Повышение производительности изготовления изделий в формообразующих процессах листовой штамповки

Уменьшение количества переходов изготовления изделий и увеличение степени деформации за один переход в формообразующих процессах листовой штамповки позволяет повысить производительность изготовления и делает полученную продукцию конкурентоспособной.

Для процессов вытяжки разработаны способы формообразования из приложением дифференцированного радиального подпора фланца с помощью жидкости, вытяжки в матрице специального профиля и комбинированной вытяжки в двухконусных матрице специального профиля. С использованием компьютерного моделирования методом конечных элементов установлено, что приложения подпора существенно уменьшило величину растягивающих напряжений в опасном сечении, которые приводят к разрушению стенки. Уменьшение указанных напряжений позволило увеличить степень деформации за один переход и снизить количество переходов вытяжки. Использование традиционного вытягивания в матрице специального профиля и комбинированного вытягивания в двухконусной матрице специального профиля также позволило сократить количество переходов штамповки. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили результаты расчетов. Получены аналитические зависимости для определения параметров комбинированной вытяжки в двухконусных матрицы;

Для процессов обжима трубчатых и полых заготовок с дном было использовано приложения противодавления с помощью жидкости на внутреннюю поверхность заготовок и применен обжим в матрице специального профиля. Расчетом установлено, что приложение противодавления при обжиме трубчатых заготовок из стали приводит к исключению потери устойчивости стенки заготовки и образования поперечных гофр на стенке и сдеформированной части заготовки, что позволило получать изделия с горловиной за один переход. При обжиме применены конусные та сферические матрицы специального профиля. В таких матрицах деформирующая поверхность образована пересечением окружностей постоянного диаметра, центры которых расположены под углом с определенным шагом. Формоизменение по таких поверхностях обеспечило уменьшение влияния сил трения при формообразовании и увеличения степени деформации за один переход. Использование предварительной операции профилирования стенки трубчатых или полых заготовок с дном приводит к получению обжимом изделий из постоянной толщиной стенки. Экспериментальным путем получены опытные образцы изделий. Получены аналитические зависимости для определения усилия обжима, формы и размеров сдеформированной части заготовок.

Разработанный способ отбортовки отверстий в листовых заготовках и профилях обеспечивает получение сдеформированной части с постоянной толщиной стенки без искривлений. Постоянная толщина стенки приводит к увеличению высоты изделий после отбортовки с утончением и повышению надежности и долговечности разъемных и неразъемных соединений, которые образованы отбортованными изделиями с другими деталями. Использование предварительного профилирования листовых заготовок и профилей путем формообразования отверстий холодным выдавливанием с последующей пробивкой перемычки приводит к экономии металла. Расчетом и экспериментом показаны возможности получения стенки постоянной толщины. Для инженерных расчетов параметров предварительного профилирования заготовок и параметров отбортовки получены аналитические зависимости для определения силовых режимов, удельных усилий на инструменте и конечных формы и размеров сдеформированных заготовок.

Для получения фланцев различной конфигурации на трубчатых заготовках и трубах разработан способ раздачи пуансоном специального профиля. У такого пуансона деформирующая поверхность образована пересечением окружностей постоянного диаметра, центры которых расположены под углом с соответствующим шагом. Компьютерным моделированием установлен и подтвержден экспериментом профиль пуансона, который обеспечивает уменьшение влияния сил трения на формообразование при раздаче и увеличения коэффициента раздачи.