Ротационная вытяжка с утонением стенки шариковыми раскатными устройствами

• Автор: Наумов, Денис Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКОЙ
1.1 ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ПРОЦЕССА РВ
1.2 Модели поведения материала
1.3 Энергосиловые параметры процесса ротационной вытяжки
1.4 Определение предельной степени деформации
1.5 Экспериментальные исследования
1.6 Опыт использования метода конечных элементов в исследованиях ротационной вытяжки
1.7 Автоматизированное проектирование технологических процессов деформирования
1.8 Выводы и постановка задач исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1 Исследование распределения степеней деформации при ротационной вытяжке с утонением стенки
2.2 Постановка задачи исследования для упругопластической модели
2.3 Особенности реализации инкрементального алгоритма в рамках МКЭ-модели
2.4 Алгоритм реализации упругопластической модели
2.5 Условия на поверхности контакта
2.6 Методика численного моделирования
2.7 Расчетная схема нагружения
2.8 Определение геометрической модели
2.9 Выбор типа конечного элемента
2.10 Модели поведения материала
2.11 Дискретизации модели
2.12 Элементы контактного взаимодействия
2.13 Приложение ограничений
2.14 Контактное трение при пластическом деформировании
2.15 Численный решатель
2.16 Обработка результатов
2.17 Описание результатов
3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ НА БАЗЕ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Исследование механизма деформации
3.2 Экспериментальное исследование силовых параметров
3.3 Прогнозирование качества получаемых деталей
4. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ
4.1 Основные принципы создания автоматизированной методики расчета технологических параметров ротационной вытяжки
4.2 Описание и характеристика применяемых баз данных
4.3 Формализация процесса проектирования БД
4.4 Алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированной методики расчета
4.5 Программное обеспечение базы данных «Материалы»
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Требования, предъявляемые к заготовкам
5.2 Выбор и расчет заготовки
5.3 Основные технологические параметры процесса
5.4 Пример технологического процесса ротационной вытяжкой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе развития индустрии машиностроения, обеспечение стабильной работы предприятий по выпуску конкурентоспособной продукции является задачей первостепенной важности, которая характеризуется таким качественным показателем, как эффективность
производства.
Необходимостью и возможностью повышения эффективности
производства, где часто происходит смена номенклатуры деталей, обусловливаются интенсификацией производства, повышением качества изделий, разработкой и широким использованием безотходных и
малоотходных, энергосберегающих и гибких малопереходных технологических процессов, реализуемые на несложном, компактном оборудовании.
Значительная роль в решении этих задач отводится методам обработки металлов давлением. Обработка металлов давлением основана на использовании пластических свойств материалов и отличается высокой производительностью и экономным расходованием металла по сравнению с литьем и механической обработкой и, кроме того, улучшает механические свойства металла. Но использование в этом случае традиционной многооперационной вытяжки экономически нецелесообразно.
В современном машиностроении широко используются процессы пластического формоизменения с локальным приложением нагрузки, такие как: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, штамповка.
Разновидностью одного из таких процессов локального деформирования металла является ротационная вытяжка (РВ). Такой процесс представляет собой пластическое формоизменение материала заготовки, закрепленной на вращающейся оправке, давильными элементами (ДЭ), движущимися под действием сил трения от заготовки, которые перемещаются вдоль оправки с заданным зазором. При соприкосновении давильных элементов с заготовкой в

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
При ротационной вытяжке давильными элементами локальные деформации достигают значительной величины. Для их определения можно использовать либо теорию малых деформаций, либо теорию конечных деформаций. В связи с этим при постановке задачи упругопластического деформирования следует определить целесообразность использования той или иной теории при вычислениях МКЭ.
Для анализа больших деформаций целесообразно использовать начальные координаты в начале каждого приращения деформации. Кроме того, для учета упрочнения материала, необходимо знать интенсивность деформации, которая определяется в любой момент времени.
В связи с созданием специального оборудования и инструмента, и широким внедрением в промышленность процесса ротационной вытяжки, расчет энергосиловых параметров процесса приобретает практический интерес.
2.1 Исследование распределения степеней деформации при
ротационной вытяжке с утонением стенки
Рассмотрим механизм деформирования заготовки в процессе обработки. РВ цилиндрических деталей - процесс формообразования цилиндрических заготовок с преднамеренным утонением стенки в момент, когда давильные элементы двигаются поступательно, параллельно оси оправки на заданном расстоянии от неё, а удлинение заготовки совпадает с направлением перемещения давильного инструмента (рис. 2.1).
Если за один проход невозможно достичь необходимой величины утонения стенки заготовки, то процесс деформирования разбивают на несколько проходов.