Деформирование кольцевых осесимметричных заготовок

• Автор: Кузовлева, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 182 с. : ил

1. Современное состояние теории и технологии осадки кольцевых заготовок

1.1. Осадка осесимметричных заготовок

1.2. Методы решения осесимметричных задач пластического формоизменения

1.3. Метод конечных элементов

1.4. Цель и задачи исследования

2. Основные соотношения конечно-элементного анализа процессов упруго-пластического деформирования

2.1. Вариационные подходы к решению задач методом конечного элемента

2.2. Основные соотношения метода конечных элементов

2.3. Представление матрицы жесткости

2.4. Пластическая деформация

2.5. Оценка повреждаемости заготовок

2.6. Взаимодействие заготовки с инструментом
2.7. Трение
2.8. Тестовая задача
2.9. Основные результаты и выводы
3. Свободная осадка кольцевых заготовок
3.1. Расчетная схема процесса
3.2. Оценка адекватности модели
3.3. Исследование напряженно-деформированного состояния
заготовки в процессе деформирования
3.4. Влияние геометрии заготовки и условий трения на силовые и
деформационные параметры процесса
3.5. Основные результаты и выводы
4. Осадка кольцевой заготовки в контейнере
4. Г. Осадка кольцевой заготовки в контейнере с истечением
металла внутрь
4.1.1. Расчетная схема процесса
4.1.2. Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки
4.1.3. Влияние геометрии заготовки и условий трения на
силовые и деформационные параметры процесса
4.2. Осадка кольцевой заготовки на оправке
4.2.1. Оценка напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе деформирования
4.3. Закрытая осадка кольца
4.3.1. Расчетная схема процесса
4.3.2. Особенности формоизменения заготовки в процессе
осадки
4.4. Основные результаты и выводы
5. Осадка кольцевых заготовок в кольцевую матрицу
5.1. Теоретическое исследование процесса
5.1.1. Расчетная схема процесса
5.1.2'. Особенности формоизменения заготовки в процессе
штамповки
5.1.3. Влияние основных параметров процесса на формоизменение заготовки в ходе деформирования
5.2. Экспериментальные исследования процесса
5.3. Методика расчета технологических параметров процесса
штамповки детали втулка с фланцем
5.4. Основные результаты и выводы
6. Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Современные тенденции развития науки и техники ставят перед отечественными машиностроителями задачи, связанные с интенсификацией технологических процессов при снижении энергоемкости и трудозатрат, что в целом представляет большой практический интерес. Это касается не только новых, но и широко используемых технологий получения изделий того или иного типа на всех этапах производства, в том числе и заготовительном. Повышение эффективности реализации традиционных технологических процессов представляет несомненный интерес с точки зрения значительного сокращения расхода материала, улучшения качества и эксплуатационных свойств изделия, повышения производительности труда.
К таким процессам относится холодная объемная штамповка (ХОШ), внедрение которой обеспечивает повышение коэффициента использования металла до 0.7—0.9, позволяет быстро и экономично изготовлять детали, обладающие требуемыми механическими свойствами и высокой точностью размеров, сводя к минимуму дальнейшую механическую, а порой и термохимическую, обработку.
Технология объемной штамповки широко используется не только с целью получения готового полуфабриката, но и на стадии подготовки заготовки к цельнейшей обработке, а также для калибровки формы полуфабриката. Одной из наиболее эффективных и широко распространенных заготовительных операций является осадка, в том числе осадка кольцевых заготовок. В качестве калибрующей операции она позволяет достигать соответствия формы и размеров поперечного сечения заготовки и рабочей части инструмента с учетом заданных между ними зазоров. Одновременно устраняются превышающие допуски отклонения размеров как на боковых поверхностях заготовки, так и на ее торцах.
Большинство экспериментальных исследований процесса осадки носят прикладной производственный характер, связанный с выдачей рекомендаций

3. Свободная осадка кольцевых заготовок
Одной из наиболее распространенных операций обработки металлов давлением является процесс осадки. Осадке подвергаются как сплошные, так и полые заготовки. Наибольший интерес, с точки зрения кинематики течения материала, а, следовательно, и формообразования, представляет операция осадки кольцевой цилиндрической заготовки. Это связано с тем, что, как показали экспериментальные исследования [62,67] характер течения материала в этих процессах существенно зависит от геометрических размеров заготовки, а также условий трения на границе контакта заготовки и инструмента.
Построение аналитических решений, представляется весьма трудоемкой задачей, требующей значительных упрощений [58,62,67]. Поэтому более перспективными для анализа этих процессов являются численные методы. Ниже на базе метода конечных элементов проведено исследование процесса осадки кольцевой заготовки [28,29, 31].
Показано влияние геометрических факторов, характеризующих форму и размеры заготовок, условий трения на силовые и деформационные параметры процесса, на конечную форму изделия.
3.1. Расчетная схема процесса
Задачей теоретического исследования является моделирование процесса осадки кольцевой заготовки при варьировании различных геометрических параметров, а также условий трения на границе контакта инструмента и заготовки. Схема процесса, рассматриваемая при моделировании, представлена на рис.3.1.
Формоизменение заготовки 2 внешним радиусом Я, толщиной стенки 6' и высотой Н происходит между плитами 1, перемещающимися в вертикальном направлении вдоль оси а с заданным перемещением и