Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Ле Минь Дык

Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей
<
Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ле Минь Дык. Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.09 / Ле Минь Дык; [Место защиты: Тул. гос. ун-т].- Тула, 2013.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-5/1031

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние технологии и теории получения тонкостенных цилиндрических деталей 13

1.1. Обзор способов изготовления цилиндрических деталей 13

1.2. Классификация процессов вытяжки 17

1.3. Методы исследования вытяжки 22

1.4. Основные выводы и постановка задач исследования 26

2. Расчет параметров операции комбинированной вытяжки методом конечных элементов 27

2.1. Постановка задачи расчета процесса вытяжки методом конечного элемента 27

2.2. Расчет первой операции вытяжки с использованием конечно-элементной модели 48

2.3. Расчет последующих операций вытяжки с использованием конечно-элементной модели 55

2.4. Определение сходимости полученных результатов 65

2.5. Основные результаты и выводы 67

3. Определение влияния технологических параметров на предельные возможности комбинированной вытяжки .. 69

3.1. Компьютерное моделирование процессов вытяжки 69

3.2. Расчет повреждаемости на операциях вытяжки 85

3.3. Основные результаты и выводы 93

4. Использование результатов иследований 94

4.1. Методика проектирования технологического процесса на базеоперации холодной комбинированой вытяжки 94

4.2. Расчет инструмента для операции холодной комбинированной вытяжки 104

4.3. Технологический процесе изготовления корпуса цельнотянутой банки 107

4.4. Использование результатов исследований 109

4.5. Основные результаты и выводы 109

Заключение

Список используемых источников

Введение к работе

Актуальность темы. Важными задачами, стоящими перед современным машиностроением, являются создание и производство конкурентоспособной продукции. В связи с этим перед машиностроительной промышленностью стоят актуальные задачи - разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов, обеспечивающих повышение требований к качеству изделий при снижении себестоимости и трудоемкости их производства, экономии материальных и энергетических ресурсов. При этом особую актуальность приобретают новые подходы к технологии изготовления изделий, направленные на изыскание резервов применяемых способов обработки, установление оптимальных режимов проведения технологических процессов. Значительное место среди новых направлений совершенствования действующих технологических процессов занимает обработка металлов давлением (ОМД), являющаяся высокоэффективным способом изготовления, и в частности, комбинированные виды вытяжки, которые позволяют получать более качественные тонкостенные цилиндрические изделия.

Создание усовершенствованных технологических процессов изготовления цилиндрических тонкостенных изделий требуемого качества с минимальными сроками освоения выпуска продукции требует использования современных методов подготовки производства и более детального анализа свойств обрабатываемых материалов. К этим свойствам относятся явления, связанные с пластической неоднородностью и повреждаемостью деформируемого материала. Разработка новых технологий ставит перед теорией ОМД задачи, требующие применения более совершенных математических моделей, описывающих процессы деформирования материалов, использование многошаговых принципов принятия решения с элементами визуализации. Однако такой подход еще не нашел достаточно широкого применения в ОМД для анализа технологических операций. Поэтому актуальной является задача, состоящая в разработке теоретически обоснованных режимов пластического деформирования, полученных с использованием точных методов расчета и современных достижений вычислительной техники, обеспечивающих заданное качество и сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Цель работы. Повышение эффективности изготовления цилиндрических деталей комбинированной вытяжки на основе установления теоретически обоснованных режимов пластического деформирования с использованием точных методов расчета и современных достижений вычислительной техники, позволяющих обеспечивать заданное качество и сокращать сроки подготовки производства новых изделий.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи исследований:

  1. Сформулировать основные уравнения и соотношения объемного пластического течения, позволяющие с привлечением метода конечного элемента учитывать неоднородность, кинематические, деформационные, силовые характеристики и деформационную повреждаемость в процессах комбинированной вытяжки.

  2. Провести теоретический расчет процессов первой и последующих операций комбинированной вытяжки цилиндрических деталей с определением силовых режимов и анализом напряженно-деформированного состояния и повреждаемости.

  3. Установить зависимости влияния технологических параметров: степени деформации, коэффициентов вытяжки и утонения, угла конусности матрицы, коэффициентов трения инструмента на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояние заготовки, силовые режимы.

  4. Адаптировать пакет прикладных программ DEFORM-3D для расчета процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей в условиях объемной деформации с применением многошагового процесса принятия решения.

  5. Разработать рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления цилиндрических деталей и рабочего инструмента для его реализации, обеспечивающие заданное качество изделий путем уменьшения деформационной повреждаемости.

Объект исследования. Технологические процессы комбинированной вытяжки .

Предмет исследования. Первая и последующие операции комбинированной вытяжки цилиндрических деталей.

Методы исследования. Исследование процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей выполнено с использованием основных положений теории пластичности с учетом пластической неоднородности материала и деформационной повреждаемости. Моделирование процесса осуществлено методом конечных элементов на базе прикладной программы DEFORM-3D. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине напряжений в очаге пластической деформации и критерию разрушения материала, связанному с накоплением деформационной повреждаемости. При разработке рекомендаций использованы современные положения технологии вытяжных операций.

Автор защищает:

определяющие уравнения и соотношения для анализа процесса комбинированной вытяжки цилиндрических деталей в условиях объемного напряженного и деформированного состояний;

результаты теоретических исследований первого и последующих процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей с учетом пластической неоднородности и повреждаемости деформируемого материала;

установленные зависимости влияния технологических параметров на напряженное и деформированное состояния заготовки, повреждаемость материала и предельные возможности деформирования;

адаптированные пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету первого и последующих процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей;

рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления цилиндрических цельнотянутых деталей с использованием процессов комбинированной вытяжки.

Научная новизна: установление закономерностей изменения кинетики течения материала, напряженного и деформированного состояния, пластической неоднородности материала от технологических параметров первого и последующих процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей при объемном деформировании.

Практическая ценность работы. На основе выполненных исследований разработаны рекомендации и пакет адаптированных прикладных программ по расчету технологических параметров первой и последующих операций комбинированной вытяжки цилиндрических деталей, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, заданное качество и сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Реализация работы. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе при подготовке специалистов и магистров по специальности 170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем» и включены в разделы лекционных курсов «Технологическая механика», «Современные методы подготовки производства», а также применяются в научно-исследовательской работе студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых "Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов" (г. Тула, 2009, 2012 гг.); на ежегодных магистерских научно-технических конференциях Тульского государственного университета (г. Тула, 2009, 2010 гг.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 2010-2012 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, входящих в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК.

Структура и объем диссертации

Классификация процессов вытяжки

Разработана, конечно-элементная, методика решения статических задач, составлены соответствующие схемы алгоритмов и разработан программный комплекс для расчета технологических процессов ОМД протекающих в условиях объемной деформации при статическом подходе к исследованию процесса деформирования, с использованием многошагового процесса принятия решения. Пакет прикладных программ имеет модульную структуру, и состоит из трех основных частей: автоматизированной подготовки данных, непосредственного решения задачи и визуализации результатов расчетов в виде диаграмм, графиков, рисунков и т.п. Это позволяет облегчить, и ускорить процесс подготовки и решения конкретной технологической задачи.

Рассмотрен расчет первой и последующих операций комбинированной вытяжки с использованием метода конечного элемента и многошагового процесса принятия решения. Разработанный алгоритм реализован с помощью программы конечно-элементного анализа DEFORM-3D. Приведены результаты решения в виде графиков изменения компонент тензора деформаций, скоростей деформации и компонент тензора напряжений для 3 произвольно взятых точек.

Полученные результаты вычислений показывают, что предложенный подход позволяет решать трехмерную задачу с определением силовых режимов и полным анализом напряженно-деформированного состояния процессов первой и последующих операций комбинированной вытяжки. Сопоставляя, полученные результаты для различных точек можно определить пластическую неоднородность деформируемого материала.

Третий раздел посвящен анализу процессов комбинированной вытяжки, на основе адаптированного программного комплекса DEFORM-3D. В качестве основных технологических параметров учитывалось влияние степени деформации, коэффициентов изменения толщины и диаметров, геометрии матрицы, коэффициентов трения на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояние заготовки и силовые режимы. Моделирование проводилось по схеме проведения однофакторного эксперимента, когда исследовалось влияние одного параметра при постоянных значениях других. Рассмотрено влияние основных технологических параметров (суммарной степени вытяжки, коэффициентов изменением диаметра и толщины, угол конусности матрицы и коэффициентов трения на матрице и пуансоне) на предельные возможности процессов формообразования путем расчета численных значений компонент тензора напряжений и деформаций с визуализацией полученных значений в виде графических зависимостей их изменения от времени. На основе полученных полей распределения напряжений и деформаций с использованием положений механики рассеянной повреждаемости, можно довольно точно рассчитывать деформационную повреждаемость.

Оценка величины накопленной повреждаемости деформируемого металла, проводится с использованием линейной модели пластического разрыхления, предложенной В.Л. Колмогоровым. Проведен расчет численных значений степени деформации сдвига, предельной степени деформации сдвига и повреждаемости для первой и последующих операций комбинированной вытяжки.

В случае получения значений, превышающие предельно допустимые, на схеме процесса показывается разрушение заготовки.

Адаптированный пакет прикладных программ позволяет моделировать влияние основных технологических параметров на предельные возможности процесса формоизменения, с визуализацией результатов расчетов в виде диаграмм, графиков, рисунков деформируемого полуфабриката. В случае задания технологических параметров, которые приводят к превышению предельных возможностей процесса формоизменения, выдается графическое изображение, показывающее, что проведение процесса не возможно.

Четвертый раздел содержит результаты практического использования проведенных исследований при проектировании технологических процессов на базе операции холодной комбинированной вытяжки. Использование разработанного подхода дает возможность прогнозировать силовые, деформационные характеристики, пластическую повреждаемость и устанавливать предельные степени формоизменения, разрабатывать в кратчайшие сроки высокоэффективные новые технологические процессы изготовления элементов изделий бытового назначения при рациональном выборе режимов обработки.

Основными этапами при разработке технологического процесса холодной комбинированной вытяжки корпуса цельнотянутой банки являются: - предварительный выбор схемы деформирования в зависимости от конструкции детали; - выбор исходной заготовки, расчет ее размеров; — расчет количества операций в зависимости от степени деформации и со ставления технологического процесса; — определение силовых, деформационных характеристик и пластической повреждаемости с целью установления предельных степеней формоизменения; — разработка конфигурации рабочей части инструмента с учетом специфи ки течения металла в процессе деформирования, контактного трения и струк турных характеристик материала. На основании изложенного можно сделать вывод о том, что внедрение подобных технологий и методик расчета в производство способно дать существенный экономический эффект.

В заключении приводятся основные результаты и выводы по выполненной работе.

Приложения содержат полученные тексты программы компьютерного моделирования процессов комбинированной вытяжки из первой операции и последующих операций и акт внедрения полученных результатов в учебный процесс.

Металлические тонкостенные цилиндрические детали, в зависимости от назначения, имеют разные конструкции, и широко применяются в разных отраслях промышленности.

Широко распространенным массовым видом металлических деталей являются жестяные консервные банки, к которым предъявляются требования по герметичности, прочности и коррозионной стойкости, обеспечивающей длительное хранение пищевых продуктов без изменения их качества. Они должны выдерживать без нарушения герметичности внутреннее давление при стерилизации и охлаждении продуктов, наружное давление при создании вакуума внутри и другие внешние воздействия. Банки применяются для герметичной укупорки продуктов, и изготовляются преимущественно из белой жести, а также алюминия и его сплавов [2, 3, 11].

По способу изготовления банки бывают сборные (из корпуса и концов -донышка и крышек) и цельноштамповапные (с прикатанной или припаянной крышкой).

Изготовление сборных банок Сборная жестяная банка имеет, как правило, цилиндрическую форму и имеет три составные части: крышка 1 и донышко 3 присоединяются к отбортованному корпусу 2 с помощью закаточного шва (рис. 1.1.) [3].

Изготовление сборных металлических банок состоит из следующих этапов: раскроя жести, изготовления концов, изготовления корпусов, закатывания, испытания банок на герметичность.

Расчет первой операции вытяжки с использованием конечно-элементной модели

Полученные результаты вычислений показывают, что предложенный подход позволяет решать трехмерную задачу с определением силовых режимов и полным анализом напряженно-деформированного состояния процессов первой и последующих операций комбинированной вытяжки. Дает возможность визуализации схем процессов и исследования кинетики полученных значений в виде графиков в зависимости от времени. Проведенные сопоставления значений технологической силы дает хорошую сходимость с инженерными методами расчета, разность не превышает 10%.

1 . Метод конечного элемента и многошагового процесса принятия решения с использованием основных соотношений пластического формоизменения в предположении, что материал жесткопластический, несжимаемый, изотропный позволяет определить объемное напряженное состояние во всех точках деформируемого полуфабриката, включая шаровый тензор напряжений. Этот подход является существенно важным при анализе процессов комбиниро 68 ванной вытяжки, в которых реализуется жесткая схема напряженного состояния и влияние шаровых напряжений на технологическую пластичность и деформационную повреждаемость очень велика.

2. На основе разработанных методик решения динамических и статических задач составлены соответствующие схемы алгоритмов и адаптирован программный комплекс DEFORM-3D для расчета технологических процессов комбинированной вытяжки, протекающих в условиях объемной деформации при динамическом подходе к исследованию процесса деформирования, с использованием многошагового процесса принятия решения. Пакет прикладных программ имеет модульную структуру и состоит из трех основных частей: автоматизированной подготовки данных, непосредственного решения задачи и визуализации результатов расчетов в виде диаграмм, графиков, рисунков деформируемого полуфабриката. Использование данного пакета прикладных программ создает возможность уменьшить время проведения технологических расчетов, обеспечивает наглядность результатов и позволяет сократить сроки освоения выпуска новой продукции.

3. Достоверность точности расчетного аппарата подтверждается сравнением результатов по оценке технологических сил для процессов первой и последующих операций комбинированной выяжки. Сопоставляя полученные результаты,, видно, что разница между полученными значениями величин технологической силы и инженерным методом составляет от 7,8 до 9Предложенная методика решения динамических и статических задач и адаптированный программный комплекс DEFORM-3D для расчета технологических процессов, комбинированной вытяжки позволяют выполнять исследования напряжено-деформированного состояния и повреждаемости заготовки при вытяжке цилиндрических деталей в зависимости от технологических параметров.

Компьютерное моделирование комбинированной вытяжки проводилось с целью установления влияния технологических параметров на предельные возможности процессов деформирования. В качестве основных технологических параметров учитывалось влияние степени деформации, коэффициентов изменения толщины и диаметров, геометрии матрицы, коэффициентов трения на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояние заготовки и силовые режимы. Моделирование проводилось по схеме проведения однофакторного эксперимента, когда исследовалось влияние одного параметра при постоянных значениях других. При назначении величин технологических параметров в процессах формоизменения учитывались также рекомендации по величине накопленных повреждений В.Л. Колмогорова [40, 41] и А.А. Богатова [Ю]. ,

Первая операция вытяжки

Компьютерное моделирование проводилось с использованием материала, размеров заготовки и инструмента, что и в разделе 2. На рис. 3.1, 3.2, 3.3. представлены зависимости влияния суммарной степени деформации и коэффициен 70 тов изменения толщины и диаметров заготовки на компоненты тензора напря жений и при /лм =0,04; jun = 0,07 и а = 15 для трех точек рис. 2.2.

Влияние степени вытяжки для точки Установлено, что комбинированную вытяжку из первой операции алюминиевого сплава АМц-3 при коэффициентах трения на матрице и пуансоне juM = 0,04; jun = 0,07 и угле конусности матрицы a = 15 можно проводить при суммарной степени вытяжки у/ = 0,6, коэффициент вытяжки rrid = 0,6, и коэффициент утонения ms = 0,67 дальнейшее увеличение степени деформации приводит к разрушению полуфабриката.

Расчет повреждаемости на операциях вытяжки

Смазывание поверхности заготовок обеспечивает управление процессом течения металла за счет регулирования сил контактного трения и снижения энергетических затрат на их преодоление. При нанесении смазки на поверхность заготовки под холодную комбинированную вытяжку учитывалось влияние контактного трения на пуансоне и матрице на напряженно-деформированное состояние при деформировании заготовки. Смазки должен обладать хорошей адгезией к поверхности материала заготовки и высокую способность к абсорбции. Поверхности из специальных сталей могут быть подвергнуты следующей предварительной обработке: омеднению, кальционирова-нию, оксидированию, фосфатированию.

Подбор оборудования для проведения технологических операций осуществлялся по общим требованиям исходя из технологической силы, геометрических размеров изделий, требуемой кинематики и производительности.

Кроме того, при серийном изготовлении деталей необходимо обеспечение высокого коэффициента использования металла.

Для изготовления штампового инструмента с учетом реализуемых силовых условий работы, можно рекомендовать сталь У12А и сталь 50, представляющие собой наиболее распространенные не дефицитные инструментальные и конструкционные стали. Сталь У12А - инструментальная высокоуглеродистая заэвтектойдная с содержанием углерода С = 1,16...1,23%. Сталь 50 - конструкционная среднеуглеродистая, качественная доэвтектойдная с содержанием С = 0,47...0,55%. Со специальной технологией их изготовления, направленной на получение устойчивой структуры со стабильным кубическим мартенситом и упрочняющей термической обработкой закалкой и отпуском твердостью инструмента по Роквеллу может достигать для стали 50 - 54...58 HRC, для стали У12А - 60...64 HRC. Данные марки сталей выдерживают нагрузки 105 до 1900 Н/мм. Технологический опыт ведущих предприятий показал, стойкость инструмента из этих сталей достигает 20000 штук деталей.

Расчет геометрических размеров инструмента ведется с использованием известных рекомендаций в следующей последовательности:

Технологический процесс изготовления корпуса цельнотянутой банки Данная методика иллюстрируется на типовом примере производства цельнотянутой банке для пищевой промышленности. Для их изготовления используют не только чистый алюминий, но и его сплавы, преимущественно с магнием и марганцем, обладающие повышенной прочностью.

Алюминий и его сплавы марок АМц-6, АМг-3 поставляются в виде листов (ГОСТ 21631 - 76) или лент (ГОСТ 4784 - 74). По состоянию поставки листы (ленты) разделяются на: отожженные (обозначающиеся буквой М - мягкие), полунагартованные (УгН) и нагартованные (Ы). По соглашению сторон возможна также поставка листов другого состояния металла, определяемого механическими свойствами. Производство алюминиевой ленты для пищевых продуктов включает горячую прокатку до толщины ленточной заготовки 7 - 9мм, холод 108

ную прокатку до конечной толщины 0,25 - 0,35мм и поверхностную обработку—анодирование и лакирование.

Корпус цельнотянутой банки рис. 4.1. изготавливают за две операции комбинированной вытяжки из ленты. В процессе производства материал должен иметь умеренную деформационную повреждаемость и высокие прочностные свойства, обеспечиваемые технологией производства. На рис. 4.2. показаны переходы технологического процесса изготовления.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технологического процесса обеспечивается простотой реализации данного способа, так как предлагаемая технология изготовления не требует высокоточного мощного оборудования для обеспечения требуемой разностенности, как на операции обратного выдавливания, и дает возможность повышением прочности изделия за счет упрочнения и уменьшения повреждаемости со =0,55, с сокращением сроков подготовки производства в 1,4 раза.

На основании выше изложенного можно сделать вывод о том, что внедрение подобных технологий в производство способно дать существенный экономический эффект.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе при подготовке специалистов и магистров по специальности 170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем» и включены в разделы-лекционных курсов «Технологическая механика», «Современные методы подготовки производства», а также применяются в научно-исследовательской работе студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов.

1. Разработана усовершенствованная методика проектирования технологии изготовления цельнотянутой банки инструмента из цилиндрических заготовок на базе операций комбинированной вытяжки. Новизной методики является прогнозирование прочностных свойств материала готовых изделий на основе анализа напряженно-деформированного состояния материала и деформационной повреждаемости, позволяющие получать качественную структуру материала, необходимую для обеспечения требуемых эксплуатационных свойств.

2. На основе предложенной методики разработан технологический процесс изготовления цельнотянутой банки комбинированной вытяжкой из алюминиевого сплава марок АМц-3.

3. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технологического процесса обеспечивается простотой реализации данного способа, так как предлагаемая технология изготовления не требует высокоточного и мощного оборудования для обеспечения требуемой разностенности, как на операции обратного выдавливания и дает возможность повышением прочности изделия за счет упрочнения и уменьшения повреждаемости со =0,55, сокращением сроков. подготовки производства в 1,4 раза.

Расчет инструмента для операции холодной комбинированной вытяжки

В диссертационной работе решена актуальная научная задача, имеющая важное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении эффективности изготовления цилиндрических деталей комбинированной вытяжкой на основе выбора теоретически обоснованных режимов пластического деформирования, полученных с использованием точных методов расчета и современных достижений вычислительной техники, обеспечивающих заданное качество и сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

В процессе проведенного изучения и моделирования комбинированной вытяжки цилиндрических деталей получены следующие основные результаты, и сделаны выводы.

Сформулированы определяющие соотношения для анализа пластического формоизменения цилиндрических деталей комбинированной вытяжкой из жесткопластического, несжимаемого, изотропного материала в условиях объемного пластического течения, позволяющие определять кинематику течения материала, силовые режимы, напряженное и деформированное состояния, деформационную повреждаемость.

Выполнен теоретический расчет первого и последующих процессов комбинированной вытяжки цилиндрических деталей с определением силовых режимов и анализом напряжено-деформированного состояния, деформационной повреждаемости путем решения трехмерной задачи с визуализацией схем процессов и исследованием кинетики полученных значений в виде графиков.

Моделирование процесса комбинированной вытяжки позволило установить влияние технологических параметров, степени деформации вытяжки, коэффициентов вытяжки и утонения, угла конусности матрицы, коэффициентов трения на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки и силовые режимы. Показано, что первую операцию комбинированной вытяжки из плоской заготовки алюминиевого сплава АМц-3 воз Ill можно проводить при степени вытяжки /// = 0,6 с коэффициентами вытяжки md=0,6 и утонения т=0,61, дальнейшее увеличение степени деформации приводит к разрушению полуфабриката. Оптимальным и являются коэффициенты трения на матрице juM =0,03 и пуансоне //„ = 0,06 и угол конусности матрицы а = 12...15, дающие минимальные значения напряжений и деформации. Последующие операции комбинированной вытяжки из полой заготовки алюминиевого сплава АМц-3 возможно проводить при степени вытяжки і//=0,6 с коэф-. фициентами вытяжки /«/=0,8 и утонения ms=0,5, дальнейшее увеличение приводит к разрушению полуфабриката. Оптимальным и являются коэффициенты трения на матрице и пуансоне //v( = 0,03, //„ = 0,06 и угол конусности матрицы а = 15, дающие минимальные значения напряжений и деформаций.

Проведена оценка повреждаемости деформируемого материала микродефектами. Учёт пластической повреждаемости вносит заметную поправку в расчёт операционных степеней деформаций, дает возможность их увеличения до 12...16%.

На основе предложенного метода решения статических задач-составлены соответствующие схемы алгоритмов, и адаптирован программный комплекс DEFORM-3D для расчета технологических процессов комбинированной вытяжки, протекающих в условиях объемной деформации, с использованием многошагового процесса принятия решения. Использование пакета прикладных программ дает возможность уменьшить время проведения технологических расчетов, обеспечивает наглядность результатов, и позволяет сократить сроки освоения выпуска продукции.

Разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов изготовдения цилиндрических деталей и рабочего инструмента для его реализации. Спроектирован технологический процесс изготовления цельнотянутой банки комбинированной вытяжкой. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технологического процесса обеспечивается простотой реализации данного способа, так как предлагаемая технология изготовления не требует высокоточного мощного оборудования, как на операции обратного выдавливания, и дает возможность повысить прочность изделий за счет упрочнения и уменьшения повреждаемости со =0,55, сокращает срок подготовки производства в 1,4 раза.

Похожие диссертации на Первая и последующие операции комбинированной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей