Введение к работе
Актуальность темы. Прогресс во всех областях машиностроения неразрывно связан с уровнем развития теории и технологии обработки металлов давлением. Большим значением в решении связанных с .этим задач является поиск актуальных направлений развития и совершенствования прогрессивных процессов пластической обработки, расширение их технологических возможностей и области применения. Важная роль при этом отводится ресурсосберегающим технологиям, ' обеспечивающим рост производительности и повышение : качества изделий. Одним из прогрессивных, но недостаточно изученных технологических процессов является пластическое скручивание; .
Известны решения задач о скручивании стержня различной формы
поперечного сечения для упругопластических, малых.и больших
пластических деформаций. Однако, эти решения из - за ограничения
либо по величине деформации, либо по форме поперечного сечения и
геометрическим соотношениям не могут быть использованы для расчета
технологического процесса скручивания, при большой пластической
деформации стержня в виде относительно толстой полосы прямоугольно--
го сечения ( у которой отношение начальных размеров сечения, больше
о.З). . ;.
Скручивание часто применяется в технологических процессах, ковки, горячей и листовой штамповки, прессования, волочения, прокатки. Тем не менее-, некоторые детали имеющие винтовые ,'поверхности: различного рода шнеки, завихрите ли потока, бурильный инструмент,' теплообменники и др., из-за недостаточной изученности 'процесса скручивания изготавливаются точением, фрезерованием. Применение'
-операции скручивания представляется более эффективным; однако, не- '
достаточная изученность процесса сдерживает его применение и
является препятствием для изготовления разнообразных изделий с
винтовыми поверхностями. Поэтому,,проведение исследования в указан
ном направлении отвечает нуждам штамповочного производства и
является актуальным;
Целью работы является экспериментально - теоретическое исследование процесса пластического скручивания относительно толстой полосы, .создание на его базе методики и рекомендаций по . расчету технологических параметров штамповочной операции скручивания и по выбору конструктивных схем штампов.
Методика исследования. В теоретическом исследовании использована известная методика решения задачи о скручивании полосы
умеренной толщины ( у которой отношение начальных размеров сечения находится в промежутке от 0.1 до 0.3 ), скорректированная с помощью введенной поправочной функции, которая была создана на основе результатов предварительного экспериментального анализа. Задача решена численно, использованы уравнения теории пластического течения упрочняющегося по деформации металла. Касательное и нормальное продольное напряжения принимются в виде функции двух координат. Система полученных дифференциальных уравнений проинтегрирована
- стандартным методом. В экспериментальном исследовании оценка силових параметров проводилась на испытательной машине для скручивания КМ-50-1. Для определения деформированного состояния применен метод координатной сетки. Измерения проводились с помощью инструментального микроскопа МБИ-1 и других стандартных средств.
. Научная новизна. Впервые выполнено решение о скручивании относительно толстой полосы из упрочняющегося материала при большой деформации с целью определения параметров штамповочной операции скручивания. Представленные в виде графиков и таблиц результаты численного решения, полученные зависимости продольной силы и крутящего момента от параметра формоизменения скручиваемой полосы, данные о напряженно - деформированном состоянии и изменении размеров сечения полосы имеют научную новизну. Определено, что формоизмене-
' ние при скручивании относительно толстой полосы ограничивается локализацией кручения и разрушением металла. По признакам указанных .явлений предложена методика расчета предельного формоизменения.
Практическая ценность. Разработаны методика и рекомендации до определению параметров технологической операции скручивания полосы и по выбору конструктивных схем штампов и специальных механизмов, применяемых в операции скручивания, полученные результаты позволяют ликвидировать пробелы в справочной и специальной технологической литературе.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной Научно - практической конференции ." ' Ресурсосберегающие технологии машиностроения " МГААТМ, г. Москва, 1994 г. Публикации. По теме диссертации опубликовано две печатных
работы.
Объем и структура диссертации. диссертация состой. из введения, пяти разделов, общих выводов, списка .литературы из 74 наименовании и приложений, изложена на 136 Страницах .машинописного текста, содержит 5.1 рисунок и 12 таблиц.