Разработка гибкого производственного модуля и автоматизированной системы управления для пластического формообразования деталей поперечным выдавливанием

• Автор: Гончаров, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 157 с. : ил + Прил. (110с.: ил. )

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
1.1. Гибкое автоматизированное производство формообразования де талей, показатели гибкости технологических процессов
1.2. Моделирование процессов пластического формообразования с учетом влияния контактного трения, температуры и скорости деформации
1.3. Гибкие производственные модули пластического формообразо вания и автоматизированные системы управления ими

1.4. Выводы по 1 главе .

1.5. Постановка задач исследования Глава 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ПЛА СТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОКОВОК В ГИБКОМ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ МОДУЛЕ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ

2.1. Принципы пластического формообразования при управляемом поперечном выдавливании

2.2. Разработка технологических схем управляемого поперечного вы давливания

2.3. Разработка конструкций технологической оснастки для гибкого производственного модуля формообразования управляемым поперечным выдавливанием
2.4. Выводы по 2 главе Глава 3. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕ
ТАЛЕЙ СПОСОБОМ УПРАВЛЯЕМОГО ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
3.1. Исследование влияния условий контактного трения и кинемати ческих параметров перемещения инструмента на изменение формы контура поковки при управляемом поперечном выдавливании
3.2. Особенности формообразования поковок при управляемом попе речном выдавливании в подкладных штампах
3.3. Построение регрессионных моделей взаимосвязи формы контура поковки от параметров штамповки
3.3.1. Разработка методики для проведения экспериментальных ис следований, методики подготовки экспериментальных образцов, разработка эксперимента ьной установки
3.3.2. Выделение параметров управления
3.3.3. Разработка программы анализа экспериментальных данных x
3.3.4. Разработка моделей формообразования
3.4. Результаты моделирования формообразования контура поковки в зависимости от параметров штамповки. Разработка алгоритма прогнозирования параметров управляемого поперечного выдавливания
по регрессионным моделям
3.5. Разработка модели оценки технологического усилия при формо образовании
3.6. Выводы по 3 главе Глава 4. РАЗРАБОТКА ГИБКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МО ДУЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ ВЫДАВЛИВАВШЕМ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Разработка гибкого производственного модуля для управляемого поперечного выдавливания
4.2. Принципы и основные требования построения системы управле 0 ния гибким производственным модулем для пластического формообразования деталей способом управляемого поперечного выдавлива
4.3. Разработка алгоритмов и программного обеспечения для модели 6 рования формообразования при управляемом поперечном выдавли
4.4. Разработка аппаратного и программного оснащения системы 6 управления гибким производственным модулем
4.5. Выводы по 4 главе
Глава 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ГИБКОГО ПРОИЗ 9 ВОДСТВЕННОГО МОДУЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.1. Гибкий технологический процесс получения кольцеобразных де
5.2. Формообразование машиностроительных деталей в режиме 1 сверхпластичности в гибком производственном модуле для управляемого поперечного выдавливания
талей
5.3. Выводы по 5 главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Природа внешнего трения сухого и граничного сложна, поскольку возникновение сил трения обусловлено многими процессами, протекающими на разных физических уровнях механическом, молекулярном, атомарном. В настоящее время установлены основные источники формирования сил трения. На базе теории упругости и пластичности с учетом дискретности касания поверхностей разработаны методы теоретического расчета сил трения и коэффициента трения . Наибольшую трудность в таких расчетах представляет определение молекулярной адгезионной составляющей силы трения. В предложенных теоретических формулах для расчета сил трения молекулярную составляющую определяют с помощью эмпирических констант. Существенным фактором трения является высокая температура металла при горячих процессах обработки давлением. Важна не сама по себе температура, а образование окисных пленок, имеющих специфические свойства и оказывающих большое влияние на трение. В теории ОМД, наряду с законами трения, приведенными в , используется простой и эффективный закон граничного трения, предложенный Е. Задача построения модели формообразования при пластическом деформировании отличается большой сложностью. Для ее решения в ОМД есть два пути использование экспериментальных методов ОМД или минимизация функционала или решение системы дифференциальных уравнений при помощи численных методов, что более предпочтительно . При использовании экспериментальных методов по определенному плану производится эксперимент, и затем полученные данные подвергаются обработке с помощью аппарата математической статистики. Даже при использовании двух уровней варьирования и 2 факторов количество расчетов достаточно велико. Поэтому целесообразна автоматизация этих расчетов. При использовании аналитических методов, таких как минимизация функционалов для поиска формоизменения применяют численные методы, а для их реализации применяют специальные программы. В настоящее время в промышленноразвитых странах разрабатываются мощные пакеты пприкладных программ для решения сложных неизотермических объемных задач обработки металлов давлением на основе хорошо развитого метода конечных элементов 2. Данные коммерческие программы достаточно сложны и включают в себя аппарат механики сплошной среды и обработки металлов давлением. Данные программы позволяют решить задачу о поиске формоизменения по заданным параметрам штамповки. Дя решения поставленной выше задачи после разработке необходимого метода решения задачи понадобилось бы скорректировать ядро решателя программы одной из перечисленных в главе 1 программ, но основная масса таких программ не допускает этого. Среди зарубежных программ также можно выделить такие пакеты как 3, , i, 3, , I, , , I, , , , , , , , США, Франция, , 1 ФРГ. Среди российских разработок это такие, как ДИНАМИКА2, 2, РАПИД, ШТАМП, ОМД УГАТУ. России такие программы строятся с возможностью интегрирования с современными СЛО системами и математическими программами 5. Основные алгоритмы этих программ построены на методах, основанных на положениях МСС , 1, , , 8, , , , 2, , , , , 5. На основе этих программ разрабатываются упрощенные управляющие программы для ГПМ и ГПС 2. Процесс штамповки в общем случае является нестационарным, что создаст определенные трудности. Однако, для медленных процессов деформирования скорость деформирования порядка 0,2 мс влияние возникающих инерционных нагрузок очень мало и их можно отбросить, что позволяет рассматривать задачу, используя дифференциальные уравнения равновесия. При таких допущениях для моделирования нестационарного течения металла возможно использование инкрементального пошагового алгоритма, сводящего решение нестационарной задачи к последовательному решению задач для мгновенных состоянии скоростей и напряжений в фиксированные моменты времени, разделенные достаточно малыми шагами. При использовании теории течения в приращениях перемещений используют параметр Лг малый, но конечный промежуток времени. Его выбирают так, чтобы деформации за Д были малыми в указанном выше смысле. О,0НО,
Д шах УприI, х,у,, г0,1, 1. В настоящее время правая часть неравенств однозначно еще не определена в зависимости от требуемой точности решения это одна из важных теоретических задач .