ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ

Мітічкіна Наталія Геннадіївна

УДК 621.98.04

УДОСКОНАЛеННЯ ПРОЦЕСУ ВІДБОРТУВАННя ВНУТРІШНЬОГО КОНТУРУ РОЗШИРЕНОГО ДІАПАЗОНУ ВИСОТ

Спеціальність 05.03.05 “Процеси і машини обробки тиском”

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Краматорськ _2001

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Донбаському гірничо-металургійному інституті Міністерства освіти і науки України (м. Алчевськ)

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Луценко Віктор Олександрович,

Донбаський гірничо-металургійний інститут (м. Алчевськ), завідувач кафедрою обробки металів тиском і металознавства

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент

Тарасов Олександр Федорович,

Донбаська державна машинобудівна академія (м. Краматорськ), завідувач кафедрою комп’ютерно-інформаційних технологій

кандидат технічних наук, доцент

Омельченко Петро Платонович,

Приазовський державний технічний університет (м. Маріуполь),

доцент кафедри кувально-штампувального виробництва

Ведуче підприємство: Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Міністерства освіти і науки України, кафедра “Обробки металів тиском ”, м. Київ

Захист відбудеться “_24_”__травня__2001 р. у _10_ годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01 по захисту дисертацій Донбаської державної машинобудівної академії (84313, Краматорськ, вул. Шкадінова 72, корпус 1)

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної машинобудівної академії за адресою: 84313, Краматорськ, вул. Шкадінова 72, корпус 1

Автореферат розісланий “_23_”__квітня__2001р.

Учений секретар спеціалізованої

ученої ради Д 12.105.01,

кандидат технічних наук, доцент О.В. Сатонін

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У різних галузях промисловості широко використовуються осесиметричні тонкостінні деталі. Це корпуси датчиків реле тисків, кришки ємностей, що нагвинчуються, цоколі різних конфігурацій і розмірів та ін.

Основним завданням для забезпечення конкурентноздатності металопродукції є одержання якісних виробів при мінімальних витратах. Постійна робота над удосконаленням процесів листового штампування, зокрема процесу відбортування внутрішнього контуру, дозволила одержати багатий теоретичний і практичний досвід по випуску деталей типу горловин. Горловина - одна із широко застосованих частин при виготовленні різного виду продукції в народному господарстві. Її використовують як напівфабрикати для виготовлення вищезгаданих деталей, а також у вигляді готових деталей чи елементів деталей . При цьому найбільш економічно вигідним способом її одержання є відбортування. До техніко-економічних показників процесу відносяться: якість горловини (висота, різнотовщинність, відсутність дефектів) і продуктивність. Відсутність достатньо ефективних способів одержання горловин, що забезпечують оптимальне сполучення вищезгаданих показників, складає проблему створення методів формування горловини, що дозволяють одержати борт, передбачений по висоті і розподілу товщини стінки за один перехід. Існуючі дослідження не дають можливості розробити конкретні рекомендацій для побудови раціональної формозміни при відбортуванні внутрішнього контуру. Тому дослідження і розробка процесу відбортування внутрішнього контуру розширеного діапазону висот, що дозволяє підвищити техніко-економічні показники процесу, є актуальною і потребуючою рішення задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до тематики науково-дослідних робіт Донбаського гірничо-металургійного інституту:

“Розробка електронних систем навчання і контролю знань студентів металургійних і гірничих спеціальностей”, розділ “Розробка технологічного процесу одержання горловин розширеного діапазону висот”. № Держ. реєстрації 0193U029120;

“Теоретичне дослідження і розробка адаптивної системи в металообробці”. № Держ. реєстрації 0100U001276.

Робота сприяла виконанню пріоритетного напрямку розвитку науки і техніки “4” “Екологічно чиста енергетика і ресурсозберігаючі технології”.

Мета і задачі досліджень. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності листового штампування деталей типу горловин на основі математичного моделювання, розробки та використання технологічних способів сполученого відбортування. Для досягнення поставленої мети сформульовані та вирішені наступні задачі:

- дослідити технологічні способи відбортування горловин розширеного діапазону висот, їх технологічні можливості та режими;

-

-

-

-

- на підставі комплексу досліджень розробити методику проектування технологічних процесів відбортування горловин розширеного діапазону висот з різнотовщинністю, яка регламентується .

Об'єкт дослідження – процеси листового штампування.

Предмет дослідження – технологія одержання горловин відбортуванням внутрішнього контуру.

Методи дослідження – теоретичні дослідження процесів формування і відбортування проведені методом спільного рішення рівнянь рівноваги й умови пластичності; експериментальні дослідження розподілу деформацій при формуванні і відбортуванні зроблені методом координатних сіток; розподіл інтенсивності напруг при формуванні і відбортуванні досліджений методом виміру твердості; методом електротензометрії досліджені силові параметри процесу, для апроксимації залежності максимальної висоти горловини від параметрів процесу використовувався метод планування експерименту.

Вірогідність отриманих результатів підтверджена результатами порівняльного аналізу експериментальних і теоретичних досліджень процесу, а також промисловою реалізацією процесу.

Наукова новизна отриманих результатів. Для отримання борту горловини з низькою різнотовщинністю сформульовано принцип перерозподілу потоншення уздовж утворюючої горловини у процесі відбортування, відповідно до якого при формуванні заготовки зона максимального потоншення переводиться з області крайки отвору, що пробивається, у стінку заготовки, при цьому деформація стінки визначається з урахуванням критичної інтенсивності деформації.

Уперше отримані формули для умов розробленого нового процесу:

-

-

-

-

Уперше створено модель процесу відбортування горловин, що дозволяє визначити параметри, які забезпечують задані розміри горловини.

Практична цінність отриманих результатів. Розроблений новий спосіб відбортування горловин, що дозволяє при високій продуктивності процесу одержати високу горловину з низкою різнотовщинністю стінки.

Розроблена методика проектування технологічних процесів відбортування горловин розширеного діапазону висот з використанням притискувачу, що плаває. Реалізована на пеом модель процесу.

Запропоновано диференційовану систему подачі технологічного змащення для процесу відбортування, а також конструкція штампу для формоутворення різьблення Едісона на горловині з раз’ємною матрицею. Надані рекомендації до застосування нового способу відбортування горловин.

За результатами роботи розроблений технологічний процес виготовлення цоколів, який пройшов промислове впровадження на заводі ЛугЦентроКуз, економічний ефект від якого обумовився скороченням кількості операцій та підвищенням якості продукції.

Особистий внесок здобувача. Автору особисто належить аналітичний огляд літератури, висновки і постановка задач дослідження, теоретичні дослідження процесів формування і відбортування, проведення експериментальних досліджень, обробка й аналіз результатів, розробка методики проектування технологічних процесів одержання горловин розширеного діапазону висот і реалізація моделі процесу на ПЕОМ.

Апробація результатів роботи. Результати дисертації повідомлені й обговорені на Всеукраїнських науково-технічних конференціях “Перспективні технології й устаткування обробки тиском у металургії і машинобудуванні”, м. Краматорськ, 1999 - 2000 р., на науково-технічних конференціях Донбаського гірничо-металургійного інституту, м. Алчевськ 1998 - 2000 р.р.; на об’єднаному науковому семінарі по обробці металів тиском Донбаської державної машинобудівної академії, м. Краматорськ у 2001 році.

Публікації. Основний зміст дисертації опублікований у 5 статтях і 1 патенті, у тому числі в 5 статтях у спеціалізованих наукових виданнях, рекомендованих ВАК України для публікації результатів дисертаційних робіт.

Структура й обсяг роботи. Дисертація містить вступ, п'ять розділів, висновки, список використаних джерел з 129 найменувань, 3 додатка. Матеріали роботи викладені на 175 сторінках машинописного тексту, у тому числі 121 сторінка основного тексту, 73 рисунка і 5 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі приведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і задачі досліджень, висвітлена наукова новизна і практична цінність отриманих результатів.

СУЧАСНИЙ СТАН ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЦЕСУ

вІдбортування ВНУТРІШНЬОГО КОНТУРУ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ДОСЛІДЖЕННЯ

Проведено огляд теоретичних і експериментальних досліджень, що висвітлюють сучасний стан теорії та технології процесу відбортування внутрішнього контуру. Розглянуті особливості формозміни при відбортуванні горловин і сучасні способи одержання горловин. Установлено, що при відбортуванні напружено-деформований стан характеризується великими тангенціальними деформаціями в зоні крайки отвору, що відбортовується. Це перешкоджає одержанню високого борту. Якість поверхні зрізу, пробитого під відбортування отвору, визначає можливість одержання горловини з заданими параметрами. Сполучення процесів пробивання, формування і відбортування дозволяє підвищити висоту борту і продуктивність процесу, однак при цьому значне потоншення металу в зоні крайки отвору, що пробивається, під час формування знижує можливість одержання більш високої горловини і борт при цьому буде мати значну різнотовщинність уздовж утворюючої заготовки. Незважаючи на численні дослідження і розробки процесів одержання горловин, для народного господарства проблема підвищення ефективності процесу одержання горловин є актуальною. Тому слід модернізувати процес виробництва горловин за допомогою розробки і впровадження нових способів і пристроїв, необхідних для їхнього здійснення.

Поставлено мету і задачі дослідження.

ВИБІР НАПРЯМКУ І МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

Здійснені вибір і обґрунтування методів досліджень напружено-деформованого стану заготовки при формоутворенні горловин. Раціональний вибір засобів, технологічних режимів і устаткування для виробництва відбортованих горловин, є складною комплексною задачею, рішення якої повинно здійснюватися на підставі строгого математичного апарату. Виконання цієї мети дозволить задовольнити вимоги замовника по якості горловин при мінімальних витратах, що при створенні конкурентноздатної продукції має першорядне значення.

Для одержання математичних залежностей використаний метод спільного рішення рівнянь рівноваги та умови пластичності, а також методи математичної статистики. Для підтвердження результатів теоретичних досліджень обрані експериментальні методи визначення напруг, деформацій та енергосилових параметрів. При дослідженні розподілу деформацій при формуванні і відбортуванні використовувався метод координатних сіток. Розподіл інтенсивності напруг при формуванні і відбортуванні досліджений методом виміру твердості, а методом електротензометрії досліджені силові параметри процесу. Експерименти були проведені як у лабораторних умовах, так і в умовах промислового виробництва.

РОЗРОБКА І ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НОВОГО

СПОСОБУ вІдбортування ВНУТРІШНЬОГО КОНТУРУ

На підставі виявлених закономірностей формоутворення горловини сформульований принцип перерозподілу потоншення, відповідно до якого при формуванні зона максимального потоншення переводиться з області крайки отвору, що пробивається, у стінку заготовки, причому деформація в стінці визначається з урахуванням граничної формозміни при відбортуванні. На основі цього принципу, розроблений новий спосіб відбортування горловин розширеного діапазону висот з використанням притискувача, що плаває. Новий спосіб сполучує в собі виконання трьох операцій за один хід пресуа: формування, пробивання і відбортування (рис.1). При цьому формування здійснюється за допомогою притискувача, що плаває. За рахунок створюваних ним нормальних напруг в області крайки отвору максимальні деформації, що розтягують, переносяться з зони пробивання в зону радіусу притискувача, що плаває. Це дозволяє створити під ним деякий запас металу, що дозволяє при відбортуванні знизити різнотовщинність.

Пробивання здійснюється пробивним пуансоном і підпором у виді клинового ребра в момент досягнення кутом нахилу утворюючої заготовки під час формування граничного значення. Тріщини, що сколюють, від пробивного пуансону збігаються з тріщинами, що сколюють, від клинового ребра, і виходить отвір з якісною поверхнею зрізу. Потім відбувається відбортування отвору відбортувальним пуансоном. У результаті виходить готова осесиметрична горловина з висотою більшою, ніж при звичайному способі: при звичайному відбортуванні відношення висоти горловини до діаметра складає 0,3-0,2, а при відбортуванні з притискувачем, що плаває, ця ж величина складає 0,5-0,37.

Рис. 1. Штамп для відбортування з притискувачем, що плаває

1 – матриця; 4 – вставка з клиновим ребром;

2 - притискувач; 5 – притискувач, що плаває;

3 – відбортувальний пуансон; 6 – пробивний пуансон.

Для дослідження напружено-деформованого стану заготовки при формуванні використовувався метод інтегрування рівнянь рівноваги разом з умовою пластичності. Отримано залежності, що відбивають розподіл напруг у заготовці при її деформуванні в штампі з притискувачем, що плаває. При цьому приймалися наступні допущення:

осередок деформації заготовки знаходиться між радіусами пробивного пуансона і матриці;

фланець заготовки затиснутий притискувачем і не втягується в матрицю;

деформований стан у місцях вигину плоский;

напруги , і n є головними нормальними напругами;

метал ізотропний і зміцнюється в процесі деформування;

усі сили віднесені до серединної поверхні заготовки.

При формуванні має місце плоский напружений стан на ділянці між радіусом пуансону, що пробивається, і матрицею, і є головними напругами, що розтягують, а деформований стан об'ємний. При цьому максимальні напруги, що розтягують, і деформації виникають у зоні з радіусом пробивного пуансону доти, поки заготовка цілком не охопила притискувач, що плаває, торець якого виконаний під кутом .

Напружений стан заготовки на вільній (не затиснутій) ділянці розглядався для визначення граничних умов при визначенні напруг під притискувачем, що плаває.

У результаті формування виходить поглиблення в заготовці з кутом нахилу утворюючої до поверхні матриці . При цьому вважаємо, що отримане поглиблення можна прийняти за тонкостінну оболонку, унаслідок чого зневажаємо діями згинальних моментів і сил, що перерізують.

Для вільної ділянки радіальні напруги з урахуванням гранично можливого кута утворюючої заготовки при формуванні можна визначити по формулі

. (1)

де ;

П – модуль зміцнення; - коефіцієнт Лоде; s – напруга плину.

Формула (1) дозволяє визначити радіальні напруги на вільній ділянці заготовки в залежності від кута нахилу утворюючої заготовки при формуванні.

При дослідженні напружено-деформованого стану заготовки під притискувачем, що плаває, враховані контактні сили тертя в рівнянні рівноваги. Використовувалося рівняння рівноваги для формозмінних операцій листового штампування Є.О. Попова з осьовою симетрією деформування при наявності сил тертя на одній з контактних поверхонь і з товщиною, що змінюється

, (2)

при цьому, враховуючи напружений стан на вільній ділянці, одержали рівняння для визначення напруг під притискувачем, що плаває

. (3)

Побудована по цій залежності епюра показує, що максимальні напруги виникають в зоні радіусу притискувача, що плаває, і зменшуються до радіусу пробивного пуансону. Причому в зоні пробивного пуансону радіальні напруги в процесі формування не повинні перевищувати границі плину. Якщо при цьому умова пластичності металу виконується, то треба підвищувати значення радіусу притискувача, що плаває для забезпечення якісного протікання процесу. Таке розподілення напруг підтверджує сформульований принцип перерозподілу потоншення при відбортуванні.

а б

Рис.2. Залежності відношення від величини кута по формулі 1 (а) і від величини радіусу по формулі 3 (б):

- для сталі 08кп;

- для алюмінію А3.

Визначено значення товщини металу в області пробивного пуансону при формуванні S1

, (4)

та в області радіусу притискувача, що плаває, S2 (рис. 3)

. (5)

При розгляді процесу відбортування метою було визначення максимальних радіальних напруг для розрахунку зусилля відбортування і визначення геометричних параметрів процесу.

При відбортуванні осередком деформації є частина заготовки, що знаходиться між радіусами отвору і матриці; напружений стан заготовки приймається плоским (n=0), а напруги і є головними нормальними напругами. При цьому деформований стан об'ємний: є деформацією розтягування, змінюється від негативного до позитивного значення, n – є деформацією стиску. Була визначена критична інтенсивність деформацій при відбортуванні, що дозволило визначити оптимальні параметри процесу, які забезпечують якісне його протікання та отримання горловини регламентованої по висоті та різнотовщинності.

Рис. 3. Стадії процесу формування:

а – початкова стадія; б – кінцева стадія.

З урахуванням критичної інтенсивності деформації отримана формула для визначення найменшої товщини металу при формуванні

. (6)

Товщина S2 визначає ступінь деформації стінки заготовки при формуванні, а також обумовлює розмір граничного кута нахилу утворюючої заготовки при формуванні.

Оптимальний кут нахилу притискувача, що плаває, для заданої кінцевої товщині металу у крайки борту при відбортуванні визначається з формули

, (7)

при цьому значний вплив на кут має коефіцієнт відбортування. Зі зменшенням його значення зменшується і кут нахилу притискувача, що плаває.

Граничний кут нахилу утворюючої горловини при формуванні, визначений з урахуванням граничної формозміни розраховується по формулі

. (8)

Визначення кутів і провадилося з обліком мінімальної різнотовщинності борту горловини.

Максимальні радіальні напруги, які виникають у момент повного охоплення заготовкою радіусу скруглення матриці та відбортувального пуансону, з обліком потоншення і зміцнення заготовки для нового способу

, (9)

де Кот – коефіцієнт відбортування; - коефіцієнт тертя; rот – поточний радіус відбортування;

=rот – r.

Розраховано максимальне зусилля відбортування з урахуванням опору підпору

+ . (10)

З урахуванням зусилля притиску ця ж формула виглядає

+ . (11)

Крім вищенаведених формул отримані вираження для визначення геометричних параметрів процесу, що дозволяють скласти методику проектування деталей типу горловин з урахуванням граничної формозміни металу.

Отримані значення висоти горловини підтвердили припущення про можливість одержання виробів з відношенням Н/d=(0,5-0,37), значення відношення зменшується зі збільшенням коефіцієнта відбортування та зі збільшенням діаметру одержуваної горловини. Отримані результати одержали й експериментальне підтвердження.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ВІДБОРТОВАНИХ

ГОРЛОВИН РОЗШИРЕНОГО ДІАПАЗОНУ ВИСОТ

Приведені експериментальні дослідження процесу відбортування з використанням притискувача, що плаває, метою яких було підтвердження отриманих теоретично залежностей, дослідження впливу умов тертя на хід і якість процесу, а також дослідження енергосилових параметрів.

Для дослідження розподілу деформацій уздовж утворюючої горловини при формуванні і відбортуванні використовувався метод координатних сіток. Дослідження проводилися на сталі 08кп, алюмінії А3 і свинці С4. Отримані розподілення деформацій порівнювалися з найбільш близьким по параметрах процесом сполученого штампування горловин В.Ф. Піскова. Так висота горловини при відбортуванні сполученим способом штампування при її діаметрі D=12мм склала Н=9,6 мм при початковій товщині S0=1,1 мм, тоді як при використанні нового способу відбортування горловин з використанням притискувача, що плаває, за тих самих умов Н=12,1 мм. У результаті аналізу отриманих розподілів деформацій одержали підтвердження принципу перерозподілу потоншення при формуванні, тобто при формуванні спостерігається значне зниження радіальних і нормальних деформацій у зоні крайки отвору, що пробивається. Це дозволило знизити деформації і при відбортуванні. При відбортуванні тангенціальні деформації зменшилися у зоні крайки отвору в порівнянні з відомим способом і по всій утворюючій зробилися позитивними. Радіальні деформації так само поміняли свій знак і стали позитивними, що дає можливість збільшити висоту одержуваної горловини. Деформації по товщині більш рівномірно розподілилися в зоні крайки горловини, не зосереджувались в одному перетині, а це сприяє більш рівномірному розподілу потоншення горловини уздовж утворюючої борта. Інтенсивність деформацій у крайки отвору знизилася на 25 % у порівнянні зі звісним сполученим способом штампування горловин.

Дослідження розподілу напруг уздовж утворюючої борта при відбортуванні і формуванні виконувалося за допомогою методу виміру твердості. Твердість вимірялася по Бринелю. При іспитах сталі 08кп і алюмінію А3 на розтягування були побудовані тарувальні графіки інтенсивність напруг-твердість по Бринелю для обох матеріалів. Проведені експериментальні дослідження показали, що середнє відхилення від теоретичних розрахункових залежностей при формуванні складає 7%, а при відбортуванні 5,5%. Таким чином розроблені математичні моделі досить точно відображають напружений стан заготовки при формуванні та відбортуванні новим способом.

Дослідження умов тертя показали, що найбільш сприятливою для процесу відбортування з використанням притискувача, що плаває, є диференційована подача змащення, застосовуване для процесів витягування і гибки, причому мастило наноситься зі сторони пуансону. Така схема змащення при відбортуванні сприяє якісному протіканню процесу, та економить мастило. Експерименти показали, що при змащуванні заготовки з обох сторін вона втягується у отвір матриці, що неприпустимо при формуванні та відбортуванні, без змащення заготовка рветься на радіусі притискувачу, що плаває, а при диференційованому змащенні виходить якісна горловина.

Зусилля пробивання, отримане експериментально, трохи занижене в порівнянні зі звичайним процесом пробивання, тому що в цьому випадку на метал одночасно діють два концентратори напруг – пробивний пуансон з однієї сторони і клинове ребро з іншої сторони. Тому рекомендується при розрахунку зусилля пробивання використовувати коефіцієнт 0,85, отриманий експериментально. Розрахунок зусилля устаткування необхідно проводити по максимальному зусиллю відбортування, тому що саме при відбортуванні розвивається максимальне зусилля процесу. При цьому порівняльний аналіз експериментальних і теоретичних даних показав, що погрішність розрахунку зусилля штампування знаходиться в межах 10 %. Ця погрішність обумовлена тим, що не враховано вихідна різнотовщинність матеріалу, наявність перекосів через неточність виготовлення штампів.

Експериментально випробувані результати розрахунку оптимального кута нахилу торця притискувача, що плаває, і граничного кута нахилу утворюючої заготовки при формуванні. Установлено, що при дотриманні оптимальних кутів горловина виходить з мінімальної різнотовщинністю. Дане дослідження також показало, що зміною цих кутів можна домогтися розподілу потоншення уздовж утворюючої горловини, наприклад зі стовщенням у крайки горловини, або, якщо необхідні гострі крайки - з потоншенням, при цьому відповідно змінюється і висота заготовки. Розбіжність розрахункових і теоретичних товщин не перевищує 15 %, а висот – 5%.

На заготовку під час пробивання діють пробивний пуансон і клинове ребро. При цьому зріз має два блискучих паски, що в особливо пластичних матеріалів зливаються. Такий зріз дозволяє використовувати цей спосіб пробивання для відбортування отворів як з боку пуансона, так і з боку матриці, що розширює можливості його застосування, уточнена необхідна форма клинового ребра і його кут. Так для процесів з використанням притиску, що плаває, кут клинового ребра повинний складати (/4+), тому що в цьому випадку заготовка буде зрізатися перпендикулярно утворюючої заготовки, зона відколу буде мінімальною.

РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТУВАННЯ І РЕКОМЕНДАЦІЙ ПО

ЗАСТОСУВАННЮ ТЕХНОЛОГІЇ ВІДБОРТУВАННЯ ГОРЛОВИН

РОЗШИРЕНОГО ДІАПАЗОНУ ВИСОТ

Методика проектування технологічного процесу одержання горловин розширеного діапазону висот у штампі з притискувачем, що плаває, дозволяє робити розрахунок технологічних параметрів процесу з урахуванням граничної формозміни. Розроблено програму розрахунку технологічних параметрів процесу відбортування горловин з використанням притискувача, що плаває. Модель процесу реалізована на ПЕОМ.

Для спрощення розрахунку та визначення можливості отримання горловини з заданої висоти та діаметру, за допомогою плану повного факторного експерименту 22 отримана аналітична залежність максимальної висоти горловини від вихідної товщини заготовки і діаметру горловини:

для сталі 08кп

,

де D – діаметр горловини по середній лінії,

для алюмінію А3

.

Розбіжність результатів розрахунків по отриманих залежностях і при використанні запропонованої методики не перевищувала 6%, що свідчить про досить точну апроксимацію досліджуваних залежностей лінійною моделлю.

Використання цієї залежності дозволяє без повного обчислення параметрів процесу за методикою розрахунку визначити максимально можливу висоту горловини при заданій товщині металу і діаметрі.

Дано рекомендації з вибору технологічних параметрів при використанні розробленого способу відбортування, запропоновано зазори та радіуси скруглення матриць.

У цілому використання розробленого процесу дозволяє підвищити висоту борту горловини за рахунок перерозподілу потоншення заготовки на стадії формування, а також одержати горловину, регламентовану по розподілу товщини при високій продуктивності. Це підтверджується теоретичними та експериментальними дослідженнями цього процесу.

Запропоновано конструкцію диференційованої системи подачі технологічного мастила на заготовку при відбортуванні, що виконана у відбортувальному пуансоні без особливого ускладнення конструкції.

Розроблено технологію одержання цоколів новим способом відбортування, що пройшла промислове впровадження на заводі ЛугЦентроКуз (м.Луганськ).

Показано перспективи розвитку процесу відбортування внутрішнього контуру з використанням притискувача, що плаває. Представлений спосіб відбортування можна використовувати для одержання трубчастих заготовок шляхом сполучення процесів витяжки пробивання і відбортування.

ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

-

-

-

-

-

6.

7. Методом виміру твердості встановлено, що при формуванні максимальна інтенсивність напруг зосереджена в зоні радіусу притискувача, що плаває і знижується за границю плину металу під ним, а при відбортуванні інтенсивність напруг поступово збільшується до крайки горловини, як і при звісному способі відбортування. Це підтверджує сформульований принцип перерозподілу потоншення при формоутворенні горловини.

8. Установлено, що зміною кута нахилу притиску, що плаває, і граничного кута нахилу утворюючої горловини можна домогтися рівномірного розподілу потоншення уздовж утворюючої і підвищувати висоту заготовки. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена методика проектування технологічних параметрів процесу відбортування горловин розширеного діапазону висот з врахуванням граничної формозміни металу. Реалізовано на ПЕОМ модель процесу.

9. З використанням методу планування експерименту отримані аналітичні залежності максимальної висоти горловини від вихідної товщини матеріалу у діапазоні від 0,6 мм до 4 мм і діаметра горловини від 20 мм до 120 мм для сталі й алюмінію.

10. У результаті проведених експериментальних досліджень установлено, що найбільш сприятливою для протікання процесу відбортування з притискувачем, що плаває, є диференційована система подачі мастила. Запропоновано конструкцію диференційованої системи подачі технологічного мастила для нового процесу і розраховані її параметри.

11. Розроблено технологію одержання цоколів, що пройшла промислове впровадження у виробничих умовах заводу ЛугЦентроКуз (м. Луганськ). Економічний ефект, отриманий у результаті дослідного впровадження, досягнутий за рахунок зменшення кількості операцій та підвищення якості продукції.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ОПУБЛІКОВАНИЙ У РОБОТАХ:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

У роботах, що опубліковані в співавторстві, здобувачу належить:

1 - літературний огляд, ідея використання притискувача, що плаває, для перерозподілу потоншення при формуванні;

2 - теоретичні дослідження процесів формування і відбортування;

3 - визначення геометричних параметрів процесу, порівняльний розрахунок висоти горловини;

4 - ідея використання диференційованої системи подачі змащення для процесу відбортування внутрішнього контуру;

6 - літературний огляд і аналіз джерел, ідея використання притискувача, що плаває, для перерозподілу потоншення при формуванні.

АНОТАЦІЯ

Мітічкіна Н.Г. Удосконалення процесу відбортування внутрішнього контуру розширеного діапазону висот. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.03.05. – Процеси і машини обробки тиском. Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2001.

Дисертація присвячена питанням удосконалення процесів листового штампування, зокрема відбортування горловин. У роботі виконано аналіз існуючих способів відбортування горловин. Встановлено, що існуючі способи не дозволяють отримати горловину достатньо високу (0,37-0,5)=Н/d, при високій продуктивності процесу та низькій різнотовщинності борту. Розроблений новий спосіб відбортування горловин розширеного діапазону висот з використанням притискувача, що плаває, який дозволяє уникнути перелічених недоліків. Зроблено теоретичні та експериментальні дослідження нового процесу. Розроблена методика розрахунку технологічного процесу отримання горловин розширеного діапазону висот з урахуванням граничної формозміни. Створена і реалізована на ПЕОМ модель нового процесу відбортування горловин.

Запропоновано конструкцію диференційованої системи подачі технологічного мастила при відбортуванні.

Ключові слова: листове штампування, відбортування, горловина, притискувач, що плаває, методика розрахунку, обмежена формозміна, система подачі мастила.

АННОТАЦИЯ

Митичкина Н.Г. Совершенствование процесса отбортовки внутреннего контура расширенного диапазона высот. –Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05. – Процессы и машины обработки давлением. –Донбасская государственная машиностроительная академия, Краматорск, 2001.

Диссертация посвящена совершенствованию и развитию листовой штамповки, в частности процесса отбортовки внутреннего контура. Выполнен анализ существующих способов отбортовки горловин. Установлено, что в настоящее время не существует способа отбортовки, позволяющего получить горловину достаточной высоты (0,37-0,5)=Н/d при высокой производительности процесса и низкой разнотолщинности борта. Разработан новый способ отбортовки горловин, совмещающий выполнение формовки пробивки и отбортовки за один ход пресса. Формовка при этом выполняется с помощью плавающего прижима, который формирует распределение толщины заготовки вдоль ее образующей, обеспечивая тем самым минимальную разнотолщинность готовой горловины. В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований нового процесса. Получены новые теоретические формулы для определения радиальных напряжений, учитывающие особенности разработанного процесса. Разработана методика технологического расчета процесса отбортовки горловин расширенного диапазона высот с учетом предельного формоизменения металла. Получены аналитические зависимости максимальной высоты заготовки в зависимости от начальной толщины материала в диапазоне от 0,6 мм до 4 мм и диаметра от 20 мм до 120 мм. Разработана и реализована на ПЭВМ модель нового процесса отбортовки горловин.

Предложена конструкция дифференцированной системы подачи технологической смазки при отбортовке, при которая без особых усложнений конструкции штампа встраивается в отбортовочный пуансон и наносит технологическую смазку на заготовку со стороны пуансона.

Ключевые слова: листовая штамповка, отбортовка, горловина, плавающий прижим, методика расчета, предельное формоизменение, система подачи смазки.

ABSTRACT

Mitichkina N.G. Perfection of process an edging internal sidebar of increased range of height.-Manuscript.

Dissertation on competition learned candidate degree of technical sciences on spesiality 05.03.05. - Processes and processing engines by pressure. Donbass State Machine-Building Academy, Kramatorsk, 2001.

Thesis is denoted to the improvement and development of process an edging internal sidebar. Executed analysis of existing ways an edging orifice. Installed that at present does not exist a way an sheet metal, an edging, allowing get orifice sufficient height (0,37-0,5)=Н/d at high efficiency of process and low unevein gauge of board. Designed new way an edging orifice, combining execution an moulding overpunch and edging for one move a press, allowing avoid afore-mentioned defects. In work brought results of theoretical and experimental new process studies. Designed strategy of technological calculation of process an edging orifice increased range of heights with provision for limiting deformation metal. Designed and realization program of calculation of parameters of new process.

Offered differentiating system design of presenting technological lubrificant at edging.

Keywords: sheet metal, edging, orifice, floating pressing, strategy of calculation, limiting deformation, system of presenting lubrificant.