Совершенствование процессов формоизменения деталей коробчатой формы при использовании металлосберегающей операции вытяжки-отбортовки

Совершенствование процессов формоизменения деталей коробчатой формы при использовании металлосберегающей операции вытяжки-отбортовки

Ульяновский государственный технический университет

1

Актуальность работы

• Машиностроение – наиболее крупный потребитель листового проката (расход ≈35%). 30 % объема листового металла –для деталей коробчатой формы . Коэффициент использования металла менее 0,7 , т.е. 30 % и более металла идет в отходы.

2

Цель работы исследование и разработка металлосбе- регающих процессов штамповки деталей коробчатой формы с отверстием в донной части с использованием совмещенной операции вытяжки-отбортовки, что позволяет снизить расход металла и повысить производительность труда

3

• Для достижения цели в работе были поставлены задачи:
• 1. разработать конструкторско-технологический классификатор деталей коробчатой формы;
• 2. изучить основные закономерности формоизменения заготовок в процессе вытяжки-отбортовки с учетом влияния анизотропии механических свойств;
• 3. исследовать механизм процесса вытяжки-отбортовки деталей типа коробок и разработать математическую модель;
• 4. исследовать процесс формообразования с целью оценки достоверности математической модели, определить влияние основных технологических параметров на характер деформирования и предельный коэффициент деформирования;
• 5. разработать металлосберегающие технологии изготовления деталей типа коробок штамповкой с использованием совмещенного процесса вытяжки-отбортовки;
• 6. на основе теоретических и экспериментальных данных разработать методику проектирования технологий штамповки вытяжкой-отбортовкой и реализовать ее в виде САПР технологических процессов.

4

Классификатор деталей коробчатой формы

5

Аналитический расчет размеров и определение формы контура заготовки

Форма и размеры плоской заготовки для данного варианта

6

Аналитический расчет размеров и определение формы контура заготовки

Эскиз заготовки для штамповки детали коробчатой формы

7

Схема вытяжки-отбортовки

Сравнительный анализ способов изготовления детали № 451В- 5401330/ 331 традиционный предлагаемый

9

Оценка повышения ресурсосбережения при формоизменении (Hр: Азаг; G;Р)

10

Оценка повышения ресурсосбережения при формоизменении(Hр: Азаг; G;Р)

11

Оценка влияния анизотропии на механические свойства металла для стали 08кп

Изменение коэффициента анизотропии в зависимости от степени деформации при вытяжке-отбортовке

Зависимость механических характеристик от степени деформации

12

Влияние технологических факторов на фестонообразование

13

Влияние технологических факторов на утонение стенки в опасном сечении

14

Изменение толщины металла в меридиональном сечении детали

Изменение толщины материала в зависимости от глубины вытяжки Н для а) S0 =1,0мм, б) S0 =0,7мм: сплошные линии d0 =8мм, пунктирные d0 =10мм, 1,2,3 - соответственно Рпр=5;10;15 кН

Изменение ∆S при вытяжке-отбортовке, в котором превалирует отбортовка

15

Формоизменение деталей коробчатой формы при вытяжке-отбортовке

Изменение Аф и dк в зависимости от глубины вытяжки Н для So=0,7мм: ----do=8мм, - - - -do=10мм; 1,2,3 - соответственно Pпр=5;10;15кН

Относительное изменение диаметра отверстия Еd и фланца Еа при вытяжке-отбортовке: а)для So=0,7мм; б)для So=1,0мм:-----do=8мм;- - - -do=10мм; Еd=f(Еа)

16

Оценка возможности уменьшения размеров исходной заготовки

17

Влияние относительного диаметра пробиваемого отверстия (do/Авыт) на предельный коэффициент отбортовки

Для стали 08Ю

Для стали 08пс

Для стали 08кп

18

Экспериментальные модели формообразования при вытяжке-отбортовке

Полиномиальная регрессия

Экспоненциальная регрессия

Степенная регрессия

Линейная регрессия

19

Dk- конечный диаметр отверстия, мм; h- глубина вытяжки, мм.

DК= f (h)

Экспериментальные модели формообразования при вытяжке-отбортовке

Полиномиальная регрессия

Экспоненциальная регрессия

Степенная регрессия

Линейная регрессия

20

АФ=f(h)

Аф- размер фланца, мм; h- глубина вытяжки, мм.

Экспериментальные модели формообразования при вытяжке-отбортовке

Полиномиальная регрессия

Экспоненциальная регрессия

Линейная регрессия

Степенная регрессия

Sk- конечная толщина, мм; h- глубина вытяжки, мм.

SК = f (h)

21

Оценка предельного формообразования вытяжки-отбортовки для стали 08:

КП =f(SО/dО ) 1 для dО/АВЫТ 0,1 2 0,2 3 0,3 4 0,4 5 0,5 6 0,6 7 0,7

КП =f(dО/АВЫТ) 1 для SО/dО 0,01 2 0,02 3 0,03 4 0,04 5 0,05 6 0,06 7 0,07

Зависимость предельного деформирования (КП ) от относительной толщины материала (SО/dО ) и от относительного диаметра пробиваемого отверстия (dО /АВЫТ) для ряда относительного диаметра пробиваемого отверстия и относительной толщины заготовки

22

Оценка предельного формообразования вытяжки-отбортовки для стали 08кп:

КП =f(SО/dО ) 1 для dО/АВЫТ 0,1 2 0,2 3 0,3 4 0,4 5 0,5 6 0,6 7 0,7

КП =f(dО/АВЫТ) 1 для SО/dО 0,01 2 0,02 3 0,03 4 0,04 5 0,05 6 0,06 7 0,07

Зависимость предельного деформирования (КП ) от относительной толщины