НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o118.Pdf (1346.09Кб)

УДК 621.98.043

Россия, МАТИ – РГТУ им. К.Э. Циолковского

Основной целью исследования является снижение трудоемкости изготовления деталей за счет повышения точности обводов получаемых деталей. Данное исследование имеет цель подтвердить средствами конечно-элементного моделирования предположения о наличии границы перехода процесса формовки в вытяжку и возможности управления упругой отдачей (пружинением) посредством перемещения этой границы.
Под формовкой-вытяжкой считали процесс, напряженно-деформированное состояние которого в куполе детали соответствует процессу формовки, а во фланцевой части – процессу вытяжки.
Основываясь на предшествующих исследованиях, были предложены методики по снижению пружинения, на основе которых при моделировании процесса использовали три расчетные схемы:
1.    Управление положением линии перехода процесса формовки в процесс вытяжки путем изменения  давления прижима фланца за счет варьирования коэффициентами трения на поверхностях матрицы и прижима штампа;
2.    Управление пружинением через дополнительное растягивающее усилие во фланцевой части заготовки;
3.    Управление пружинением через технологический вкладыш на первом переходе обработки.
Для удобства сравнения с предыдущими результатами исследований при моделировании использовали аналогичные геометрические параметры детали и свойства материала.
Расчет пружинения осуществили методом конечных элементов в программном комплексе AutoForm с автоматическим построением конечно-элементной сетки при стандартной точности расчета. Рабочие поверхности штампа были импортированы из CAD модуля системы CATIA в формате .iges.
Расчет показал, что оптимальное значение пружинения при наименьшем утонении детали можно получить во второй схеме при дополнительном растяжении фланца кольцевым пуансоном (с 1,09 до 0,35 мм при утонении с 0,80 до 0,73 мм). Использование схемы с удержанием фланца заготовки силами трения снизило значения пружинения в 4 раза (с 1,09 до 0,27 мм), однако утонение составило 16% (с 0,80 до 0,63 мм). Применение схемы с технологическим вкладышем позволило добиться наименьшего утонения материала заготовки (с 0,80 до 0,75 мм), но пружинение снизилось только в 1,8 раза (с 1,09 до 0,69 мм).
В итоге установили, что при производстве днищ наиболее предпочтительной с точки зрения наименьшего пружинения является преобладание зоны формовки, а положение границы перехода процесса формовки в вытяжку должно быть за линией обрезки фланца.

1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1971. 728 с.
2. Мельников Э.Л. Холодная штамповка днищ. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 192 с.
3. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967. 367 с.
4. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.
5. Чумадин А.С., Ульвис Н.В. Приближенный расчет пружинения при формовке днищ // Научные труды (Вестник МАТИ). 2009. Вып . 15 (87). С . 148-156.
6. Чумадин А.С., Ульвис Н.В. Расчет формы детали после ее пружинения // Научные труды (Вестник МАТИ). 2010. Вып. 17 (89). С. 186-189.
7. Чумадин А.С., Батурин Д.А. Приближенный расчет пружинения при формовке-вытяжке деталей типа днищ // Научные труды (Вестник МАТИ). 2013. Вып . 20 (92). С . 182-185.
8. Чумадин А.С., Батурин Д.А. Управление упругой отдачей, возникающей в процессе формовки-вытяжки днищ // Актуальные проблемы российской космонавтики: тр. XXXVII Академических чтений по космонавтике (Москва, 29-30 января 2013 г.) / Под общ. ред. А.К. Медведевой. М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2013. С. 592-593.
9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Том VII . Теория упругости . М . : Наука, 1965. 203 с .