РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ ДЕТАЛИ «ПОЛУСФЕРА» В ШТАМПЕ С УПРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ

Представлен способ получения деталей типа полусферы в штампе, где образующей поверхностью детали является матрица. Это достигается за счет использования в конструкции штампа упругого стального элемента, расположенного по контуру пуансона. Данная схема процесса позволяет совместить в одном штампе две операции: вытяжку и калибровку. Калибровка при вытяжке сферообразных деталей необходима из-за того, что в заготовке образуется большой участок, свободный от контакта с пуансоном и матрицей, на котором заготовка теряет устойчивость и начинают образовываться гофры. Упругий элемент, изготовленный из пружинной стали и расположенный по контуру жесткого пуансона, калибрует деталь в конечной стадии вытяжки. В работе представлена схема процесса штамповки для полусферических деталей с относительной толщиной S′ = S/D₀·100 % = 1,5÷0,15. Для оценки технологических параметров использована инженерная методика. Проведены расчеты геометрических параметров упругого элемента из стали 60ГС для вытяжки детали в виде полусферы из алюминиевого сплава АМг6 толщиной от 0,5 до 10 мм. Определена величина зазора между пуансоном и упругим элементом. Рассчитаны максимальные напряжения, возникающие в упругом элементе в процессе штамповки, и выявлено, что он пластически не деформируется. Предложено использовать упругий элемент для получения деталей с точными геометрическими размерами и компенсации упругого пружинного эффекта при изготовлении.

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

2. Сторожев М.В. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977.

3. Marciniak Z., Duncan J.L. Hu S.J. Mechanics of sheet metal forming. 2-nd Ed. Chennai, India: Butterworth-Heinemann (Printed and bound in Great Britain, Planta Tree). 2002.

4. Pearson C.E., Parkins R.N. The extrusion of metals. London: Chapman & Hall, 1961.

5. Dem’yanenko E.G. A Technique of shaping the barrel-type pats // Russ. Aeronaut. 2014. Vol. 57. No. 2. P. 204—211.

6. Демьяненко Е.Г. Формообразование тонкостенных осесимметричных деталей выпуклой и вогнутой формы на основе процесса отбортовки // Заготовит. пр-ва в машиностр. 2014. No. 7. C. 23—28.

7. Ерисов Я.А., Гречников Ф.В. Влияние параметров текстуры на устойчивость процессов формообразования анизотропных заготовок // Изв. СНЦ РАН. 2012. Т. 14. No. 4. C. 293—298.

8. Chen Jun, Shi Xiao-xiang, Ruan Xue-yu. Numerical simulation-driven optimization of sheet metal drawing part shape // Trans Nonferr. Met. Soc. China. 2003. Vol. 13. No. 4. P. 845—848.

9. En-zhi Gao, Hong-wei Li, Hong-chaoKou, Hui Chang, Jin-shan Li, Lian Zhou. Influences of material parameters on deep drawing of thin-walled hemispheric surface part // Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2009. Vol. 19. P. 433—437.

10. Jie Wu, Zengsheng Ma, Yichun Zhou, Chunsheng Lu. Prediction of failure modes during deep drawing of metal sheets with nickel coating // J. Mater. Sci. Technol. 2013. Vol. 29. No. 11. P. 1059—1066.

11. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1967.

12. Бирюков Н.М. Формообразование деталей из листового материала гидроэластичной средой по жесткому пуансону: Пат. 2212970 (РФ). 2003.

13. Томилов М.Ф., Шагунов А.В. Способ вытяжки эластичной средой: Пат. 2162759 (РФ). 2001.

14. Головлев В.Д. Расчеты процессов листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974.

15. Sannders W.T. Deep Drawing method and apparatus: Pat. 3494169 (USA). 1970.

16. Bor-Tsuen Lin, Kun-Min Huang, Chun-Chih Kuo, Wen-Ting Wang. Improvement of deep drawability by using punch surfaces with microridges // J. Mater. Process. Technol. 2015. Vol. 225. P. 275—285.

17. Walde T., Riedel H. Simulation of earing during deep drawing of magnesium alloy AZ31 // Acta Mater. 2007. Vol. 55. P. 867—874.

18. Мошнин Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей. М.: Машиностроение, 1973.

19. Попов И.П., Зимарёв М.В., Нестеренко Е.С. Усовершенствование процессов штамповки тонкостенных конических деталей // Заготовит. про-ва в машиностр. 2012. No. 7. С. 18—21.

20. Нестеренко Е.С., Попов И.П., Кузин А.О. Моделирование операции двухугловой гибки в штампе с упругим элементом // Изв. СНЦ РАН. 2016. Т. 18. No. 4. С. 25—30.

21. Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин: Учеб. пос. для вузов. М.: Машиностроение, 1987.

22. Davis J.R. Heat-resistant materials. ASM International, 1997.

23. Nesterenko. E. Stamping of hemispheric surface parts in die tool equipped with steel elastic element // Key Eng. Mater. 2016. Vol. 684. Р. 234—241.