Вплив анізотропії і зміцнення металу на втрату стійкості фланця при витягуванні циліндричної деталі без складкоутримувача

Abstract

Пропонується теоретична залежність для розрахунку граничної товщини заготовки з урахуванням зміцнення і анізотропії вихідного металу при витяжці циліндричної деталі без притиску фланця. Плоска анізотропія в порівнянні з витягуванням ізотропного матеріалу додатково навантажує одні ділянки внутрішнього контуру фланця заготовки і розвантажує інші, в цілому погіршуючи умови витяжки, що призводить до утворення гофрів і фестонів на торці заготовки. Врахування зміцнення і анізотропії заготовки при розрахунку поля напружень і деформацій, а також при визначенні інтервалів безпритискного штампування пов'язане з більшим наближенням до фізичної сутності деформування листового металу і отриманням більш точних теоретичних моделей. Результати розрахунків по отриманій залежності збігаються з раніше відомими даними, достовірно відображають вплив коефіцієнта витягування, плоскої анізотропії і початкового діаметра заготовки на критичну товщину пластини. Діаметр заготовки найбільше впливає на втрату стійкості, з його збільшенням зростає коефіцієнт витягування і відповідно товщина пластини. Отримана залежність розкриває повніше вплив діаметра заготовки на результати і якщо коефіцієнт витяжки залишити незмінним при збільшенні початкових розмірів заготовки, то товщина пластини також збільшиться, так як в формулу для розрахунку радіус заготовки входить в другому ступені. Це положення узгоджується з поняттям відносної товщини заготовки. Формула придатна для використання при проектуванні технологічних процесів холодного штампування, при цьому необхідною умовою є визначення механічних характеристик металу і його параметрів анізотропії безпосередніми випробуваннями на підприємстві. Так як метал навіть однієї партії може мати значні розбіжності за своїми механічними показниками. Це дозволить на етапі вибору способу витяжки уникнути додаткових пробних операцій і скоротить час підготовки виробництва і призведе до економії металу. Відмінною особливістю даної залежності є врахування практично всіх факторів технологічного процесу витяжки, а також основного множника, який враховує розподіл напружень при формоутворенні.A theoretical relationship is proposed for calculating the maximum thickness of the workpiece, taking into account the hardening and anisotropy of the original metal when drawing a cylindrical part without pressing the flange. Compared to pulling an isotropic material, flat anisotropy additionally loads some areas of the internal contour of the blank flange and unloads others, generally worsening the drawing conditions, leading to the formation of corrugations and festoons at the end of the blank. Accounting for the hardening and anisotropy of the workpiece in the calcul ation of the stress and strain fields, as well as in the determination of pressureless stamping intervals is associated with a large approximation to the physical nature of sheet metal deformation and the production of more accurate theoretical models. The results of calculations based on the obtained dependences coincide with previously known data, reliably reflect the influence of the drawing ratio, flat anisotropy and the initial diameter of the workpiece on the critical thickness of the plate. The diameter of the workpiece most of all affects the loss of stability, with its increase the drawing ratio increases and, accordingly, the thickness of the plate. The dependence obtained more fully reveals the effect of the diameter of the workpiece on the results and if the drawing ratio is left unchanged with an increase in the initial dimensions of the workpiece, the plate thickness will also increase, since the radius of the workpiece enters the second degree in the formula for calculating. This position is consistent with the concept of the relative thickness of the workpiece. The formula is suitable for use in the design of technological processes of cold forming, while the necessary condition is the determination of the mechanical characteristics of the metal and its anisotropy parameters by direct testing at the enterprise. So even a single metal batch can have significant differences in their mechanical performance. This will allow to avoid additional trial operations at the stage of selection of the method of drawing and will reduce the time of pre-production and lead to metal savings. A distinctive feature of this relationship is the consideration of almost all factors of the technological process of drawing, as well as the main factor, which takes into account the distribution of stresses during shaping.