Обработка материалов давлением. Сборник научных трудов. №19

Подождите немного. Документ загружается.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

УДК 681.5

Арутюнов И. Е.

Глизнуцин В. Е.

Соколов И. В.

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ МЕТОДОМ АГРЕГАТИВНЫХ СИСТЕМ

Современные гибкие производстводственные системы характеризуются частой сме-

няемостью продукции, поэтому актуальными являются задачи определения оптимальных

партий запуска, запасов сырья и полуфабрикатов, исходя из некоторых критериев оптималь-

ности. Аналитические методы расчётов не учитывают дискретности протекания производст-

венных процессов и особенностей взаимодействия элементов. Натурное исследование таких

систем не представляется возможным, поэтому наиболее

эффективным и доступным мето-

дом является использование имитационного моделирования (ИМ).

Развитие вычислительных средств в настоящее время практически не накладывает ог-

раничений на сложность реализуемых моделирующих алгоритмов ИМ. Основные проблемы

связаны с трудоемкостью построения моделей: описанием объектов системы и взаимодейст-

вий между ними, программированием алгоритмов, выдачей результатов, проверкой адекват-

ности и документированием

модели. Радикальным способом решения этих проблем является

разработка средств автоматизации синтеза моделей и исполнительной среды для имитацион-

ного моделирования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие

задачи:

- разработать концепцию автоматизированной системы ИМ сложных производствен-

ных систем листовой штамповки;

- разработать универсальные структурные, математические и информационные

модели производственных процессов на основе

представления листоштамповочного

производства сложной системой с использованием методов объектно-ориентированного

проектирования;

- разработать методику синтеза имитационных моделей производственных систем

листовой штамповки;

- разработать алгоритмы моделирования и оптимизации производственных систем

листовой штамповки и реализовать их в виде пакета прикладных программ для ЭВМ.

Агрегативная модель технологической системы листовой штамповки. Технологиче-

ская система листовой штамповки

с организационно-технологической точки зрения пред-

ставляет собой некоторую упорядоченную в пространстве и во времени последовательность

технологических операций, совершамых на технологических агрегатах в соответсвии с тех-

нологическим марщрутом.

Под технологическим агрегатом будем понимать элементарную структурную еди-

ницу производственой системы, способную самостоятельно выполнять какую-либо опера-

цию технологического маршрута. Приведём классификацию

операций по функционально-

му назначению:

Основные и вспомогательные операции листовой штамповки. Для этих элементов ха-

рактерно изменение исходного материала в течении некоторого времени

()

∞∈τ ,0

. На агре-

гат поступает контейнер с n (

(

]

max

N,0n ∈ , где

max

N – ёмкость контейнера) заготовками. В

процессе преобразования количество заготовок n в поступившем контейнере уменьшается, а

количество

(

]

max

M,0m ∈ , где

max

M – ёмкость контейнера) полуфабрикатов в выходном

контейнере увеличивается. Характер изменения количества заготовок в контейнерах дис-

кретный.

Транспортные операции. При транспортировании материала действие осуществляется

сразу над всем контейнером. На его перемещение затрачивается время

()

∞∈τ ,0

. Никакого

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

преобразования содержимого не происходит, эту операцию можно представить как переме-

щение всего содержимого входного контейнера в выходной с задержкой времени

τ .

Хранение материала на складе. Во время хранения материала на складе над ним не

совершается никаких действий. Интерпретируя эту операцию, получаем следующую карти-

ну: при получении входных контейнеров они сразу перемещаются на выход, а оттуда заби-

раются по мере необходимости.

Для построения математической модели технологической системы используется ме-

тод агрегативных систем.

Центральным понятием здесь является агрегат, а системой называ-

ется некоторое множество агрегатов и отношений между ними.

Функционирование агрегата происходит на заданном множество моментов времени

T, в котором определены такие важные характеристики, как дискретность. В каждый мо-

мент времени

Tt ∈ агрегат находится в состоянии )t(x, представляющим набор характери-

стик

)}t(x,),t(x{)t(x

K= , описывающих наиболее существенные для целей моделирова-

ния элементы множеств и отношений, на которых построена система. Определим этот набор

характеристик для агрегата - операции:

= – количество заготовок в контейнере на входе агрегата, заданное на допусти-

мом отрезке;

= – количество деталей в контейнере на выходе агрегата, заданное на допусти-

мом отрезке;

(

]

П3

0x τ∈τ= K – текущее время выполнения операции на агрегате (где

τ – время,

затрацияваемое на выполнение операции:

, для склада

{}

∈τ→

);

[

)

∞

+∈=

K0Cx

– сумма всех затрат на использование агрегата.

На агрегат поступает внешнее воздействие U)t(u

∈

. Оно представляет собой множе-

ство воздействий, передаваемых с соседних агрегатов, то есть

)}t(u , ),t(u{)t(u

(

[

)

I0i K∈

). Из множества воздействий )t(u выделим такие, назовём их управляющие и обо-

значим

)}t(v , ),t(v{)t(v

K= , которые могут влиять на характер его функционирования. Это

означает, что управляющие воздействия влияют на вид операторов переходов H и выходов

G . В нашем случае управляющие воздействия отсутствую, так как параметры агрегата во

время функционирования не изменяются.

В процессе функционирования агрегат генерирует выходные воздействия Y)t(y

∈

Tt ∈

. Множество Y содержит пустой элемент Ø)t(yY

∋

, что соответствует отсутствию

воздействия на выходе агрегата. Функционирование агрегата определяется операторами пе-

реходов H и выходов

G .

Оператор

G состоит из двух последовательных подоператоров: первый 'G определя-

ет момент выдачи выходного воздействия, а второй –

"G формирует выходное воздействие

(в зависимости от содержимого выходного контейнера).

Целью моделирования агрегата является определение на заданном интервале времени

T траектории в фазовом пространстве выходных воздействий. Исходными данными для мо-

делирования являются: начальное состояние агрегата )t(x

, где Tt

∈

– начальный момент

времени; вид оператора переходов H в начальный момент и зависимость его от управляю-

щих воздействий; соотношения, определяющие моменты поступления в агрегат входных и

управляющих воздействий; множество состояний

X , в которых агрегат выдаёт выходные

воздействия, вид оператора их формирования

"G в начальный момент времени

t и их зави-

симость от управляющих воздействий.

По определению системы агрегативная модель представляет собой упорядоченное

множество элементарных моделей (агрегатов), отношений (взаимосвязей) между ними и

свойств. Множество свойств задаётся как цель моделирования. Задание цели моделирования

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

в принципе определяет множество элементарных агрегатов и взаимосвязей, позволяющих её

достичь. При моделировании агрегативной системы листовой штамповки имеем известной

следующую информацию:

взаимосвязи (отношения) между агрегатами системы;

характеристики каждого агрегата;

исходные данные и задача моделирования (размер требуемой партии деталей, количе-

ство исходных заготовок).

Затраты на использование технологического агрегата бывают трёх типов: затраты

на

эксплуатацию агрегата

C, затраты на операции над материалом

C, затраты на хранение

материала на агрегате

C . Соответственно затраты от использования агрегата будут пред-

ставлять собой сумму этих затрат –

ХОЭ

CCCC

Все перечисленные выше затраты следует учесть в стоимости j-того готового изде-

лия

Иj

C . Эта стоимость будет складываться из стоимости материала заготовки (

C ) и всех

затрат на её изготовление

∑∑∑

===

+++=

Xij

Оij

ЭijМИj

CCCCC, где

Эij

C – стоимость экс-

плуатации

i -ого агрегата технологического маршрута, при производстве j -той детали;

Оij

– стоимость

-той технологической операции, произведённых над материалом, при изготов-

лении

-той детали;

Xij

C – стоимость хранения

-той детали на

-том агрегате во время

технологического процесса. Предложенный подход позволяет использовать критерии опти-

мизации, учитывающие экономическую составляющую.

Выводы

Реализация поставленных задач позволила формализовать описание объектов произ-

водственных систем листовой штамповки и связей между ними, разработать методику струк-

турной декомпозиции производства, реализовать алгоритмы синтеза ИМ производственных

систем, основанные на методах структурного подхода,

разработать технологию имитации

сложных производственных систем, основанной на объектно-ориентированной модели пред-

ставления сложной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Соколов И.В. Моделирование технологических процессов холодной листовой штамповки методом

агрегативных систем/ И.В. Соколов, В.Е. Глизнуцин. – Сборник тезисов докладов научной конференции сту-

дентов и аспирантов ЛГТУ. – Липецк: ЛГТУ, 2004. – C. 84.

2. Арутюнов И.Е. Агрегативная модель технологической системы холодной листовой штамповки/

И.Е. Арутюнов, В.Е. Глизнуцин, И.В. Соколов. – Прогрессивные

технологии и оборудование в машиностроении

и металлургии. Часть II. – Липецк: ЛГТУ, 2006. – С. 22–25.

Арутюнов И. Е. – канд. техн. наук, проф. ЛГТУ;

Глизнуцин В. Е. – канд. техн. наук, доцент ЛГТУ;

Соколов И. В. – аспирант ЛГТУ.

ЛГТУ – Липецкий государственный технический университет, г. Липецк, Россия.

ilya.sokolow@gmail.com

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

УДК 621.983.3

Васильев К. И.

Яблоновская А. В.

РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА ИСХОДНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВКИ ПРИ ВЫТЯЖКЕ ДЕТАЛЕЙ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ

ФОРМЫ

При разработке технологического процесса вытяжки детали сложной формы возни-

кают трудности при расчете исходных параметров заготовки. Главный критерий: равенство

объемов, но, так как принимается, что вытяжка выполняется без утонения, то это приводит к

критерию равенства площадей поверхностей отштампованной детали по средней линии и

площади круглой заготовки в плане. Для определения размеров

плоской заготовки при вы-

тяжке полых тел известны пять методов[2, 4, 5]:

Метод на основе табличных данных

При расчете диметра заготовки наиболее распространенных видов деталей типа тел

вращения существуют полученные расчетным путем зависимости, сведенные в справочные

таблицы и приведенные в справочной литературе.

Метод равенства поверхностей

Сущность метода состоит в том, что поверхность изделия условно подразделяют на

ряд простых геометрических фигур, площади поверхностей которых легко вычислить. Затем,

приравнивая сумму всех элементарных поверхностей готового изделия к площади заготовки,

находят ее размер.

Графо-аналитический способ

Определение диаметра заготовки производится на основании теоремы Гюльдена, по

которой площадь поверхности тела вращения, образованного кривой произвольной формы

при вращении ее вокруг оси, находящейся в той же плоскости, равна произведению длины

образующей на путь ее центра тяжести.

Графический компьютерный способ

Через построение твердотельной модели

Правильный выбор формы и размеров заготовки при вытяжке дает возможность мак-

симально повысить коэффициент использования материала. Развитие современного машино-

строения делает актуальным автоматизацию расчета исходных параметров заготовки.

Целью работы являлась разработка универсальной модели, позволяющей рассчиты-

вать исходные параметры заготовки при вытяжке деталей осесимметричной формы произ-

вольной конфигурации

В графическом пакете T-Flex CAD создана модель, представляющая собой совокуп-

ность линейных участков и дуг окружностей. Исходными данными является толщина мате-

риала(S) и длины соответствующих элементов(L), радиусные(R) и угловые размеры(угол)

дуговых участков, а также вогнутость или выпуклость соответствующих дуговых элементов.

Детали могут иметь габаритные размеры от нескольких миллиметров до нескольких метров

и толщину от десятых долей до нескольких десятков миллиметров. Данная модель представ-

лена на рис. 1.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

nmlkji nmlkj

nmlkji

nmlkj

nmlkji

nmlkj

nmlkji

Рис. 1. Параметрическая модель для расчета исходного диаметра заготовки.

Известно, что по правилу равенства объемов, объем требуемой заготовки должен

быть равен объему детали после вытяжки:

детзаг

, (1)

где Vзаг – объем заготовки, мм

;

Vдет – объем детали, мм

Используя возможности графического пакета, на основе существующей параметриче-

ской модели можно построить твердотельную модель детали:

Строится контур детали по средней линии;

Создается путь;

Строится эквидистанта в обе стороны на половину толщины детали;

Выполняется операция «вращение», результат которой приведен на рис. 2.

Рис. 2. Твердотельная модель.

Встроенными средствами редактора переменных графического пакета определяется

объем 3D-модели. Объем заготовки вычисляется по зависимости:

заг

= , (2)

где D – исходный диаметр заготовки, мм;

S – толщина материала, мм.

Из равенства объемов (1) определяется диаметр исходной заготовки

дет

заг

⋅

(3)

Результаты расчета по данной модели проверены на систематизированных табличных

значениях, полученных опытным путем, и зависимостях, выведенных для общих случаев и

сведенных в справочную литературу.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

Рис. 3. Чертеж детали, получаемой вытяжкой.

В качестве примера можно рассмотреть чертеж детали сложной конфигурации, пред-

ставленный на рис. 3. В разработанной модели для получения чертежа данной детали запол-

няем графы диалогового окна: L1 = 3 мм, R2 = 8 мм и угол 78,5

, L3 = 18 мм, R4 = 5 мм и

угол 90

, L5 = 15 мм, R6 = 5 мм и угол 90

, L7 = 0 мм, R8 = 4 мм и угол 90

, L9 = 12 мм,

R10 = 4 мм и угол 90

, L11 = 29 мм. 3D-модель данной детали приведена на рис. 4.

Рис. 4. 3D-модель рассматриваемой детали.

Сравнение значения диаметра исходной заготовки, посчитанного вручную графо-

аналитическим методом, с результатами, полученными в графическом пакете T-Flex CAD,

дает расхождение 2%.

Выводы

Проведенные расчеты подтверждают работоспособность предложенной параметриче-

ской модели. Разработанная модель позволяет определять размеры заготовки для вытяжки

осесимметричных деталей сложной формы, что сокращает время при проектировании тех-

нологического процесса вытяжки детали. Разработанная модель

универсальна и может при-

меняться для определения размеров заготовки при штамповке осесимметричных деталей

произвольной конфигурации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Листовая штамповка: Справочник конструктора штампов / Под. ред. Л. И. Рудмана – М.: Маши-

ностроение, 1988.

Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке – Л.: Машиностроение, 1979.

Попов Е. А. Технология и автоматизация листовой штамповки – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000.

Зубцов М. Е. Листовая штамповка. – Л.: Машиностроение, 1967.

Феофанова А. Е. Листовая штамповка. Учебное пособие – М.: Изд-во МГТУ «Станкин», 2005.

Васильев К. И. – д-р техн. наук, проф. МГТУ «Станкин»;

Яблоновская А. В. – аспирант МГТУ «Станкин».

МГТУ «Станкин» – Московский государственный технологический университет

«Станкин», г. Москва, Россия.

u4eba05@mail.ru

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

УДК 539.374: 621.983

Яковлев С. С.

Трегубов В. И.

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА

РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ АНИЗОТРОПНЫХ ЗАГОТОВОК

При изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей в настоящее время нашли

широкое применение методы обработки давлением с созданием локального очага деформа-

ции. Одним из таких методов является ротационная вытяжка (РВ) [1-4]. Для производства

такого типа деталей находят успешное применение схемы ротационной вытяжки роликами с

открытой и закрытой калибровкой, а также с разделением очага

деформации.

Теоретическое изучение процесса РВ с утонением осложняется наличием локальной

деформации и объемным характером напряженно-деформированного состояния материала в

пластической области. Большинство работ, посвященных теоретическим исследованиям

процессов ротационной вытяжки цилиндрических деталей, выполнены в предположении, что

удельные силы, действующие на рабочий инструмент, равны удельным силам при вытяжке с

утонением стенки. При разработке

технологических процессов ротационной вытяжки в на-

стоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных материа-

лов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитыва-

ются локальный характер формоизменения и механические свойства материала заготовки.

Теоретическим исследования процесса ротационной вытяжки с утонением стенки кониче-

скими роликами тонкостенных цилиндрических

деталей из изотропных материалов посвя-

щены работы [5, 6].

Целью данной работы является исследований силовых и деформационных параметров

процесса ротационной вытяжки с утонением стенки коническими роликами трубных загото-

вок из анизотропных материалов.

Разработана математическая модель формоизменения анизотропной трубной заготов-

ки при ротационной вытяжке на специализированном оборудовании тонкостенных цилинд-

рических деталей с утонением стенки

коническими роликами с учетом локального очага де-

формации и фактической подачи

S металла в очаг деформации [7, 8]. В отличие от извест-

ных подходов к анализу кинематики течения материала в очаге пластической деформации

принято, что процесс реализуется в условиях квазиплоской деформации, т.е. рассматривается

течение материала в плоскости, перпендикулярной оси трубной заготовки, и учитываются

соответствующие величины касательных напряжений.

При ротационной вытяжке цилиндрических деталей по

прямому способу полная по-

дача заготовки разбивается на фактическую подачу, связанную с формированием детали, и

подачу, определяющую перемещение недеформированной части заготовки вдоль оси сим-

метрии (рис. 1). Принимается, что пластическая деформация под роликом осуществляется в

короткий промежуток времени, необходимый для прохождения зоны контакта материала с

роликом, т.е. поворотом заготовки на некоторый

малый угол.

Распределение скоростей течения в локальном очаге деформации связывается с рас-

пределением вертикальной составляющей скорости на поверхности контакта ролика и заго-

товки. Компоненты скоростей деформации определяются в цилиндрической системе коор-

динат последовательно - радиальная, далее находится тангенциальная составляющая в пред-

положении, что в очаге деформации реализуется квазиплоская деформация при граничном

условии ее распределения на выходе из очага деформации.

Осевая составляющая скорости определяется путем интегрирования условия несжи-

маемости при граничном условии, связанным с распределением этой скорости на выходе из

очага деформации. Принимая скорости потоков областей равными, находится скорость на

выходе из очага деформации. скоростей деформации в цилиндрической системе координат и

величина интенсивности

скорости деформации.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

В дальнейшем вычисляются компоненты

Используя уравнение равновесия в цилиндриче-

ской системе координат и уравнение пластиче-

ского течения, устанавливающие связи между

напряжениями и скоростями деформаций, после

подстановки последних в уравнения равновесия

получим систему уравнений для определения

среднего напряжения. Учитывая, что на границе

входа материала в очаг пластической деформа-

ции величина осевого напряжения

равна нулю,

т.е.

0=σ

. Это условие позволило определить

распределение величин среднего напряжения

на входе материала в очаг пластической дефор-

мации и радиальных

, тангенциальных

осевых

σ и касательных

zθ

τ ,

напря-

жений, предварительно вычислив компоненты

скоростей деформации, средняя величину накоп-

ленной интенсивности деформации в очаге пла-

стической деформации и среднюю величину ин-

тенсивности напряжения

icp

σ в очаге деформа-

ции.

Информация о среднем напряжении и

скоростях деформации вместе с кривой упрочне-

ния позволяет рассчитать компонент напряжений

(радиального, тангенциального и осевого) в каж-

дой точке очага деформации. Все перечисленные

выше характеристики напряженного и деформи-

рованного состояния вычислялись численно с

использованием метода конечных разностей. Со-

ставляющие сил определяются

с учетом нерав-

номерности распределения напряжений на ло-

кальной границе контакта ролика и заготовки.

Рис. 1. Схема очага деформации

при ротационной вытяжке по прямому

способу.

Полученные соотношения позволили оценить напряженное и деформированное со-

стояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формоизменения процесса

ротационной вытяжки с утонением стенки анизотропных трубных заготовок. Все перечис-

ленные выше характеристики напряженного и деформированного состояния вычислялись

численно с использованием метода конечных

разностей и использовались при разработке

новых технологических процессов ротационной вытяжки.

На рис. 2 представлены графические зависимости изменения относительных величин

радиальной

P , тангенциальной

P и осевой

P составляющих сил от степени деформации

, угла конусности ролика

α и рабочей подачи

при ротационной вытяжке одним роли-

ком цилиндрических деталей из стали 12Х3ГНМФБА соответственно. Точками показаны ре-

зультаты экспериментальных исследований силовых режимов процесса ротационной вытяж-

ки. Здесь введены обозначения:

])5,0/[(

2,000 θ

σθ−=

ââRR

ttRPP ; ])5,0/[(

2,000 θττ

σθ−=

ââ

ttRPP ;

])5,0/[(

2,000 θ

σθ−=

ââzz

ttRPP .

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

а)

б)

в)

Рис. 2. Графические зависимости изменения

P,P,P

от

(а), ε (б) и S (в):

а – 40,0=ε ;

S = 1 мм/об; n

= 75 мин

-1

; б

; S = 1 мм/об; n

= 75 мин

-1

;

в –

°=α 10

; 40,0=ε ; n

= 75 мин

-1

Расчеты выполнены для трубной заготовки из стали 12Х3ГНМФБА с наружным ра-

диусом трубной заготовки

R = 64,15 мм, толщине стенки трубы

t = 6,05 мм, диаметре ро-

лика

280D

= мм; частоте вращения шпинделя n = 75 мин

-1

;

= 0,15. Величины радиаль-

ной

, тангенциальной

P и осевой

составляющих сил определялись по выражениям

(8), (9) и (11) соответственно.

Установлено влияние степени деформации

, угла конусности ролика

α , рабочей по-

дачи

S , геометрических размеров исходной трубной заготовки и ролика на геометрические

размеры очага пластической деформации, кинематику течения материала в очаге пластической

деформации, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы ротационной вы-

тяжки цилиндрических деталей. Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с уве-

личением степени деформации

ε , рабочей подачи S и уменьшением угла конусности ролика

α , величины радиальных

Р , осевых

P и тангенциальных

P составляющих сил растут.

Интенсивность возрастания исследуемых составляющих сил существенно зависят от угла ко-

нусности ролика

. Изменение условий трения на контактной поверхности оправки и заго-

товки существенно влияет на относительную величину осевой силы

P. Величина осевой со-

ставляющей силы

P возрастает с увеличением коэффициента трения на оправке

. Сравне-

ние результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам

ротационной вытяжки указывает на их удовлетворительное согласование.

Предельные возможности процесса ротационной вытяжки с утонением стенки оцени-

вались по степени использования ресурса пластичности, максимальной величиной растяги-

вающего напряжения на выходе из локального очага пластической деформации и критерию

шейкообразования тонкостенной трубной

заготовки.

Графические зависимости изменения предельной степени деформации

ε , вычислен-

ной по допустимой величиной степени использования ресурса пластичности (при 1=χ ), мак-

симальной величиной растягивающего напряжения на выходе из локального очага пластиче-

ской деформации, а также критерию шейкообразования тонкостенной трубной заготовки

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

при ротационной вытяжке трубных заготовок из стали 10 от угла конусности ролика

рабочей подачи

S приведены на рис. 3. Расчеты выполнены для трубной заготовки из стали

10 с наружным радиусом трубной заготовки

R = 64,15 мм, толщине стенки трубы

t = 6,0 мм, диаметре ролика 280=

D мм; частоте вращения шпинделя

= 75 мин

-1

;

μ = 0,15. Здесь введены следующие условные обозначения: кривая 1 – соответствует ре-

зультатам расчетов предельной степени деформации

, вычисленной по максимальной ве-

личине растягивающего напряжения на выходе из очага деформации; кривая 2 - по критерию

шейкообразования тонкостенной трубной заготовки; кривая 3 - по допустимой величиной

степени использования ресурса пластичности (при 1

а)

б)

Рис. 3. Графические зависимости изменения

ïð

от

(а) и

(б) для стали 10:

а –

1=S мм/об; б –

α = °10 .

Анализ графических зависимостей и результатов расчетов показывает, что предель-

ные степени деформации

ïð

ε при ротационной вытяжке могут ограничиваться максималь-

ной величиной растягивающего напряжения на выходе из локального очага пластической

деформации, критерием шейкообразования тонкостенной трубной заготовки и допустимой

величиной степени использования ресурса пластичности. Этот факт зависит от механических

свойств материала цилиндрической заготовки и технологических параметров процесса рота-

ционной вытяжки с утонением. Показано, что предельные

возможности процесса ротацион-

ной вытяжки

ïð

ε трубных заготовок из стали 12Х3ГНМФБА ограничиваются критерии

шейкообразования, а из стали 10, как допустимой величиной степени использования ресурса

пластичности (8,0<

S мм/об), так и как максимальной величиной растягивающего напряже-

ния на выходе из очага пластической деформации (8,0>

S мм/об) при

°=α 10

(рис. 3).

На рис. 4 представлена схема ротационной вытяжки с разделением деформации путем

радиального смещения трех роликов, установленных в одной плоскости, имеющих различ-

ные углы рабочего конуса. Разделение деформации при такой схеме достигается установкой

роликов с различной величиной зазора от оправки, причем ролик с наименьшим углом уста-

навливается с наибольшим зазором, а

ролик, имеющий наибольший угол в комплекте, уста-

навливается с зазором, равным толщине стенки готовой детали на обрабатываемом участке.

При такой установке деформирующие ролики при ротационной вытяжке образуют три по-

следовательно расположенных неразрывных участка деформации, наклоненных к оси детали

под различными углами. Деформирование на начальном участке осуществляется роликом с

минимальным углом, а

на последнем участке - роликом с максимальным углом. Такой поря-

док расположения очагов деформации позволяет ограничить образование наплыва (

обеспечить более высокую точность диаметральных размеров изготавливаемые деталей

(

).Важным условием обеспечения высокой точности при использовании схемы (рис. 4)

является обеспечение равновесия радиальных сил

321 RRR

PPP