Критерий предельной штампуемости при вытяжке ступенчатых деталей из листа Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.96

КРИТЕРИЙ ПРЕДЕЛЬНОЙ ШТАМПУЕМОСТИ ПРИ ВЫТЯЖКЕ СТУПЕНЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛИСТА

Я.А. Вилимок

Рассматривается критерий штампуемости при вытяжке из листовых материалов: критический диаметр фланца. Были определены основные закономерности и зависимости и построены графики.

Ключевые слова: критерий штампуемости, вытяжка, ступенчатая деталь, критический диаметр.

Тонколистовые детали сложной формы широко используются в авиационной, автомобильной, электротехнической отраслях промышленности.

При вытяжке листовых материалов для расчета устойчивости процесса без разрушения нужно определиться с критериями, которые будут постоянными для данного материала: предельная степень деформации [1], предел прочности и упрочняемость материала [2], критический диаметр исходной заготовки. Эти критерии могут использоваться не только для осесимметричных деталей, но и для деталей произвольной формы (квадратные, овальные, трапециидальные и др.)

В программном обеспечении Autoform, основанном на методе конечных элементов, была поставлена задача исследовать вытяжку ступенчатых деталей цилиндрической формы. Решение поставленной задачи было начато с исследования вытяжки меньшей ступени.

На рис. 1 приведен вид рассматриваемой детали с обозначением основных размеров и пример моделирования в Autoform.

б

Рис. 1. Конфигурация детали (а) и схема моделирования

с помощью мкэ (б)

Были исследованы критические диаметры Dk для нержавеющей стали с различной толщиной ^ диаметрами ступеней d, коэффициентами

трения на матрице и прижиме \i, радиусами скругления инструмента Ri и R2. Были выявлены закономерности и построены графики.

На рис. 2 приведен график зависимости наибольшей относительной глубины вытяжки h/Dt от коэффициента трения j.i. Были рассмотрены четыре различных условия получения деталей, которые отображены в виде кривых.

R2 = 0:5 шш: d = 10 шш: t = 0:3 шш: Q = 5МРа R2 = 0:25 шш: d = 5 шш. t = 0.3 шш. Q = 5МРа R2 = 0:5 шш: d = 5 шп: t = 0=3 шш: Q = 5МРа R2 = 0:5 шш. d = 5 шш. t = 0=5 шш: Q = 5МРа

Рис. 2. Зависимость относительной высоты от коэффициента трения

Максимальная высота h для каждого из четырех случаев уменьшается при увеличении коэффициента трения однако возрастает наибольшая относительная глубина вытяжки h/Dt, вследствие уменьшения размера критического диаметра Dt.

На рис. 3 приведен график зависимости критического диаметра Dt от коэффициента трения |i для различной толщины материала t.

Как видно из графика, для разных толщин заготовок t; критический диаметр Dk имеет одинаковый характер зависимости от коэффициента трения.

Рис. 3. Зависимость критического диаметра от коэффициента трения

На рис. 4 приведен график зависимости критического диаметра Бк от диаметра ступени ё для различной толщины материала 1.

Рис. 4. Зависимость критического диаметра от диаметра ступени

Как видно из графика, для разных толщин t критический диаметр Dk имеет одинаковый характер зависимости от диаметра ступени d.

В результате проделанной работы, был исследован критический диаметр при вытяжке полых деталей из листовой заготовки с различными исходными диаметрами, по одну сторону которого материал неподвижен, а по другую сторону деформируется за счет утонения по толщине.

Исследование зависимости критического диаметра от различных факторов является основой для дальнейшего исследования поведения материала при получении ступенчатых деталей.

Список литературы

1. Зюзин В.И., Третьяков А.В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. 224 с.

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

Вилимок Ярослав Александрович, асп., vilmokya@yahoo. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет

LIMIT FORMABILITY CRITERION AT DRA WING STEP DETAILS FROM SHEET

Y.A. Vilimok

Formability criterion at drawing from sheet material: flange critical diameter is considered. Basic patterns were identified and graphs were created.

Key words: formability criterion, step detail, critical diameter.

Vilimok Yaroslav Aleksandrovich, postgraduate, vilimokya@yahoo. com, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.7.06

КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА КОЛЬЦЕВЫХ ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ

К.А. Назаров

Рассмотрены конструктивные схемы цилиндрического баллона и кольцевого, как его наиболее перспективного заменителя, проведены конструктивные и технологические сравнения данных изделий, выявлены их недостатки и преимущества.

Ключевые слова: кольцевой газовый баллон, цилиндрический газовый баллон, обечайка, конструкция.

Емкости для хранения газа под давлением являются устройствами, используемыми в различных областях народного хозяйства и техники и, в частности, могут найти применение в дыхательных аппаратах и аквалангах.

Основными требованиями, предъявляемыми к таким газовым баллонам, являются: высокая конструктивная прочность и эксплуатационная надежность при наибольших показателях относительных емкости или давлении вмещаемого газа на единицу веса самого изделия, а также длительный срок службы [1].

По форме газовые емкости производят трех видов: цилиндрические, шаровые и кольцевые. Наибольшее распространение в быту получили цилиндрические, шаровые в основном используются в авиационной промышленности, кольцевые же баллоны, появились относительно недавно и с каждым годом находят все большее применение.

Форма цилиндрического баллона (рис. 1, а) представляет собой утолщенное сферическое днища 1, конический участок 2, переходящего в цилиндрическую обечайку 3, завершающуюся коническим участком 4 и утолщенное сферическое дно с горловиной 5 [2]. Утолщение днищ относительно цилиндрической обечайки позволяет избежать появления краевого