Коэффициент предельного деформирования для сталей 08 при штамповке вытяжкой отбортовкой

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Черныщов Н. А. Напряженное состояние и деформация цилиндрических пружин, свитых из круглого прутка // Динамика и прочность пружин. М: Изд-во АН СССР, 1950. С. 52-61.

2. Расчёты на прочность в машиностроении: В 3 т. Т.1 / С. Д. Пономарев, В. Л. Еидерман, К. К. Лихачёв и др.; Под ред. С. Д. Пономарева. М.: Машгиз, 1956. 884 с.

Антонов Иван Степанович, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Автомобили» УлГТУ, окончил Волгоградский политехнический институт. Область научной деятельности - исследование напряжённо-деформированного состояния деталей и узлов мамин.

УДК 621.983

, Ю. А. ТИТОВ

КОЭФФИЦИЕНТ ПРЕДЕЛЬНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

ДЛЯ СТАЛЕЙ 08 ПРИ ШТАМПОВКЕ ВЫТЯЖКОЙ-ОТБОРТОВКОЙ

Получена зависимость коэффициента предельного деформирования от относительной толщины материала и относительного диаметра пробиваемого отверстия, позволяющая определить предельно допустимое значение диаметра отверстия, пробиваемого перед вытяжкой - отбортовкой.

Подавляющее большинство полых осесимметричных деталей с отверстиями изготавливают вытяжкой из плоских заготовок с последующей пробивкой отверстий. Основной недостаток таких технологических процессов -низкий коэффициент использования металла, так как отход, получаемый после пробивки, часто не используется.

Совмещение операций вытяжки и отбортовки при изготовлении полых деталей типа тел вращения с отверстием в донной части позволяет уменьшить число переходов штамповки и значительно снизить расход металла. Деформированию подвергают плоскую заготовку с предварительно пробитым отверстием, размеры которого меньше размеров отверстия в дне готовой детали. Формообразование детали при этом происходит не только за счёт течения металла с периферийной части заготовки, но и за счёт деформации дна (вы-

тяжки-отбортовки). Это позволяет уменьшить диаметр заготовки и увеличить коэффициент использования металла, а в некоторых случаях и уменьшить число переходов.

На основе проведённых экспериментов по оценке влияния каждого из пяти выделенных факторов - толщины материала, диаметров заготовки и отверстия, радиусов скругления матрицы и пуансона - на предельное деформирование листового металла, установлены два определяющих безразмерных фактора: - относительная толщина материала, с1(/Ошт - относительный диаметр пробиваемого отверстия.

Получена математическая модель предельного формоизменения (коэффициент предельного деформирования) для группы сталей 08 в виде степенного полинома:

К, = 2,096 • ГЗД/'0635•

Зависимость (I) характеризует предельные параметры процесса, поэтому для её практического применения расчётные значения коэффициента предельного деформирования К„ следует уменьшать на (10-20) %.

По результатам регрессионного анализа построены графики зависимостей коэффициента предельного деформирования Кп от и ¿(/Цш, для сталей 08кп, 08пс, 08ю и общий график для группы сталей 08 (рис.1).

График зависимостей Кп = /показывает следующее:

1) при увеличении относи тельной толщины материала ¿УУ^ с 0,01 до 0Г07 коэффициент предельного деформирования Кп возрастает на (15 - 20) % (например, для (1(/Овыт = 0,5 коэффициент К„ увеличивается с 1,44 до 1,63);

2) при увеличении относительного диаметра пробиваемого отверстия

с 0,1 до 0,7 коэффициент Кп возрастает на (20 - 30) % ( например, для $(,/с/п = 0,05 коэффициент Кп увеличивается с 1,31 до 1,68).

Необходимо отметить, что в расчётах при проектировании металлосбе-регающих технологических процессов на основе вытяжки-отбортовки данные Л.Д. Матвеева [1], В.П. Романовского [2], Г.Д. Скворцова [3] по коэффициенту отбортовки (рис. 2) использовать невозможно, так как, во-первых, они получены при исследовании процесса отбортовки до получения полного борта, но-вторых, не учитывают зависимость Кп от с1(/Вшт> в-третьих, отсутствуют данные по Кп для значений 3</<Ио< 0,01, наиболее характерных для деталей с относительно большим отверстием в дне.

Полученная модель (1) позволяет определять предельно допустимый диаметр пробиваемого отверстия перед вытяжкой-отбортовкой при разработке металлосберегающих технологий штамповки деталей типа тел вращения с

%

Рис. 1. Влияние относительной толщины материала St/do и относительного диаметра пробиваемого отверстия do/Dmm на коэффициент предельного деформирования Кп

отверстием в дне (за счёт интенсивного деформирования внутренней части заготовки и уменьшения её диаметра) по зависимости

do = 0,5-dr-DebJ"2-Som\

Экспериментальные исследования показали значимость коэффициентов регрессии при основных факторах, а также адекватность принятой математической модели реальному технологическому процессу (при вероятности 95 %). Погрешность аппроксимации экспериментальных значений не превышает 10 %.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, методы ку и автоматизированную систему проектирования использовали при разработке я внедрении в производство металлосберегающих технологических процессов штамповки пяти деталей типа ободков на основе вытяжки отбортовки в производстве АО «Автосвет» (г. Киржач), специализирующего ся на выпуске электроосветительной арматуры автомобилей и трактором, что позволило сократить норму расхода металла на (13 - 22) % и обеспечило снижение потребности в металлопрокате на годовую программу к количестве 32,7 т. " - * W" .ш- mm™

1.8

16

1.4

К„

I 0

i .

0.005

0.015 0.0.2 0 025 0.03 0.035 0.04

Sc/drj

Рис. 2. График зависимостей Kn = /(S^cio): 1, 2, 3 - соответственно по А.Д. Матвееву,

^^ - ' - - область К„ = / (So/do; do/D6Uftl) ири

В.П. Романовскому, Г.Д. Скворцову; с{(/Олыт = 0,2 ... 0,7 для сталей 08кп. 08пс, 08ю

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ковка и штамповка. Справочник в 4 томах. Т. 1. Листовая штамповка. /Под ред. А. Д. Матвеева; редакционный, совет: Е. И. Семенов ( председатель) и др. М.: Машиностроение, 1985 - 1987. 544 с.

2. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.

3. Скворцов Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1972. 387 с.

4. Берлет Ю. Н, Филимонов В. И., Титов Ю. А. Об условиях протекания процесса вытяжки, совмещённого с неполной отбортовкой // Кузиечно-штамповочное производство. 2000. № 2. С. 20-24.

Берлет Юрий Николаевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Материаловедение и обработка металлов давлением»

(М и ОМД) УлГТУ, окончил Ленинградский политехнический институт. Вёл исследования в области ОМД.

Титов Юрий Алексеевич, кандидат технических наук, старшин преподаватель той же кафедры, окончил Ульяновский политехническии институт. Работает в области технологии листовой штамповки

УДК 621.981

С. В. ФИЛИМОНОВ, В. А. МАРКОВЦЕВ, В. И. ФИЛИМОНОВ

ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОМКОВОЙ волнистости

ПРИ ПРОФИЛИРОВАНИИ

Рассматривается критерий возникновения кромковой волнистости при изготовлении швеллерных, профилей в роликах профилегибочного стана.

При разработке технологии изготовления гнутых широкополочных профилей в роликах для нужд отечественной промышленности возникает задача предотвращения необратимого дефекта профиля - кромковой волнистости полок, появляющейся вследствие неравномерной деформации полок профиля на участках плавного перехода перед заходом заготовки в очередную пару роликов. Поэтому важно уметь прогнозировать возникновение этого дефекта на стадии проектирования технологического процесса профилирования.

Рассмотрим участок плавного перехода профиля при следующих допущениях:

кромки подгибаемой полки принадлежат некоторой цилиндрической поверхности, а деформации полки в направлении её ширины пренебрежимо малы;

• справедлива гипотеза «единой кривой» для изотропного несжимаемого материала;

касательные напряжения распределены по ширине полки по линейному закону;

* расстояние между парами формообразующих роликов превосходит протяженность зоны свободного формообразования.

При решении задачи определения условий возникновения кромковой волнистости полок будем придерживаться такой последовательности дейст