Введение к работе
1 7\, : '
"""--''Актуальность работы. Внедрение в экономику рыночных отношений вызывает необходимость решать задачи снижения расхода черных металлов и повышения производительности труда в машиностроении путем широкого использования малоотходных процессов, в частности, обработки металлов давлением. Для решения поставленных задач по экономии металла и повышению производительности труда необходимо расширить номенклатуру деталей, изготавливаемых- холодным (KB) и полугорячим (ПГВ) выдавливанием. Гри этом возникает ряд трудностей. Например, при переходе на холодное или полуторячеэ выдавливание деталей из труднодефэрмируемых материалов возрастают нагрузки на инструмент, что приводит к снижению его стойкости, выдавливание крупногабаритных деталей требует, увеличения гаоаритов матриц и штампов. Это вдет к увеличению их металлоемкости и не всегда возможно из-за ограничений, накладываемых размерами штампового пространства прессового оборудования. В связи с изложенным.возникает необходимость разработки точных методов расчета инструмента и оптимизации его конструкции, в частности, матриц, описанные в литературе методики расчета матриц имеют ряд недостатков и не позволяют с необходимой точность» рассчитать инструмент".
Цель работы. Цель настоящей работы - создание и внедрение методик расчета матриц, которые учитывают особенности' их работы и позволяют оптимизировать іїх конструкцию, разработка рекомендаций го проектированию и эксплуатации' матриц и узлов их крепления. Для достижения цели в работа поставлены следующие задачи :
создать математическую модель Оаядажированной двухслойной матрица для условий ХВ и ПГВ }
экспериментально обосновать выбор критерия прочности матриц;
выполнить анализ работы .безбандажных и бендаяярованннх двухслойных матриц в условиях ХВ и ПГВ s .
определить нагрузки,' действующие на узлы крепления бандакя-рованных матриц ;
провести экспериментальную проверку адекватности теоретического решения }
- оптимизировать конструкцию многослойных матриц « целью
уменьшения их металлоемкости ;
- разработать новые, более совершенные и компактные конструк
ции матриц и узлов их крепления.
4 *
Научная новизна.
-
На основании детального исследования условий работы матриц для ХВ и ПГВ на базе метода конечных элементов (МКЭ) разработана матеметическзя модель двухслойной матрицы любой геометрической формы; в модели реализуются люоыэ заданные граничные условия и учитываются реальные условия контактного взаимодействия на поверхности, сопряжения вставки и Сандака ;
-
На основе математической модели разработана методика оптимизации конструкций двухслойных матриц для условий ХВ и ПГВ по критерию металлоемкости (при заданных ограничениях по прочности);
-
Разработан алгоритм и пакет прикладных програм для оптимизации конструкции двухслойных матриц. Этот пакет составляет подсистему САПР матриц для ХВ и ПГВ ;
4. (лгределены условия возможности применения однослойных
матриц для ХВ и ПГВ, установлены оптимальные размеры матриц для
НТВ по, критерию металлоемкости, а также условия их рационального
охлакдения;
5. Разработана методика, алгоритм и программы для оптимизации
размеров бандажей многослойных матриц для обьемной штамповки ;
6. Разработана методика расчета сил, действующих на узлы
крепления многослойных матриц. На основе этой методики создан
алгоритм и пакет програм для ЭВМ, реализующий подсистему' САПР
узлов крепления многослойных матриц.
Практическая ценность и реализация работы в промышленности.
Результаты работы реализованы в подсистеме САПР проектирования матриц, вошедшей в состав САПР штампов для ХВ и ПГВ - "ADET". САПР "АЕЕГ" внедрена в производство в ХНТК ПО "завод им. Малышева". С использованием этой системы спроектированы 120 пакетов штампов ХВ и ПГВ ао-ти наименований деталей. Из них ю внедрены в производство в 1991 году, общий экономический эфект от внедрения составляет 27,8 тыс. руб. Долевой вклад работы 11,7 тыс.руб.
Апробация работы. Содержание работы и ее отдэлъных разделов доложено на всесоюзных конференциях (Фрунзе, Рига) и семинарах в ЩЩТП ( Москва, 1939-1991 гг. ) научных семинарах ( Харьков, Краматорск ) в период с 1988 по 1991 гг.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 статьях и авторском свидетельстве на изобретение.
Структура и ооьем раооты. Диссертационная раоота изложена на 194 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, шести, глав, основных результатов раооты и приложений ( текстов программ и результатов расчетов ). Содержит 61 рисунок, 4 таблиим»список использованных литературных источников из 51 наименования.