Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Наумов Алексей Михайлович

Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации
<
Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Наумов Алексей Михайлович. Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.05 : Тула, 2003 163 c. РГБ ОД, 61:04-5/1827

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор экспериментальных методов изучения деформированного состояния 13

1.1 Методы изучения деформаций в пластической области 13

1.1.1 Метод твердости и микротвердости 13

1.1.2 Метод лаков 14

1.1.3 Метод муара 15

1.1.4 Метод делительных сеток 16

1.2 Обзор методик исследования деформированного состояния с помощью метода делительных сеток 19

1.2.1 Методы, основанные на теории конечных деформаций 20

1.2.2 Методы поэтапного исследования 26

1.2.3 Методики, разработанные на основе соотношений теории течения 32

1.3 Обзор методик теоретического определения деформированного состояния 35

1.3.1 Нарастание и распределение деформаций по толщине стенки при цилиндрическом очаге деформации 36

1.3.2 Нарастание и распределение деформаций по толщине стенки детали при наличии «мертвой» зоны, прилегающей к пуансону 41

1.3.3 Нарастание и распределение деформаций по толщине стенки деталей при использовании «треугольного» разрывного поля

скоростей 43

Цель и задачи исследования 46

2 Методы расчета сил и деформаций 48

2.1 Экспериментальное исследование деформированного состояния при обратном выдавливании 48

2.2.1 Методика и задачи эксперимента. Использованное оборудование, аппаратура и оснастка 48

2.2.2 Особенности нанесения делительной сетки на образец 53

2.2.3 Способ построения линии тока 55

2.2.4 Расчет локальной интенсивности деформации 57

2.2.5 Определение накопленных деформаций и их распределение по толщине стенки выдавленного стакана 60

2.2 Разработка математической модели процесса обратного выдавливания 62

ВЫВОДЫ 74

3 Разработка компьютерной модели процесса обратного выдавливания 75

3.1 Разработка имитационной модели 75

3.2 Сравнение полученных результатов с экспериментальными данными 99

ВЫВОДЫ 100

4 Исследование влияния геометрии инструмента на качество получаемого изделия 102

4.1 Технологические возможности изготовления деталей обратным выдавливанием 102

4.2 Определение оптимального угла конуса пуансона 103

4.3 Разработка технологического процесса 110

4.3.1 Технологические расчеты 110

4.3.2 Использование систем САПР 116

Выводы 120

Заключение 122

Список литературы

Введение к работе

Актуальность.

Среди штамповочных процессов особое место занимает обработка металлов холодным выдавливанием, характеризующаяся повышенным коэффициентом использования материала, относительно высокой производительностью и низкими удельными трудозатратами, достаточно высокой точностью размеров, качеством поверхности и повышенными механическими свойствами получаемых изделий.

Процесс холодного выдавливания требует приложения высоких удельных деформирующих сил, что приводит к недостаточной стойкости штампового инструмента и ограничивает область его применения. Поэтому, наряду с изысканиями в области создания новых штамповых материалов, необходимо проведение широких теоретических и экспериментальных исследований процесса (с учетом передового производственного опыта) для выяснения факторов, существенно влияющих на величину деформирующей силы и характер распределения напряжений на контактных поверхностях инструмента.

Вопросы получения бездефектных изделий требуют изучения кинематики течения материала, распределения напряжений и деформаций в пластической области.

Одним из видов холодной объемной штамповки является процесс обратного выдавливания из сплошной заготовки путем прошивки ее

пуансоном в закрытой матрице. Обычно оно применяется для получения изделий типа «стакан» и может заменить такие процессы как обработка резанием, вытяжка и т.п.

Обратное выдавливание менее энергоемко, чем прямое выдавливание идентичных деталей, что делает его более доступным для использования в производстве.

Хотя обратное выдавливание наиболее распространенный в производстве способ, но его возможности еще недостаточно хорошо изучены. В имеющейся технической литературе, обобщающей производственный опыт, рекомендации по выбору технологических параметров процесса и оптимальных геометрических характеристик инструмента ограничены, а в некоторых случаях и противоречивы.

Таким образом, повышение качества изготавливаемых обратным выдавливанием деталей путем снижения неоднородности механических свойств и связанных с ним дефектами является актуальной задачей металлообрабатывающего производства.

Цель работы.

Повышение качества деталей путем совершенствования процессов обратного выдавливания и минимизации неравномерности деформации.

Методы исследования включают: энергетический метод, основанный на экстремальных принципах теории пластичности; поэтапный метод расчета деформаций по делительным сеткам; программирование на ЭВМ.

Параметры процесса обратного выдавливания исследованы на современном оборудовании и испытательных машинах при использовании

7 тензометрических установок и регистрирующей аппаратуры и обработаны

методами математической статистики.

Научная новизна:

разработан способ анализа деформированного состояния стационарных процессов выдавливания по приращению перемещения узлов делительной сетки;

предложен способ преобразования решения плоской задачи в осесимметричную с учетом условия несжимаемости и введением функции коррекции скоростей в пластической области;

разработана имитационная модель деформирования заготовок при осесимметричном обратном выдавливании с использованием виртуальной сетки;

установлены зависимости силы обратного выдавливания и распределения деформации по толщине стенки изделия от геометрических параметров плоскоконусного пуансона при осесимметричном течении.

Практическая ценность.

  1. Разработан модуль, позволяющий в автоматизированном режиме переносить координаты узлов делительной сетки в формат электронных баз данных.

  2. Создана компьютерная программа, имитирующая протекание процесса искажения нанесенной на заготовку делительной сетки.

  3. Предложена технология изготовления корпусов амортизаторов с использованием полученных рекомендаций.

8 4. Спроектирована штамповая оснастка и инструмент с

использованием твердотельного моделирования в прикладном программном

продукте KOMTIAC-3D.

Реализация работы.

Результаты исследований использованы в опытном производстве ОАО «АК «Туламашзавод» при изготовлении деталей «Корпус амортизатора».

Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе при лекционных, практических и лабораторных занятиях по курсам «Компьютерное моделирование процессов и оборудования» и «Экспериментальные методы анализа напряженного и деформированного состояний при объемной штамповке».

Апробация работы. Основные результаты исследований настоящей работы доложены на 8й межвузовских научно-технических конференциях, в том числе: «Международная молодежная научная конференция «XXV Гагаринские чтения» (г. Москва, 1999), «Научно-техническая студенческая конференция технических вузов Центральной России» (г. Орел, 1999), «Научно-техническая студенческая конференция технических вузов Центральной России» (г. Брянск, 2000), «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Научно-техническая конференция молодых специалистов, аспирантов и студентов» (г. Тула, 2001), а также на ежегодных профессорско-преподавательских конференциях кафедры МПФ ТулГУ. За разработку и внедрение в производство деталей для изделий специального назначения с использованием средств САПР была присуждена премия имени знаменитых тульских оружейников «Подающий надежды молодой

специалист» (г. Тула, 2002). За работу «Разработка технологии получения

рабочего цилиндра газонаполненного амортизатора с исследованием процессов обратного и комбинированного выдавливания» на Всероссийском конкурсе НИРС по естественным, техническим и гуманитарным наукам в разделе «Автодорожный транспорт» была присуждена медаль «За лучшую студенческую научную работу» (2000).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 9 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 98 источников, 4 приложений и включает 111 страниц машинописного текста, содержит 44 рисунка и 2 таблицы. Общий объем - 138 страницы.

В первой главе проведен обзор работ, освещающих современное состояние и основные схемы представления очагов деформации при обратном выдавливании плоским и плоскоконусным пуансонами. В результате за основу взят принцип представления в виде жестких треугольных блоков с «мертвой» зоной под торцом пуансона, предложенный Джонсоном У. и Кудо X.

Проведен обзор работ, освещающих современное состояние экспериментальных методов исследования деформаций в пластической области, применительно к изучаемому процессу. В результате сделан вывод о целесообразности применения каждой из рассматриваемых методик к анализу процессов холодного выдавливания. Из всей гаммы групп

10 экспериментальных методов выбран метод изучения деформированного

состояния с помощью нанесенной на заготовку делительной сетки.

Далее проведен анализ работ, освещающих методики исследования деформированного состояния с помощью делительных сеток. Существенный вклад в развитие экспериментальных методов внесли С. И. Губкин, Г. Д. Дель, У. Джонсон, А. К. Евдокимов, Э. Зиббель, Е. М. Макушок, И. П. Молосаев, А. Г. Овчинников, П. О. Пашков, И. П. Ренне, В. М. Сегал, Г. А. Смирнов-Аляев, Э. Томсен и др. В результате анализа было определено, что ни одна из существующих методик не обеспечивает возможность исследования непосредственно стационарной (квазистационарной) стадии обратного выдавливания. Поставлены задачи исследования.

Во второй главе описывается порядок проведения экспериментального исследования. С помощью разработанного подхода, представляющего собой комбинацию поэтапного метода и метода визиопластичности, экспериментально исследованы форма очага деформации при выдавливании плоскоконусным пуансоном, траектории перемещения частиц в очаге деформации, позволившие построить линии тока на стационарной стадии течения материала, и определены локальные и накопленные значения интенсивности деформации вдоль линий тока, на основании чего сделан вывод о неравномерности деформации по толщине стенки выдавленного стакана. Рассматривается вопрос о переходе от плоской задачи обратного выдавливания к осесимметричной, а также для него получены разрывное поле скоростей разрыва. Построен годограф скоростей разрыва.

В третьей главе разработаны алгоритмы построения искажения делительной сетки в зависимости от ввода различных параметров, проводится автоматизация анализа деформированного состояния. Проводится интерполяция полученных значений локальной деформации, что позволит получать более точные результаты. На основе алгоритмов разработана имитационная модель обратного выдавливания. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными. Проработан вопрос о хранении экспериментальных данных в виде электронных баз данных. Реализован механизм конвертации существующих экспериментальных массивов информации, а также автоматизированного ввода экспериментальных данных непосредственно с образца.

Проведено сравнение экспериментальных и теоретических данных. Показано, что теоретические значения несколько больше чем экспериментальные. Процент расхождения для рассмотренного случая составляет 9,3%.

Проведен перевод экспериментальных данных в электронный вид. Дальнейший их анализ показал, что общая тенденция основных зависимостей сохраняется, как и при анализе теоретических результатов.

В четвертой главе проведен анализ результатов экспериментов и моделирования. Построены графики зависимости неравномерности деформации от угла конуса пуансона. Определены оптимальные углы конуса пуансона с точки зрения получения стаканообразного полуфабриката с минимальной неравномерностью деформации по толщине стенки.

12 Приведен разработанный технологический процесс изготовления

детали «Корпус амортизатора». Технологический процесс был разработан с

* помощью технологической системы автоматизированного проектирования

КОМПАС-Автопроект использованием полученных по результатам

исследований рекомендаций.

Для изготовления стаканообразного полуфабриката в графическом

пакете KOMTIAC-3D спроектирована твердотельная модель штампа для

обратного выдавливания с центрирующим узлом с автоматизированным

получением полного комплекта конструкторской документации.

#

Метод твердости и микротвердости

При исследованиях данным методом можно измерять упругие свойства металла, сопротивление малым пластическим деформациям, сопротивление значительным пластическим деформациям, сопротивление разрушению. Однако при этих испытаниях можно изучать местные свойства поверхностных слоев материала в местах измерения твердости.

Метод микротвердости применяется для оценки свойств отдельных зерен и выявления структурной неоднородности. При его помощи можно получить приближенное представление о деформированном состоянии детали. Для этого предварительно необходимо установить связь между микротвердостью и касательными напряжениями на образцах простой формы с учетом зависимости t=f (gmax) в пластической области, а затем по измерениям на деформированной детали строят кривые равной микротвердости [80,20].

На поверхность изделия наносится тонкий слой (0,07 — 0,15 мм) лака, который при определенной величине деформации дает трещины [80]. Эти трещины располагаются в покрытии перпендикулярно направлению наибольших деформаций; таким образом, по распределению линий разрушения покрытия можно определить распределение деформаций. Метод очень нагляден и может применяться непосредственно на деталях машин. К недостаткам метода можно отнести малую точность. Так, например, на постоянство величины наибольшего удлинения, при которой покрытие разрушается, влияет влажность самого покрытия, температура сушки, температура и влажность воздуха при испытании и т.п. При больших остаточных деформациях, имеющих место при напряжении выше предела текучести, лаковые покрытия непригодны для изучения деформированного состояния. При высоких температурах лаки заменяют эмалями.

На поверхность образца наносят растр — систему близкорасположенных узких полос или пятен малых размеров [20]. Хаотические растры наносят распылением краски из пульверизатора: иногда прокалывают отверстия с помощью пучка игл или индентором и для повышения контрастности растра втирают в полученные отверстия краску. В некоторых случаях структура поверхности представляет собой естественный растр.

При наложении двух растров или при последовательном перемещении растров относительно друг друга возникает муаровая картина, т.е. появляются темные и светлые полосы или пятна, размеры которых намного превышают размеры отдельных элементов растра. Положение муаровых полос и пятен зависит от величины смещения материальных точек образца при деформировании и тем самым являются основой для расчета напряженно-деформированного состояния.

Согласно [40] в области, где отсутствуют угловые точки, чувствительность метода муара при расчете деформированного состояния определяется по формулам методики делительных сеток. Однако, при выдавливании торцы пуансона образуют особые точки локализации деформации, которые отрицательно влияют на точность измерения [91].

Метод делительных сеток является старейшим и наиболее часто применяемым экспериментальным методом исследования больших пластических деформаций. Он может эффективно применяться при исследовании не только пластического деформирования, но и ползучести, деформирования вязко-упругих тел и т.д.

Известно много способов нанесения делительной сетки на поверхность образца [80, 7]: 1. Метод накатывания типографской краской для высокой печати (метод накатанных сеток), разработанный Я.П. Фридманом и Т.К.

Зиловой, с помощью металлических матриц (клише) или тангиров; 2. Метод травления, разработанный В.Ф. Баркая; 3. Метод напыливания (напаривания в вакууме), предложенный Л.М. Рыбаковой; 4. Метод фотосетки; 5. Метод трафаретной печати (шелкографии); 6. Метод царапания индентором; 7. Метод строжки; 8. Метод кернения.

Метод накатанных сеток. Данный метод может использоваться как в исследованиях, проводимых для установления основных закономерностей а1 деформированного состояния при больших (более 5 %) остаточных деформациях (например, изучения градиента деформации, концентрации деформации, деформации в процессе развития трещин), так и при изучении механических свойств материала на образцах и при конструкционных и технологических испытаниях до разрушения узлов и деталей. Как отмечается в работе [80], к недостаткам метода следует отнести сложность технологии нанесения делительной сетки, а также то, что им можно измерять Lt деформации только поверхностных зон, и малую чувствительность метода при малой базе сетки и малых деформациях.

Методика и задачи эксперимента. Использованное оборудование, аппаратура и оснастка

Для проведения эксперимента использовались высокие заготовки, геометрические размеры которых удовлетворяли условию —- /. Такой выбор размеров заготовки гарантировало существование стационарной стадии процесса [21,48]. Заготовки были изготовлены из алюминиевого сплава АМгЗ ГОСТ 4784-97. Для смазки заготовок использовался стеарат цинка, зарекомендовавший себя в производстве изделий из алюминиевых сплавов как наиболее удачный смазочный материал.

Эксперименты проводились на ОАО «АК «Туламашзавод» на гидравлическом прессе П-474 усилием 1000 кН и рабочей скоростью перемещения ползуна 2,8 мм/сек. Для этого пресса был изготовлен штамповый блок [27] (рисунок 2.1) с набором сменного инструмента (рисунок 2.2).

Ходограф (рисунок 2.1), состоящий из стальной упругой пластины 1 с наклеенными с двух сторон датчиками 2, был закреплен на специальной колонке 3 нижней плиты 4 штампа с возможностью регулировки по высоте.

Рабочий ход инструмента при обратном выдавливании заготовки 6 измерялся путем снятия сигналов с датчиков, деформирующихся изгибающейся под действием гайки 7 пуансонодержателя 8 пластины 1 ходографа. Тарировка ходографа производилась на гидравлическом прессе по линейке и указателю, закрепленных, соответственно, на станине и ползуне.

Схема установки месдозы в штампе показана на рисунке 2.3. В полости ползуна 1 гидравлического пресса вставлен подпятник с центрирующим выступом. В центральном отверстии верхней плиты 3 штампа установлен упор 4. Между ними зафиксирована месдоза 5 с силоизмерительными датчиками и компенсационными датчиками 7. Вместе с верхней плитой штампа месдоза жестко закреплена на ползуне пресса.

Перед началом экспериментов и после их окончания месдоза тарировалась на разрывной машине ГМС-50. Полученные тарировочные графики имеют линейный характер.

Сила выдавливания определялось с помощью тензометрической установки. Установка состоит из светолучевого осциллографа Н-102, тензостанции 8-АН-4-7М, предназначенной для усиления сигналов, снимаемых с датчиков, генератора высоких частот Г-3-7Ф, используемого для отсчета времени на осциллограммах, блока питания и датчиков. В месдозе и ходографе использовались проволочные тензометрические датчики марки 2ПКБ-10-200ГБ с базой 10 мм и сопротивлением 200 Ом.

Если материал предварительно не деформировать, то информация о стационарной стадии будет искажена. Поэтому предлагается сначала неразрезанную заготовку предварительно продеформировать до стационарной стадии, а затем разрезать ее в меридианальном сечении и нанести на делительную сетку.

Таким образом, был проведен следующий процесс подготовки заготовок [44, 45]: сначала исследуемую заготовку деформировали до стационарной стадии, затем ее разрезали по меридианальному сечению на фрезерном станке, поверхность среза шлифовали и полировали. Таким образом, для получения образца использовалось две заготовки.

Головкой прибора ПМТ-3, закрепленной на инструментальном микроскопе УИМ-23, наносили квадратную делительную сетку с базовой длиной ячейки 2 мм и точностью 0,01 мм. При выборе величины базовой длины воспользовались рекомендациями И.П. Ренне [57], который указывал, что при измерении координат узловых точек с помощью обычных измерительных микроскопов расстояние между рисками исходной квадратной делительной сетки целесообразно выбирать не меньше 1 мм.

Затем поверхность заготовки с нанесенной сеткой заливали лаком. Точно такая же процедура была проделана с другой заготовкой. После подготовки двух половинок, их соединяли и устанавливали в матрицу.

Сравнение полученных результатов с экспериментальными данными

Помимо варианта заполнения базы данных путем моделирования можно добавлять и экспериментальные данные для последующего автоматизированного анализа. При этом необходимо занести вручную все необходимые данные об инструменте, текущие (глобальные) координаты узлов ячеек делительной сетки, ее базовые размеры. После этого программа загружает введенную информацию в виде графически представленной делительной сетки, а затем проводит обработку графической информации по принципам, изложенным ранее, с получением результирующего графика (рисунок 3.12).

Однако, описанный способ построения и анализа деформированной сетки не избавляет от рутинных измерений координат узлов делительной сетки, полученной в ходе эксперимента, а затем и не менее рутинного ввода полученных данных в базу данных, где есть вероятность ошибки.

В связи с этим было решено разработать механизм автоматизированного определения текущих, а затем и локальных координат деформированной экспериментальной сетки, автоматического занесения ее в базу данных для последующего проведения анализа.

Для разработки максимально простого механизма конвертации экспериментальных данных в электронный вид было решено воспользоваться возможностями готовой графической системы. Это решение обосновывалось тем, что у всех у них есть возможность вставки растрового изображения. В качестве такого изображения может служить отсканированное изображение меридианальной плоскости исследуемого образца. Помимо этого в каждую из графических систем встроена возможность автоматического определения текущих координат вводимых конструкторских примитивов: точка, отрезок, ломаная.

Таким образом, механизм занесения экспериментальных данных в базу данных будет следующий [42]: 1. получение растрового изображения меридианальной плоскости исследуемого образца; 2. занесение в базу данных основных формоизменяющих параметров образца; 3. занесение в базу данных координат узлов искаженной делительной сетки, причем, при занесении необходимо провести перевод координат из глобальных в локальные.

В результате обзора современных графических систем было решено остановиться на графической конструкторской среде AutoCAD2000i. При всех своих недостатках AutoCAD имеет одно большое преимущество: простота создания различных прикладных пользовательских приложений с помощью встроенных, независимых друг от друга, языков программирования AutoLisp и Visual Basic. Поскольку основной модуль разрабатывался на Visual Basic, то для соблюдения целостности среды разработки прикладной модуль решено создавать в той же программной среде.

Растровое изображение меридианальной плоскости образца получаем путем сканирования. Сканирование проводилось на сканере Hewlett Packard ScanJet ЗЗООС с разрешением 800 точек на дюйм, дальнейшая обработка полученного изображения велась в стандартном Windows-приложении Imaging, которое обеспечивает просмотр и редактирование полученных в результате сканирования цифровых рисунков. Результат сканирования сохранялся на жестком диске компьютера с расширением JPG. Главная цель - получить максимально контрастное изображение для облегчения дальнейших манипуляций. Очень важно обратить внимание на то, что бы полученный растровый объект имел размеры, равным размерам образца. Иначе все данные, полученные в результате дальнейших действий, будут ошибочны.

Определение оптимального угла конуса пуансона

В настоящее время на российском рынке представлены ряд компаний, как отечественных, так и западных, предлагающих предприятиям системы автоматизированного проектирования. Как правило, под этим понимают системы конструкторской и технологической подготовки производства.

Из наиболее известных систем конструкторской подготовки производства можно выделить SolidWorks, Inventor, SolidEdge, КОМПАС-ЗБ, T-Flex и др. Все эти системы обладают в той или иной мере развитым функционалом, позволяющим проводит концептуальное проектирование, создавать как одиночные модели деталей, так и сложные многокомпонентные сборки. Помимо этого, необходимо отметить возможность получить в автоматизированном режиме на основе трехмерных моделей конструкторские чертежи. В данном контексте нужно отметить, что не все системы западного производства полностью поддерживают отечественные стандарты.

Основными требованиями к технологическим системам проектирования являются: наполнение баз данных информацией о стандартном отечественном режущем и мерительном инструменте, простота настройки и эксплуатации системы, возможность анализа содержания спроектированных техпроцессов и т.д.

Технологический процесс был спроектирован в технологической системе автоматизированного проектирования КОМПАС-Автопроект (рисунок 4.6), которая позволяет в диалоговом режиме достаточно быстро находить нужную информацию. Кроме того, в систему встроены дополнительные расчетные модули, которые также позволяют динамично разрабатывать несколько вариантов технологического процесса, а затем выбрать наилучший. По окончании работы технолог в автоматическом режиме формирует весь необходимый ему набор технологических карт.

При создании технологического процесса были использованы модули: модуль материального нормирования (расчет заготовки, нормы расхода, КРІМ и т.д.), модуль расчета режимов сварки, что также расширяет возможности системы. Для компенсации погрешностей пресса и инструмента при обратном выдавливании стаканообразного полуфабриката, а также для уменьшения разностенности использовался штамп для обратного выдавливания [31], пригодный для работы на универсальном оборудовании.

Штамп проектировался в графической среде КОМПАС-ЗО v6 путем создания твердотельной трехмерной сборки. Такой подход позволил на этапе концептуального проектирования устранить проблему возможного возникновения ошибок собираемости, по окончании проектирования в автоматизированном режиме получить полный комплект конструкторской документации. Кроме того, возможность создания так называемой разнесенной сборки, представленной на рисунке 4.7 позволило описать порядок сборки и настройки штампа. наглядно разнесенный вид Применение систем автоматизированного проектирования позволило сократить время конструкторско-технологи ческой подготовки производства в 5-10 раз.

Немаловажным преимуществом данной конструкции является то, что инструмент в нем установлен быстросъемный. Конструкция пуансона без выступов его крепежной части позволяет избежать возникновения концентраторов напряжения в галтелях при закаливании и в процессе работы.

Предложенная технология изготовления позволила полностю утранить брак по герметичности амортизатора (ранее он достигал 10%). Применение в качестве заготовки прутка вместо бесшовной трубы позволило снизить себестоимость деталей на 40-50%.

При выдавливании алюминиевых стаканообразных полуфабрикатов корпусов амортизатора высотой 71 мм и 038 мм брак по изгибу образующей стенки детали снизился на 7%, а разностенность в партии изделий не превышала 0,05 мм.

ВЫВОДЫ

1. Проведенное исследование процесса обратного выдавливания с помощью имитационного моделирования показало, что разработанная математическая модель достаточно точно описывает условия протекания процесса. Полученная в результате автоматизированного анализа теоретической искаженной сетки информация показала, что минимальная неравномерность деформации соответствует углу пуансона а=75. Данный теоретический вывод был подтвержден экспериментально.

2. Разработан технологический процесс изготовления детали «Корпус амортизатора». Предложенный подход позволил полностью устранить брак по герметичности амортизатора (ранее он достигал 10%). Замена прежней заготовки (бесшовная труба) на пруток снизило себестоимость детали на 40...50%. При проектировании были учтены результаты исследований, что позволило уменьшить брак по изгибу образующей стенки детали на 7%.

3. Применение при проектировании технологического процесса и штамповои оснастки систем автоматизированного проектирования позволило сократить время конструкторско-технологическои подготовки производства в 5-Ю раз за счет минимизации ошибок проектирования, изготовления, сборки и наладки оснастки.

Похожие диссертации на Совершенствование процессов обратного выдавливания на основе минимизации неравномерности деформации