Исследование и совершенствование процессов пульсирующей глубокой вытяжки листовых деталей

• Автор: Шальнев, Александр Егорович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Сущность, теоретические основы и пути интенсификации глубокой вытяжки полых листовых деталей
1.1. Сущность и основные направления интенсификации процесса вытяжки
1.2. Приемы дробления очага пластического деформирования во фланцах заготовки
1.3. Последовательное деформирование участков фланца заготовки при глубокой вытяжке
1.4. Поэтапное деформирование участков фланца заготовки при вытяжке
1.5. Комбинированное деформирование фланца при вытяжке
1.6. Последовательно-поочередное деформирование участков фланца заготовки при глубокой вытяжкеЗО
1.7. Преднамеренное гофрирование и разглаживание фланца заготовки при вытяжке
1.8. Пульсирующая вытяжка с чередованием деформирования кольцевых участков фланца заготовки32 Выводы по главе
Глава II. Теоретический анализ пульсирующей вытяжки с чередованием деформирования кольцевых участков фланца заготовки
2.1. Сущность пульсирующей вытяжки
2.2. Теоретические основы пластического деформирования периферийной части фланца заготовки
2.2.1. Определение напряжений пластического деформирования в периферийной части заготовки
2.2.2..Оценка значения напряжений от трения Сх при пульсирующей вытяжке
2.2.3. Определение сопротивления изгибу <3Г штампуемого металла
2.2.4. Определение предельного напряжения в стенке вытягиваемого изделия
2.2.5. Определение временного сопротивления штампуемого материала О в (е) с учетом дополнительного
упрочнения
2.2.6. Установление технологических возможностей и особенностей первого этапа пульсирующей вытяжки
2.3. Теоретические основы пластического деформирования центральной части фланца заготовки
Выводы по главе II
Глава III. Экспериментальные исследования пульсирующей вытяжки с чередованием деформирования кольцевых участков фланца заготовки
3.1. Определение механических свойств штампуемого металла
3.1.1. Экспериментальное построение кривых упрочнения
3.1.2. Определение временного сопротивления Ое (е) предварительно упрочненного металла
3.1.3. Построение зависимости оо. (б) на основе методики математического планирования эксперимента
3.2. Эксперименты по определению силовых параметров процесса
3.2.1. Установление напряжений штамповки и изгиба 1-го и 2-го переходов вытяжки
3.2.2.-Эксперименты по определению изгибных напряжений при протягивании ленты через фильеру
Выводы по главе III
Глава IV. Применение пульсирующей вытяжки в зубопротезной технике
4.1. Технология изготовления металлических коронок из сплава титана пульсирующей вытяжкой
4.2. Изготовление металлических зубных коронок пульсирующей вытяжкой. Сущность процесса
4.2.1. Особенности процесса пульсирующей вытяжки
4.2.2. Осуществление пульсирующей вытяжки на микропрессе
4.3. Вытяжка зубных коронок в штампе с колеблющимся прижимом
4.3.1. Вытяжка металлических зубных коронок эластичной матрицей
4.3.2. Способ реверсивной вытяжки коронок эластичной матрицей
Выводы по главе IV
Выводы по работе
Литература

Введение
Для научно-технического процесса на современном этапе развития науки и техники характерно усложнение конструкций машин и их комплексов, что, в свою очередь, предопределяет увеличение трудоемкости изготовления, себестоимости и сроков освоения новых изделий.
С помощью операций листовой штамповки многие высокоразвитые страны
выпускают до 80% общего количества продукции машиностроения, и одной из важных
проблем машиностроительного производства является экономичное и
высокопроизводительное получение качественных тонкостенных деталей. В этом
отношении характерны следующие данные: листовой штамповкой в самолетостроении
изготавливается до 60-70% от общего количества деталей, в ракетостроении - 80-90%, в
автотранспорте - до 50%, в приборостроении - до 85-90% [1,2].
Широкому применению процессов листовой штамповки способствует их достаточно высокая степень совершенства, которая может быть оценена совокупностью следующих технико-экономических показателей:
• высокой точностью и хорошим качеством штампуемых деталей;
• высоким уровнем производительности труда и низкой себестоимостью производства новых изделий,
• приспосабливаемостью к различным масштабам производства при сохранении высоких технико-экономических показателей,
• возможностью изготовления деталей с наиболее высоким коэффициентом использования металла;
• возможностью получения полых изделий из листа с минимальной металлоемкостью; Операции листовой штамповки могут быть разделены на две группы: разделительные и формоизменяющие.
Разделительные операции характеризуются отделением одной части заготовки от другой и завершаются разрушением материала (вырубка, пробивка, отрезка, зачистка и т.п.)
Формоизменяющие операции (гибка, вытяжка, обжим, отбортовка и т.п.) характеризуются тем, что заготовка получает пластические деформации и деформирование не должно завершаться разрушением.
В ряде работ [3,4] показано, что среди формоизменяющих операций глубокая вытяжка является одним из наиболее эффективных средств для получения высококачественных заготовок под механическую обработку. Это определяет большой интерес, который всегда проявляется к этому виду обработки металлов давлением.
Однако единичный и мелкосерийный характер производства, в условиях которого находится значительная часть предприятий машиностроения, накладывает определенные ограничения на традиционные процессы вытяжки. Так, если в условиях серийного и массового производства в абсолютном большинстве случаев экономически оправдано

Введение
получение полых деталей за несколько вытяжных операций, то при обширной номенклатуре и небольшой годовой программе многооперационный процесс вытяжки, требующий для изготовления на одну деталь несколько вытяжных штампов и сопровождающийся целым рядом вспомогательных операций (отжиг, травление, промывка, нанесение и удаление смазок и т.д.), становится растянутым во времени, малоудобным и дорогостоящим.
Для многих производств (в частности, производства летательных аппаратов) характерны следующие особенности:
• большая номенклатура одновременно изготавливаемых изделий;
• малые масштабы выпуска однотипных изделий;
• относительно частая смена объектов производства;
• сжатые сроки подготовки производства и освоение новых или модернизированных изделий.
Наиболее радикальным путем преодоления трудностей, обусловленных возможностями современного производства и отмеченными особенностями, является его интенсификация на основе изыскания, разработки и внедрения новых технологических процессов и оборудования, обеспечивающих предельное сокращение времени и затрат труда как на превращение заготовок в законченное изделие или полуфабрикат, так и на подготовку вытяжного производства листовых деталей.
Однако находящийся на вооружении современного машиностроения комплекс методов и средств листовой штамповки вообще и глубокой вытяжки в особенности не отвечает во многих случаях современным требованиям промышленности.
В связи с этим возникает необходимость в обосновании и разработке основных направлений интенсификации глубокой вытяжки с разработкой комплекса новых методов и средств глубокой вытяжки, теоретическим обоснованием и проверкой экспериментом их силовых и технологических параметров в лабораторных и производственных условиях.
Процесс штамповки предназначен для получения полых деталей из плоской листовой заготовки. Возможное формоизменение при вытяжке фланцевой части заготовки ограничено ее разрушением в том месте, где действуют наибольшие по величине растягивающее напряжения. При рассмотрении технологических возможностей операции вытяжки необходим учет факторов, влияющих на величину допустимого формоизменения, оценка их значимости.
Штамповка - вытяжка представляет собой процесс сложного нагружения при непрерывно меняющимся виде напряженно-деформированного состояния.
Анализ напряженно-деформированного состояния позволяет правильно рассчитать технологический процесс вытяжки, правильно выбрать размеры заготовок вытягиваемых изделий и рациональные элементы рабочих частей штамповой оснастки, а также определить основные направления интенсификации глубокой вытяжки.
Для расширения области применения вытяжных работ в условиях малосерийного производства необходимо изыскивать новые технологические процессы, обеспечивающие сокращение количества вытяжных и сопутствующих им вспомогательных операций.

Гпава I, п. 1.8.
штампуемого материала вплоть до осуществления вытяжки изделия на провал. Пуансон 3 установлен на пуансонодержателе 7, а подвижный прижим 6 - на плавающем полушаре 8. При обратном ходе пресса контейнер 4 с эластичной матрицей 5 поднимается в крайнее верхнее положение, чем обеспечивается возможность удаления из рабочей зоны штампа сначала пуансона 3 с отштампованной коронкой, а затем (после подъема подвижного прижима 6 в крайнее верхнее положение) и подвижного прижима 6. Отштампованная коронка отделяется от пуансона (оригинала зуба) выплавлением последнего в нагретой воде.
Предлагаемый способ позволяет получить коронки с четким рисунком, без вмятин, применять электролитическое полирование без использования ручных подготовительных работ и повышает производительность изготовления коронок.
Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать коронки с плотным охватыванием шейки зуба, в 10 раз превышающим охватывание коронками, изготовленными другими способами, снизить в 2,5 раза вторичный кариес под коронкой и уменьшить на 5% травму краевого пародонта, что увеличивает сроки пользования коронкой.
В аналогичных процессах глубокой вытяжки перемещение вверх периферической части штампа приводит к образованию неполного кольцевого гофра во фланце заготовки, а перемещение вниз к его разглаживанию под действием усилия Рш со стороны вытяжного штампа.
Неоднократное повторение указанных перемещений, т е. пульсация периферийной части штампа, обеспечивает сначала пластическое деформирование в периферийной части заготовки при повышенной несущей способности материала в зоне раздела двух очагов деформирования, а затем - в центральной части фланца заготовки при одновременном силовом воздействии со стороны пуансона и торцевого подпора со стороны периферийной части штампа. Это способствует расширению технологических возможностей рассматриваемого пресса глубокой вытяжки по сравнению с обычной двухпереходной вытяжкой.
В данном процессе нет свободных, незажатых участков во фланцах заготовки и поэтому нет усилий для складкообразования штампуемого материла.
Отмеченные достоинства пульсирующей вытяжки с чередованием деформирования в двух кольцевых участках заготовок дают основание считать, что этот процесс должен иметь большое значение для заготовительных штамповочных работ в ряде отраслей машиностроения, а теоретический анализ и экспериментальное изучение его могут составить предмет самостоятельных исследований.
Рассмотренные вопросы сущности, технологических основ и путей интенсификации глубокой вытяжки полых деталей дают основание сделать следующие выводы по этому разделу работы.