LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування та забезпечення якості виробів в процесах холодного об'ємного штампування

6-плита




б) пресування заготовок

Рис. 1. Схеми видавлювання з накладаням диференційованого протитиску

деформування на кроці навантаження. Діаметри каналів 7 (рис. 1а) і 4 (рис. 1б) визначали

в процесі моделювання, вони повинні забезпечити мінімальну величину протитиску для створення гідростатичного тиску в осередку деформації необхідної величини для деформування без руйнування.Причому величина протитиску згідно наведених схем поступово збільшується по мірі навантаження пропорційно зменшенню пластичності металу, що деформується.Формозміна ХОШ з протитиском в такому випадку відбувається при зменшених зусиллях деформування.Розвантаження здеформованого металу при використанні способу початкових напружень в МСЕ, як було зазначено у другому розділі, враховується автоматично.

Врахування фізико-механічних параметрів. Пружні властивості металу, що деформується, враховували модулем Юнга і коефіцієнтом Пуассона. Для врахування зміцнення металу при холодному формозміненні, діаграму істинних напружень апроксимували залежністю , де коефіцієнти k і n визначали по експериментальній діаграмі. Можливість руйнування металу при холодному формозміненні оцінювали по ступеню використання ресурсу пластичності, який визначали по В.А.Огороднікову: , з урахуванням впливу третього інваріанту тензора напружень на пластичність, де - інтенсивність деформацій,- показник схеми напруженого стану,- постійна, - гранична деформація. Для розрахунків експериментальну діаграму пластичності апроксимували залежністю Г.Д. Деля: , де значення і знаходили по вказаній діаграмі.

Третій розділ присвячений моделюванню процесів висаджування, зворотного видавлювання та пресування для тестування вибраних підходів аналізу МСЕ формозміни з визначенням впливу конструктивних, технологічних та фізико-механічних параметрів на зусилля деформування, розподіл питомих зусиль на оснащенні і кінцеву геометрію виробів.

Моделювання висаджування свинцевої заготовки.

Висаджуванню підлягала заготовка діаметром 40 мм і висотою 70 мм. Частина заготовки висотою 10 мм була встановлена в матриці. Заготовка була розподілена на скінчені елементи з розмірами по ширині і висоті 1,25 мм. Це дало можливість виділити з них скінчені елементи розмірами 5 х 5 мм, простежити їх деформацію і в подальшому порівняти з експериментальними дослідженнями висаджування свинцевої заготовки, з'єднаної з двох половин, на поверхнях яких була нанесена координатна сітка з розміром комірок 5 х 5 мм. Залежність зусилля від переміщення верхньої плити при висаджуванні, яка отримана моделюванням, та дані максимальних значень експериментального зусилля для ступенів деформації (е) 50 і 75 % показані на рис 2. Різниця в значеннях зусилля склала 6 кН. Моделюванням визначені геометричні форми заготовок після висаджування. На рис. 3 для висаджування з е =75% показана геометрична форма експериментальної здеформованої свинцевої заготовки та геометрична форма, яка отримана моделюванням, з нанесеними розмірами бокової поверхні заготовки після висаджування з експерименту. Розміри бокових поверхонь практично співпадають

Зворотне видавлювання стаканів із свинцевої заготовки.

Для визначення розподілу питомих зусиль на деформуючому інструменті та порівняння результатів розрахунків з експериментальними даними було проведено моделювання зворотного



видавлювання стаканів пуансоном діаметром 70 мм з свинцевої заготовки діаметром 100 мм і висотою 90 мм. Розрахунковий аналіз починали з вихідних розмірів заготовки, а закінчували при наступних глибинах вдавлювання пуансона в заготовку: 10, 15, 20, 25 та 30 мм. Для прикладу, на рис. 4 показана половина розрахункової геометрії здеформованої заготовки при глибині вдавлювання пуансона в заготовку на 25 мм.


Рис. 2. Силові режими висаджування



а) експеримент


б) теорія; * - дані експерименту(розміри в міліметрах)

Рис. 3. Експериментальна та розрахункова геометрія заготовки при висаджуванні з e =75 %

Оцінку питомих зусиль на оснащенні проводили по розподілу відносних нормальних напружень на поверхнях заготовки, які контактують з деформуючим інструментом. Для розглянутих глибин вдавлювання пуансона моделюванням визначені відносні осьові (уz/у0,2) напруження в вузлах скінчених елементів на поверхні заготовки, яка контактує з виштовхувачем, та відносні радіальні напруження (ус/у0,2) в вузлах на поверхні контакту заготовки з боковою поверхнею матриці. Розподіли ус/у0,2 , були порівняні з експериментальними даними С.К. Іванова та О.О. Ганаго для всіх глибин вдавлювання пуансона в заготовку, а розподіли уz/у0,2 – для глибин вдавлювання на 25 та 30 мм. Порівняння результатів комп'ютерного моделювання та експериментів для глибини вдавлювання пуансона 30 мм показано на рис. 5. Розрахункові та експериментальні дані по розподілу уz/у0,2 відрізняються на величину 0,18 на краю поверхні заготовки, яка контактує з виштовхувачем. Результати моделювання по розподілу ус/у0,2 на поверхні заготовки з матрицею практично співпадають.


Рис. 4. Геометрія здеформованоїзаготовки (розміри в міліметрах)


а) на виштовхувачі


б) на матриці

Рис. 5. Розподіл відносних напружень уz/у0,2 на виштовхувачі та ус/у0,2 на матриці

У четвертому розділі наводяться результати моделювання і експериментальних досліджень процесів пресування круглих заготовок з прогнозованою та забезпеченою якістю.

Процеси пресування заготовок необхідної форми з прогнозованими властивостями. Показано застосування моделювання для аналізу процесів пресування заготовок через конічну матрицю з різним ступенем деформації (е). Розрахунки проводили для пресування заготовок із сталі 45. Розміри заготовки: висота 40 мм, діаметр 40 мм. Кут конусу матриці б=40˚. Процес моделювання закінчували при переході процесу пресування в усталену стадію. Силові режими та питомі зусилля при пресуванні з різним ступенем деформації показані на рис. 6. Залежність зусилля пресування від переміщення пуансону зображено на рис. 6а. Розподіл відносних радіальних напружень sr/s0,2по висоті контейнера (рис. 6б) дляе = 20-40% має практично прямолінійний характер, а при е=50-60% максимум має місце на краю верхнього торця заготовки.Розподіл відносних осьових напружень sz/s0,2 на пуансоні показаний на рис. 6в. Вказані напруження мають мінімальне значення на вісі пуансону з поступовим збільшенням до краю. На рис. 6г для ступеня деформації е=20 % наведений розподіл відносних нормальних напружень sn/s0,2 на поверхні заготовки в конусі матриці. Розподіл має нерівномірний характер з найбільшим значенням ближче до виходу металу з конусу. Для інших ступенів деформації приведено максимальне значення вказаних напружень (рис. 6д).

На рис. 7 наведені показники,по яким можливопрогнозувати якість виробів, що