2.8) эллиптического типа, причем решение задачи (2.7),
(2.8) с граничными условиями (2.1) существует, если существует решение соответствующей задачи о движении линейной сжимаемой вязкой среды.
(2.7)
(2.8)
В работе [66] доказано, что при условии:
(2.9)