Повышение эффективности процесса формообразования деталей из листа эластичной средой в жесткой матрице

• Автор: Томилов, Марат Федорович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 .Вытяжка эластичными средами в жесткую матрицу
1.2. Экспериментальные исследования и расчет операции вытяжки эластичным пуансоном в жесткую матрицу
1.3. Дефекты качества при формообразовании деталей из листа эластичными средами
1.4.Компьютерное моделирование операции вытяжки деталей из листа
1.5.Выводы и задачи исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ ФОРМОБРАЗОВАІІИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛИСТА
ЭЛАСТИЧНЫМИ СРЕДАМИ
2.1.Методика исследования пластического деформирования материалов методом фотосеток
2.2.Деформированное состояние при вытяжке деталей из листа эластичными средами
2.3.Экспериментально-расчетная методика определения коэффициента трения и распределения давления при вытяжке в круглую и щелевую матрицы
2.4.Построение диаграмм предельной формуемости листовых материалов по результатам их испытаний с применением эластичных сред
3. МЕХАНИКА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛИСТА ПРИ
ВЫТЯЖКЕ ЭЛАСТИЧНЫМИ СРЕДАМИ В ЖЕСТКУЮ МАТРИЦУ
3.1 .Расчет геометрии деформируемой заготовки
3.2.Определение напряженно-деформированного состояния при вытяжке
осесимметричных деталей

3.3.Расчет напряженно-деформированного состояния при вытяжке
коробчатых деталей
3.4.Математическая модель операции вытяжки листовых заготовок
эластичной средой в жесткую матрицу
4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1.Программное обеспечение для проектирования операций вытяжки
деталей из листа эластичной средой в жесткую матрицу
4.2.Способ вытяжки эластичной средой в жесткую матрицу
4.3.Разработка технологии вытяжки эластичной средой деталей из листа
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Одной из важных проблем современного машиностроения является производство экономичных высококачественных тонкостенных изделий из листа, получивших широкое распространение в различных отраслях промышленности. К числу наиболее перспективных и эффективных направлений интенсификации процессов формообразования деталей из листовых заготовок относится металлосберегающая технология штамповки эластичными средами, имеющая целый ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными методами штамповки в металлических штампах. Процессы листовой штамповки эластичными средами характеризуются универсальностью и мобильностью, простотой внедрения и удобством обслуживания, а также высокой экономической эффективностью в связи со сравнительно низкой стоимостью применяемой инструментальной оснастки.
Среди формообразующих операций, осуществляемых с применением эластичных сред, значительное место занимает вытяжка деталей из листа эластичным пуансоном в жесткую матрицу. Ее дальнейшее развитие и широкое промышленное освоение в известной мере сдерживается в силу отдельных недостатков, присущих этой операции (неравномерная утяжка фланца и большая разнотолщинность получаемых деталей), а также из-за недостаточной разработанности инженерной методики расчета ее параметров, определяющих процесс формообразования. Существующие методики расчета, предназначенные для определения энергосиловых параметров процесса, основаны на применении достаточно грубых математических моделей операции и не позволяют осуществить ее проектирование - прогнозировать появление на детали признаков брака деформационного характера, рассчитывать необходимое для получения детали число переходов и выбирать рациональную технологию формоизменения. Не обеспечивают возможности проектирования операции и методики расчета, основанные на использовании наиболее точных математических моделей, базирующихся на методе конечных элементов. Реализация таких моделей тре-

тате проведения дорогостоящих пробных экспериментов с последующей корректировкой, а в некоторых случаях и полной заменой инструмента.
1.3. Дефекты качества при формообразовании деталей из листа эластичными средами Возникающие в ходе реализации операции листовой штамповки эластичными средами технологические дефекты или браковочные признаки, связанные с пластическим деформированием материала и имеющие деформационную природу, образуют одну из групп технологических отказов [11, 54, 72, 84]. Технологические отказы этой группы ограничивают предельные степени деформирования для проектируемой операции.
Анализ производственного опыта и имеющихся работ [32, 41, 49, 84], посвященных формообразующим операциям с помощью эластичных сред, показывает, что основными технологическими отказами, ограничивающими возможность их реализации и приводящими к отбраковке изделий являются:
потеря устойчивости сжатия, сопровождающаяся образованием нераз-глаженных волн, гофр (складок);
неустойчивость пластического деформирования при растяжении в форме чрезмерных локальных утонений с последующим разрушением;
- разрушение обрабатываемого материала вследствие исчерпания его пластичности (без предварительной локализации деформации);
потеря точности формы изготавливаемой детали в результате упругой отдачи материала после снятия деформирующего усилия.
Для конкретной операции листовой штамповки наиболее характерным, типичным для нее, является или отдельно взятый браковочный признак или их сочетание.
Волнистость и гофры, появляющиеся в результате потери устойчивости пластического сжатия листовых заготовок, приводят к искажению формы дета-