Введение к работе
Актуальность работы. Процессы обработки металлов давлением, я особенно листовая штамповка, занимают ванное место в технологических процессах машино- и приборостроения, являясь наиболее производительными и экономичными четодамл получения деталей сложное формы.
Значительная часть листового проката черных металлов нсполь-зуется в автомобилестроении для производства деталей, имеющих плоскую область, практически не подвергающуюся деформации. Это ухудшает напряженно-деформированное состояние, приводит к высоким локальным напряжениям, снижает коэффициент использования листового металла и качество изделий. Поэтому вопросы совершенствования формообразующих операций указанных деталей являются весьма актуальными.
Для решения этой задачи необходимо провести теоретическое исследование процесса осесимметричной формовки с учётом свойств листового металла, величины и знака контактного трения и геометрических параметров рабочего инструмента. Кроме того, практика требует создания нового метода испытания листового металла на неравномерное двухосное растяжение с соблюдением плоскостности на испытуемой области образца для построения диаграммы предельной деформации. Это обеспечит проведение мероприятие по разработке и внедрению в автокузоЕНое производство эффективных процессов формообразования с растяжением вышеуказанных типов деталек, а такле .других изделлй с низким коэфТдцнентом использования металла.
Настоящая работа выполнялась в соответствии с программой основных направлений экономического и социального развития, предусматривающей разработку эффективных процессов листово:": шгамповкл, и комплексной целевой программой Минвуза.РСФСР "Пластическая обработка" в соответствия с приказом .'": 81 от 21.03.89 г.
Цель работы. Разработка метода расчёта ?ормовкя листового металла с учётом геометрии инструмента, пластических свойств заготовки и сил трекия .для теоретического и экспериментального определения технологических параметров и предельных деформаций с це- лью создания эффективных процессов штамповки иг основе -"ормо-изменения с растяжением.
Научная новизна. Разработан метод расчёта напряленно-деформи-ронанного состояния изделий осесимметричной формы на основе уравнений теории пластического течения листового металла, основанный на использовании характеристических свойств система гипербо-
личєских уравнений в частных производных, что позволяет снизить размерность этой системы и свести процедуру её интегрирования к решению обыкновенных дифференциальных уравнений.
Получены аналитические зависимости влияния свойств листового металла, трения между заготовкой и рабочим инструментом, а также его геометрических размеров на технологические параметры процесса формоизменения с растяжением.
Создана методика экспериментального построения диаграммы предельных деформации по результатам испытания листового металла ш неравномерное двухосное растяжение с соблюдением плоскостности на испытуемом участке образца.
Практическая значимость и реализация результатов паботы.
Предложены научно-обоснованные рекомендации по испытанию листового металла и соверненствованию технологических процессов формоизменения с растяжением, которые внедрены на Волжском автомобильном заводе.'
Разработана оснастка и методика для построения диаграмм предельных деформации листового металла по результатам испытания т равномерное и неравномерное двухосное растяжение.
Спроектирована;и изготовлена новая конструкция штампа для формообразования с растяжением крупногабаритных детале!! типа панель пола автомобилей ВАЗ-2І0І и 2121. Это позеолило уменьшить размеры фланца заготовки на 10 + 15 %.
Разработан оптимальный фигурный контур заготовки с вырезами незамкнутой формы для .формоизменения с растяжением детали брызг; еик переднего крыла автомобиля ВАЗ-2І0І...07 и штамп для её вырубки. Это позволило снизить норму разхода листового металла за счет уменьшения размеров заготовки на 17 г'.
Созданный метод расчета использован к~л соверп-знствованля прс цесса осесимметричной формовки деталей типа арок колес автомобилей 'ВАЗ-2101...07 и шкив коленчатого вала автомобилей 3A3-2I0S., ...09. Зго обеспечило повышение качеств^ л экономическую эффективность производства.
Разработанные конструкции защищены 3 авторскими свидетельствами. Годовой экономический эфсБект от внедрения результатов работ .для указанных деталей на ВАЗе составил 714,6 тыс.рублей при долевом участии .диссертанта - 30 %.
Аппобаипя работа. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены в следующих организациях: институте машино' ведения АН СССР (IS90r.); Московском энергетическом институте
:1989г.); -Московском автомеханическом институте (1990г.); Волз-dkom автомобильном заводе им.50-летия СССР (1990 г.).
Публикации по заботе. По теме диссертации опубликованы 8 ра-5от, из которых 3 авторских свидетельства СССР.
Структура я объем диссертация. Диссертация состоит яз езєдє-шя, четырех глэе, выводов, списка литературы и приложения. Рз-5ота изложена на 130 страницах машинописного текста, содерчит 16 иллюстраций, 4 таблицы и библиографию из SO наименован::-'":.