СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Влияние показателей технологического процесса на качество и точность поверхности среза при разделительных операциях холодной листовой штамповки 6
Глава 2. Анализ работ по исследованию методов процесса резки тонколистовых материалов 17
Глава 3. Моделирование процесса резки тонколистовых заготовок 19
3.1 Модели износа инструмента 25
3.2 Расчет процесса резки 32
3.3 Обоснование выбора материала инструмента 46
3.4 Обоснование выбора материала заготовки 48
3.5 Результаты расчета и анализ полученных данных 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 89
На данный момент особое внимание уделяется качеству и точности поверхностей изготовляемых деталей и конкурентоспособности изделий отечественного машиностроения. В процессе выполнения вырубки - пробивки качество деталей тесно связано с точностью производства и наладки оснастки, так как наиболее важным фактором, обусловливающим качество поверхности среза, является зазор между режущими поверхностями пуансона и матрицы [1]. Зазоры между поверхностями режущих инструментов имеют немалое технологическое значение в процессе резки листовых заготовок как в отношении качества поверхности среза, так и в отношении качества режущих поверхностей штампов [2]. Несовершенства поверхности среза появляются вследствие неравномерного распределения зазора по контуру реза, а также при затуплении режущих кромок матрицы и пуансона [2]. Исправление причин возникновения заусенцев и дефектов поверхности среза тесно связано со значительными экономическими расходами, включающими в себя доработка оснастки по причине неточности изготовления, доработку рабочих поверхностей пуансона и матрицы в связи с интенсивным износом, что в конечном итоге приводит к увеличению себестоимости изготавливаемой детали и отрицательно влияет на конкурентоспособность отечественного машиностроения [1].
Актуальность исследования. Опыт полученный в процессе производства показывает, что усиленный износ режущих поверхностей штампов для разделительных операций значительно снижает показатели качества деталей, получаемых штамповкой, увеличивает сопротивление резанию до 20%, а общую работу резания до 40% по сравнению с использованием инструмента с острозаточенными режущими поверхностями.
Вследствие этого, в данный момент нахождение и изучение новых технологических решений, сосредоточенных на том, чтобы повысить работоспособность штампов для разделительных операций при разнообразном характере их нагружения и увеличения качества деталей, выполняемых штамповкой, является актуальным.
Целью диссертации является разработка методики исследования процесса износа рабочего инструмента на основе численного моделирования операции резки тонколистового материала в CAE - системе.
Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи.
• Выполнить анализ существующих методов исследования износа рабочего инструмента при выполнении разделительных операций.
• Провести конечно - элементный анализ процесса износа рабочего инструмента при выполнении разделительных операций для тонколистовых заготовок.
• Определить влияние величины зазора резания на степень износа поверхности рабочего инструмента.
Методы исследования: Для решения поставленных в работе задач использовался метод инженерного анализа, а именно метод конечных элементов, а также методы автоматизированного проектирования конструкций
Научная новизна магистерской диссертации заключается в разработке методики численного анализа процесса износа рабочего инструмента и оценки влияния величины зазора на степень износа его рабочей поверхности.
Достоверность результатов работы подтверждается совпадением результатов, полученных при практических и теоретических исследованиях разделительных операций.
Практическая новизна. Использование предлагаемой методики позволяет прогнозировать степень износа рабочего инструмента в процессе осуществления разделительных операций для тонколистового материала.
Объектом исследования является износ рабочего инструмента.
Предметом исследования выступает численная оценка стойкости рабочего инструмента при выполнении разделительных операций.
Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» тольяттинского государственного университета.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и четырех приложений. Общий объем диссертации - 98 страниц. Список использованных источников состоит из 30 наименований. Диссертация содержит 36 рисунков и 8 таблиц.
Публикации. По теме диссертации опубликовано две печатные работы в сборнике тезисов студенческих работ «Студенческие дни науки ТГУ».
В данной магистерской диссертации рассмотрены причины появления дефектов на поверхности среза при выполнении разделительных операций холодной листовой штамповки, а также причины износа матрицы и пуансона. Проанализированы теоретические и практические методы изучения разделительных операций холодной листовой штамповки, которые были рассмотрены ранее в других работах.
Были рассмотрены две модели износа инструмента «Archard» и «Usui», применяемые в программе « DEFORM». Создана конечно -элементная модель разделительной операции. Проведен расчет процесса резки и моделирование износа инструмента. На основании расчета был получен график отношения средней глубины износа пуансона и матрицы к технологическому зазору между инструментами, а также получены профили инструмента с показанным на нем износом при различных величинах зазора между матрицей и пуансоном.
Анализ представленных на полученном графике зависимостей показал, что наименьшая величина износа на инструменте характеризует наиболее благоприятные условия осуществления разделительной операции. Наименьшее значение износа наблюдается при величине зазора между инструментами в интервале от 0,02 до 0,04 мм, что определяет необходимость применения данных величин зазора для снижения интенсивности износа рабочих поверхностей матрицы и пуансона.
Использование предлагаемой методики позволяет прогнозировать степень износа рабочего инструмента в процессе осуществления разделительных операций холодной листовой штамповки для тонколистового материала.
