Разработка комбинированной технологии сборки листовых деталей пластическим деформированием
Диссертация
На основании обобщения результатов численного моделирования и экспериментальных исследований разработаны практические рекомендации по практической реализации комбинированной фальцовки: для конструкторов — рекомендации по выбору оптимальных значений высоты борта радиуса гиба и скругления-: для технологов — по выбору оптимальных формы и интенсивности нагрузки, проектированию штампов и встроенных… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Комбинированные технологии в машиностроении. Цель и задачи диссертационной работы
- 1. 1. Гибридные и комбинированные технологии в машиностроении
- 1. 2. Операция фальцовки в автомобилестроении
- 1. 3. Существующие технологии сборки кузовных деталей автомобиля
- 1. 3. 1. Фальцовка роликами
- 1. 3. 2. Фальцовка в инструментальном штампе
- 1. 4. Комбинированные технологии с использованием магнитно-импульсного воздействия
- 1. 4. 1. Магнитно-импульсная обработка материалов
- 1. 4. 2. Существующие схемы комбинированных операций
- 1. 5. Цель и задачи исследования
- 1. 6. Выводы по первой главе
- Глава 2. Разработка комбинированной технологии
- 2. 1. Разработка технологических схем комбинированной технологии фальцовки, сочетающих статические и динамические нагрузки
- 2. 2. Выводы по второй главе
- Глава 3. Разработка математической модели комбинированной фальцовки
- 3. 1. Математическая постановка задачи комбинированного расчетного случая
- 3. 2. Выбор метода решения комбинированной задачи
- 3. 3. Принятые допущения при математическом моделировании комбинированной задачи
- 3. 4. Матрица планирования эксперимента
- 3. 4. 1. Свойства матриц планирования
- 3. 4. 2. Расчет параметров матрицы планирования
- 3. 5. Последовательность моделирования комбинированной фальцовки
- 3. 5. 1. Разработка CAD -модели
- 3. 5. 2. Выбор программного продукта
- 3. 5. 3. Создание статического расчетного случая
- 3. 5. 3. 1. Граничные условия
- 3. 5. 3. 2. Назначение материалов
- 3. 5. 3. 3. Проверка «работоспособности» КЭМ
- 3. 5. 3. 4. Предварительный анализ конструкции на потерю устойчивости (модальный анализ)
- 3. 5. 4. Создание динамического расчетного случая
- 3. 5. 5. Создание комбинированного расчетного случая
- 3. 6. Выводы по третьей главе
- Глава 4. Результаты расчетов и анализ полученных данных
- 4. 1. Влияние интенсивности (величины) динамической нагрузки на характер деформированного состояния борта при фальцовке
- 4. 2. Влияние формы импульса на кинематику фальцуемого борта
- 4. 3. Изменение напряженного состояния материала борта при динамической фальцовке (прямой борт)
- 4. 4. Изменение напряженного состояния материала борта при динамической фальцовке (закругленный борт)
- 4. 5. Влияние геометрических размеров заготовки на предельные параметры процесса при условии обеспечения заданного качества сборки
- 4. 6. Анализ взаимосвязи перемещений, напряжений и деформаций для характерных точек при динамической фальцовке
- 4. 7. Исследование возможности применения различных материалов
- 4. 8. Оценка качества полученных образцов
- 4. 9. Выводы по четвертой главе
- Глава 5. Экспериментальные исследования комбинированной фальцовки
- 5. 1. Программа проведения поискового эксперимента
- 5. 2. Расчет энергии разряда при выполнении второго этапа фальцовки
- 5. 3. Технологическая оснастка, используемая при экспериментальном исследовании процесса комбинированной фальцовки
- 5. 4. Экспериментальное оборудование
- 5. 4. 1. Принцип действия магнитно-импульсных установок
- 5. 4. 2. Магнитно-импульсная установка МИУ
- 5. 4. 3. Алгоритм работы приборов и оборудования магнитно-импульсной обработки материалов
- 5. 5. Методика проведения натурного эксперимента
- 5. 6. Результаты экспериментального исследования процесса динамического этапа комбинированной фальцовки
- 5. 6. 1. Полученные образцы
- 5. 6. 2. Оценка качества полученных образцов
- 5. 6. 3. Сопоставление с результатами компьютерного моделирования
- 5. 7. Выводы по пятой главе
- Глава 6. Рекомендации по промышленному применению разработанной технологии
- 6. 1. Рекомендации для конструкторов
- 6. 2. Рекомендации для конструкторов разработчиков штамповой оснастки
- 6. 3. Рекомендации для технологов
- 6. 4. Технологические требования к фланцу заготовки
- 6. 5. Выводы по шестой главе
Список литературы
- Muderrisoglu, A. Bending, flanging and hemming of aluminum sheet-an experimental study Text./ A. Muderrisoglu, M. Murata / Ahmetoglu M. Journal of Materials Processing Technology. 1996. — Vol. 59. — P. 10−17.
- Сорокин, Б.В. Штампы для облицовочных деталей автомобилей Текст. / Б. В. Сорокин М.: Машгиз, 1951. -213 с.
- Precise Bend Allowances Equal Quality Parts // Welding Design & Fabrication. 1996. — Vol. 7 — P 21−26.
- Hemming Dictionary (Sub-Deliverable #2) / Ed. by A. Muderrisoglu. -Livermore: LSTC, 1998. 29 p.
- Карунин, А.Л., Технология автомобилестроения: Учебник для ВУЗов Текст. / Под общ. ред. О. А. Дащенко М.: Академический Проект: Трикста, 2005. — 624 с.
- Зуев, Р.Н. Вытяжка облицовочных деталей кузова автомобиля. Текст. /Р.Н. Зуев, Н.Ф. Шпунькин- М.: МГТУ «МАМИ», 2006. 152 с.
- Ишинский, А.Ю. Новый политехнический словарь Текст. / Гл. ред. А. Ю. Ишинский. М.: Большая Российская Энциклопедия, 2000. -671 с.
- Семенова, Е.И. Ковка и штамповка Текст.: Справочник / Е. И. Семенова М.: Машиностроение, 1987. — Т.4, — Листовая штамповка. — 544 с.
- Metal forming products provide product design solutions // The R&D pipeline newsletter. Warren (Michigan): LAMB Technicon, 2000.
- Pioneering work in Production: Manufacturing the New Audi A8. www.audi.com.
- Коптелов, A.A. Экспериментальное исследование гибки алюминиевых сплавов на малый радиус Текст. / A.A. Коптелов Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 2003. — № 5. — С. 68.
- Pat. № 3 937 569 (Германия), МКИ В 21 D 5/16, В 25 В 7/00. Falzwerkzeug / Hielscher, Peter, Rothis (DE) — Matec-Holding AG, Kusnacht CH. -1990.
- Pat. № 6 000 118 US, В 23 P 25/00, 35/00. Method of forming a sealed edge Joint between two metal panels / David M. Biernat, George Wagner, Andy Kalson Jr и др. (US) — Chrysler Corporation (US). 1999.
- Pat. № 4 113 719 DE, В 21 D 5/16, В 60 J 5/00, В 21 D 39/02. Verfahren zum Umbiegen und Falzen von Blechen / Braun, Achim, Reuber (DE) — Alfred Teves GmbH & Co (DE). 1992.
- Купцов, A.B. Алгоритм, программное обеспечение и расчет пространственного напряженно-деформированного состояния пластического материала модели Мизеса Текст. // A.B. Купцов Елец: ил. РГБ ОД, 61 071/1704, 2007, — 161с
- Pat. № 4 113 719 DE, В 21 D 5/16, В 60 J 5/00, В 21 D 39/02. Verfahren zum Umbiegen und Falzen von Blechen / Braun, Achim, Reuber (DE) — Alfred Teves GmbH & Co (DE). 1992.
- Комаров, А.Д. Разработка и исследование процесса стесненного изгиба листовых заготовок эластичной средой Текст. / А. Д. Комаров, В. А. Барвинок, A.A. Шаров, В. К. Моисеев // Кузнечно-штамповочное производство. 1996. — № 10. — С. 25−29.
- Смирнов-Апяев, Г. А. Механические основы пластической обработки металлов Текст. / Г. А. Смирнов Апяев — П.: Машиностроение, 1968. — 272 с.
- Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке. Текст./ В. П. Романовский Л.: Машиностроение, 1979. — 520 с.
- Высокоскоростное деформирование металлов Текст. / под ред. А.И.
- Шахназарова. М.: Машиностроение, 1966
- Сильвестер, П Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков Текст. / П. Сильвестер, Р. Феррари М.: «МИР», 1986.-40с
- Горьков, М.А. Применение метода конечных элементов для расчета технологии зафланцовки Текст./ М. А. Горьков Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 2005. — № 1. — С. 85−86.
- Спиридонов, A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов Текст. / A.A. Спиридонов М.: Машиностроение, 1981.-184 с.
- Статистическая теория в обработке давлением Текст. / Учеб. пособие. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1994. — 122 с.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов Текст./ Л. Сегерлинд М.: Мир, 1979. — 392 с.
- Desai, C.S. Introduction to the finite element method Text. / C.S. Desai Van Nostrand, New York, -1972
- Silvester, P. High-order polynomial triangular finite element for potential problems Text. / P. Silvester Internationsl Journal of Engineering Science, 7, 1969. — C. 849−861
- Баранов, Ю.В. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые материалы Текст. / Ю. В. Баранов, O.A. Троицкий, Ю. С. Авраамов. М: МГИУ, 2011. — 844с
- Варвака, П.М. Метод конечных элементов Текст./ П. М. Варвака -Учебное пособие для вузов Киев: Вища школа, Головное изд-во, 1981
- Деклу, Ж. Применение метода конечных элементов Текст. / Ж. Деклу, пер. с франц. М.: МИР, 1976
- Стренг, Г. Теория метода конечных элементов Текст. / Г. Стренг, Дж. Фикс, пер. с англ. М.: МИР, 1977
- Розин, Л.А. Метод конечных элементов в приложении к упругимсистемам Текст. /Л.А. Розин М.: Стройиздат, 1977.
- Oden, J.T. Finite element of nonlinear continua Text.: McGraw /J.T. Oden Hill, New York, 1972
- Ferrari R.L. An introduction to electromagnetic field Text.: Van Nostrand Reinhold / R.L. Ferrari London, 1975
- Мушик Э., Методы принятия технических решений Текст. / Э. Мушик, П. Мюллер М.: «МИР» -1990
- Fedorov, V.V. Design of experiments based on the measure of information Text. / V. V Fedorov, A. Pazman Preprinnt JINR, E5−3247, 1967
- Малютов, M. Б. О планировании экспериментов, учитывающем возможную неадекватность Текст. / М. Б. Малютов, В. В. Федоров Препринт № 8ЛСМ,-МГУ, 1971
- Hill, W. A joint design criterion for the dual problem of model discrimination and parameter estimation Text. / W. Hill, W. Hunter -Technometrics 10, 1968, 145 c
- Кульбак, С. Теория информации и статистика Текст. / С. Кульбак -«Наука», 1967
- Огородников, В. А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением Текст. / В. А. Огородников Киев: Вища школа, 1983. -175 с.
- Пластичность и разрушение Текст. / Под ред. В. Л. Колмогорова. -М.: Металлургия, 1977. 336 с.
- Смирнов-Аляев, Г. А. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением Текст. / Г. А. Смирнов Аляев, В. П. Чикидовский — Л.: Машиностроение, 1972. -360 с.
- Pat. 2004/187 542 US, В 21 D 11/00. Flanging processes with radial compression of the blank stretched surface / S.F. Golovashchenko, S.S. Kolesov, A.V. Vlassov, L.B. Chappuis (US), V.G. Kondratenko- Ford Motor Company (US). 2004.
- Pat. № 00/58 041 US, В 21 D 39/02. Aluminum closure panel and hemming method / Hurman (US). № PCT/US00/08 296. — 1999.
- Pat. № 03/4 189 US, В 21 D 19/04, 39/04. An apparatus and a method for a flanging / Persson Jan, Mattson Magnus, Johnsson Jens, Stigsson Mikael. -2003.
- Pat. № 988 906 ЕР, В 21 D 39/02. Falzverbindung zwischen einem Aussenblech und einem Innenblech / Klamser Martin (DE) — Daimler Chrysler AG (DE).-2000.
- Pat. № 19 620 196 DE, В 21 D 39/02, B21D5/16. Verfahren zum Umformen eines flaschigen Metallwerkstuckes / Siegert Klaus, Rudlaff Thomas, Mnif Jamel (DE) — AUDI AG (DE). 1997.
- Pat. № 2003/200 782 US, В 21 D 11/00, 72/312. Method for hemming / Dominique Baulier (CA) — Valiant Corporation (CA). 2003.
- Патент № 2 086 329 РФ, В 21 D 22/10. Способ штамповки эластичной средой / А. Д. Комаров, Моисеев В. К., Синица В. В. и др. // Открытия. Изобретения.. 1997. — № 22.
- Pat. № 3 937 569 (Германия), МКИ В 21 D 5/16, В 25 В 7/00. Falzwerkzeug / Hielscher, Peter, Rothis (DE) — Matec-Holding AG, Kusnacht CH. -1990.
- Pat. № 4 113 719 DE, В 21 D 5/16, В 60 J 5/00, В 21 D 39/02. Verfahren zum Umbiegen und Falzen von Blechen / Braun, Achim, Reuber (DE) — Alfred Teves GmbH & Co (DE). 1992.
- Pat. № 4 418 684 DE, В 21 D 39/02, 5/16, 19/08. Bordelverfahren / Beyer, Joachim (DE) — Maschinenfabrik Muller-Weingarten (DE). 1995.
- Pat. № 6,865,917 US, В 21 D 22/10, В 21 D 17/10. Flanging and hemming process with radial compression of the blank stretched surface / Golovashchenko S.F., Kolesov S.S., Vlassov A.V., Chappuis L.B.(US) — Ford Motor Company (US). 2005.
- Pat. № 6 000 118 US, В 23 P 25/00, 35/00. Method of forming a sealededge joint between two metal panels / David M. Biernat, George Wagner, Andy Kalson Jr и др. (US) — Chrysler Corporation (US). 1999.
- Pat. № 82/3 805 WO, В 21 D 5/16, 11/20, 19/08. Automotive door skin edge folder and bolster / Douglas, Macarthur (AU) — Browne (AU). 1982.
- Колмогоров B.Jl. Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов Текст. / В. Л. Колмогоров, // Кузнечно-штамповочное произ-водство. 2003. — № 2. — С. 4−16.
- Куллиг Е. Компьютерное моделирование процессов листовой штамповки на основе деформационной теории пластичности Текст. / Е. Куллинг, И. Бруммунд, Г. Ландграф, Ф. Ульбрихт // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. — № 3. — С. 13−16.
- Осис Я.Я. Алгоритм предварительного выбора эффективных диагностических параметров Текст. / Я. Я. Осис, З. П. Маркович -Кибернетика и диагностика. Рига: Зинатне. — 1970. Вып.4. — С. 77−91.
- Когаев В.П. Расчеты детали машин и конструкций на прочность и долговечностьТекст. / В. П. Когаев, H.A. Махутов, А. П. Гусенков: Справочник М.: Машиностроение, — 1985. — 224 е., ил.
- Кислоокий, В.Н. Метод конечных элементов в задачах исследования оболочек при импульсных и ударных воздействиях. Текст./
- В.Н. Кислоокий, И. Е. Гончаренко, H.A. Соловей: доклады УШ Международного конгресса о применении математики в технических науках -Веймар, 1978, т2, секция А, с 51−56
- Гончаренко, И.Е. // Метод конечных элементов в исследовании процессов осесимметричного деформирования конструкций при ударных воздействиях Текст. //И.Е. Гончаренко: В КН Динамика пространственных конструкций. — Киев, 1978, с 17−20
- Исарович, Г. З. Исследование силовых параметров при магнитно -импульсной отбортовке Текст./ Г. З. Исарович, В. П. Князев: Вопросы технологии производства летательных аппаратов Куйбышев, 1978, с 25−31
- Теоретические и экспериментальные исследования процессов формовки, гибки, калибровки, сварки импульсным магнитным полем. Текст. / Отчет КуАИ им. Королева — шифр 016,03- Инв.№ 12 — Куйбышев, 1967 -321 с
- Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Текст. / Ю. П. Адлер, Л. В. Маркова, Ю. В. Грановский -М.: Наука, 1976,-273 с
- Мазуровский, Б.Я. Влияние импульсных нагрузок на свойства алюминиево-магниевых сплавов Текст./ Б. Я. Мазуровский, Т. В. Юшанцева, Л. И. Вологешская // Кузнечно-штамповочное производство. 1972 — № 7, с. 19
- Пэжина, П. Основные вопросы вязкопластичности Текст. / П. Пэжина пер. с англ. М, 1968, 164 с.
- Соколов, Л.Д. Сопротивление металлов при пластических деформациях Текст. / Л. Д. Соколов М, 1963
- Perzyna, P. Temperature dependent and strain rate sensitive plastic materials Text. / P. Perzyna, T. Wierzbicki: Arch. Mech.Stos.- 1964, 135−143
- Кадашевич, Ю.И. Теория пластичности, учитывающая остаточные микронапряжения Текст. / Ю. И. Кадашевич, В. В. Новожилов Т22, вып. 1, 1958, с 78−89
- Качанов, JIM. // Основы теории пластичности Текст. / Л. М. Качанов М.: Наука, 1969
- Ильюшин, A.A. Основы математической теории термо-вязкоупругости Текст. / A.A. Ильюшин, Б. Е Победря М.: Наука, 1970
- Каргин, В.Р. Основы инженерного эксперимента: учебное пособие Текст. / В. Р. Каргин, В. М. Зайцев. Самара: СГАУ, 2001. — 86 с.
- Томленов, А.Д. Пластическое течение металлов Текст. / А. Д. Томленов. М.: Наука, 1968. — 148 с.
- Орленко, Л.П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках Текст . / Л. П. Орленко. М.: Машиностроение, 1964. -168 с.
- Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке Текст. /В.П. Романовский. Л.: Машиностроение, 1979. — 520 с.
- Шофман, Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки Текст. / Л. А. Шофман. М.: Машиностроение, 1964. — 375 с.
- Сторожев, М.В. Теория обработки металлов давлениемТекст. /М.В. Сторожев, Е. А. Попов. М.: Машиностроение, 1971. -424 с.
- Глущенков, В.А. Специальные виды штамповки: Часть1: Штамповка эластичными средами: учебное пособие Текст.: учеб. Пособие / В. А. Глущенков. Самара: СГАУ, 2008. — 72 с.
- Рубенкова, Л.А. Штампуемость листовых металлов Текст. / Л. А. Рубенкова, Ф. И. Рузанов М: Машиностроение, 1974, с 34−37
- Погодин Апеексеев, Г. И. Динамическая прочность и хрупкостьметаллов Текст./ Г. И. Погодин Алеексеев — М.: Машиностроение, 1966. -243с.
- Рузанов, Ф.И. Устойчивость фланца при осесимметричной вытяжке Текст. / Ф. И. Рузанов «Машиноведение», 1972, № 3, с 101−105
- Грушевский, A.B. Моделирование процессов холодной штамповки осесимметричных деталей из листового металла. Текст. / А. В. Грушевский -Сб. «Исследование процессов пластического течения металлов», М: «Наука», 1971, с.61−68
- Губкин, С.И. Пластическая деформация металлов. Т.2 Текст./ С. И. Губкин. М: Металлургиздат, 1961.
- Золотаревский, B.C. Механические испытания и свойства металлов Текст. / B.C. Золотаревский.- М.: Металлургия, 1984
- Уваров, В.В. Упрочнение металлов при статическом растяжении. Методические указания к дом. заданию Текст./В.В. Уваров, В. А. Глущенков. -Самара, 1993. 16 с.
- Голенков, В.А. Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением Текст./В.А. Голенков, A.M. Дмитриев, В. Д. Кухарь, С. Ю. Радченко, С. П. Яковлев, С. С. Яковлев. М.: Машиностроение, 2004. — 464 с.
- Попов, Е.А. Основы теории листовой штамповки Текст.: Учебное пособие для вузов /Е.А. Попов. М.: Машиностроение, 1977. — 278 с.
- Попов, Е.А. Технология и автоматизация листовой штамповки Текст. / Е. А. Попов, В. Г. Ковалев, И. Н. Шубин. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. — 478 с.
- Овчинников, А.Г. О выборе кривошипного пресса для вытяжки Текст./А.Г. Овчинников //Кузнечно-штамповочное производство. 1961. -№ 12.-С. 30−33.
- Беляева, И.А. Разработка комбинированной технологии сборки деталей Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // Кузнечно-штамповочное производство 2011. — N23
- Беляева, И.А. Математическое моделирование комбинированных технологий Текст. / И. А. Беляева // ВЕСТНИК СГАУ 2011. — № 6
- Беляева, И.А. / Практическая реализация комбинированной технологии сборки деталей Текст. / И. А. Беляева, Хардин М. В., Глущенков В. А. // ВЕСТНИК СГАУ 2011- № 6
- Беляева, И.А. Технология операции «фальцовка» магнитно-импульсным методом Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // Международная молодежная конференция «Туполевские чтения» 2009г
- Беляева, И.А. Моделирование комбинированных технологий с помощью программного комплекса МвС. ЫАЗТРАЫ/ МЭС. МАРС Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // Международная конференция XXXVII «Гагаринские чтения» 2011.
- Беляева И.А. Разработка комбинированной технологии зафланцовки с использованием статического и динамического нагружения Текст./ // Региональная научно-практическая конференция, посвященная 50-летию первого полета человека в космос. 2011. — Самара
- Беляева И.А. Возможность совмещения статического и динамического нагружения Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // XIII Российская конференция пользователей систем MSC.Software. 2010.
- Беляева И.А., Анализ потери устойчивости фланца при магнитно-импульсном нагружении Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // IX научно -техническая конференция «Молодежь в науке» 2010
- Беляева И.А. Разработка комбинированной технологии на примере операции фальцовки Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин // Конференция молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» 2010. — С 44 — 45.
- Беляева И.А. Устройство для фальцевого соединения листовых заготовок Текст. / И. А. Беляева, М. В. Хардин, Глущенков В. А., Черников Д. Г //Патент № 111 468. 2011