Вытяжка и отбортовка осесимметричных деталей из анизотропных материалов

Суков, Максим Викторович

Технологии и машины обработки давлением

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Вытяжка и отбортовка осесимметричных деталей из анизотропных материалов

кандидата технических наук: Суков, Максим Викторович
город: Тула
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.03.05

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Вытяжка и отбортовка осесимметричных деталей из анизотропных материалов»

Автореферат диссертации по теме "Вытяжка и отбортовка осесимметричных деталей из анизотропных материалов"

На правах рукописи

□□3478747

Суков Максим Викторович ду,

/у

ВЫТЯЖКА И ОТБОРТОВКА ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.03.05 Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ОКТ 2009

Тула 2009

003478747

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Евсюков Сергей Александрович; доктор технических наук, профессор Талалаев Алексей Кириллович

Ведущая организация: ФГУП «Г'НПП Сплав», г. Тула.

Защита состоится « 2. » ноября 2009 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г. Тула, ГСП, просп. им. Ленина, 92, корп. 9, ауд. 101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Автореферат разослан « 26 » сентя бря 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Орлов

Актуальность темы. В настоящее время перед машиностроением стоит задача повышения эффективности производства и качества получаемых изделий. В этой связи дальнейшее развитие и внедрение в производство прогрессивной, ресурсосберегающей, научно обоснованной технологии обработки металлов приобретают первоочередное значение. Путем совершенствования технологических процессов, технологических машин и комплексной автоматизации производства можно решить эту важную задачу. В общем комплексе технологии машиностроения все возрастающее значение приобретает обработка металлов давлением, в частности холодная листовая штамповка. В результате пластической деформации не только достигается необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации.

В различных отраслях промышленности широкое распространение нашли осесимметричные деталей с фланцем, изготавливаемые методами обработки металлов давлением, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, уровню механических свойств. Эти требования по экономическим причинам следует выполнять при минимальном количестве технологических операций.

Листовой прокат, подвергаемый штамповке, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности операций отбортовки плоской заготовки с отверстием, вытяжки и т.д.

Надежность и эффективность операций вытяжки и отбортовки плоской заготовки с отверстием при изготовлении осе симметричных деталей с фланцем обеспечиваются правильным выбором параметров технологии и геометрии вытяжного инструмента.

В современной технической литературе недостаточно уделено внимание вопросам, связанным с реальными условиями протекания процессов пластического формообразования, влиянием анизотропии механических свойств на технологические параметры, предельные степени деформации и ожидаемые механические свойства изделия. Таким образом, развитие теории вытяжки, отбортовки и их совмещения в одном переходе при изготовлении осе-симметричных деталей с фланцем из анизотропных листовых материалов приобретает особую актуальность.

Работа выполнена в соответствии с грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (фант № НШ-4190.2006.8), грантом РФФИ № 07-01-96409 (2007-2009 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)».

Цель работы. Повышение эффективности изготовления осесиммет-ричных деталей с фланцем операциями вытяжки и отбортовки и их совмещения на базе установления научно обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования листовых заготовок с отверстиями из анизотропных материалов.

Для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие задачи:

> разработать математические модели операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из анизотропных материалов; получить основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного

и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке и отбортовке осесимметричных деталей с фланцем из анизотропных материалов;

> в ыполнить теоретические исследования операций вытяжки и отбор-товки листовых заготовок с отверстием из анизотропных материалов и их совмещения в одном переходе;

> исследовать закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка - отбортовка», а также определить соотношения коэффициентов вытяжки и раздачи, обеспечивающие их совмещения в одном переходе;

> установить влияние анизотропии механических свойств, геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из анизотропных материалов;

> выполнить экспериментальные исследования силовых режимов операции отбортовки листовых заготовок с отверстием и величины относительной толщины краевой части изготавливаемой детали из ряда материалов, широко используемых в промышленности;

> разработать рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов вытяжки и отбортозки осесимметричных деталей с фланцем и использовать результаты исследований в промышленности и в учебном процессе.

Методы исследопания. Теоретические исследования операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела; анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно -разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, условия пластичности и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и условию локальной потери устойчивости анизотропной листовой заготовки.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры. Обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.

Автор защищает:

- математические модели операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе;

- основные уравнения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке и отбортовке осесимметричных деталей с фланцем из анизотропных материалов;

стояния заготовки, величину накопленных микроповреждений, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с величиной максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, со степенью использования ресурса пластичности и условием локальной потери устойчивости анизотропной листовой заготовки;

- закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка - отбортовка» анизотропных заготовок в условиях плоского напряженного состояния, а также определенные соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки в этом процессе;

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов операции отбортовки листовых заготовок с отверстием и величины относительной толщины краевой части изготавливаемой детали из трансверсально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из транс-версально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе, которые использованы при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем из стали 08 кп.

Научная новизна: установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и условию локальной потери устойчивости листовой заготовки в зависимости от технологических параметров, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанных математических моделей операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости осесимметричных деталей с фланцем, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Реализация работы. Предложенные рекомендации по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем использованы при создании технологического процесса изготовления деталей «горловина» в виде втулки с фланцем из листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп. Разработан технологический процесс изготовления детали «горловина» в виде втулки с фланцем, который обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления деталей на 30 % и металлоемкости производства до 25 % по сравнению с традиционной технологией. При этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам, а также сокращению сроков технологической подготовки производства.

«Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов», «Теория обработки металлов давлением» и «Технология листовой штамповки», а также использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXXIII - XXXV «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2007-2009 гг.), на Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспиран тов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула: ТулГУ, 2008 г.), на Международном научном симпозиуме «Автотракторостроение -2009» (г. Москва: МГТ'У «МАМИ», 2009 г.), на Международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-13) (г. Тула: ТулГУ, 2008 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ-8 (М.: МАТИ, 2008 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (20062009 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 3 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, 8 статьях в межвузовских сборниках научных трудов, 3 тезисах всероссийских и международных научно-технических конференций общим объемом 4,6 печ. л.; из них авторских - 3,5 печ. л.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору С.П. Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 157 наименований, 3 приложений и включает 90 страниц машинописного текста, содержит 60 рисунков и 6 таблиц. Общий объем - 155 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая значимость и реализация работы, приведены положения, выносимые на защиту, и краткое содержание разделов диссертации.

В перном разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии пластического формообразования изотропных и анизотропных материалов, теоретических и экспериментальных исследований операций вытяжки, отбортовки и их совмещения. Показано влияние анизотропии механических свойств материала заготовок на технологические параметры процессов пластического деформирования. Проведен анализ существующих технологических процессов изготовления осесимметричных деталей с фланцем методами вытяжки, отботовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе, намечены пути повышения эффективности их изготовления. Обоснована постановка задач исследований.

Значительный вклад в развитие теории пластичности, методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропн ых и анизотропных материалов внесли Ю.А. Аверкиев, Ю.А. Алюшин, IO.M. Арышенский, A.A. Бо-гатов, P.A. Васин, С.И. Вдовин, Э. Ву, В.Д. Половлен, М.Н. Горбунов, Ф.В. Гречников, С.И. Губкин, Г.Я. Гун, Ю.И. Гуменюк, Г.А. Данилов, Г.Д. Дель, А.М. Дмитриев, С.А. Евсюков, A.A. Ильюшин, Е.И. Исаченков, Ю.Г. Калпин, JI.M. Качанов, I3.JT. Колмогоров, В.Д. Кухарь, H.H. Малинин, А.Д. Матвеев,

В.Г. Шеркунов, H.A. Шестаков, А.Г. Овчинников, М.Ф. Каширин, В.А. Огородников, С.С. Одинг, Е.А. Попов, И.П. Ренне, Ф.И. Рузанов, Г. Свифт, Е.И. Семенов, Л.Г. Степанский, А.Д. Томленов, Е.П. Унксов, Р. Хилл, В.В. Шевелев, С.П. Яковлев и др. В трудах этих ученых разработаны и усовершенствованы методы анализа процессов пластического формоизменения, даны примеры их применения к анализу процессов обработки металлов давлением.

На основе приведенного обзора работ установлено, что анизотропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения, и её следует учитывать при расчетах технологических параметров процессов обработки металлов давлением. Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям операций вытяжки, отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе, однако вопросы теории пластического деформирования анизотропных материалов применительно к теоретическому анализу этих процессов в настоящее время практически не разработаны. Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей операций вытяжки, отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения.

При разработке технологических процессов вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием в основном используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры. Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия. Широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и отысканием рациональных условий ведения этих процессов, обеспечивающих изготовление изделий заданного качества, не решен.

Во втором разделе приводятся основные уравнения и соотношения, необходимые для теоретического анализа напряженного и деформированного состояний анизотропной заготовки, описаны модель накопления микроповреждений в процессе пластического формоизменения анизотропного материала и критерий локальной потери устойчивости (шейкообразования) орто-тропного упрочняющегося материала при плоском напряженном состоянии.

Материал принимаем несжимаемым, жесткопластическим, ортотроп-ным, для которого справедливы условие текучести Мизеса-Хилла:

2f{oij)aF(oy -az)z+G(c: -ох)2 + Н(ах~су)2 +

+ 2Lx1yz+2Mxlzx + 2NtLxy=\ (1)

и ассоциированный закон пластического течения

& dk^±JLi> (2)

dag

где F, G, Н, L, М, N - параметры, характеризующие текущее состояние анизотропии; а у - компоненты тензора напряжений в главных осях анизотропии; ску - компоненты тензора приращения деформаций; dk - коэффициент пропорциональности. Здесь х, у, z - главные оси анизотропии.

В случае изотропно-упрочняющегося начально ортотропного тела Р.Хиллом введены понятия интенсивности напряжений с,- и приращения интенсивности деформации dz,.

Предельные возможности формоизменения при пластическом деформировании часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения по накоплению микроповреждений:

Е| dr •

«>e=i 7' v О)

где а = (ст|+а2+аз)/3 - среднее напряжение; оj, 03 и 03 - главные напряжения; о,- - интенсивность напряжения; zmp -zjnp{ala,) - предельная интенсивность деформации.

В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготавливаемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины х, т.е.

We^X- (4)

При назначении величин степеней деформации в процессах пластического формоизменения в дальнейшем учитывались рекомендации по степени использования запаса пластичности B.JI. Колмогорова и A.A. Богатова. Согласно которым для ответственных деталей, работают,их в тяжелых условиях эксплуатации, и заготовок, подвергающихся после штамповки термической обработке (отжшу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности следует считать у. =0,25, а только для неответственных деталей допустима:! степень использования запаса пластичности может быть принята у. =0,65.

Величина предельной интенсивности деформации находится по выражению

zinp = fiexp

(5)

где П, и - константы материала, определяемые в зависимости от рода материала согласно работам В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова и уточняющиеся из опытов ка растяжение образцов в условиях плоского напряженного состояния в зависимости от анизотропии механических свойств исходного материала.

В ряде случаев предельные возможности формоизменения могут быть ограничены локальной потерей устойчивости заготовки. Для анализа локализации деформаций трансверсально-изотропного изотропно-упрочняющегося материала используется критерий, основанный на условии положительности добавочных нагрузок, позволяющий рассчитать предельную деформацию в условиях плоского напряженного состояния (аг = 0):

1 _ doj ^ «х~ахут _ 1 _ tfoj__аут-аху

z Jax-2ax},m + aym2 z aidei Jax -2axym+aym2

3 (R +1) 3 R

— rt -=-i-• n .=-

___у х_ * > 2(2+Я) У 2(2 + 7?)

о,- = <зх-^с.'х - 2ахут + аут2 ; R - коэффициент нормапьной анизотропии. Для учета упрочнения материала воспользуемся зависимостью

а, =а0,2[1+ £(£,)"]> (7)

где ctq 2 " условный предел текучести; В и п - характеристики кривой упрочнения материала.

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям операции вытяжки осесимметричных деталей с фланцем из анизотропных листовых заготовок. Приведены основные уравнения и соотношения для анализа операции вытяжки осесимметричных деталей с фланцем из трансверсапьно-изотропных материалов. Установлено влияние технологических параметров, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и условию локальной потери устойчивости листовой заготовки.

Рассмотрена операция вытяжки (без утонения стенки) анизотропного упрочняющегося материала с прижимом через радиальную матрицу с радиусом закругления гд/ и степенью деформации vy = 1 - mj (рисунок 1), где т^ - коэффициент вытяжки; т^ =d{!Dq~, d\ = - диаметр изделия по срединной поверхности заготовки; Dq = 2 ft о - диаметр исходной листовой заготовки.

Материал принимается несжимаемым, начально трансверсально-изотропным, изотропно-

упрочняющимся, для которого справедливо условие текучести Мизеса- Рисунок 1 - Схема к теоретическому Хилла (1) и ассоциированный закон анализу первой операции

течения (2). вытяжки на радиальной матрице

Предполагается, что процесс вытяжки протекает в условиях плоского напряженного состояния. Упрочнение материала в процессе пластического формообразования принимается изотропным. Допускается, что на контактных границах заготовки и рабочего инструмента реализуется закон трения Кулона. Очаг пластической деформации разбивается на характерные участки.

В основу анализа положен метод расчета силовых параметров процесса, основанный на совместном решении приближенных дифференциальных уравнений равновесия и условий текучести с учетом сопряжений на границах участков, а также изменения направления течения материала.

Получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовые режимы и предельные возможности формоизменения при вытяжке осесимметричных деталей с фланцем из анизотропных материалов.

Силовые режимы первой операции вытяжки исследовались в зависимости от коэффициентов вытяжки nij, радиуса закругления матрицы /-д/, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки ц, а также давления прижима q для ряда листовых материалов различной исходной толщины jo, механические свойства которых приведены в таблице.

Механические характеристики исследуемых материалов

Материал ад 2 > МПа В п Л а и

Сталь 08 кп 268,66 1,226 0,478 0,8 1,791 -0,946

Латунь Л63 214,94 5,199 0,575 0,708 4,640 -0,769

Алюминиевый сплав АМц 29,20 2,368 0,440 0,605 2,148 -1,230

Расчеты выполнены в следующих диапазонах изменения указанных выше технологических параметров: 0,4...0,9; гм= 2... 10; ¡4=0,05...0,2;

0 ^ = мм; Км = 20 мм; ^ = Нм + 0,5 у .

На рисунке 2 приведены зависимости изменения относительной величины силы Р = Р/ (2 ^ о а о 2) на первой операции вытяжки в радиальных матрицах от коэффициента вытяжки т^ при фиксированно!« значении относительного радиуса закругления матрицы гм из латуни ЛбЗ (7?о=30,8мм; (.1 = 0,1; ц = \ МПа).

Анализ результатов расчетов и графических зависимостей показал, что относительная величина силы Р существенно зависит от коэффициентов вытяжки т<1 и относительного радиуса матрицы г^. С уменьшением коэффициента вытяжки т^ с 0,65 до 0,45 относительная величина силы Р возрастает более чем в 2,5.. .4 раза (рисунок 2).

Увеличение относительного радиуса матрицы Тм с 1,5 до 4,5 при 0,65 приводит к уменьшению силовых режимов более чем в 2 раза. Установлено, что рост коэффициента трения ц с 0,05 до 0,2 сопровожда-ется_увеличением относительной силы Р в 1,5 раза. Влияние коэффициента трения ц усиливается с уменьшением коэффициента вытяжки т^. Увеличение давления прижима ц сопровождается ростом силовых режимов вытяжки.

Предельные возможности операции вытяжки ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения огвых в стенке детали на выходе из

очага деформации, которая не должна превышать величины сопротивления материала пластическому деформированию с учетом упрочнения

(8)

допустимой степенью использования ресурса пластичности (4) и критерием локальной потери устойчивости листовой заготовки (6).

Предельные коэффициенты вытяжки исследовались в зависимости от относительного радиуса закругления матрицы 1...5, условий трения на инструменте (.1 = 0,05 ...0,2, давления прижима ц для исследуемых материалов, механические характеристики которых приведены в таблице. Расчеты выполнены при следующих исходных данных: =1,5мм; Яд =36,4мм; Ям = 20 мм; ц = 0,1; <7 = 1 МПа.

Рисунок 2 - Графические зависимости изменения Р от т^ для латуни Л63

На рисунке 3 представлены графические зависимости изменения предельных коэффициентов вытяжки в зависимости от относительного радиуса закругления матрицы г^ при фиксированных значениях коэффициентов трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки ¡л., относительного давления прижима ц для латуни Л63.

Здесь кривая 1 соответствуют величинам предельных коэффициентов вытяжки, вычисленным по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации; кривые 2,3 и 4 - по допустимой степени использования ресурса пластичности материала (при Х = 0,25, х = 0,65 и 5(==1,0 соответственно); кривая 5 - по критерию локальной потери устойчивости листовой заготовки. Положения кривых 2, 3 и 5 определяют возможности деформирования заготовки в зависимости от технических требований на изделие, а положения кривых 1 и 4 указывают на возможность разрушения заготовки по максимальной величине растягивающего напряжения или по степени использования ресурса пластичности при х = 1,0.

Анализ графических зависимостей и результатов расчета показывает, что с уменьшением относительного радиуса закругления матрицы гд/ предельный коэффициент вытяжки т^пр снижается.

Установлено также, что с уменьшением относительной величины давления прижима д = «//ар 2 предельный коэффициент вытяжки пЧпр уменьшается. Рост коэффициента трения р. увеличивает предельное значение коэффициента вытяжки тдпр при прочих равных изменения от /у для латуни Л63

условиях деформирования.

Предельные возможности деформирования операции вытяжки листовых заготовок из алюминиевого сплава АМц и латуни Л63 ограничиваются как величиной максимального осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений, а из стали 08 кп - максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерием локальной потери устойчивости заготовки.

Оценено влияние анизотропии механических свойств материала заготовки на силовые режимы и предельные возможности формоизменения рассматриваемых процессов глубокой вытяжки. Установлено, что рост коэффициента нормальной анизотропии с 0,2 до 2,0 сопровождается уменьшением относительной величины силы Р на 30...35 %, Показано, что увеличение нормального коэффициента анизотропии Я с 0,2 до 1,8 приводит к снижени-ик> величины предельного коэффициента вытяжки т^пр в 1,5 раза.

В четвертом разделе приведена разработанная математическая модель операции отбортовки листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материсшов; получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного (»стояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при

____ ——---

.. \

\ чЗ

\4 .

Рисунок 3 - Графические зависимости

отбортовке ооесимметричных деталей с фланцем из анизотропных материалов.

Операция отбортовки находит широкое применение в листовой штамповке и служит ддя получения горловин в плоской или пространственной заготовке. Отбортовка осуществляется рабочим торцем пуансона вдавливанием части, граничащей с предварительно полученным отверстием, в матрицу.

На рисунке 4 представлена схема формоизменения заготовки в промежуточном этапе деформирования с обозначением участков очага деформации и отдельных его размерных характеристик. Участок /, противостоящий плоской части торца пуансона, обычно незначительно отходит от последнего, вследствие действия изгибающего момента на границе между I и ¡1 участками очага деформации.

Участок II очага деформации соприкасается со скругленной кромкой пуансона. На внутреннюю поверхность заготовки в этом участие воздействуют нормальные напряжения и касательные, вызванные силами трения. Участок III очага деформации „ . _ (конусообразный участок бесконтактной Рисунок 4 - Схема заготовки деформации) деформируется без воздейст- в промежуточном этапе вия на поверхность заготовки внешних сил. деформирования

Поверхность заготовки в участке I свободна от внешних напряжений, и распределение напряжений в этом участке может быть определено путем совместного решения приближенного дифференциального уравнения равновесия

dar

г—-dr

совместно с условием текучести

+ G,. 1 +

sdr)

,=0

-и 2

2 R_ 1+ R

при граничном условии

(9)

(10) (И)

г = г0, ог=0,

где - сопротивление материала пластическому деформированию; R - коэффициент нормальной анизотропии листового материала.

Интегрирование уравнения (9) выполняем численно методом конечных разностей от краевой части заготовки, где известны все входящие в уравнение величины. После определения а,, находим значение 09 из условия пластичности (10).

Для определения меридиональных о,. и окружных од напряжений на тороидальной поверхности пуансона (участок II) решаем совместно уравнение равновесия

вШф+Ц. СОЯф

cksr скр

—а,

sin®

-ц

a's

-1----

sckp

-I-0Q-

сояр -b

= 0

(12)

и условие пластичности (10) при граничном условии

Ф = ФО. + ---• (13)

1 г = а

где ф - угол, характеризующий положение рассматриваемого сечения заготовки на тороидальной поверхности рабочего инструмента и заготовки; (I -коэффициент трения на контактной поверхности пуансона; Ь = <7/лис; гпс = гп + 0,5^0; - величина меридионального напряжения, действующего на противостоящий плоской части торца пуансона (участок I) и вычисленная при г = а\ о5 - сопротивление материала пластическому деформированию с учетом его упрочнения при /■ = «;/„- радиус закругления пуансона.

Интегрирование уравнения (12) выполняем численно методом конечных разностей от границы между участками / и II очага деформации. Величина меридионального напряжения а0 находится из условия пластичности (10).

Распределение меридиональных сг,. и окружных од напряжений на конусообразном участке бесконтактной деформации (участок III) определяется путем численного интегрирования уравнения равновесия (9) с условием пластичности (10) при граничном условии

г=/гь

„ +с'

/■ = /?, 4 г„г

Здесь г = - величина радиуса, определяющая границу тороидального и конусообразного участков; о,.2 - меридиональное напряжение на тороидальной поверхности матрицы, вычисленное при /• = /?[; ст^,.-/^ - сопротивление материала пластическому деформированию при г=

Наибольшая величина напряжения ст,. тах, действующего на границе очага деформации, может быть найдена с учетом того, что элементы заготовки при г = Т?2 получают изгиб на кромке матрицы, влияние которого на величину аг может быть оценено следующим образом:

II 5

Г=Е2 + а! г=Л2 й-'

цгмс

где гу - радиус закругления матрицы; гмс = ги + 0,5лд •

Величина силы операции отбортовки определяется по соотношению

Р = 2яЛ2'ш/-тахСО!5Ч>- ('*>)

При отбортовке одновременно происходят уменьшение толщины заготовки в зоне пластической деформации (утонение) и упрочнение металла. Эти явления оказывают противоположенное влияние на величину максимальных меридиональных напряжений агтах - утонение заготовки уменьшает, а упрочнение увеличивает.

Рассмотрим деформированное состояние заготовки. Величины приращения окружной деформации ¿/е0, меридиональных деформаций с!гг и деформаций по толщине заготовки с/Ег находим по выражениям

</е0 = —; (к2 = -¿£0—*.Реп—; скг =-(£&0 + с/е2), г а(1 (1 + И) - Яаг

где г - координата рассматриваемого сечения очага деформации.

Величина приращения интенсивности деформации с1г1 определяется по формуле

+[Л0(1 + /?) + ¡Шг]2 +

Для учета упрочнения материала воспользуемся зависимостью (7).

Изменение толщины заготовки в процессе отбортовки оценивается по формуле

,5 Гг О. + Ой

!п— = -[-г——2——.

50 + г

Силовые режимы операции отбортовки исследовались в зависимости от коэффициента отбортовки т0 и радиуса закругления пуансона гп для алюминиевого сплава АМц, латуни Л63 и стали 08 кп, механические свойства которых приведены в таблице.

Выбор оборудования зависит от диаграммы операции отбортовки "сила - путь". Такая диаграмма может быть построена по приведенным выше соотношениям.

На рисунке 5 приведены графические зависимости изменения относительной величины силы Р от относительной величины перемещения пуансона Л/7при фиксированных величинах коэффициента отбортовки та и относительного радиуса закругления пуансона гп =г„/^0 для стали 08 кп. Здесь /г - текущее перемещение пуансона; Ятек - точка на торовой части матрицы (кромке) в фиксированный момент положения пуансона; Р = 2пЯтекх аг созф/(27:/?2.*со;2) •

Расчеты выполнены при ^0=1,5 мм; г0 = 20,45 мм; гзаг = 81,8 мм;

= 38,65 мм; Ям = 40,9 мм; гм = 3 мм; гп = 3 мм.

Анализ графических зависимостей и результатов расчетов показал, что графические зависимости изменения относительной величины силы _Р процесса отбортовки от относительной величины перемещения пуансона Ъц носят сложный характер. Показано, что с уменьшением коэффициента отбортовки т0 величина Р возрастает. Так, уменьшение коэффициента отбортовки с 0,5 до 0,7 сопровождается ростом Р в 2 раза. Установлено, что с уменьшением относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы г^ с 4,5 до 1,5 относительная максимальная величина силы Р отбортовки возрастает на 40 %.

Предельные возможности формоизменения определены по допустимой степени использования ресурса пластичности (4) и по условию локальной потери устойчивости анизотропной заготовки (6). Неравенства (4) и (6) не разрешаются в явном виде относительно предельного коэффициента отбортовки т"/'. Поэтому зависимости предельной степени деформации устанавливались путем численных расчетов по этим неравенствам на ЭВМ.

'"о =0.5 у

/Г \»io =0.7 S

/»/•«о

Рисунок 5 - Зависимости изменения Р от h/sQ (сталь 08кп)

Рисунок 6 - Зависимости изменения т'^ от гп (сталь 08кп)

Расчеты выполнены для ряда листовых материалов, механические характеристики которых приведены в таблице.

Графические зависимости изменения предельного коэффициента отбортовки т"0р, вычисленные по критериям (4) и (6), от относительного радиуса закругления пуансона г„ для плоских заготовок из алюминиевого сплава АМц, стали 08 кп и латуни Л63 приведены на рисунке 6. Здесь кривыми 1 и 2 показаны результаты расчетов по первому критерию (4) при х = 0,25 и х = 0,65 соответственно, кривой 3 - по второму критерию по условию локальной потери устойчивости анизотропной заготовки (6).

Расчеты выполнены при следующих технологических параметрах и геометрических размерах заготовки и рабочего инструмента: ц = 0,1; яо = 1,5 мм; гзаг =31,95 мм; г0 =7,45 мм; /?„ =14; Ям =16 мм; г„ =3 мм.

Анализ графических зависимостей и результатов расчетов показывает, что с увеличением относительного радиуса закругления пуансона гп предельный коэффициент отбортовки т"ар возрастает по критерию степени использования ресурса пластичности (4). Однако рост радиуса закругления пуансона приводит к уменьшению предельного коэффициента отбортовки т"р по критерию локальной потери устойчивости (6).

Установлены закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка - отбортовка», а также определены соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки, обеспечивающие их совмещения в одном переходе.

Совмещение операций вытяжки и отбортовки реализуется при деформировании плоской кольцевой заготовки, которая под действием пуансона втягивается в отверстие матрицы. При этом очаг пластических деформаций охватывает все сечение заготовки и состоит из характерных зон, в первой из которых схема напряженного состояния соответствует схеме напряженного состояния, возникающей во фланце заготовки при вытяжке, а во второй, примыкающей к краю технологического отверстия, - отбортовке. Условием совмещенного протекания операций вытяжки и отбортовки является равенство меридиональных напряжений, возникающих в каждой из зон на границе их раздела:

тах = °г тах • 0 7)

Здесь индекс «в» - зона вытяжки, «о» - отбортовки.

На рисунке 7 приведены границы областей вытяжки и отбортовки для исследуемых материалов (алюминиевый сплав АМц, латунь Л63, сталь 08 кп) в совмещенном процессе. Здесь кривая 1 соответствует алюминиевому сплаву АМц; кривая 2 - латуни Л63; кривая 3 - стали 08 кп. Расчеты выполнены при следующих исходных данных: ц = 0,1; = 1,5 мм; г0 = 9,0 мм; гзаг =31,95 мм; Ип = 11 мм; Ям =12,5 мм; гм =2 мм; >п =2 мм.

Область / охватывает способы вытяжки без деформации отверстия, вследствие того, что растяжение дна практически отсутствует. Область II охватывает случаи отбортовки, при которых деформация наружного диаметра заготовки не происходит.

Оценено влияние коэффициента нормальной анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности формоизменения при отбортовке, а также совмещения операций вытяжки и отбортовки. Установлено, что увеличение коэффициента нормальной анизотропии Я от 0,2 до 2 приводит к уменьшению относительной максимальной силы процесса более чем в 2 раза.

При увеличении коэффициента нормальной анизотропии Я с 0,5 до 2 предельные значения коэффициентов отбортовки т"р уменьшаются в среднем на 35 %.

Показано, что с ростом коэффициента нормальной анизотропии Я область I (вытяжка без деформации отверстия) увеличивается. Например, повышение коэффициента нормальной анизотропии Я с 0, 2 до 2,0 сопровождается увеличением области I (вытяжка без деформации отверстия) на 25 %, т.е. расширяются возможности вытяжки без деформации отверстия.

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты экспериментальных исследований силовых режимов операции отбортовки листовых заготовок с отверстием, а также результаты практической реализации теоретических и экспериментальных исследований.

Экспериментальные работы по исследованию силовых режимов операции отбортовки листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп, латуни Л63 и алюминиевого сплава АМц и величины относительной толщины краевой части изготавливаемой детали выполнены на универсальной испытательной машине УИМ-50 в штампе на радиальной матрице с записью диаграммы «сила - перемещение пуансона». Для каждой группы фиксированных параметров проводилось по шесть опытов. За основу брались среднеарифметические данные силы. В процессе эксперимента изменялись радиус закругления матрицы гм, радиус закругления пуансона г„ и коэффициент отбортовки т0. В качестве смазки использовалось машинное масло.

Сопоставление приведенных расчетных значений с данными опытов показывает вполне удовлетворительную сходимость результатов и свидетельствует о том, что рассмотренный выше подход к определению силовых режимов дает вполне достаточную точность силы отбортовки (расхождение не превышает 10 %).

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем, которые использованы при проведении научно-исследовательских и технологических работ по со-

0,65 0,7

Рисунок 7 - Графические зависимости г3!Ям от г0/Ям

вершенствованию существующего технологического процесса изготовления деталей «горловина» в виде втулки с фланцем из листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп путем совмещения операций вытяжки и отбортовки в одном переходе. Технологический процесс изготовления детали «горловина» обеспечивает заданное качество ее изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости, сокращение сроков подготовки производства новых деталей.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении эффективности изготовления осесиммет-ричных деталей с фланцем операциями вытяжки и отбортовки и их совмещения на базе установления научно обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования листовых заготовок с отверстиями из анизотропных материатов, обеспечивающих повышение качества детали, снижение металлоемкости, трудоемкости, сокращение сроков подготовки производства и повышение их эксплуатационных характеристик.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены новые основные результаты и сделаны следующие выводы:

1. Разработаны математические модели операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов с учетом изменения толщины заготовки и упрочнения материала; получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке и отбортовке осесим-метричных деталей с фланцем из анизотропных материалов.

2. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из анизотропных материалов и их совмещения в одном переходе. Разработан алгоритм расчета исследуемых процессов листовой штамповки и программное обеспечение для ЭВМ.

3. Установлено влияние анизотропии механических свойств, геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, условий трения контактных поверхностей инструмента и заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием из анизотропных материалов.

4. Выявлено, что максимальная величина силы операции вытяжки соответствует моменту совпадения центра закругления пуансона £ верхней кромкой матрицы. Показано, что относительная величина силы Р существенно зависит от коэффициентов вытяжки т^ и относительного радиуса матрицы гм. С уменьшением коэффициента вытяжки пц с 0,65 до 0,45 относительная величина силы Р возрастает более чем в 2,5...4 раза. Увеличение относительного радиуса матрицы гм с 1,5 до 4,5 при /»¿=0,65 приводит к уменьшению силовых режимов более чем в 2 раза. Установлено, что рост коэффициента трения д от 0,05 до 0,2 сопровождается увеличением относительной силы Р в 1,5 раза. Влияние коэффициента трения ц усиливается с

уменьшением коэффициента вытяжки тд. Увеличение давления прижима ц сопровождается ростом силовых режимов вытяжки. _

Выявлено, что изменение относительной величины силы Р процесса отбортовки от относительной величины перемещения пуансона носят сложный характер. Показано, что с уменьшением коэффициента отбортовки т0 от 0,7 до 0,5 сопровождается ростом Р в 2 раза. Установлено, что с уменьшением относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы гм с 4,5 до 1,5 относительная максимальная величина силы отбортовки возрастает Р на 40 %.

5. Предельные возможности формоизменения при вытяжке и отбортов-ке листовых заготовок с отверстием из трансверсадьно-изотропных материалов рассчитывались по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и по критерию локальной потери устойчивости листовой заготовки

Установлено, что предельные возможности деформирования на операциях вытяжки листовых заготовок из алюминиевого сплава АМц и латуни Л63 ограничиваются как величиной максимального осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений, а из стали 08 кп - максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерием локальной потери устойчивости заготовки. Показано, что при отбор-товке листовых заготовок с отверстием с увеличением относительного радиуса закругления пуансона г„ предельный коэффициент отбортовки т"^ возрастает по критерию степени использования ресурса пластичности, но рост радиуса закругления пуансона приводит к уменьшению предельного коэффициента отбортовки т"р по критерию локальной потери устойчивости.

6. Оценено влияние анизотропии механических свойств материала заготовки на силовые режимы и предельные возможности формоизменения при вытяжке и отбортовке листовых заготовок с отверстием. Установлено, что при вытяжке и отбортовке рост коэффициента нормальной анизотропии Л от 0,2 до 2,0 сопровождается уменьшением относительной величины силы Р на 30...35 %, величины предельного коэффициента вытяжки тдпр в 1,5

раза, а предельного значения коэффициента отбортовки т"^ - на 35 %.

7. Установлены закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка - отбортовка», а также определены соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки, обеспечивающие их совмещения в одном переходе. Показано, что с ростом коэффициента нормальной анизотропии Л область вытяжки без деформации отверстия (область 7) увеличивается. Повышение коэффициента нормальной анизотропии Л с 0, 2 до 2,0 сопровождается увеличением области I на 25 %, т.е. расширяются возможности вытяжки без деформации отверстия.

8. Выполнены экспериментальные исследования операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из стали 08 кп, латуни Л63 и алюминиевого сплава АМц. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции отбортовки плоских заготовок с отверстием и по величине относительной толщины краевой части изготавливаемой детали указывает на их удовлетворительное согласование (до 10%).

9. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортов-ки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем, которые использованы при проведении научно-исследовательских и технологических работ по совершенствованию существующего технологического процесса изготовления деталей «горловина» в виде втулки с фланцем из листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп путем совмещения операций вытяжки и отбортовки в одном переходе. Технологический процесс изготовления детали «горловина» в виде втулки с фланцем обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления деталей на 30 % и металлоемкости производства до 25 % по сравнению с традиционной технологией. При этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам, а также сокращению сроков технологической подготовки производства.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Яковлев С.С., Нечепуренко Ю.Г., Суков М.В. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося материала // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ.

2007. Вып. 2. С. 9-14.

2. Яковлев С.С., Суков М.В. Подход к анализу операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2008. Вып. 4. С. 56-61.

3. Суков М.В. Технологические параметры операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические наукн. Тула: Изд-во ТулГУ. 2009. Выи. 2. Часть II. С. 311-323.

4. Митин A.A. Суков М.В. Технологический процесс изготовления цилиндрических деталей с толстым дном и тонкой стенкой // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С.194-196.

5. Суков М.В., Брагин С.А. Предельные степени деформации процесса вытяжки анизотропного материала // XXXIII Гагаринские чтения: Международная молодежная научная конференция: тезисы докладов. М.: MATH, 2007. Т. 1. С. 262-263.

6. Суков М.В. Математическая модель процесса вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных материалов // XXXIV Гагаринские чтения: Международная молодежная научная конференция: тезисы докладов. -М.: МАТИ, 2008. Том 8. С. 173-174.

7. Суков М.В. Операция отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». Тула: Изд-во ТулГУ,

2008. С. 91-91.

8. Суков М.В. Технологические параметры процесса вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных материалов // Материалы Всероссий-

ской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" -НМТ-2008. М.: МАТИ, 2008. С. 45-46.

9. Суков М.В. Операция отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 90-91.

10. Суков М.В. Отбортовка плоских заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов // Материалы Международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-13), 13-15 ноября 2008. Тула; ТулГУ, 2008. С. 155-157.

11. Суков М.В., Старостина Т.С. Математическая модель операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // XXXV Гагаринские чтения: Международная молодежная научная конференция: тезисы докладов. М.: МАТИ, 2009. Том 1. С. 233-234.

12. Суков М.В. Вытяжки деталей с фланцем в радиальных матрицах из анизотропных материалов // Материалы Международного научного симпозиума «Автотракторостроение - 2009». М.: МГТУ «МАМИ», 2009.

13. Суков М.В. Предельные возможности операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 172-178.

14. Суков М.В. Оценка силовых режимов операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С.178-185.

Подписано в псчатьУУ.09Л009. Формат бумаги 60 x 84 ^. Бумага офсегная.

Усл. псч. л. 1,1. Уч.-кзд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ МО .

Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ. 300600, г. Тула, ул. Болдннн, 151.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Суков, Максим Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ.!.

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования операций вытяжки, отбортовки и их совмещения в одном переходе.

1.2. Влияние анизотропии механических свойств материала заготовок на процессы штамповки.

Введение 2009 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Суков, Максим Викторович

В настоящее время перед машиностроением стоит задача повышения эффективности производства и качества получаемых изделий. В этой связи дальнейшее развитие и внедрение в производство прогрессивной, ресурсосберегающей, научно обоснованной технологии обработки металлов приобретают первоочередное значение. Путем совершенствования технологических процессов, технологических машин и комплексной автоматизации производства можно решить эту важную задачу. В общем комплексе технологии машиностроения все возрастающее значение приобретает обработка металлов давлением, в частности холодная листовая штамповка. В результате пластической деформации не только достигается необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации.

Надежность и эффективность операций вытяжки и отбортовки плоской заготовки с отверстием при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем обеспечиваются правильным выбором параметров технологии и геометрии вытяжного инструмента.

Работа выполнена в соответствии с грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (грант № НШ-4190.2006.8), грантом РФФИ № 07-01-96409 (2007-2009 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)».

Методы исследования. Теоретические исследования операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела; анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, условия пластичности и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и условию локальной потери устойчивости анизотропной листовой заготовки.

Автор защищает:

- закономерности влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, коэффициента нормальной анизотропии механических свойств материала, геометрических размеров заготовки и детали на напряженное и деформированное состояния заготовки, величину накопленных микроповреждений, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с величиной максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, со степенью использования ресурса пластичности и условием локальной потери устойчивости анизотропной листовой заготовки;

- закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка — отбортовка» анизотропных заготовок в условиях плоского напряженного состояния, а также определенные соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки в этом процессе;

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов oneрации отбортовки листовых заготовок с отверстием и величины относительной толщины краевой части изготавливаемой детали из трансверсально-изотропных материалов и их совмещения в одном переходе;

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов», «Теория обработки металлов давлением» и «Технология листовой штамповки», а также использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXXIII - XXXV «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2007-2009 гг.), на Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула: ТулГУ, 2008 г.), на Международном научном симпозиуме «Автотракторостроение -2009» (г. Москва: МГТУ «МАМИ», 2009 г.), на Международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-13) (г. Тула: ТулГУ, 2008 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ-8 (М.: МАТИ, 2008 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (20062009 гг.).

Заключение диссертация на тему "Вытяжка и отбортовка осесимметричных деталей из анизотропных материалов"

5.6. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные исследования операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из ряда материалов, широко используемых в промышленности. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из стали 08 кп, латуни JI63 и алюминиевого сплава АМц указывает на их удовлетворительное согласование (до 10 %).

2. Выполнены экспериментальные работы по изменению относительной толщины краевой части изготавливаемой детали 1К из стали 08 кп, латуни Л63 и алюминиевого сплава АМц в зависимости от коэффициента отбортовки т0, относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы г^. Установлено, что при фиксированных относительных радиусах закругления пуансона гп и матрицы г^ увеличение коэффициента отбортовки т0 приводит к росту относительной толщины краевой части изготавливаемой детали бк на 15.30 % при отбортовке листовых заготовок с отверстием, изготовленных из стали 08 кп, латуни Л63 и алюминиевого сплава АМц. Уменьшение относительной толщины краевой части изготавливаемой детали 1К при фиксированном коэффициенте отбортовки достигается при уменьшении относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы г^ в среднем на 30 % в исследованном диапазоне изменения технологических параметров. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по величине относительной толщины краевой части изготавливаемой детали в зависимости от коэффициента отбортовки т0, относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы Рд/ указывает на хорошее их согласование (расхождение не превышает 10 %).

2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе при изготовлении осесимметричных пустотелых деталей с фланцем.

3. Рекомендации по проектированию технологических процессов изготовления осесимметричных деталей из листовых заготовок с отверстием использованы при проведении научно-исследовательских и технологических работ по совершенствованию существующего технологического процесса изготовления деталей «горловина» в виде втулки с фланцем из листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп путем совмещения операцией вытяжки и отбортовки в одном переходе.

Технологический процесс изготовления детали «Горловина» в виде втулки с фланцем обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления деталей на 30 % и металлоемкости производства до 25 % по сравнению с традиционной технологией. При этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам, а также сокращению сроков технологической подготовки производства.

4. Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров направления 150400 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов», «Теория обработки металлов давлением» и «Технология листовой штамповки», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении эффективности изготовления осесиммет-ричных деталей с фланцем операциями вытяжки и отбортовки и их совмещения на базе установления научно обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования листовых заготовок с отверстиями из анизотропных материалов, обеспечивающих повышение качества детали, снижение металлоемкости, трудоемкости, сокращение сроков подготовки производства и повышение их эксплуатационных характеристик.

4. Выявлено, что максимальная величина силы операции вытяжки соответствует моменту совпадения центра закругления пуансона с верхней кромкой матрицы. Показано, что относительная величина силы Р существенно зависит от коэффициентов вытяжки т^ и относительного радиуса матрицы . С уменьшением коэффициента вытяжки т^ с 0,65 до 0,45 относительная величина силы Р возрастает более чем в 2,5.4 раза. Увеличение относительного радиуса матрицы гд/ с 1,5 до 4,5 при 0,65 приводит к уменьшению силовых режимов более чем в 2 раза. Установлено, что рост коэффициента трения р от 0,05 до 0,2 сопровождается увеличением относительной силы Р в 1,5 раза. Влияние коэффициента трения р. усиливается с уменьшением коэффициента вытяжки т^. Увеличение давления прижима д сопровождается ростом силовых режимов вытяжки.

Выявлено, что изменение относительной величины силы Р процесса отбортовки от относительной величины перемещения пуансона кц носят сложный характер. Показано, что уменьшение коэффициента отбортовки т0 от 0,7 до 0,5 сопровождается ростом Р в 2 раза. Установлено, что с уменьшением относительных радиусов закругления пуансона гп и матрицы г^ с 4,5 до 1,5 относительная максимальная величина силы отбортовки возрастает Р на 40 %.

5. Предельные возможности формоизменения при вытяжке и отбортов-ке листовых заготовок с отверстием из трансверсально-изотропных материалов рассчитывались по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности и по критерию локальной потери устойчивости листовой заготовки.

Установлено, что предельные возможности деформирования на операциях вытяжки листовых заготовок из алюминиевого сплава АМц и латуни JI63 ограничиваются как величиной максимального осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений, а из стали 08 кп - максимальной величиной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и критерием локальной потери устойчивости заготовки. Показано, что при отбор-товке листовых заготовок с отверстием с увеличением относительного радиуса закругления пуансона гп предельный коэффициент отбортовки т"р возрастает по критерию степени использования ресурса пластичности, но рост радиуса закругления пуансона приводит к уменьшению предельного коэффициента отбортовки тпр по критерию локальной потери устойчивости.

6. Оценено влияние анизотропии механических свойств материала заготовки на силовые режимы и предельные возможности формоизменения при вытяжке и отбортовке листовых заготовок с отверстием. Установлено, что при вытяжке и отбортовке рост коэффициента нормальной анизотропии R от 0,2 до 2,0 сопровождается уменьшением относительной величины силы Р на 30.35 %, величины предельного коэффициента вытяжки т^Пр в 1,5 раза, а предельного значения коэффициента отбортовки тпр - на 35 %.

7. Установлены закономерности формоизменения в совмещенном процессе «вытяжка - отбортовка», а также определены соотношения коэффициентов вытяжки и отбортовки, обеспечивающие их совмещения в одном переходе. Показано, что с ростом коэффициента нормальной анизотропии R область вытяжка без деформации отверстия (область I) увеличивается. Повышение коэффициента нормальной анизотропии R с 0, 2 до 2,0 сопровождается увеличением области I на 25 %, т.е. расширяются возможности вытяжки без деформации отверстия.

8. Выполнены экспериментальные исследования операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из стали 08 кп, латуни Л63 и алюминиевого сплава АМц. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции отбортовки плоских заготовок с отверстием и по величине относительной толщины краевой части изготавливаемой детали ^ указывает на их удовлетворительное согласование (до 10 %).

9. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров операций вытяжки и отбортовки листовых заготовок с отверстием и их совмещения в одном переходе при изготовлении осесимметричных деталей с фланцем, которые использованы при проведении научно-исследовательских и технологических работ по совершенствованию существующего технологического процесса изготовления деталей «горловина» в виде втулки с фланцем из листовых заготовок с отверстием из стали 08 кп путем совмещения операций вытяжки и отбортовки в одном переходе. Технологический процесс изготовления детали «горловина» в виде втулки с фланцем обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления деталей на 30 % и металлоемкости производства до 25 % по сравнению с традиционной технологией. При этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам, а также сокращению сроков технологической подготовки производства.

Библиография Суков, Максим Викторович, диссертация по теме Технологии и машины обработки давлением

1. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебн. для вузов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

2. Аверкиев Ю.А., Башков Б.В. Отбортовка коническим пуансоном //Кузнечно-штамповочное производство. 1967. №7. С. 29 30.

3. Авицур Б. Исследование процессов волочения проволоки и выдавливания через конические матрицы с большим углом конусности // Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, 1964. № 4. С. 13-15.

4. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов. М.: Металлургия, 1990. 304 с.

5. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. Л.: Машиностроение, 1969. 112 с.

6. Бакхауз Г. Анизотропия упрочнения. Теория в сопоставлении с экспериментом // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1976. №6. С. 120 129.

7. Басовский Л.Е. Прогнозирование повреждаемости деформируемых материалов при немонотонном нагружении // Известия вузов. Машиностроение. 1990. №2. С. 3 7.

8. Бастуй В.Н. К условию пластичности анизотропных тел // Прикладная механика / АН УССР. Ин-т механика. Киев: Наукова думка. 1977. №1. С. 104- 109.

9. Баудер У. Глубокая вытяжка пустотелых изделий из толстых листов // Проблемы современной металлургии: Сборник сокращенных переводов и обзоров иностранной периодической литературы. М.: Иностранная литература. 1952. №2. С. 93 - 110.

10. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатие, 1978. 125с.

11. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов: Учебное пособие для вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2002. 329 с.

12. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. 144 с.

13. Бугрова A.A. Анализ факторов, влияющих на высоту борта при отбортовке круглых отверстий // Труды МВТУ. 1955. № 42. С. 38-47.

14. Бугрова A.A. Деформированное состояние при отбортовке некруглых отверстий // Труды МВТУ. 1957. № 79. С. 41-50.

15. Быковцев Г.И. О плоской деформации анизотропных идеально-пластических тел //. Известия АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1963. №2. С. 66-74.

16. Валиев С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов. М.: Машиностроение, 1973. 176 с.

17. Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Механика композиционных материалов / Пер. с англ. М.: Мир, 1978. С. 401 -491.

18. Вытяжка с утонением стенки / И.П. Ренне, В.Н. Рогожин, В.П. Кузнецов и др. Тула: ТПИ, 1970. 141 с.

19. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984.428 с.

20. Гельфонд B.JI. Построение математической модели процесса образования разностенности при вытяжке с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула ТПИ, 1974. -Вып.35. С. 60-68.

21. Геогджаев В.И. Пластическое плоское деформированное состояние ортотропных сред // Труды МФТИ. 1958. Вып. 1.С. 55 68.

22. Геогджаев В.О. Волочение тонкостенных анизотропных труб сквозь коническую матрицу // Прикладная механика. 1968. Т.4. Вып. 2. С. 79- 83.

23. Головлев В.Д. Расчет процессов листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974. 136 с.

24. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 1998. 446 с.

25. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960. Т. 1. 376 е., Т. 2. 416 е., Т. 3. 306 с.

26. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. 352 с,

27. Данилов В.Л. К формулировке закона деформационного упрочнения // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1971. № 6. С. 146- 150.

28. Дель Г.Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978. 174 с.

29. Демин В.А. Проектирование процессов тонколистовой штамповки на основе прогнозирования технологических отказов. М.: Машиностроение, 2002. 186 с.

30. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979. 567 с.

31. Евсюков С.А. Отбортовка горловин на заготовках, имеющих анизотропное упрочнение // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. № 11. С. 17-19.

32. Жарков В.А. Методика разработки технологических процессов вытяжки с учетом анизотропии листовых материалов // Кузнечно-штамповочное производство. 1994. №10. С. 5 9.

33. Жарков В.А. Перспективы экономии металла в листоштамповоч-ном производстве // Кузнечно-штамповочное производство. 1991. № 12. С. 7 11.

34. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.

35. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение, 1980.432 с.

36. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966. 231с.

37. Ивлев Д.Д., Быковцев Г.И. Теория упрочняющегося пластического тела. М.: Наука, 1971. 232 с.

38. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР. 1963. 207 с.

39. Исследование параметров анизотропии в процессах ротационной вытяжки / А.И. Вальтер, Л.Г. Юдин, И.Ф. Кучин, В.Г. Смеликов // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1986. С. 156- 160.

40. Йунис K.M., Селедкин Е.М. Напряженное состояние фланца анизотропной заготовки при вытяжке // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. Часть 1. С. 283-287.

41. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.312 с.

42. Каюшин В.А., Ренне И.П. Выворот концов труб с последующей отбортовкой // Кузнечно-штамповочное производство. 1983. №4. С.22-25.

43. Каюшин В.А., Ренне И.П. Исследование отбортовки концов труб непрерывной раздачей жестким пуансоном без применения матрицы // Куз-нечно-штамповочное производство. 1982. № 2. С.28-30.

44. Каюшин В.А., Ренне И.П. Экспериментальное исследование способов отбортовки фланцев на концах труб последовательной раздачей коническим и плоским пуансонами // Кузнечно-штамповочное производство.-1983. № 12. С.11-14.

45. Кибардин H.A. Исследование пластической анизотропии металла статистическим методом // Заводская лаборатория. 1981. № 9. С. 85 89.

46. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. М.: Машиностроение, 1987. 544 с.

47. Колесников Н.П. Зависимость штампуемости стали от анизотропии при вытяжке деталей сложной формы // Кузнечно-штамповочное производство. 1962. № 8. С. 18 19.

48. Колесников Н.П. Расчет напряженно-деформированного состояния при вытяжке с учетом анизотропии // Кузнечно-штамповочное производство. 1963. № 9. С. 15 19.

49. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001. 836 с.

50. Колмогоров В.Л., Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрОРАМ, 1994. 104 с.

51. Кудрявцев И.П. Текстуры в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965. 292 с.

52. Кузин В.Ф. Влияние анизотропии на разностенность при вытяжке с утонением стенки // Обработка металлов давлением. Тула: ТПИ, 1971. С. 171 176.

53. Кузин В.Ф., Юдин Л.Г., Ренне И.П. Изменение показателя анизотропии в процессе многооперационной вытяжки с утонением стенки // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: ТПИ, 1968. С. 229-234.

54. Листовая штамповка: Расчет технологических параметров: Справочник / В.И. Ершов, О.В. Попов, A.C. Чумадин и др. М.: изд-во МАИ, 1999. 516 с.

55. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение. 1975. 400 с.

56. Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1979. 119 с.

57. Маркин A.A., Яковлев С.С. Влияние вращения главных осей ор-тотропии на процессы деформирования анизотропных, идеально-пластических материалов // Механика твердого тела. 1996. №1. С. 66 69.

58. Маркин A.A., Яковлев С.С., Здор Г.Н. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося слоя // Вести АН Белоруссии. Технические науки. Минск. 1994. №4. С. 3 8.

59. Матвеев Г.А. Исследование совмещения операций вытяжки и отбортовки // Труды МВТУ. 1983. № 389. С. 118 127.

60. Мельников Э.Л. Справочник по холодной штамповке оболочковых деталей. М.: Машиностроение, 2003. 288 с.

61. Микляев П.Г., Фридман Я.Б. Анизотропия механических свойств металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

62. Митин A.A. Суков M.B. Технологический процесс изготовления цилиндрических деталей с толстым дном и тонкой стенкой // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 194-196.

63. Назарян Э.А., Константинов В.Ф. К расчету размеров заготовки при отбортовке // Обработка давлением: Межвузовский сборник научных трудов. М., 1979. С. 93-96.

64. Неймарк A.C. К вопросу об определении параметров анизотропии ортотропных материалов // Известия вузов СССР. Машиностроение. 1975. № 6. С. 5 9.

65. Нечепуренко Ю.Г. Перспективные технологии изготовления цилиндрических изделий. Тула: ТулГУ, 2001. 263 с.

66. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. 195 с.

67. Обозов И.П. Анализ процесса свертки с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ, 1973. Вып. 29. С. 194 - 208.

68. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. 200 с.

69. Овчинников А.Г., Жарков В.А. Исследование влияния анизотропии на вытяжку листового металла // Известия вузов. Машиностроение. 1979. №8. С. 94-98.

70. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. 175 с.

71. Парахин В.К. Исследование деформаций при отбортовке // Куз-нечно-штамповочное производство. 1973. № 4. С. 13 17.

72. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 150 с.

73. Пилипенко О.В., Яковлев С.С., Трегубов В.И. Вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных материалов // Заготовительные производства в машиностроении. 2008. №1. С. 30-35.

74. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982. 584 с.

75. Попов Е.А. К вопросу о расчете формоизменения в операциях листовой штамповки // Сб. трудов МВТУ. Машины и технология обработки металлов давлением. 1964. № 111. С. 138-152.

76. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. 278с.

77. Попов Е.А. Пути сокращения длительности технологического цикла при листовой штамповке // Прогрессивная технология холодной штамповки. М., 1955. С. 144-160.

78. Попов Е.А. Распределение напряжений и деформаций при отбор-товке круглых отверстий // Труды МВТУ. 1954. № 40. С. 59 72.

79. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 480 с.

80. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др. / Под ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1985. 184 с.

81. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 744 е.

82. Ременик B.C. Отбортовка коробчатых деталей с широким фланцем//Кузнечно-штамповочное производство. 1963. № 10. С. 15- 17.

83. Ременик B.C., Рудман Л.И. Отбортовка прямоугольных отверстий//Кузнечно-штамповочное производство. 1960. № 9. С. 5-8.

84. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.

85. Рузанов Ф.И. Локальная устойчивость процесса деформации ор-тотропного листового металла в условиях сложного нагружения // Машиноведение / АН СССР. 1979. №4. С. 90 95.

86. Рузанов Ф.И. Определение критических деформаций при формообразовании детали из анизотропного листового металла // Машиноведение. 1974. №2. С. 103 107.

87. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. Минск: Наука и техника, 1977. 256 с.

88. Селедкин Е.М., Гвоздев А.Е. Математическое моделирование процессов формоизменения заготовок. М.: Академия проблем качества; Тул-ГУ, 1998. 225 с.

89. Селедкин Е.М., Йунис K.M., Селедкин С.Е. Исследование процесса вытяжки листового анизотропного металла методом конечных элеменtob // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. Часть 1. С. 257-265.

90. Скворцов Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974. 318 с.

91. Скуднов В.А. Закономерности предельной пластичности металлов // Проблемы прочности. 1982. №9. С. 72 80.

92. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1973. 496 с.

93. Смирнов B.C., Дурнев В.Д. Текстурообразование при прокатке. М.: Металлургия, 1971. 254 с.

94. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с.

95. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969. 608 с.

96. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

97. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. 423с.

98. Суков М.В. Вытяжки деталей с фланцем в радиальных матрицах из анизотропных материалов // Материалы международного научного симпозиума «Автотракторостроение 2009». М.: МГТУ «МАМИ», 2009.

99. Суков М.В. Математическая модель процесса вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных материалов // XXXIV Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2008. Том 8. С. 173-174.

100. Суков М.В. Оценка силовых режимов операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 179-185.

101. Суков М.В. Предельные возможности операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 172-178.

102. Суков М.В. Технологические параметры операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2009. Вып. 2. 311323.

103. Суков М.В. Технологические параметры процесса вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных материалов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" НМТ-2008. М.: МАТИ, 2008. С. 45-46.

104. Суков М.В., Брагин С.А. Предельные степени деформации процесса вытяжки анизотропного материала // XXXIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2007. Том 1. С. 262-263.

105. Талыпов Г.Б. Исследование эффекта Баушингера // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. № 6. С. 131 137.

106. Талыпов Г.П. Пластичность и прочность стали при сложном на-гружении. Л.: Изд-во ЛГУ. 1968. 134 с.

107. Теория пластических деформаций металлов / Под ред. Е.П. Ун-ксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

108. Томилов Ф.Х. Зависимость пластичности металлов от истории деформирования // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987. С.71-74.

109. Томленов А.Д. Пластическое деформирование металлов. М.: Металлургия, 1972. 408 с.

110. Трегубов В.И., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Технологические параметры вытяжки с утонением стенки двухслойного упрочняющегося материала // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005. № 1. С. 29-35.

111. Углов А.Л., Гайдученя В.Ф., Соколов П.Д. Оценка деформационной анизотропии механических свойств сплавов акустическим методом // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987. С. 34 37.

112. Хван Д.В. Технологические испытания металлов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. 152 с.

113. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956.408 с.

114. Цой Д.Н. Волочение тонкостенной трубы через коническую матрицу // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1987. № 4. С. 182 184.

115. Цой Д.Н. Предельная степень вытяжки анизотропной листовой заготовки//Известия вузов. Машиностроение. 1986. № 4. С. 121 124.

116. Шляхин А.Н. Прогнозирование разрушения материала при вытяжке цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения -1995. №5. С. 35 -37.

117. Шляхин А.Н. Расчет напряжений в опасном сечении при вытяжке без утонения цилиндрических деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. №6. С. 8- 11.

118. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964. 365 с.

119. Юдович С.З., Писков В.Ф. О коэффициенте отбортовки при совмещенном процессе пробивки и отбортовки отверстий // Кузнечно-штамповочное производство. 1978. № 2. С. 10-11.

120. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.

121. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. 1997. 331 с.

122. Яковлев С.С., Нечепуренко Ю.Г., Суков М.В. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося материала // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2007. Вып. 2. С. 9-14.

123. Яковлев С.С., Суков М.В. Подход к анализу операции отбортовки плоских заготовок с отверстием из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2008. Вып. 4. С. 56-61.

124. Яковлев С.С., Трегубов В.И., Нечепуренко Ю.Г. Глубокая вытяжка анизотропного упрочняющегося материала // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2005. №4. С. 38-44.

125. Baltov A., Savchuk A.A Rule of Anisotropik Harolening // Acta Mechanica. 1965. Vol.l. №2. P. 81-92.

126. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measvrement of Anisotropy by the Ring Compression Test // J. Mech. Work. Technol. 1986. 13. №3. P. 325 330.

127. Geiger M., Raghupathi P. Aufweittiefziehen kurzer rohrformieger Werkstucke // Industrie-Anzeiger. 1977. № 29. S.22-25.

128. Korhonen A.S. Drawing Force in Deep Drawing of Cylindrical Cup with Flatnosed Punch // Trans. ASME J.Eng. Jnd. 1982. 104. №1. P. 29-37.

129. Korhonen A.S., Sulonen M. Force Requirements in Deep Drawing of Cylindrical Shell // Met. Sei. Rev. met. 1980. 77. №3. P. 515 525.

130. Kraus K., Valenta I. Einflus metallurgischer und technologischer Faktoren bei der Herstellung vonWeizlagerringen aus Flachstahl // IndustrieAnzeiger. 1976. № 98. S. 1087-1091.

131. Lilet L., Wybo M. An investigation into the effect of plastic anisot-ropy and rate of work-hardening in deep drawing. // Sheet Metal Inds. 41. №450,1964.

132. Marciniak Z. Odksztacenia graniczne przy tloczeniu blach. War-szawa: Naukowo-Twchniczne, 1971. 232 s.

133. Marciniak Z. Teoria plastycznocti.-Warszawa.'Naukowo-techniczne,1965. 187 s.

134. Mellor P.B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech. Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation Anal. Proc. Symp. Warren, Mich. -New York-London . 1977. P. 53 74.

135. Oiszak W., Urbanovski W. The Generalised Distortion Energy in the Theory of Anisotropic Bodies // Bull. Acad. Polon. Sei. -cl. IV. vol.5. №1. 1957. P. 29-45.

136. Prapach O. Wirtschaftliches Fertigen durch Umformen, Schneiden und Fugen // Neuere Entwicklungen im Bereich der Blechumformung.-Stuttgart, 1976. S. 24-26.

137. Raghupathi P.U. Aufweittiefziehen von kurzen rohrformigen Werkstucken // Bander, Bleiche, Rohre. 1975. № 5. S.l 19 122.

138. Raghupathi P.U. Untersuchungen über das Aufweittiefziehen// Berichte aus dem Institut für Umformtechnik Universität Stuttgart. 1979. № 29. S.7-8.

139. Wilken R. Das Bieqen von Innerborden mit Stempel // Werkstattstechnik und Maschinenbau. 1958. № 8. S. 32 34.

140. Wilson D.U., Butler R.D. The role of cup-drawing tests in measuring draw-ability // J. Inst. Metals. Vol. 90. № 12. 1962.

141. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. 1987. 69. №1. P. 59 76.

142. Wu M.C., Hong H.K., Shiao Y.P. Anisotropic plasticity with application to sheet metals // Int. J. Mech. Sci. 1999. 41, № 6. S. 703 724.

143. Yamada Y., Koide M. Analysis of the Bore-Expanding Test by the Incremental Theory of Plasticity // Int. J. Mech. Sci. Vol. 10. 1968. P. 1-14.

144. Zharkov V.A. Theory and Practice of Deep Drawing. London: Mechanical Engineering Publications Limited, 1995. 601 p.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00