Ротационная вытяжка конических деталей из анизотропных заготовок

• Автор: Драбик, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР РАБОТ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ И ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ КОНИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
НА ОПРАВКЕ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ
1.1. Разновидности процесса ротационного формоизменения листового материала для получения конических деталей
1.2. Методы теоретических исследований силовых и деформационных параметров процесса ротационной вытяжки конических деталей
1.3. Методы экспериментальных исследований технологических параметров ротационной вытяжки конических деталей
1.4. Технологические параметры ротационной вытяжки конических деталей
1.5. Качество изготавливаемых деталей
1.6. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы обработки металлов давлением
1.7. Основные результаты и выводы
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ И УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ОБОЛОЧЕК ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНЫ
В КРИВОЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ
2.1. Подход к кинематике криволинейной поверхности
2.2. Некоторые сведения из теории поверхностей
2.3. Кинематические соотношения
2.4. Уравнения равновесия оболочек и листов переменной толщины
2.5. Основные результаты и выводы
3. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ТЕЛА
3.1. Условие текучести. Ассоциированный закон течения
3.2. Условие текучести анизотропного тела при плоском напряженном состоянии
3.3. Условие текучести анизотропного тела при плоском деформированном состоянии
3.4. Связь характеристик анизотропии плоского напряженного и плоского деформированного состояний
3.5. Условие текучести анизотропного тела в случае объемного напряженного и деформированного состояний
3.6. Основные результаты и выводы
4. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ЗАГОТОВКЕ И СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ПРИ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКЕ КОНИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
4.1. Предлагаемая расчетная схема к анализу пластического
деформирования при ротационной вытяжке

4.2. Напряженное состояние части заготовки, примыкающей к
радиусу закругления ролика
4.3. Геометрические размеры зоны утонения очага пластической деформации
4.4. Напряженное состояние в зоне утонения очага пластической деформации
4.5. Напряженное состояние заготовки
4.6. Подход к анализу силовых режимов при ротационной вытяжке
4.7. Определение площадей проекций очага деформации
4.8. Силовые режимы
4.9. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экспериментальное исследование характеристик анизотропии заготовок
5.2. Определение характеристик анизотропии материала готовой детали
5.3. Качество готовых деталей
5.4. Исследование микроструктуры готовых деталей
5.5. Рекомендации по проектирования технологических процессов ротационной вытяжки конических деталей
5.6. Технологический процесс изготовления конической детали «Конус»
5.7. Использование результатов исследований в учебный процесс
5.8. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшими задачами, стоящими на сегодняшний день перед промышленностью, являются повышение качества выпускаемой продукции, экономия материала (сырья) и повышение производительности, механизация и автоматизация производства.
В современных условиях рыночных отношений и конкурентной борьбы, от решения этих задач зависит экономическая эффективность - решающий фактор в промышленном производстве любого изделия.
Производство деталей машин с высоким качеством поверхности, точными размерами и заданными механическими характеристиками с помощью механической обработки характеризуется высокой трудоемкостью и низким коэффициентом использования металла.
Значительная роль в решении указанных выше задач отводится методам обработки металлов давлением, позволяющим обеспечивать малоотходное или безотходное использование металла, формоизменение вместо механической обработки резанием.
Широкое распространение при производстве изделий различных отраслей промышленности нашли детали конической конфигурации - горловины и днища баллонов и других ёмкостей, обтекатели и сопла летательных аппаратов, корпусы центрифуг и сепараторов, воронки для работы с сыпучими материалами и жидкостями, переходные конусы для соединения трубопроводов и др.
Изготовление деталей такого типа с помощью традиционных методов обработки металлов давлением, например методом вытяжки, требует большого количества прессовых, механических и термических операций, дорогостоящего оборудования и оснастки.
При изготовлении конических деталей широкое применение находят методы обработки давлением с созданием локального очага деформации. Одним из таких методов является ротационная вытяжка, представляющая со-

напряжение (от центробежных сил) в стенке кромки уменьшается, и сжимающие напряжения, вызываемые кромкой, уменьшаются. Это изменение сжимающих напряжений по мере течения процесса происходит не только вследствие дальнейшего развития сморщивания, но и в результате уменьшения ширины кромки. Отмечается, что никаких дефектов в полученных конусах не обнаружено, хотя в процессе ротационной вытяжки сморщивание имеет место в той или иной степени на кромках всех заготовок.
При ротационной вытяжке конуса с переутонением наблюдалось меньшее изменение толщины стенки конуса вдоль образующей. Фактически полученная толщина стенки конуса во всех случаях была больше величины, устанавливаемой зазором между роликом и оправкой, несмотря на использование специальной, жесткой установки для закрепления рабочего ролика. Вся система не может быть совершенно жесткой, поэтому часть отклонения является результатом упругой деформации. При ротационной вытяжке на оправке, так же как и при прокатке, в зоне деформации под роликом происходит движение металла в сторону, обратную подаче ролика вследствие воздействия сжимающих радиальных напряжений в момент утонения стенки конуса. По мере развития процесса сжимающее радиальное напряжение уменьшается, тогда кромка выгибается, затем толщина стенки стремится приближаться к устанавливаемой роликом толщине.
В работах [52, 88] установлено, что изменение по толщине стенки конуса обусловлено главным образом состоянием напряжений, возникающих в кромке заготовки, и зависит от условия выполнения процесса.
Влияние технологических параметров процесса на качество получаемых изделий. Устойчивость и производительность ротационной вытяжки с утонением конических деталей зависит от следующих факторов [14, 23, 42, 85, 87]: принятой степени деформации; подачи; частоты вращения заготовки; зазора между роликом и оправкой; формы и геометрических параметров рабочей части инструмента; радиуса у торцевой