LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

оснащенні. За рахунок сумарного деформаційного зміцнення в стінці виробу та місці переходу стінки в стержень виключена необхідність в подальшій термічній обробці. На рис. 16 показана здеформована заготовка на кінцевій стадії висаджування. На прикладі комп'ютерного моделювання переходів висаджування заготовок болтів класу міцності 8.8 із невідпаленої сталі 35 були визначені конструктивні і технологічні параметри, які забезпечили заданий розподіл деформацій на переходах, необхідне зміцнення здеформованого металу для виключення операції подальшої термообробки заготовок болтів після висаджування. Моделюванню підлягали переходи: волочіння, осаджування, пресування та висаджування. З урахуванням технологічної спадковості встановлені розміри напівфабрикатів після кожного переходу: волочіння зі ступенем деформації е=17%, осаджування заготовок після волочіння з е=7 %, пряме видавлювання з е=39% та висаджування головки з е=61% і редукуванням стержня під накатування різьби. Причому силові режими на переходах задовольняють вимогам по стійкості деформуючого інструменту. Після стандартних випробувань заготовок болтів, які були виготовлені згідно визначених переходів, отримані наступні дані в порівнянні з існуючою технологією та стандартними даними відповідно: границя міцності на розрив – 880, 810, 800 МПа; межа течії – 700, 650, 640 МПа; твердість на гладкій частині стержня (НВ)- 240, 238, 238; ударна в'язкість (дж/см2)- 38, 32, 20; розрив на косій шайбі –1000, 890, 810 МПа. Таким чином, виготовлені по розрахованим конструктивним і технологічним параметрам заготовки болтів класу міцності 8.8 відповідають існуючим стандартам по механічним характеристикам.

У сьомому розділі наведені результати моделювання та експериментальних досліджень процесів холодного видавлювання з накладанням диференційованого протитиску q в осередку деформації. На відміну від існуючих методів розрахунку величини протитиску, при моделюванні процесів видавлювання по розроблених підходах є можливість виявити гідростатичний тиск в осередку деформації і врахувати його при визначенні мінімальної величини протитиску, яка необхідна для деформування без руйнування. Для визначення можливості отримання заготовок карбувальних штемпелів із сталі ШХ15-ШД в стані постачання проведено моделювання пресування з накладанням диференційованого протитиску. Результати моделювання та експериментальних даних наведені на рис. 17. Визначений в результаті розрахунків відносний протитиск, який змінюється від 0 до максимального значення q/у0,2=1,1 в кінці пресування, забезпечив отримання заготовок без руйнування. Максимальні значення зусилля пресування: розрахункове – 2,75 МН, експериментальне – 2,68 МН, яке отримане при пресуванні на гідравлічному пресі зусиллям 20 МН. Здеформована сітка скінчених елементів наведена на рис. 17а, а на рис 17б зображені видавлені заготовки штемпелів. Проведені експериментальні дослідження видавлювання порожнин в заготовках і сталей 10 та 12ХН3А з прикладанням диференційованого протитиску. Визначені питомі зусилля при видавлюванні порожнин круглим, шестигранним та трикутним пуансонами. Виявлений вплив розмірів заготовок, чистоти поверхні пуансона на питомі зусилля видавлювання.

В восьмому розділі викладені основні результати практичного використання,


а) здеформована заготовка (розміри в міліметрах)




б) заготовки штемпелів, які видавлені з відносним

протитиском q/у0,2=1,1

Рис. 17. Результати розрахунково-експериментальних

даних видавлювання з протитиском

впровадження результатів роботи на виробництві та навчальному процесі. Схема впровадження результатів роботи на виробництві показана на рис. 18. Розроблені автором підходи аналізу процесів ХОШ методом скінчених елементів, пакет прикладних програм стали підґрунтям для створення на випускаючій спеціальності "Обладнання для обробки металів тиском" НТУУ „КПІ" навчального курсу "Чисельні методи аналізу процесів обробки металів тиском", а також використовуються магістрами і аспірантами кафедри "Механіки пластичності матеріалів та ресурсозберігаючих процесів" для виконання теоретичних досліджень, підготовки магістерських атестаційних робіт та кандидатських дисертацій. Нові способи деформування металів в холодному стані, створені та впроваджені нові технологічні процеси отримання виробів з прогнозованою та заданою якістю з пластичних та малопластичних сталей методами ХОШ, ряд удосконалених та нових конструкцій штампового оснащення було основою створення автором навчального курсу "Технологія холодного об'ємного штампування".

ВИСНОВКИ

В дисертації виконані нові науково обґрунтовані розробки в області процесів холодного об'ємного штампування (пресування, холодного видавлювання традиційного і накладанням протитиску та висаджування), що забезпечують вирішення значної прикладної проблеми: розвиток методів аналізу шляхом комп'ютерного моделювання процесів ХОШ пластичних, малопластичних сталей для визначення параметрів отримання виробів прогнозованої і забезпеченої якості при удосконаленні існуючих та створенні нових ресурсозберігаючих процесів на стадії проектування без доопрацювання експериментальними роботами.

В результаті досліджень зроблено наступні висновки:

1. З аналізу літературних джерел виявлено, що використання МСЕ, комерційних програм на базі МСЕ для створення математичних моделей процесів холодної формозміни в обробці металів тиском преважною частиною направлене на визначення силових режимів, питомих зусиль, напружено-деформованого стану металу, що не задовольняє запитам промисловості по рівню автоматизації проектування процесів і вірогідності результатів при комплексному врахуванні впливу конструктивних, технологічних і фізико-механічних параметрів на прогнозування та


































забезпечення якості виробів, особливо з малопластичних сталей. Це обмежує створення ресурсозберігаючих процесів в пріоритетних галузях промисловості і вказує на те, що є актуальними задачі, які розглядаються в даній роботі.

2. Встановлено, що конструктивні, технологічні та фізико-механічні параметри в процесах ХОШ визначають схему напруженого стану і гідростатичний тиск в осередку деформації, які в свою чергу, впливають на силові режими, питомі зусилля та технологічну пластичність металу. Остання є визначальною для прогнозування та забезпечення якості виробів, що отримуються: геометрії виробу з урахуванням пружної деформації, розмірів осередку деформації, зміцнення здеформованого металу та ступеню використання ресурсу пластичності.

3. Розроблено підходи аналізу на базі МСЕ процесів формозміни ХОШ, які на відміну від існуючих, дозволяють проводити моделювання з врахуванням складної геометрії заготовок і інструменту, впливу гідростатичного тиску в осередку деформації та диференційованого протитиску на