Разработка технологии и исследование комбинированного выдавливания полых осесимметричных изделий с коническим участком

• Автор: Рагулин, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Методы изготовления осесимметричных деталей комбинированными способами холодной объемной штамповки
1.2 Особенности теоретического анализа операций прямого, обратного и комбинированного выдавливания
1.3 Экспериментально-аналитические методы исследования напряженно-деформированного состояния.
1.4 Цель и задачи работы
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С КОНР1ЧЕСКИМ УЧАСТКОМ
2.1 Теоретическое исследование процесса комбинированного выдавливания
2.2 Исследование процесса комбинированного выдавливания изделий с коническим участком методом баланса мощности
2.3 Исследование процесса комбинированного выдавливания изделий с коническим участком методом конечных элементов
2.4 Цели и задачи численного мсследования
2.5 Анализ полученных результатов
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3 КИНЕМАТИКА ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВЫДАВЛИВАНИИ ПОЛЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С КОНИЧЕСКИМ УЧАСТКОМ
3.1 Компьютерное моделирование процессов пластического деформирования.
3.2 Методика исследования кинематики течения металла методом координатной сетки
3.3 Методика исследования формообразования выдавливания в коническом инструменте.
3.3.1 Материалы и оборудование для проведения экспериментов
3.3.2 Обработка результатов испытания образцов из различных металлов.
3.3.3 Сравнение результатов измерения кинематики течения металла полученных аналитическим и экспериментальноаналитическим методами при комбинированном выдавливании образцов
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С КОНИЧЕСКИМ УЧАСТКОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ
4.1 Разработка и исследование технологического процесса
4.2 Комбинированное холодное выдавливание детали «корпус заряда»
4.3 Штамповая оснастка для производства детали «корпус заряда»
4.4 Выводы по главе ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ №1 Программа Бэйсик ПРИЛОЖЕНИЕ №2 (Акт внедрения)
Развитие науки тесным образом связано с повышением практического использования ее результатов в промышленном и хозяйственном производстве. Важнейшим фактором в решении подобных задач является разработка новых технологических процессов, позволяющих получать изделия высокого качества с заданными эксплуатационными свойствами с наименьшими затратами на их производство.
Одним из прогрессивных ресурсосберегающих методов получения изделий высокого качества является холодная объемная штамповка. При холодной объёмной штамповке (ХОШ) достигается: деформационное упрочение, отсутствие надрезов, направленность волокон вдоль конфигурации штампованной заготовки, улучшение микрогеометрии (по сравнению с обработкой резанием, литьём и горячей штамповкой), увеличение коэффициента использования металла (по сравнению с литьём и горячей штамповкой-на 30% и более, по сравнению с обработкой резанием - в 2-3 раза). В среднем коэффициент использования металла достигает - 0.9 - 0.93. Значительно снижаются трудоёмкость изготовления. Процессы характеризуются высоким уровнем механизации и автоматизации, значительно опережая процессы литья и горячей штамповки. Применение многопозиционных штамповочных автоматов, а также установка на прессы многопозиционных штампов-автоматов обеспечивает повышение производительности в 5 - 10 раз и более по сравнению с современными автоматами для обработки резанием эквивалентных деталей. При холодной деформации металлов и сплавов возможно получение более мелкозернистой структуры по сравнению с их структурой до деформации.
Холодная объёмная штамповка обладает и рядом недостатков, главным из которых является высокое сопротивление пластической деформации и пониженная пластичность большинства металлов при комнатной температуре. Высокое сопротивление пластической деформации, а следовательно и низкая пластичность, связаны с деформационным упрочнением.

На рисунке 2.4 приводится сравнение кинематики и линии раздела течения металла образца при моделировании и аналитическом расчете. В обоих случаях получено хорошее совпадение между результатами моделирования и расчетными данными.
На рисунке 2.3 показана история нагружения и кинематика течения металла образца из стали при моделировании в системе С>Р01Ш-20. Указанная линия раздела между полем скоростей в прямом и обратном направлении расположены от торца образца по длине на расстоянии около 2 мм.
2.5 Анализ полученных результатов
В таблице 2.1 приводятся координаты раздел течения металла от начала очага деформации для 15 матриц с углами от 10° - 80° с шагом 5° и углами пуансона от 10° - 80° с шагом 5° для каждой матрицы при высоте очага деформации 6 мм.
Таблица 2
Углы матр. Углы пуансонов
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
10 4 4,3 4,7 5 5,2 5,3 5,3 5,2 5,1 5,1 5,3 5,4 5,5 5,8
15 4,2 4,2 4,3 4,3 4,3 4,4 4,4 4,5 4,6 4,7 4,9 5 5,2 5,4 5,6
20 3,5 3 2,5 2,2 2,2 2,3 2,5 2,7 3,3 3,7 4,3 4,7 5,3 5,7
25 1,3 1,7 2,5 3 3,6 4,1 4,5 4,9 5,2 5,5 5,5 6 6 6
30 0 0,7 1,3 2 2,7 3,5 4,2 4,7 5,3 5,7 5,9 6 6 6
35 0 0 0,5 1,4 2,5 3,5 4,3 5 5,5 5,8 6 6 6 6
40 0 0 0 0,2 0,8 2 3,2 4,2 5,1 5,7 6 6 6 6
45 0 0 0 0 0 0 0,5 1,2 2 2,7 3,4 4,1 4,6 5 5,2
50 0 0 0 0 0 0,4 1 1,6 2,5 3,2 4,2 5 5,7 6
55 0 0 0 0 0 0 1,2 1,6 2,9 4,3 5 6 6 6
60 0 0 0 0 0,3 0,5 1 1,2 1,3 1,7 2,3 2,7 3,5 4,3
65 0 0 0 0 0 0 0 0 1,2 1,8 2,6 3,4 3,6 4,7