автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование процесса глубокой вытяжки тонкостенных осесимметричных деталей в штампе с упругим прижимом

□□3177655

На правах рукописи

Нестеренко Елена Сергеевна

Совершенствование процесса глубокой вытяжки тонкостенных осесимметричных дета чей в штампе с упругим прижимом

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 7 ДЕК 2007

Самара 2007

003177655

Работа выполнена на кафедре обработки металлов давлением ГОУ ВПО "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С П Королева" (СГАУ)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Попов Игорь Петрович Официальные оппоненты доктор технических наук, доцент

Моисеев Виктор Кузьмич, кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении ГОУ ВПО "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика СП Королёва"

кандидат технических наук,

Щуровский Денис Васильевич,

менеджер по качеству и развитию поставщиков,

ЗАО «вМ-Автоваз»

Ведущая организация ОАО «Авиакор - Авиационный завод»

Защита состоится « 26 » декабря 2007 г на заседании диссертационного совета Д212 215 03 при СГАУ по адресу 443086, г Самара, Московское шоссе, 34

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ

Автореферат разослан « 23 » ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета к т н.

13

Ю С Клочков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Полые тонкостенные осесимметричные детали, полу-енные из листа процессом вытяжки, имеют широкое применение в авиастроении за счет остаточно высокой прочности, жесткости и небольшого веса

Практика изготовления таких деталей в операциях листовой штамповки казывает, что коэффициент вытяжки снижается при уменьшении относительной лщины заготовки

Объяснение этому явлению, как показал анализ существующих источников, за-ючается в следующем для вытяжки тонкостенных деталей требуется более сильный ижим для ликвидации гофрообразования фланца Это приводит к увеличению сил тре-я, росту напряжений в опасном сечении и преждевременному разрыву заготовки

Известно, что предельный коэффициент вытяжки, при котором вытягиваемая за-товка будет находиться на грани возможного разрушения, можно увеличить разными етодами, основным из которых является минимизация усилия прижима

Опыты, проводимые в 60х г г профессором Овчинниковым А Г показали, что и вытяжке относительно тонкостенных заготовок ((Б/0)100%< 0,6) в случае если при-им распределяется не по кромке фланца, как в традиционном случае, а по всей его по-рхности коэффициент вытяжки увеличивается Однако этому явлению до сих пор не йдено объяснения

Следует подчеркнуть, что при минимизации усилия прижима с целью интенси-кации глубокой вытяжки отсутствует направление, основанное на использовании уп-гих свойств штамповой оснастки (упругого прижима, упругой матрицы и др ) Данное правление не требует использования специального оборудования и сложной конструк-и оснастки И может быть применимо при больших объемах производства

На кафедре обработки металлов давлением Самарского государственного аэро-смического университета разработана конструктивная возможность проведения вы-жки с прижимом, прилегающим по всей поверхности фланца в течении всего процесса от процесс осуществляют с помощью использования упругих свойств штамповой ос-стки, а именно прижим выполнен в виде кольца переменного сечения, обеспечиваю-го упругие перемещения, которые позволяют прижать фланец заготовки с необходи-1м давлением по всей его поверхности Однако необходимы методики расчета техно-гических параметров разработанного способа вытяжки с упругим прижимом

В связи с этим, представленные в диссертации исследования процесса вытяжки нкостенных цилиндрических деталей в инструментальном штампе с упругим прижим являются актуальными

Цель диссертационной работы. Разработка методики проектирования способа вы-жки тонкостенных осесимметричных деталей в штампе с упругим прижимом

Методы исследований Теоретические исследования при разработке способа вытяжки базировались на основных положениях теории пластического деформирования листовых материалов, изгиба круглых пластин, теории гофрообразования

Экспериментальные исследования осуществлялись в лабораторных условиях с применением методов математической статистики на гидравлической машине ЦДМПУ-30

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью поставленных задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследованиями, а также использованием результатов работы в промышленности

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Выявлена особенность механизма вытяжки тонколистовых заготовок

2 Разработана методика проектирования относительно тонкостенных осе-симметричных деталей с использованием процесса глубокой вытяжки в штампе с упругим прижимом, позволяющим увеличить коэффициент вытяжки на 1520%

Практическое значение работы заключается в

1 получении тонкостенных цилиндрических деталей с большим коэффициентом вытяжки, близким к коэффициентам вытяжки толстостенных деталей

2 совершенствовании процесса вытяжки тонкостенных деталей за счет снижения трения, количества переходов и улучшения качества поверхности деталей

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы в виде руководяще-технического материала и внедрены на заводе ОАО «Гидроавтоматика»

Апробация работы Результаты исследований докладывались на 6 Международных и 7 Всероссийских конференциях

Публикации По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией 2 статьи

Структура н объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений Работа выполнена на 150 страницах машинописного текста, содержит 90 рисунков и 9 таблиц Список использованных источников содержит 98 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель 'аботы, научная новизна, практическое значение и основные результаты работы.

В первой г лаве изложено современное состояние теории и технологии изготов-ения цилиндрических тонкостенных заготовок и изделий методами глубокой вытяжки с словием полного прилегания прижима к фланцу заготовки. Показаны особенности вы-яжки тонколистового материала. Описаны механизм гофрообразования на фланце и ус-овия применения прижима. Проанализированы методы расчета потери устойчивости.

На основе проведенного обзора работ установлено, что большой вклад в развитие рории вытяжки тонколистового материала, расчета потери устойчивости внесли В.Д. оловлев, Л.А. Шофман, В.П. Романовский, Л.И. Рудман, М.Н. Бирюков, Ю.Н. Алексеев, .И. Исаченков, E.H. Мошнин, М.В. Сторожев, Е.А. Попов, А.Г. Овчинников, А.Д. Том-Ьнов, Ю.Б. Колесов, Е.С. Сизов, В.Л. Колмогоров и др.

Выявлено, что при условии полного прилегания прижима к фланцу заготовки на эотяжении всего процесса вытяжки коэффициент вытяжки относительно тонкостенных ^талей возрастает на 15-20%.

Однако существующие методы вытяжки тонколистового материала трудоемки и южны либо по конструкции оснастки, либо по применяемому оборудованию и не обес-гчивают полного прилегания прижима к заготовке в ходе всего процесса вытяжки.

На рисунке I представлена схема штампа, обеспечивающего прилегание прижима по всей поверхности фланца за счет перемещения упругого прижима.

Рисунок I - Схема конструкции штампа для вытяжки тонколистового материала с

использованием упругого прижима. I-кольцо опорное; 2-прижим упругий: 3-обойма; 4-матрица; 5-пуансон; 6-выступ кольцевой; 7-заготовка.

Усилие на прижим передается через кольцевой выступ 6, который расположен внутреннему радиусу прижима 2. В процессе вытяжки под действием усилия прижим дет упруго деформироваться. Величина этого упругого перемещения ограничена упру-ми свойствами материала, которые должны превышать максимальную величину раз-толщинности на фланце.

Однако данный способ практически не изучен. Отсутствуют методики проектиро-| вания технологических параметров способа глубокой вытяжки с упругим прижимом.

В связи с этим в задачи настоящего исследования входило:

1

1 Теоретически обосновать, что использование способа глубокой вытяжки с упругим прижимом приводит к снижению напряжений в опасном сечении и увеличению предельного коэффициента вытяжки по сравнению с традиционным методом,

2 Определить технологические параметры процесса усилие прижима, предельный коэффициент вытяжки,

3 Разработать методику определения геометрических параметров упругого прижима,

4 Привести результаты экспериментальных и теоретических исследований в сравнении с традиционным способом вытяжки

Во второй главе подробно рассмотрены особенности механизма действия жесткого прижима Исследования показали, что при вытяжке относительно тонкостенных

заготовок с относительной толщиной —Ю0%<0 6 наблюдаются явления, которые отО

личны от известных Особенность состоит в том, что даже при оптимальных усилиях прижима на свободном участке фланца возникает гофрообразование и поэтому при прохождении гофр через радиусное скругление матрицы возникают дополнительные растягивающие напряжения, которые влияют на растягивающие напряжения в опасном сечении

Для нахождения дополнительных напряжений (рисунок 2) используется приближенная методика, изложенная в работах Е А Попова, М Е Зубцова, А Н Малова

А-А

А(Тр

Рисунок 2 - Схема прохождения гофры через радиусную часть матрицы

Выпрямление гофры происходит при прохождении по всей образующей рабочей поверхности матрицы от сил, вызванных дополнительными меридиональными напряжениями на величине перемещения со0 При этом работа равна

= Aapsaa>0, (1)

где Лсу - дополнительное меридиональное напряжение,

5 - толщина заготовки, а — длина полуволны,

ю0 - величина перемещения от дополнительных усилий выпрямления волны Гофра, выпрямляясь, совершает работу сопротивления

А. = МиГМ ' (2)

е2

е М = сг — _ момент сопротивления изгиба единицы ширины, св - предел прочности

• 4

п

атериапа, ги — - ширина волны, равная длине образующей радиусной поверхности

трицы, а - угол, ограничивающий длину волны Из условия равенства (1) и (2) sy

ACT = 0,8сга-f- (3)

а

Найденные значения дополнительных растягивающих напряжений Aap, зникающие при использовании жесткого прижима, составляют 10-13% от предела очности материала

Для определения напряжений и деформаций в работе, используется метод, раз-ботанный Е А Поповым, в основе которого лежат приближенное уравнение равновесия условие пластичности по максимальным касательным напряжениям

Предельный коэффициент вытяжки определяется из условия с max — <гв Это

ловие связано и с достижением максимальной величины разнотолщинност и фланца готовки как показали исследования Отсюда следует, что основной задачей при рас-

отрении процесса вытяжки является отыскание величин Ал |шх и аг „ш< Максималь-

ie растягивающие напряжения определяются по формуле Е А Попова

-lY1^ „ 5

+ F„,

2V,„ J mpx2rM+s

(4)

где p _ _JmpQ_

лRHso„

трж ' сила трения под прижимом на заготовку при использовании жесткого прижима,

- коэффициент вытяжки, ц/ш - относительное сужение, х - толшина заготовки, I м -диус матрицы,/тр - коэффициент трения, Q - усилие прижима

При использовании упругого прижима напряженно-деформированное состояние ементов участков заготовки будет таким же, как при использовании жесткого прижиВ уравнении равновесия изменится лишь составляющая сил трения под прижимом

= ■

2 fmpQ

тРУ

е Ян - радиус фланца, г0 - радиус детали

Определено, что условие полного прилегания упругого прижима к фланцу заго-вки не влияет на распределение толщины по образующей детали

Однако условия прижима влияют на форму потери устойчивости фланцг следования показали, что при использовании жесткого прижима, форма потери устой-вости фланца будет иметь вид (рисунок 3)

Функция прогиба:

2 1

cos 2Till

с граничными условиями: при у=Ь, и=а/2 со82тг=1 со=0, приу~0, и=а/2 со^О—/ ш=0, а при у=Ь/2, и-а/2 соетг=-/; (о=а>0~тах. Рисунок 3 - Потеря устойчивости фланца при оптимальном усилии жесткого прижима

Такая форма возникает за счет того, что краевая часть фланца утолщается, причем максимально вблизи края заготовки при р=Ки-, и усилие прижима распределяться по узкой кольцевой части фланца, граничащей с наружным краем заготовки. Гофра по высоте небольшая, она проходит в зазор между матрицей и пуансоном и при переходе через вытяжное ребро матрицы выпрямляется. Однако на это требуется дополнительная работа, что приводит к росту растягивающих напряжений и поэтому уменьшается Кн. Кроме того, ухудшается качество детали из-за рисок.

При упругом прижиме фланец теряет устойчивость так, как показано на рисунке 4, потому что сила прижима распределена по всей поверхности фланца.

Функция прогиба: Г „ ,Л

СО = со

п

У

sin

71 ■ U

а

1 - cos

V ^ /

с граничными условиями: при v—b. и=а/2 cos(%/2)=0, ca=a>i)=max; при v=0, и~а/2 cosO~l; т-0.

Рисунок 4 - Потеря устойчивости фланца заготовки при недостаточном усилии упругого прижима Усилия прижимов, необходимые для ликвидации гофр определяются по методике В.Д.Головлева. Для этого воспользуемся энергетическим критерием устойчивости: и+{-Ач)=А, - (5)

где I) - работа внутренних сил, А - работа контурных внешних сил, Ач - работа внешних сил прижима.

Уравнение критического состояния плоского участка фланца:

и п

U

■VI

Хо + ХвХр + Хр + Хвр Ч'

+ -ЛСГ,

.{/За

dpdO + ~-

д = 0,

(6)

г

с! - параметр силы прижима; ш — — (\ — п\, Ка = 1- та +

4 7

т.

та = ; Хр, Хв -

сг а

шизны срединной поверхности; Хрв ~ кручение срединной поверхности; Ер - модуль 1стичности изотропного материала; 3 - момент инерции; со о и сор - частные производ-

е функции прогибов; а - длина полуволны; Ь - ширина фланца; / - длина криволиней-части фланца по средней линии на данной стадии вытяжки.

со0 2

<Зо - постоянная составляющая силы прижима; / -жесткость прижима, 1=0, т.к прим пневматического типа; с - постоянная, со,, - максимальная амплитуда полуволны.

Подставляя в уравнение (6) функции прогибов аналогично для жесткого потом угого прижимов, и из (6) (7) находим необходимое усилие для ликвидации гофрооб-ования.

Для жесткого прижима £>о равно:

Оп =

п1! 4 агЪ

— N ' + — к2 Е ЛМ 2 3 ''

(В)

где N и М переменные, зависящие от размеров выпучиваемого элемента фланца, величина сжимающих напряжений, находится как среднее значение сжимающих ряжений по наружному и внутреннему краям фланца. Для упругого прижима О,, равно:

Р„ =■

4а Ь

СТ^Я-Ь'М + —7Г 2Е.1М" ся/-' ^ /'

(9)

Если принять, что сила прижима воспринимается каждым из элементов в точке и '2; V = Ь/2 (для жесткого прижима с=2, для упругого с=0,586), то при прочих равных звиях (гц =22мм, 5=0,5мм, /?=1, и=0,15, ¿у„ = 1мм) значения усилий прижимов в момент ижения максимального усилия вытяжки представлены на графике (рисунок 5).

1.4 1.5

Рисунок 5 - Значение критических усилий прижимов, 1 - для жесткого прижима; 2 - для упругого прижима Из графиков (рисунок 5) видно, что применение упругого прижима, необходимое ликвидации гофрообразования, требует усилие прижима значительно меньше, чем использовании жесткого прижима.

Это приводит к уменьшению составляющей усилия трения и снижает напряжения I опасном сечении.

В третьей главе определяются геометрические параметры упругого прижима.

Рассматривается форма упругого прижима на стадии максимальной разнотолщин ности фланца. Схема действия прижима в процессе вытяжки показана на рисунке 6, гд

= В кроши ~ 5 матрицы " максимальная разнотолщинность фланца.

V

-j-— \к г

' ' 1 l р

1 5S -с; г ù

Рисунок 6 - Схема нагружения упругого кольца При расчете геометрических параметров прижима применяем инженерную тео рию расчета осесимметричного изгиба круглых деталей, основанную на предположение о неизменности формы поперечного сечения, разработанную К.Б. Биценко, C.B. Бояр шиновым.

Находим растягивающие и сжимающие напряжения, возникающие внутри кольца: Ez (dS S] (Ю)

' dS S

Т=л*+М7}

Ez [ â dS_

(11)

Так как а, мало по сравнению с аа, то принимаем а0 за интенсивность напряжений в нагружаемом кольце и сравниваем с пределом упругости материала кольца аупр :

а, =ап <а„

(12)

Если условие (12) выполняется, то прижимное кольцо пластически не деформирует-

ся.

При интегрировании напряжений по площади граней элемента пластины (рисунок 7 нормальные напряжения приводим к изгибающим моментам М,. и Мд, а касательные поперечной силе ().

С

Рисунок 7 - Распределение напряжений по толщине кольца 10

/

'ибающие моменты в радиальном и окружном направлениях запишем в виде интегралов:

Mr = \apzdz ;

Мв = jo^zcfe-

1 =

Eh3 As

(13)

(14)

h = \ =

(15)

Из (13) высота упругого кольца равна: £Aí

В формуле (15) две неизвестных величины: И, д. Таким образом, необходимо )брать такую высоту прижимного кольца, при которой оптимального усилия прижи-удет хватать для деформации кольца на нужную высоту и на предотвращение гофро-(зования. При этом кольцо не должно пластически деформироваться. Результаты рас-в приведены на рисунках 8,9.

22 26 30 3-1 за

Рисунок 8 - Высота прижимного кольца. Е - 20 104кг/мм\ /.¡=0,3 (материал кольца сталь

45), г„=22мм, 1 - при Киг=40мм. 5„Иу=0.015мм.ц=0,11кгШ2\ 2 - при Я1аг=42мм,

Д5тах=0,017мм, ч=0,20кг/мм2; - при Пиг=44мм, Дзгаах=0,018мм, 4=0,28кг/мм2

Рисунок 9 — Распределение поверхностной нагрузки по ширине прижима,

г,,=2 2мм

1 - при h„,i„= 10мм\

2 - при Нсреь-18мм\

3 - при hmax=23MM

Из графика (рисунок 8) видно, что высота прижима должна быть переменной, ко это усложняет конструкцию штампа. Поэтому примем ее постоянной Из графи-рисунок 9) видно, что при НтШ=10мм распределение поверхностной нагрузки более рмерно, максимальное значение q=0,17 кг/мм2 достигается при г=22мм, минималь-Ъ=0,01кг/мм2 при г=50мм. При Исрео=18мм и к„шх=23мм поверхностная нагрузка 45кг/мм1 и q= 1,1 кг/мм2 соответственно при г=22мм превышает допустимую нагруз-авную д=0,2-0,3кг/мм2.

Также расчет прижимного кольца проводился методом конечных элементов в рамме «DEFORM 2D V8.1».

Анализируя полученные результаты можно сделать следующий вывод: за по-шую величину прижима можно принять hmin, то есть высоту прижима, рассчитан-при радиусе кольца г=гтутр .

В четвертой главе приведены результаты исследований распределения деформг ций во фланце заготовки, предельного коэффициента вытяжки и упругого прогиба при жимного кольца.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на унт версальной гидравлической машине ЦДМПУ-30. В качестве оснастки использовалс' экспериментальный штамп.

Замеры толщины фланца производились на различных стадиях деформации: н| стадии перед достижением стадии максимальной разнотолщинности (при смещени фланца на 5% от начальной ширины фланца), на стадии максимальной разнотолщинн сти (при смещении фланца на 20%) и на стадии после достижении стадии максимально: разнотолщинности (при смещении фланца на 25%). Разница между экспериментальны ми замерами толщины на фланце при вытяжке с жестким и упругим прижимами на раг; личных стадиях остается на уровне статистической погрешности, равной 10%.

Определенные экспериментально оптимальные усилия упругого прижима менын) на 1,5-5кН усилий жесткого прижима. И с ростом коэффициента вытяжки эта разниц; увеличивается. Разница же между теоретическими и экспериментальными значениям! для упругого прижима незначительна и объясняется тем, что для облегчения теоретиче ских расчетов были введены допущения. А значительное отличие между теоретически ми и экспериментальными значениями оптимальных усилий жесткого прижима пр(, Кв>1,7 объясняется, тем, что при теоретических расчетах не учитывалась возможна; потеря устойчивости фланца заготовки (рисунок 10).

21 19 -17

х15 13 С 11 9 7 5

1

Рисунок I0- Оптимальное усилие прижима (АДО);

5= 0,27мм;/„/,= 0,1; гм— г„= Змм 1 - с упругим прижимом теоретические значения; 2-е упругим прижимом экспериментальные данные; 3-е жестким прижимом экспериментальные данные; 4-е жестким прижимом теоретические значения

Эксперименты по исследованию потери устойчивости фланца дали полное подтверждение ранее принятых схем (рисунок 3, 4). С упругим прижимом вытягиваем деталь с усилием прижима на 50% ниже оптимального (рисунок 1 1а). При этом из-за недостаточного усилия прижима образуются гофры на фланце.

г

»стким прижимом вытягиваем деталь с коэффициентом вытяжки выше предельного, ¡ладывая к прижиму оптимальное усилие. Происходит обрыв заготовки (рисунок

а б

Рисунок 11 - Гофрообразование на фланце при упругом прижиме С>=5кН, К„=1,82; б) при жестком прижиме 0=15кН, Кв=1,87

Предельный коэффициент вытяжки с применением упругого прижима опреде-] из зависимости усилия вытяжки от коэффициента вытяжки в координатах Р„ыт / -рисунок 12). Диаметр заготовки определяется из справочных данных для детали шых геометрических размеров (с1, .у). Первая заготовка вытягивалась с диаметром

1омо меньше 01аг: 0] = — 4мм . Снимались показания усилия вытяжки Р,. Да-ытягивают заготовки с диаметрами 02 = 0] + 2мм и /), = Ош. + 4мм . Сни-

показания максимальных усилий вытяжки Р2 и Р3. При вытяжке заготовки с диа-)м произойдет обрыв дна в опасном сечении при достижении максимального

ря процесса (т.к. сг/3]ШХ > СУнШ ). Т. к. разница между рассматриваемыми точками не

р, то можно считать, что на этих участках изменение усилия происходит по линей-закону и точки /, 2 соединяют прямой. Поскольку точка 3 соответствует макси-дому значению усилия, то линия параллельная оси абсцисс будет ограничивать об-значений Р„ыт .Точка пересечений этих линий 4 имеет проекцию на оси абсцисс, етствующую значению предельного коэффициента вытяжки. То есть это момент, усилие вытяжки достигает максимального значения и процесс вытяжки проходит ;фекта (обрыва).

43

7

Ю Кг Кчхд Ю ;унок 12 — Определение предельного коэффициента вытяжки

.............

...

\ У

\ \ |

Ки

Рисунок 13- Предельный коэффициент вытяжки (материал АДО), 5=0,27мм; /тр-Ъ, 1; Гм=г„=3мм, Р1Шт=1кН, К«праг 1,95

Из графика (рисунок 13) видно что, использование упругого прижима для отн сительно тонкостенных заготовок с S/D 100%=0,5-0,2 позволяет использовать коэфф циенты вытяжки на 20% больше рекомендуемых значений А это равносильно коэфф циентам вытяжки для более толстых заготовок S/D 100%= 1,5-1,0

Эксперименты по прогибу прижимного показали, что теоретические значения прогиба прижима входят в доверительный интервал (± 0,02 мм), в котором находятся значения экспериментальных замеров Прижим при заданной высоте после снятия нагрузки не имеет остаточных деформаций

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Исследован процесс глубокой вытяжки тонкостенных осесимметричны деталей в штампе с упругим прижимом позволяющий увеличить коэфф циент вытяжки на 15-20%

2 Выявлена особенность механизма вытяжки тонколистовых заготовок, зс ключающаяся в возникновении дополнительных растягивающих напр жений, которые являются причинами понижения величин коэффициент вытяжки с уменьшением относительной толщины заготовки

3 Определены дополнительные растягивающие напряжения Aap, возн кающие при использовании жесткого прижима Их значения составля 10-13% от предела прочности материала заготовки

4 Показано, что использование упругого прижима снижает усилие прижим необходимого для ликвидации гофрообразования в 2-3 раза

5 Разработана методика проектирования относительно тонкостенных ос симметричных деталей с использованием процесса глубокой вытяжки штампе с упругим прижимом

6 Изготовленная опытно-промышленная партия изделий показала перспе тивность технологического процесса и рекомендована к внедрению в пр изводство

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В

СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей ат-ационной комиссией

1 Попов, И П Особенности вытяжки тонколистового материала в штампе с упру-элементом [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко // Заготовительные производства в иностроении -2005 -№6-С 37-40

2 Попов, И П Вытяжка тонколистового материала [Текст] / И П Попов, Е С Не-ренко//Кузнечно-штамповое производство -2006 -№10-С 30-33

и других изданиях

1 Попов, И П Вытяжка с применением упругого прижима [Текст] / И П Попов, Нестеренко, И Г Голикова // Тезисы докладов 50-й студенческой научно-нической конференции - Самара, 2000 - С 36-37

2 Попов, И П Устранение гофрообразования на фланце при вытяжке тонколистово-материала с помощью применения упругих свойств штамповой оснастки [Текст] /

Попов, Е С Нестеренко, И Г Голикова // Материалы и технологии XXI Века, рник материалов всероссийской научно технической конференции - Пенза, 2001 -1-84.

3 Попов, И П Использование упругих свойств штамповой оснастки [Текст] / И П пов, Е С Нестеренко, И Г Голикова // Сборник тезисов докладов IX Всероссийских

олевских чтений студентов научно-технической конференции - Казань, 2000 - Т I -0

4 Попов, И П Преимущества использования упругого прижима при вытяжке тонко-нных осесимметричных заготовок в сравнении с традиционным способом вытяжки кст] / И П Попов, Е С Нестеренко, И Г Голикова // Технология и оборудование со-менного машиностроения, сборник тезисов доклада всероссийской молодежной на-о-технической конференции - Уфа, 2000 - С 47

5. Попов, И П Вытяжка тонкостенных осесимметричных заготовок с применением угого прижима и ее преимущества [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко, И Г Голи-а // Решетневские чтения, тезисы докладов IV всероссийской научно-практической ференции - Красноярск, 2000 - С 106-107

6 Попов, И П Вытяжка с применением упругого прижима [Текст] / И П Попов, Нестеренко, И Г Голикова // Новые направления развития производства и потребил алюминия и его сплавов Сборник трудов Международной научно-технической ференции, посвященной 40-летию Самарского металлургического завода - Самара, 0 - С 318-325

7 Попов, И П Штамп для вытяжки тонкостенного листового материала с использо-ием упругих свойств прижима [Текст] / И П Попов, Е С. Нестеренко // Тезисы доков международной молодежной научной конференции «XXVII Гагаринские чтения», ,2001 -TI - С 94-95

8 Попов, И П Вытяжка тонкостенного листового материала с применением упруго-прижима [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко // Материалы Ш-ей Уральской школы еминара металловедов - молодых ученых Всероссийская научно-практическая кон-ренция, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2001 - С 46

9 Попов, И П Вытяжка тонкостенного листового материала [Текст] / И П Попов Е С Нестеренко, И Г Голикова // Тезисы докладов всероссийской молодежной науч ной конференции «VI Королевские чтения» - Самара, 2001 -TI - С 195-196

10 Попов, И П Определение технологических параметров упругого прижим [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко // Материалы Второй Международной научно технической конференции Металлдеформ - Самара, 2004. - С 27

11 Попов, И П Ликвидация потери устойчивости фланца заготовки при вытяжк тонколистового материала в штампе с упругим прижимом [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко // Всероссийская молодежная научная конференция с международны участием «VIII Королевские чтения», Сборник трудов - Самара, СГАУ, 2005 - С 217

12 Попов, И П Штамп для глубокой вытяжки [Текст] / И П Попов, Е С Нестерен ко // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки ме таллов давлением Сборник тезисов международной научно-технической конферен ции, БГТУ «Военмех», Санкт-Петербург - Изд-во «ИВА», 2005 - С 221-224

13 Попов, ИП Применение упругого прижима в штампе для осесимметрично вытяжки тонколистового материала [Текст] / И П Попов, Е С Нестеренко // Матери лы IX Международной научной конференции «Решетневские чтения» - Красноярс 2005 - С 187

14 Нестеренко, Е С Моделирование процесса глубокой вытяжки тонколистовог материала в программе ANSYS [Текст] /ЕС Нестеренко, Е В Шабатина // Матери лы XIV Международной научной конференции «Туполевские чтения» - Казань, 200 -Т 1 -С 101-102

Подписано в печать_

Тираж 100 экземпляров

Отпечатано с готового оригинала-макета

443086 Самара, Московское шоссе, 34

ВВЕДЕНИЕ.

1 Анализ теории и практики процесса осесимметричиой вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей.

1.1 Особенности вытяжки тонколистового материала.

1.2 Анализ способов вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей

1.3 Определение устойчивости тонколистовой заготовки при вытяжке.

1.4 Определение разнотолщинности фланца заготовки.

1.5 Выводы по главе и основные задачи исследования.

2 Теоретические исследования процесса вытяжки.

2.1 Основные допущения.

2.2 Механизм действия жесткого прижима.

2.2.1 Потеря устойчивости фланца заготовки.

2.2.2 Особенности механизма действия жесткого прижима.

2.2.3 Выпучивание плоского участка фланца изотропной осесимметричиой заготовки.

2.2.4 Устойчивость плоского участка элемента фланца при использовании упругого прижима.

2.2.5 Устойчивость плоского участка элемента фланца при использовании жесткого прижима.

2.3 Результаты теоретических расчетов.

2.4 Выводы по главе.

3 Определение геометрических параметров упругого прижима.

3.1 Осесимметричный изгиб круглых пластин.

3.1.1 Основные гипотезы теории изгиба пластин.

3.1.2 Определение высоты упругого кольца.

3.1.3 Результаты.

3.2 Расчет прижимного кольца методом конечных элементов в программе

DEFORM 2DV8.1».

3.2.1 Создание расчетной модели.

3.2.2 Результаты расчета.

3.3 Выводы по главе.

4 Экспериментальные исследования.

4.1 Методика исследования.

4.1.1 Оборудование и оснастка.

4.1.2 Материалы, используемые в экспериментальных исследованиях.

4.1.3 Измерительная аппаратура.

4.1.4 Методика определения оптимального усилия прижима.

4.1.5 Методика эксперимента по определению предельного коэффициента вытяжки.

4.1.6 Методика по определению толщины фланца.

4.1.7 Методика проведения эксперимента по прогибу кольца.

4.1.8 Обработка результатов эксперимента по прогибу кольца.

4.2 Результаты исследования.

4.2.1 Исследование деформированного состояния.

4.2.2 Энергосиловые параметры процесса.

4.2.3 Исследование формы потери устойчивости.

4.2.4 Определение предельного коэффициента вытяжки.

4.2.5 Определение геометрических параметров упругого прижима, определение прогиба кольца.

4.3 Выводы по главе.

Актуальность проблемы. Полые тонкостенные осесимметричные детали, полученные из листа процессом вытяжки, имеют широкое применение в авиастроении за счет достаточно высокой прочности, жесткости и небольшого веса.

Практика изготовления таких деталей в операциях листовой штамповки показывает, что коэффициент вытяжки снижается при уменьшении относительной толщины заготовки.

Объяснение этому явлению, как показал анализ существующих источников, заключается в следующем: для вытяжки тонкостенных деталей требуется более сильный прижим для ликвидации гофрообразования фланца. Это приводит к увеличению сил трения, росту напряжений в опасном сечении и преждевременному разрыву заготовки.

Известно, что предельный коэффициент вытяжки, при котором вытягиваемая заготовка будет находиться на грани возможного разрушения, можно увеличить разными методами, основным из которых является минимизация усилия прижима.

Опыты, проводимые в 60 г.г. профессором Овчинниковым А.Г. показали, что при вытяжке относительно тонкостенных заготовок {{8Ю)100%< 0,6) в случае если прижим распределяется не по кромке фланца, как в традиционном случае, а по всей его поверхности коэффициент вытяжки увеличивается. Однако этому явлению до сих пор не найдено объяснения.

Следует подчеркнуть, что при минимизации усилия прижима с целью интенсификации глубокой вытяжки отсутствует направление, основанное на использовании упругих свойств штамповой оснастки (упругого прижима, упругой матрицы и др.). Данное направление не требует использования специального оборудования и сложной конструкции оснастки. И может быть применимо при больших объемах производства.

На кафедре обработки металлов давлением Самарского государственного аэрокосмического университета разработана конструктивная возможность проведения вытяжки с прижимом, прилегающим по всей поверхности фланца в течении всего процесса. Этот процесс осуществляют с помощью использования упругих свойств штамповой оснастки, а именно: прижим выполнен в виде кольца переменного сечения, обеспечивающего упругие перемещения, которые позволяют прижать фланец заготовки с необходимым давлением по всей его поверхности. Однако необходимы методики расчета технологических параметров разработанного способа вытяжки с упругим прижимом.

В связи с этим, представленные в диссертации исследования процесса вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей в инструментальном штампе с упругим прижимом являются актуальными.

Цель диссертационной работы. Разработка методики проектирования способа вытяжки тонкостенных осесимметричных деталей в штампе с упругим прижимом.

Методы исследований. Теоретические исследования при разработке способа вытяжки базировались на основных положениях теории пластического деформирования листовых материалов, изгиба круглых пластин, теории гофрообразования.

Экспериментальные исследования осуществлялись в лабораторных условиях с применением методов математической статистики на гидравлической машине ЦЦМПУ-30.

Достоверность и обоснованность обеспечивается использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью поставленных задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследованиями, а также использованием результатов работы в промышленности.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Выявлена особенность механизма вытяжки тонколистовых заготовок.

2. Разработана методика проектирования относительно тонкостенных осе-симметричных деталей с использованием процесса глубокой вытяжки в штампе с упругим прижимом, позволяющим увеличить коэффициент вытяжки на 15-20%.

Практическое значение работы заключается в:

1. получении тонкостенных цилиндрических деталей с большим коэффициентом вытяжки, близким к коэффициентам вытяжки толстостенных деталей.

2. совершенствовании процесса вытяжки тонкостенных деталей за счет снижения трения, количества переходов и улучшения качества поверхности деталей.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы в виде руководяще-технического материала и внедрены на заводе ОАО «Гидроавтоматика».

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 6 Международных и 7 Всероссийских конференциях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией 2 статьи.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа выполнена на 150 страницах машинописного текста, содержит 90 рисунков и 9 таблиц. Список использованных источников содержит 98 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Исследован процесс глубокой вытяжки тонкостенных осесимметричных деталей в штампе с упругим прижимом позволяющий увеличить коэффициент вытяжки на 15-20%.

2. Выявлена особенность механизма вытяжки тонколистовых заготовок, заключающаяся в возникновении дополнительных растягивающих напряжений, которые являются причинами понижения величин коэффициентов вытяжки с уменьшением относительной толщины заготовки.

3. Определены дополнительные растягивающие напряжения Лор, возникающие при использовании жесткого прижима. Их значения составляют 10-13% от предела прочности материала заготовки.

4. Показано, что использование упругого прижима снижает усилие прижима, необходимого для ликвидации гофрообразования в 2-3 раза.

5. Разработана методика проектирования относительно тонкостенных осесимметричных деталей с использованием процесса глубокой вытяжки в штампе с упругим прижимом.

6. Изготовленная опытно-промышленная партия изделий показала перспективность технологического процесса и рекомендована к внедрению в производство.

1. Шофман, Л.А. Элементы теории холодной штамповки Текст. / Л.А. Шофман. -М.: Оборонгиз, 1952. 332 с.

2. Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке Текст. / В.П. Романовский. Л: Машиностроение. - 1979. -520 с.

3. Рудман, Л.И. Справочник конструктора штампов. Листовая штамповка / Л.И. Рудман М.: Машиностроение, 1988. -496 с.

4. Романовский, ВП. Анализ напряженно-деформированного состояния в начальной стадии процесса глубокой вытяжки Текст. / В.П. Романовский // Кузнечно-штамповое производство. 1967. - №2. - С.58-62.

5. Овчинников, А.Г. Анализ напряженного состояния в очаге деформации заготовки при последующей вытяжки Текст. / А.Г Овчинников // Машины и технология обработки металлов давлением. -1964. №111- С.157-161.

6. Овчинников, А.Г. Последующая вытяжка тонкостенных цилиндрических стаканов Текст. / А.Г. Овчинников // Машины и технология обработки металлов давлением. Труды МВТУ. 1968 -№128 - С.218-220.

7. А. С. 1400723, СССР, МКИ4 В 21 D 22/22, 24/04 , Штамп для вытяжки Текст. / И.П. Попов, В.Д. Маслов, В.П. Чистяков, A.B. Павленко, Л.Д. Гончаров (СССР). 07.06.1988.

8. Сторожев, М.В. Теория обработки металлов давлением Текст. / М.В. Сторожев, Е.А. Попов. М: Машиностроение, 1977. - 423с.

9. Вольмир, A.C. Устойчивость деформируемых систем Текст. /

10. A.C. Вольмир. -М.: Наука, 1967. 984с.

11. Ильюшин, A.A. Пластичность Текст., в 2 ч. 4.1. Упруго-пластические деформации / A.A. Ильюшин. М.: ОГИЗ, 1948. - 376с.

12. Головлев, В.Д. Расчеты процессов листовой штамповки (Устойчивость формообразования тонкостенного металла) Текст. /

13. B.Д. Головлев. М: Машиностроение, 1974 - 136с.

14. Томленов, А.Д. Пластическое деформирование металлов Текст./ А.Д. Томленов. М.: Металлургия, 1972. - 408с.

15. Бирюков, М.Н. Штамповка-вытяжка эластичной матрицей Текст. / М.Н. Бирюков // Известия высших учебных заведений. Серия «Авиационная техника». 1958. -№1. - С.52-63.

16. Бирюков, М.Н. Выбор удельного давления эластичной матрицы при штамповки деталей из листа Текст. / М.Н. Бирюков // Известия высших учебных заведений. Серия «Авиационная техника». -1958 -№3.

17. Геккелер, И.В. Статика упругого тела Текст. / И.В. Геккелер. М.: ОНТИ, 1934. - 423с.

18. Шофман, JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки Текст. / J1.A. Шофман. М.: Машиностроение, 1964. -375с.

19. Алексеев, Ю.Н. Вопросы пластического течения металлов Текст. / Ю.Н. Алексеев. 1958. - 188с.

20. Головлев, В.Д. Устойчивость сжато-растянутых участков заготовки при вытяжке Текст. / В.Д. Головлев// Кузнечно-штамповое производство. 1964. - №1. - С. 16-21.

21. Исаченков, Е.И. Штампавка резиной и жидкостью Текст. / Е.И. Исаченков. М.: Машгиз, 1962. - 327с.

22. Исаченков, Е.И. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением Текст. / Е.И. Исаченков. М.: Машиностроение, 1978.-208с.

23. Исаченков, Е.И. Развитие технологии штамповки эластичными, жидкостными и газовыми средам Текст./ Е.И. Исаченков // Кузнечно-штамповое производство. 1976. - №7 - С. 2-5.

24. Мошнин, E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей Текст. / E.H. Мошнин. М.: Машиностроение, 1973. - 240с.

25. Смирнов-Аляев, Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию Текст. / Г.А. Смирнов-Аляев. М.: Машгиз, 1961. -464с.

26. Смирнов-Аляев, Г.А. Технологические задачи теории пластичности Текст. в 2 ч. 4.1 / Г.А. Смирнов-Аляев, В.М. Розенберг. JL, Лениздат, 1951. - 215с.

27. Тарновский, И.Я. Деформации и усилия при обработке металлов давлением Текст. / И.Я. Тарновский, A.A. Поздеев, O.A. Ганаго. М., Машгиз, 1953. - 304с.

28. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимация Текст. / О. Зенкевич, К. Морган. Перевод с англ. -М.: Мир, 1986. 318с.

29. Вдовин, С.И. Методы расчета и проектирования на ЭВМ процессов штамповки листовых и профильных заготовок Текст. / С.И. Вдовин. М.: Машиностроение, 1988. - 157с.

30. Горбунов, М.Н. Интенсификация процессов холодной штамповки Текст. / М.Н. Горбунов, О.В. Попов. М.: Машиностроение, 1958.-52с.

31. Норицын, И.А. Основы теории обработки металлов давлением Текст. / И.А. Норицын. М.: Машгиз, 1959. - 450с.

32. Попов, Е.А. Основы теории листовой штамповки Текст. / Е.А. Попов. М., 1968. - 256с.

33. Сапаровский, С.П. Новые способы холодной штамповки Текст. / С.П. Сапаровский. Куйбышевское книжное изд., 1969. - 182с.

34. Сизов, Е.С. Состояние и перспективы развития глубокой вытяжки с преднамеренным гофрированием и разглаживанием фланца заготовки Текст. / Е.С. Сизов // Новые способы штамповки и холодной обработки металлов давлением. ЛДНТП, 1978. - С. 17-23.

35. Пат. 3494169 США Deep Drawing method and apparatus Text. / Sannders, W.T., опубл. 10.02.70.

36. A. c. 2255828 CI, RU. Устройство для вытяжки листовых изделий Текст. / И.Н. Поздов, H.H. Андреев, К.И. Поздов. опубл. 29.09.2003.

37. Горинов, Е.П. Вытяжные штампы с конусными складкодержателями Текст. / Е.П. Горинов // Прогрессивные методы холодной штамповки. ЛДНТП, 1975. - С. 24-30.

38. А. с. 852407 СССР. Штамп для вытяжки полых деталей Текст. / И.П. Попов, В.П. Чистяков, опубл. 07.08.1981.

39. Колесов, Ю.Б. Повышение устойчивости заготовки против гофр и конусообразования на основе синтеза энергетического метода итеоретического эксперимента Текст. / Ю.Б. Колесов // Кузнечно-штамповое производство, 1992. №8. - С.9-10.

40. Казаченок, В.И. Штамповка жидкостным трением Текст. / В.И. Казаченок. М.: Машиностроение, 1978. 76с.

41. Чаузов, A.C. Интенсификация гидромеханической штамповки-вытяжки Текст. / A.C. Чаузов // Кузнечно-штамповое производство, 1976. №7 - С. 11-14.

42. Талалаев, А.К. Магнитно-импульсная штамповка полых цилиндрических заготовок Текст. / А.К. Талалаев, С.П. Яковлев, В.Д. Кухарь, Н.Е. Проскуряков. Тула: "Репроникс Лтд.", 1998. - 238 с.

43. Зубцов, М.Е. Листовая штамповка Текст. / М.Е. Зубцов. -Л.: Машиностроение, 1980 431с.

44. Звороно, Б.П. Вычисление усилий при листовой вытяжке Текст. / Б.П. Звороно // Новое в области штамповочной технологии. -М.: Машгиз, 1951.-С.41-45.

45. Шевченко, К.Н. Основы математических методов в теории обработки металлов давлением Текст. / К.Н. Шевченко. М.: Высшая школа, 1970. - 350с.

46. Смирнов, B.C. Теория обработки металлов давлением Текст. / B.C. Смирнов. М.: Металлургия, 1976. - 496с.

47. Антонов, В.М. Исследование напряженно-деформированного состояния при пластическом формоизменении Текст. / В.М. Антонов // Кузнечно-штамповое производство, 1969. -№8 С.20-23.

48. Аверкиев, Ю.А. Технология холодной штамповки Текст. / Ю.А. Аверкиев, А.Ю. Аверкиев. М.: Машиностроение, 1989. - 304с.

49. Джонсон, У. Теория пластичности для инженеров Текст. / У. Джонсон, П. Меллор. М.: Машиностроение, 1979. - 567с.

50. Семенов, Е.И. Ковка и штамповка Текст. Листовая штамповка/ Е.И. Семенов. Справочник в 4-х т. - Т. 4. - М.: Машиностроение, 1987. - 544с.

51. Макушок, Е.М. Новые методы исследования процессов обработки металлов давлением Текст. / Е.М. Макушок. Минск, Наука и техника, 1975. - 45с.

52. Малов, А.Н. Технология холодной штамповки Текст. / А.Н. Малов. -М.: Машиностроение, 1969. 568с.

53. Нечепуренко, Ю.Г. Перспективные технологии изготовления цилиндрических изделий Текст. / Ю.Г. Нечепуренко. -Тула: ТулГУ, 2001.-263с.

54. Нечепуренко, Ю.Г. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала Текст. Учебное пособие /, Ю.Г. Нечепуренко, С.П. Яковлев, С.С. Яковлев. Тула, ТулГУ, 2000. - 195с.

55. Гречников, Ф.В. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки Текст. / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь / Под ред. А.Г. Овчинникова. М., Машиностроение, 1985. -184с.

56. Смирнов-Аляев, Г.А. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением Текст. / Г.А. Смирнов-Аляев, В.П. Чикидовский. Л.: Машиностроение, 1972. - 65с.

57. Яковлев, С.П. Теория обработки металлов давлением. Текст., в 2 ч. 4.1 Основы теории пластичности и ползучести: учебноепособие / С.П. Яковлев, В.И. Трегубов, В.Н. Яковлев, С.С. Чудин. -Тул. гос. ун-т. Тула, 2002. - 152с.

58. Яковлев, С.П. Теория обработки металлов давлением Текст., в 2 ч. 4.2 Методы анализа процессов пластического формоизменения: учебное пособие / С.П. Яковлев, Я.А. Соболев, В.И. Трегубов, В.Н. Чудин. Тул. гос. ун-т. - Тула, 2002. - 146с.

59. Унксов, А.Г Теория пластических деформаций металлов Текст. / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров, А.Г. Овчинников. М.: Машиностроение, 1983. - 598с.

60. Валиев, С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов Текст. / С.А. Валиев. М.: Машиностроение, 1973. - 176с.

61. Джонсон, У. Теория пластичности для инженеров Текст. / У. Джонсон, П. Меллор. М.: Машиностроение, 1979. - 567с.

62. Кобаяши, Ш. Верхние границы давления в осесимметричных задачах штампов Текст., в 2 ч. 4.2 Труды американского общества инженеров-механиков. / Ш. Кобаяши. -Конструирование и технология машиностроения. 1964. -№ 4 - С.345-405.

63. Колмогоров, B.JI. Механика обработки металлов давлением Текст. / B.JI. Колмогоров. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет. - 2001. - 836с.

64. Колмогоров, B.JI. Напряжения. Деформации. Разрушение Текст. / B.JI. Колмогоров. М.: Металлургия, 1970. - 115с.

65. Ершов, В.И. Листовая штамповка Текст.: Справочник. Расчет технологических параметров / В.И. Ершов, О.В. Попов, A.C. -Чумадин. М.: Изд-во МАИ, 1999. - 516с.

66. Томсен, Э. Механика пластической деформации при обработке металлов Текст. / Э. Томсен, Ч. Янг, Ш. Кобаяши. М.: Машиностроение, 1969. - 504с.

67. Григорьев, A.C. Исследование работы круглых мембран при больших прогибах за пределом упругости Текст. / A.C. Григорьев. -«Инженерный сборник». Институт механики АН СССР, изд-во АН СССР. Т.9. 1951. - С.99-112.

68. Попов, С.М. Устойчивость свободно оперных пластинок за пределом упругости Текст. / С.М. Попов. «Инженерный сборник». Институт механики АН СССР, изд-во АН СССР, Т.9. - 1951. - С.65-98.

69. Андреева, JI.E. Упругие элементы приборов Текст. / JI.E. Андреева. М.: Машгиз, 1962. - 454с.

70. Биргер, И.А. Круглые пластинки и оболочки вращения Текст. / И.А. Биргер. М.: Оборонгиз, 1961. - 367с.

71. Лурье, А.И. Пространственные задачи теории упругости Текст. / А.И. Лурье. М.: ГИТТЛ, 1955. - 491с.

72. Биценко, К.Б. Техническая динамика Текст. / К.Б. Биценко, Р. Граммель. М. - Л. ГИТТЛ, 1950. - Т.1 - 900с.

73. Бояршинов, C.B. Основы строительной механики машин Текст.: Учебное пособие для студентов вузов / C.B. Бояршинов. М.: Машиностроение, 1987. - 456с.

74. Уваров, В.В. Упрочнение металлов при статическом растяжении Текст.: Методическое указание Самар. гос. аэрокосм, ун-т /В.В. Уваров, Р.Заббаров. Самара, 2003. - 19с.

75. Румшинский, Л.З. Математическая обработка результатов экперимента Текст. / JI.3. Румшинский. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука». - 1971. - 192с.

76. Каргин, В.Р. Основы инженерного эксперимента Текст.: Учебное пособие / В.Р. Каргин, В.М. Зайцев. Самара, СГАУ. - 2001. -86с.

77. Агеев, Н.П. Вытяжка в штампах полых тонкостенных деталей машино- и приборостроения Текст., в 2 ч. Ч. I Механические основы процесса вытяжки / Н.П. Агеев, Г.А. Данилин, В.П. Огородников. 1997. - 335с.

78. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике Текст. / О. Зенкевич. М.: Мир, 1975. - 541с.

79. Попов, И.П. Исследование процессов вытяжки и обжима Текст.: Учебное пособие/И.П. Попов. Куйбышев, КуАИ, 1980. - 19с.

80. Губкин, С.И Основы теории обработки металлов давлением Текст./ С.И. Губкин, Б.П. Звороно, В.Ф. Катков, Е.А. Попов. -М.: Машгиз, 1959.-529с.

81. Ильюшин, A.A. О связи между напряжениями и малыми деформациями в механике сплошных сред Текст. / A.A. Ильюшин // Прикладная математика и механика. 1954. Т.18. - № 6. - С.641-666.

82. Попов, И.П. Вытяжка с применением упругого прижима Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко, И.Г. Голикова // Тезисы докладов 50-й студенческой научно-технической конференции. -Самара, 2000. С.36-37.

83. Попов, И.П. Использование упругих свойств штамповой оснастки Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко, И.Г. Голикова //

84. Сборник тезисов докладов IX Всероссийских Туполевских чтений студентов научно-технической конференции. Казань, 2000. - T.I. -с.20.

85. Попов, И.П. Вытяжка тонкостенного листового материала Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко, И.Г. Голикова // Тезисы докладов всероссийской молодежной научной конференции «VI Королевские чтения». Самара, 2001. - ТЛ. - С.195-196.

86. Попов, И.П. Определение технологических параметров упругого прижима Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко // Материалы Второй Международной научно-технической конференции Металлдеформ. Самара, 2004. - с.27.

87. Попов, И.П. Особенности вытяжки тонколистового материала в штампе с упругим элементом Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко // Заготовительные производства в машиностроении. -2005. №6. - С.37-40.

88. Попов, И.П. Применение упругого прижима в штампе для осесимметричной вытяжки тонколистового материала Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко // Материалы IX Международной научной конференции (Решетневские чтения). Красноярск, 2005. - С. 187.

89. Попов, И.П. Вытяжка тонколистового материала Текст. / И.П. Попов, Е.С. Нестеренко // Кузнечно-штамповое производство. -2006. №10. - С.30-33.

90. Нестеренко, Е.С. Моделирование процесса глубокой вытяжки тонколистового материала в программе ANSYS Текст. / Е.С. Нестеренко, Е.В. Шабатина // Материалы XIV Международной научной конференции «Туполевские чтения». Казань, 2006. - Т.1 -С.101-102.

91. Чертавских, А. К. Трение и смазка при обработки металлов давлением Текст. / А. К. Чертавских. М.: Металлургиздат, 1954. -364с.

92. Кокрофт, М. Смазка в процессах обработки металлов давлением Текст. / М. Кокрофт. М., Металлургия, 1970. - 111с.

93. Исаченков, Е. И. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением Текст. / Е. И. Исаченков. М.: Машиностроение, 1978.-208с.1. KRIVAY UPR 08KP1. Название теста: 08KP1. Тип теста: Растяжение

94. Дата теста : 15.11.2005 13:06

95. Скорость теста : 5.000 mm/min1. Ширина: 10.000 mm1. Толщина: 0.500 mm1. Длина образца : 66.000 mm

96. Предварительное напряжение : 0.200 kN

97. Станд. отклонение 0.4215 91.42 2.9634 1.7273 10.118коэф. вариации 26.56 26.94 59.60 61.73 61.25

98. Н.Д.П. (нижн. доверит, пред.) 1.0638 225.87 1.2931 0.6535 3.955

99. В.Д.П. (верх, довер. предел) 2.1106 452.89 8.6522 4.9429 29.081

100. Станд. отклонение 17.176 64.12 26956 5.157коэф. вариации 58.68 24.58 86.87 97.04

101. Н.Д.П. (нижн. доверит, пред.) 7.946 181.30 -2440 -1.089

102. В.Д.П. (верх, довер. предел) 50.598 340.53 64498 11.717nesterenko: 08КР : 15.11.05:1. КНШУ иРИ 08КРпез!егепко : Название теста : 08КР08КР : Тип теста : Растяжение1511.05 : Дата теста : 15.11.2005 13:06

103. Скорость теста : 5.000 тт/пмп Ширина : 10.000 тт Толщина : 0.500 тт Длина образца : 66.000 тт Предварительное напряжение : 0,200 (М1. Т-1-1-г200 30.0

104. Деформация (%) Тест 1 Тест 2 — Тест 3 — Тест 40 501. Тест 51. Напряжение(МРа)1. Kriv upr

105. Ref 1 : Название теста : AI lenta

106. Ref 2 : Тип теста : Растяжение

107. Ref 3 : Дата теста : 24.10.2005 14:14

108. Скорость теста : 5.000 mm/min Ширина: 12.500 mm Толщина: 0.300 mm Длина образца : 100.000 mm Предварительное напряжение : 0.200 kN

109. Станд. отклонение 0.0369 8.80 1.2000 0.9076 3.364коэф. вариации 5.48 4.79 41.60 36.69 39.67

110. Н.Д.П. (нижн. доверит, пред.) 0.6499 178.29 2.1223 1.8971 6.343

111. В.Д.П. (верх, довер. предел) 0.6968 189.48 3.6472 3.0504 10.618

112. Дата теста : 24.10,2005 14:14

113. Скорость теста : 5.000 mm/min1. Ширина: 12,500 mm1. Толщина: 0.300 mm

114. Длина образца : 100.000 mm

115. Предварительное напряжение : 0.200 kN1. Тест №деформация @ разруш.14напряж. @верхн. пред. текуч. (МРа)1. Пуассона Коэффициентмодуль Юнга1. МРа)1. Станд. отклонение 4.209коэф, вариации 42.76

116. Н.Д.П. (нижн. доверит, пред.) 7.169

117. В.Д.П. (верх, довер. предел) 12.5171466 16.06 81.94 100.573137 98.60 1.188 5.17510487 44.97 16657 299831. Напряжение(МРа)00 2.0 4.0 6,0 3.0 10.0 12.0 14.0

118. Деформация(%) Тест 1 Тест 2 — Тест 3 -—- Тест 4 Тест 5

119. УТВЕРЖДАЮ» ОАО «Ги^рорт^^ш^й»д % Л1. В.В.Храмов1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы Нестеренко Е.С.

120. Использование данных материалов в технологических процессах основанных на операциях вытяжки дало следующее:

121. Получение тонкостенных (-<0,006) заготовок типа «стаканчик» дляэагдеталей 64290.012, 64290.032, 17446-012 за один переход без промежуточного отжига;

122. Уменьшение трудоемкости изготовления деталей за счет сокращения технологического процесса на две основные операции: второго перехода вытяжки и промежуточного отжига детали;

123. Улучшение качества поверхности деталей.1. Главный технолог1. Главный металлург1. Э.И. Иржавский1. А.В. Хожайлов

124. УТВЕРЖДАЮ» Самарский государственный аэсмическии университет у 'йм.&ь&С.П.Королёвуи-.'П А1. А ^ ^ 1. V5"200 7 г.

125. РУКОВОДЯЩЕ-ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫдля изготовления тонкостенных цилиндрических деталей процессом вытяжки вштампе с упругими элементами1. Описание способа

126. Используется при вытяжке полых тонкостенных цилиндрических деталей. Повышает качество изделий и увеличивает степень деформирования.$1.кольцо опорное; 2-прижим упругий; 3-обойма; 4-матрица; 5-пуансон; 6-выступ кольцевой; 7-заготовка.1. Схема процесса

127. Фланец заготовки во время вытяжки прижат упругим кольцом, на которое усилие прижима передается через кольцевой упор. Усилие прижима равномерно распределяется по всей поверхности фланца.

128. Заготовку 7 устанавливают на матрицу 4. К заготовке 7 подводят прижим с упругим прижимным кольцом 2

129. Известно из опытных данных, что при вытяжке тонкостенных листовых материалов с уменьшением относительной толщины заготовки на первом переходе уменьшается и коэффициент вытяжки. Снижение коэффициента вытяжки составляет до 20%.