Диссертация (1143892), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Если принятьобщий зазор между матрицей и фиксирующим элементом равным h , то прииспользовании схемы с верхним расположением камеры (прямая схема),заготовка устанавливается на матрицу, т.е. зазор между матрицей и заготовкойравен 1, а между заготовкой и прижимом 2 (рисунок Д.2, а); при использованиисхемы с нижним расположением камеры относительно заготовки (обратнаясхема) вследствие сил тяжести заготовка покоится на стенке камеры илиповерхности прижима, т.е. теперь зазор между прижимом и заготовкой равен 1,а между заготовкой и матрицей 2 (рисунок Д.2, б).

В данном случае зазор 1является минимальным зазором между элементами, который задается в расчетах;зазор 2 = h – 1. В связи с выше сказанным, в зависимости от типа выбранной190схемы, при деформировании заготовка проходит различные пути и, соответственно,находится в различных напряженно-деформированных состояниях.Рисунок Д.2 – Принципиальное расположение заготовки и оснастки при ЭГИвытяжке-формовке по схемам с верхним (а) и нижним (б) расположением разряднойкамеры относительно заготовки: 1 – заготовка; 2 – матрица; 3 – прижимПоэтому в данном параграфе будет рассмотрено влияние схемынагружения на расчеты ЭГИ вытяжки-формовки тонколистового металла, в томчисле при задании увеличенного зазора между матрицей и прижимом.Для решения поставленной задачи проводились компьютерные расчетыЭГИ вытяжки-формовки заготовок из латуни Л68 и алюминия 5754.

Зазор 1оставался постоянным; зазор 2 варьировался в зависимости от выбора общегозазора h, который принимался равным 1.2ℎ0 – 2.4ℎ0 , где ℎ0 – толщина исследуемогоматериала. Импульсное давление задавалось соотношением (2.1). Рассматривалcявариант импульса давления с относительным временем нарастания давленияt* = 0.1 при характеристической длительности давления  = 1200 мкс. Латунь Л68С помощью расчетов были получены значения эффективной пластическойдеформации в точках на фланце и в центре заготовок из латуни Л68 (таблица Д.1).Как видно из таблицы различия в значениях имеются как для точек центра, так идля точек фланца заготовки.

При увеличении зазора между матрицей иприжимом различия в значениях становятся еще больше.191Таблица Д.1 – Величины эффективной деформации для точек заготовки излатуни Л68 в момент ее остановкиПрямаясхемаОбратнаясхемаЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Центр0.7990.7970.8000.8020.7960.789Фланец0.2330.2380.2440.2490.2530.256Центр0.8050.8090.8240.8390.8580.867Фланец0.2340.2400.2480.2560.2630.267С помощью расчетов была получена относительная толщина материала вцентральной точке заготовок, вытянутых по разным схемам нагружения приразличных зазорах h (таблица Д.2). Расчеты показали, что с увеличением зазорамежду матрицей и прижимом также увеличивается утонение материала.

Прииспользовании обратной схемы утонение металла происходит более интенсивно,чем при использовании прямой схемы.Таблица Д.2 – Относительное утонение в центральной точке заготовки из латуни Л68Зазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Прямая схема0.51790.50960.49710.48210.46790.4512Обратная схема0.51420.50170.48130.45960.43630.4151 Алюминий 5754Также с помощью расчетов были получены значения эффективнойпластической деформации в точках на фланце и в центре заготовок для заготовкииз алюминия 5754 (таблица Д.3). Как видно из таблицы, для данного вариантарасчета характерны сопоставимые пластические деформации на фланцезаготовки (отличия не более 0.6%) и отличающиеся в центре. С увеличениемзазора, отличия в значениях пластической деформации точек заготовки растут.С помощью расчетов была получена относительная толщина материала вцентральной точке заготовок, вытянутых по разным схемам нагружения приразличных зазорах h (таблица Д.4).

Расчеты показали, что, так же, как и в случае сзаготовкой из латуни Л68, с увеличением зазора между матрицей и прижимом также192увеличивается утонение материала. При использовании обратной схемы утонениеметалла также происходит более интенсивно, чем при использовании прямой схемы.Таблица Д.3 – Величины эффективной деформации в центральной точкезаготовки из алюминия 5754 в момент ее остановкиПрямаясхемаОбратнаясхемаЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Центр0.8010.8020.7960.7980.7970.799Фланец0.0300.0370.0420.0450.0490.054Центр0.8160.8310.8560.8710.8850.914Фланец0.0350.0390.0440.0460.0500.055Таблица Д.4 – Относительная толщина в центральной точке заготовки изалюминия 5754Зазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Прямая схема0.50420.50110.49960.49790.48850.4816Обратная схема0.49340.48110.45960.44810.42980.4094Следует отметить, что увеличение зазора между прижимом и матрицей и выборсхемы нагружения по-разному влияют на заготовки из различных металлов итолщин.

Отличия в эффективных пластических деформациях и утонении материаладля заготовки из алюминия 5754 более существенны, чем для заготовки излатуни Л68. Другими словами, алюминий 5754 более чувствителен к выборусхемы нагружения и величины зазора, чем латунь Л68.В целом можно сказать, что процесс вытяжки-формовки по обратной схеменагружения усиливает проявление негативных эффектов, таких как вероятностьразвития деструкционной пластичности и утонение в центре купола. Также дляварианта расчета по прямой схеме требования к точности дозирования ниже, чемдля варианта расчета по обратной схеме.

Сравнительные расчеты показали, чтоиспользованиеобратнойсхемынагружениясвязаносусложнениемкомпьютерных расчетов, требует больше затрачиваемого времени из-за частойнеобходимости подбора амплитудного давления.193ПРИЛОЖЕНИЕ ЕВлияние динамического взаимодействия матрицы и заготовки на процессвытяжки-формовкиВ работах [2, 4] отмечаются различия между напряженным состоянием,деформациями и скоростями деформаций при ЭГИ вытяжке-формовке листовыхметаллов в закрытую и открытую матрицу, что необходимо учитывать припроектировании новых технологий. Также отмечается увеличение штампуемостипри ЭГИ вытяжке-формовке листовых металлов в закрытую матрицу, однакопричины подобного эффекта пока до конца не изучены.Поэтому в данном параграфе разрабатывались компьютерные модели ЭГИвытяжки-формовки тонколистовых деталей в закрытую и открытую матрицу, атакже с помощью этих моделей выявлялись особенности указанных вариантовнагружения, в том числе при задании увеличенного зазора между матрицей иприжимом.Компьютерные расчеты проводились на примере ЭГИ вытяжки-формовкизаготовок из латуни Л68 и алюминия 5754 в закрытую и открытую матрицу.Зазор между матрицей и прижимом зазора принимался равным 1.2ℎ0 – 2.4ℎ0 гдеℎ0 – толщина исследуемого материала.Импульсное давление задавалось равномерно по площади свободной частизаготовки зависимостью (2.1).

Рассматривалcя вариант импульса давления сотносительным временем нарастания давления t* = 0.5 при характеристическойдлительности давления  = 1500 мкс. При данном значении  фронт импульсасчитается пологим, не вызывает отскока заготовки от дна матрицы споследующим обратным прогибом, как было показано в параграфе 2.6.2.Уровень амплитудного давления для каждого зазора подбирался таким образом,чтобы эффективная пластическая деформация в центре заготовки находилась впределах 0.796 – 0.802.194 Латунь Л68Заготовки из латуни Л68 после ЭГИ вытяжки-формовки показаны нарисунке Е.1.

Распределение характерных зон при варьировании величины зазорапрактически не изменяется. В расчетных парах с закрытой и открытой матрицейпринималось одно и то же значение амплитудного давления. Заготовка,деформируемая в закрытую матрицу, повторяет форму указанной матрицы, в товремя как заготовка, вытягиваемая в открытую матрицу, не ограничена в доннойчасти. Отсутствие ограничения привело к тому, что фланец в большей степенибыл перетянут в цилиндрическую часть.-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810-0.1z*-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7r*Рисунок Е.1 – Профили заготовок из латуни Л68 при ЭГИ вытяжке в закрытую(слева) и открытую матрицу (справа) при зазоре 1.4ℎ0 с отмеченными зонами:«Ж» – складкообразование; «Х» – вероятность складкообразования; «+» – нормальноеформоизменение; «» – утонение материала заготовкиИз расчетов было получено перемещение заготовок в конечной точкедеформирования в мм.

Очевидно, что максимальная высота колпачка, которуювозможно получить при вытяжке-формовке в закрытую матрицу, ограниченаглубиной матрицы; в данном расчете выбрана матрица глубиной 35 мм,относительный прогиб центра заготовки оставил 0.583. Относительный прогибцентра заготовки, вытягиваемой в открытую матрицу, не ограничен и прирасчетах достигал 0.678 при зазоре 1.4ℎ0 (таблица Е.1).195Таблица Е.1 – Величина максимального относительного прогиба в конечнойточке деформированияЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ0Закрытая матрицаОткрытая матрица2ℎ02.2ℎ02.4ℎ00.6650.6590.6410.5830.6620.6780.670При вытяжке-формовке в закрытую матрицу параметр относительногоутонения в центре заготовки выше, чем при вытяжке-формовке в открытую матрицу,и при различных зазорах варьировалось в меньшем диапазоне (таблица Е.2).Таблица Е.2 – Относительное утонение в центральной точке заготовкиЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Закрытая матрица0.6120.6140.6110.6050.5920.589Открытая матрица0.5670.5790.5710.5520.5330.517 Алюминий 5754Заготовки из алюминия 5754 показаны на рисунке Е.2.

Распределения зонполучены для вариантов расчета с одинаковым уровнем амплитудного давления,из чего можно сделать вывод, что наличие закрытой матрицы снижаетвероятность трещинообразования на дне заготовки.-1-0.500.510-0.1z*-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6r*Рисунок Е.2 – Профили заготовок из алюминия 5754 при ЭГИ вытяжке взакрытую (слева) и открытую матрицу (справа) с отмеченными зонами:«Ж» – складкообразование; «Х» – вероятность складкообразования; «+» – нормальноеформоизменение; «» – утонение материала заготовки196Величина относительного прогиба заготовки при вытяжке в закрытуюматрицу не превышала значения выбранной глубины матрицы в 15 мм – вданном случае 0.25.

Относительный прогиб заготовки при вытяжке в открытуюматрицу достигал 0.472 (таблица Е.3).Таблица Е.3 – Величина максимального относительного прогиба в конечнойточке деформированияЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ0Закрытая матрицаОткрытая матрица2ℎ02.2ℎ02.4ℎ00.4640.4530.4380.250.4660.4720.467При вытяжке-формовке в закрытую матрицу параметр относительногоутонения, так же, как и в случае с вытяжкой заготовки из латуни Л68, выше, чемпри вытяжке-формовке в открытую матрицу (таблица Е.4).Таблица Е.4 – Относительное утонение в центральной точке заготовкиЗазоры1.2ℎ01.4ℎ01.8ℎ02ℎ02.2ℎ02.4ℎ0Закрытая матрица0.50440.50380.50310.50270.50220.5014Открытая матрица0.43870.42240.41370.40780.40240.3882Стоит отметить, что при расчетах вытяжки-формовки в открытую матрицутребования к точности возрастают, и увеличение амплитудного давления даже на0.05 – 0.1 МПа может привести к разрушению заготовки.

Характеристики

Список файлов диссертации