Зависимость величины припуска на обрезку от анизотропии материала при вытяжке осесимметричных деталей

Язык труда и переводы:
УДК:
621.7.043
Дата публикации:
18 мая 2022, 15:53
Категория:
Кузнечно-штамповочное
Авторы
Аннотация:
Рассмотрено влияние показателя анизотропии на величину припуска под обрезку. Предварительно обосновывается выбранный показатель анизотропии с учетом характера влияния на исследуемые параметры. Моделирование проводится в программном комплексе AutoForm. Представлен способ определение припуска на обрезку исходя из равенства площадей. Доказано, что анизотропия материала оказывает значительное влияние на припуск под обрезку при выборе диаметра заготовки. Правильно выбранный размер припуска позволяет существенно уменьшить расход металла.
Ключевые слова:
обработка металлов давлением, листовая штамповка, вытяжка, анизотропия, припуск
Основной текст труда

На данный момент в машиностроительном производстве довольно существенную нишу занимают детали, полученные вытяжкой. При этом осесимметричные детали часто получают именно из круглых заготовок. Согласно [1–7] при расчете диаметра заготовки обязательным является добавление припуска на обрезку фестонов. Многолетняя практика применения расчетных формул с припуском на обрезку говорит о том, что размеры заготовки получаются большими по сравнению с минимально необходимыми. Поэтому в ряде случаев припуск на обрезку можно не учитывать или уменьшить его величину. Так же припуск на обрезку не назначается, если высота детали меньше половины ее диаметра, а толщина меньше 1 мм [3].

На данный момент при расчете припуска на обрезку используют табличные значения из справочных пособий, которые не всегда подходят исходному материалу. Например, в справочном пособии [5] расчеты выполнены для стали 08Г, которая и вовсе сейчас не используется. Для повышения точности расчетов и, как следствие, уменьшения расхода металла нужно более детально изучить влияние анизотропии на размер заготовки.

Было выявлено, что для учета влияния анизотропии на величину высоты фестонов наиболее показательным является использование плоскостного коэффициента анизотропии [8, 9] (1).

\Delta r={\frac {r_{0}-2r_{45}+r_{90}}{2}},                                                            (1)

где r0;r45; r90 — коэффициенты анизотропии определенные из заготовок, вырезанных из листа металла под углами 45, 90 и вдоль направления проката.

Исследование проводились при помощи программного комплекса AutoForm R6 plus, была создана модель процесса вытяжки осесимметричной детали типа «стакан» с широким фланцем. Для экспериментальной верификации результатов полученных путем моделирования процесса в программе AutoForm, была исследована реология стали 08кп и проведен натурный эксперимент.

Следует отметить, что припуск под обрезку в справочниках и полученный в результате моделирования получается различным. Даже, в различных источниках данные не согласовываются, так в справочнике Романовского В.П. припуск на обрезку — 2,5 мм на сторону [5], а в справочнике Рудмана Л.И. — 4 мм на сторону [6]. Такой разброс значений в массовом производстве дает значительные потери металла, что влечет за собой неэкономичность технологического процесса. Учет анизотропии и выбор верного размера заготовки позволяет уменьшить затраты и, как следствие, рационализировать процесс.

Результаты моделирования позволяют сделать вывод о том, что анизотропия материала оказывает значительное влияние на припуск под обрезку при выборе диаметра заготовки. В зависимости от выбранного материала диаметральный припуск на обрезку будет находится для Δ= 0,5 в пределе от 2,9 до 3,5, для Δ= 0,7 в пределе от 3,2–3,7 до 3,5, для Δ= 1 в пределе от 3,8 до 4.

В некоторых случаях, при незначительном значении анизотропии, размеры готовой детали будут находиться в требуемом допуске, что позволит избежать последующую обрезку фланца.

 

Литература
  1. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. Москва, Машиностроение, 1989, 304 с.
  2. Аверкиев А.Ю., Аверкиев Ю.А., Белов Е.А. и др. Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка. Москва, Машиностроение, 1987, 544 с.
  3. Григорьев Л. Л. Рациональные варианты холодной штамповки. Технико-экономические критерии. Ленинград, Машиностроение, 1975, 230 с.
  4. Схиртладзе А.Г., Морозов В.В., Жданов А.В., Елкин А.И. Основы технологии листовой штамповки. Старый Оскол, ТНТ, 2015, 207 с.
  5. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Ленинград, Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1979, 520 с.
  6. Рудман Л.И., ред. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка. Москва, Машиностроение, 1988, 496 с.
  7. Ильин Л.Н., Семенов И.Е. Технология листовой штамповки. Москва, Дрофа, 2009, 475 с.
  8. Demin V.A., Larin S.N., Riskin R.V., Rizkova A.A. Study the influence of anisotropy on the drawing cylindrical part. CIS Iron and Steel Review, 2018, № 16, pp. 25–28. https://doi.org/10.17580/cisisr.2018.02.05
  9. Davim J.P. Materials Forming and Machining: Research and Development. Woodhead Publishing, 2015, 202 p.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.