Введение к работе
Актуальность проблемы. Совершенствование существующих и внедрение прогрессивных технологий изготовления деталей методом обработки давлением являются важными задачами современного машиностроения, решить юторые можно лишь-на основе проведенні кбмплексных теорез лческих и экспериментальных ^следований, завершающихся промышленным освоением процессов штамповки. Одним из путей решения этих задач является разработі а и внедрение автоматизированных систем проектирования оборудования, инструмента и технологических процессов на базе использовашя современной вычислительной техники.
Большой объем номенклатуры изготовляемых на предпрггтиг ' методами обработки давлением деталей, сложность проектируемых технологических процессов и необходимость их оптимизации, а также требования, связанные с сокращением срок .і проектирования при одновременном повышении качества, делают актуальной пробхз-му автоматизации проектирования. В последнее время получают развитие системы автоматизированного проектирования операций (САПР СП), предназначенные для расчета и оптимизации паи5олее распространенных операций обработки давлением с достаточно сложной механикой деформирования материала.
При разработке с- істем авт эматизированного проектирования операций обработки давлением должны быть решены две основные задачи: создание математической модели, учитывающей все необходимые параметры процесса, позволяющей с приемлемой точностью и в реальном времени рассчитать технологическую операцию, а также моделирование технологических отказов на оочов" соответствующих критериев, позволя ядих прогнозировать появление тех ИЛИ ЧЧЫХ браковочныу признаков. Решение этих ііадач позволяет дать включение о возможности кзготовлениг детали, і также подобрать оптимальные параметры технологического процесса е>; изготовлено. СЛІГГ операций должны найти применение-не только в организациях." разрабатывающих техколоптю . но и у проектировщиков машин и конструкций, -поскольку они позво-іяют оценить технологичность деталей, "ппример пи числу необходимых пєреходоз. Зффек-, тшчюоть этих систем обеспечивается ке только сокращением сроков . И'хно.л.-тическог проектирования, но и иовышегием его качества, поскольку іти системы существенно госполняют разрыв ;-"Чг;у irjpn-TiiC-K с*г>7;У.-:;:гыг гплач обработки металлов давденн-.-п,
как задач механики деформируемого твердого тела, и уровнем подготовки технологов в области математики и механики.
Цель работы. Совершенствование проектирования технологических операций формообразования листовых деталей на базе создания методического обеспечения автоматизированного рабочего места технолога заготовительно-штамповочного производства.
Научная новизна. Разработана комбинированная математическая модель процессов вытяжки, формовки листовых деталей, включающая математические модели материала, геометрии, операции, технологических отказов, позволяющая определить напряженно-деформированное состояние заготовки в процессе формообразования. Математическая модель операции основана на решении задачи шаговым методом с заданной дискретизацией. Использование результатов экспериментальных исследований позволило свести задачу о вытяжке пространственных оболочек к одномерной. Предложена методика прогнозирования возникновения технологических отказов в операциях вытяжки, формовки, а также методика выбора оптимальных технологических параметров процесса.
Практическая ценность. Использование решений, полученных в работе позволяет рассчитать и оптимизировать технологические параметры процессов листовой штамповки. На основании вычисления деформированного состояния определяют размеры заготовки, знер-госиловые параметры процесса, минимально необходимое число переходов, число и вид промежуточных термообработок. Разработан комплекс прикладных программ, позволяющий получить данные для оценки Технологичности листовых материалов в условиях производства (технологический паспорт материала), а также подобрать рациональные технологические параметров в операциях вытяжки.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Математическая модель операции вытяжки эластичной средой.
-
Методика технологической паспортизации листовых материалов.
-
Методика прогнозирования технологических отказов в операциях листовой штамповки.
-
Методика компьютерного проектирования операций листовой штамповки.
-
Методика определения оптимальных технологических параметров процессов вытяжки деталей из листа.
Промышленная реализация. Предложенные методики были внед-
рены в виде комплекса вычислительных программ "Автоматизированное рабочее место технолога заготовительно-штампоЕочного производства" САРМ ЗШП) на раде авиастроительных предприятий, а также на предприятиях машиностроительного комплекса, таких как Воронежское объединение по выпуску тяжелых механических прессов, Волжский автомобильный, завод, в виде отдельных блоков АРМ ЗШП. Система передана в научно исследовательский институт авиационной технологии и организации производства (ШАТ) г. Москва.
Апробация работы. Основные результаты исследования были доложены и обсуждены на Всероссийском научно-техническом семинаре "Эффективные технологические процессы листовой штамповки" (г.Москва, 1993 г.), на Всероссийском научно-техническом семинаре "Новые разработки в холодноштамповочном производстве" (г.Санкт-Петербург, 1991г.), на Республиканской научно-технической конференции "Теоретические и прикладные проблемы развития наукоемких и малоотходных технологий обработки металлов давлением" (г.Винница, 1991 г.)., на международной научно-технической конференции "Опыт и перспективы развития математического, программного и технического обеспечения САПР в прессострое-нии" (г.Воронеж, 1990 г.).
Публикации. По материала),! диссертации опубликованы тезисы докладов и две статьи.
Структура її объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, приложений и содержит 92 страницы машинописного текста, 48 рисунков, 5 таблиц, список литературы из 92 работ и приложений.