Совершенствование процесса разделительных операций изготовления крупногабаритных заготовок из тонколистового материала и проектирования оснастки для их получения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат наук Шенбергер, Полина Николаевна

• Шенбергер, Полина Николаевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Шенбергер, Полина Николаевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПАХ

1.1 Проблемы штамповки тонколистовых заготовок

в автомобилестроении

1.2 Технологические зазоры в последовательных разделительных

штампах

1.3 Обзор существующих методов анализа разделительных операций

для тонколистовых заготовок

1.4 Анализ конструкций последовательных разделительных штампов

1.5 Анализ проблем проектирования последовательных разделительных штампов

1.6 Выводы по первой главе

1.7 Цель и задачи диссертационной работы

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ ТОНКОЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА

2.1 Разработка расчетной конечно-элементной модели разделительной операции для тонколистового материала

2.2 Анализ напряженно-деформированного состояния тонколистового материала в зоне реза

2.3 Определение оптимальной величины зазора между рабочим инструментом

2.4 Оценка смещений рабочего инструмента и значений боковых распирающих усилий

2.5 Оценка качества профиля реза тонколистовых деталей

2.6 Экспериментальная проверка способа прогнозирования качества профиля реза

2.7 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ

3.1 Структурно-морфологический анализ последовательных разделительных штампов

3.2 Структурный синтез последовательных разделительных штампов

3.3 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ

4.1 Разработка математической модели штампа на основе его иерархической структуры

4.2 Разработка методов поискового проектирования последовательных разделительных штампов

4.3 Разработка прикладного программного обеспечения

для проектирования последовательных разделительных штампов

4.4 Создание библиотеки 3Э моделей узлов, механизмов и деталей

штампа

4.5 Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЗАЗОРОВ

И ЖЕСТКОСТИ СИСТЕМЫ «ЗАГОТОВКА - РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ -ШТАМП - ПРЕСС» НА КАЧЕСТВО ПРОФИЛЯ РЕЗА

5.1 Численный метод оценки влияния зазоров и жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» на качество

профиля реза

5.2 Алгоритм методики совершенствования процесса резки тонколистового материала и проектирования последовательных разделительных штампов

5.3 Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Структурно-морфологические матрицы

последовательного разделительного штампа и групп рабочего инструмента.. 128 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Иерархическое описание структуры узлов и механизмов

штампа

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельство о государственной регистрации

программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Свидетельство о государственной регистрации базы

данных

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акт внедрения программы для ЭВМ и базы данных

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса разделительных операций изготовления крупногабаритных заготовок из тонколистового материала и проектирования оснастки для их получения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Высокие требования, предъявляемые к кузову современного автомобиля, приводят к созданию более совершенных технологических процессов и оснастки для изготовления заготовок, соответствующих высокому качеству изделий.

Особое внимание при изготовлении крупногабаритных тонколистовых заготовок уделяется качеству профиля реза. Параметры профиля реза определяют пути предотвращения дефектов на лицевых поверхностях деталей автомобиля и эксплуатационные показатели процесса вытяжки. Такой дефект поверхности реза, как заусенец является причиной появления царапин на поверхностях прижима и рабочего инструмента при выполнении формообразующих операций. Наличие повышенного износа инструмента и царапин на его поверхности недопустимо для лицевых деталей автомобиля. Трещины на торцах реза могут приводить к разрушению заготовки. Снижается стойкость рабочего инструмента.

В традиционных разделительных операциях, качество профиля разделения достигается за счет обеспечения зазора между рабочим инструментом. Для крупногабаритных заготовок из низкоуглеродистой стали толщиной 0,7...1,5 мм рекомендуемая величина одностороннего зазора указана в работах Ю.А. Аверкиева и А.Ю. Аверкиева [1], М.Е. Зубцова [36], В.П. Романовского [94], Л.И. Рудмана [92], Г.Д. Скворцова [88]. Величина зазора между инструментами определена неоднозначно с различными допустимыми интервалами значений. Поэтому, нахождение оптимальной величины зазора в интервале допустимых значений для получения качественной поверхности реза является важной задачей.

В реальных процессах разделительных операций обеспечение оптимального значения зазора вдоль режущих кромок инструмента является сложной научно-технической задачей. Зазор между верхним и нижним режущим инструментом штампа может изменяться за счет упругих деформаций штамповой оснастки и смещений в направляющих элементах штампа и пресса. Оценка влияния

возмущающих факторов на значение оптимального зазора необходима для обеспечения качественной поверхности реза.

Получение качественных тонколистовых заготовок зависит от конструкции оснастки. Проектирование последовательного штампа характеризуется циклическим процессом разработки и корректировки конструкции. Такой режим разработки штампов приводит к увеличению времени проектирования, к появлению ошибок и как следствие к возрастанию затрат на изготовление оснастки.

Различные конструкции и сложность разделительных штампов для последовательной листовой штамповки определяют трудоемкость задач разработки рациональной конструкции оснастки. Процесс проектирования штампов формируется с помощью базы знаний на основании логических высказываний, отражающих связи между деталями и узлами конструкции. Отсутствие методик формализации и переноса данных для систем автоматизированного проектирования, приводит к необходимости разработки подходов трансформации базы знаний в среду автоматизированного конструирования штампов.

Для повышения качества заготовки с заданным профилем реза необходима формализация проектирования штампов с обобщением результатов численных и натурных экспериментов технологии в процессе автоматизированной разработки штампов.

Степень разработанности темы диссертации. Значительный вклад в развитие методов анализа процессов разделительных операций внесли работы Ю.М. Арышенского [4], С.И. Вдовина [16], Н.С. Вишневского [19], Ф.В. Гречникова [4], В.Л. Колмогорова [45], В.Ф. Константинова [19], Ф.П. Михаленко [58], В.А. Огородникова [64], Е.А. Попова [71] и др. В исследованиях этих ученых изложены особенности механизма деформирования материала при выполнении разделительных операций листовой штамповки, рассмотрены методы теоретического анализа и экспериментального исследования процессов резки,

приведены сведения, относящиеся к описанию напряженно-деформированного состояния в зоне реза, параметрам разрушения и т.д.

В работах А.Ю. Аверкиева, Ю.А. Аверкиева [1], В.В. Белова [105], Д.В. Горячего [27], М.М. Дурандина [34], М.Е. Зубцова [36], В.П. Ильина, Ю.С. Лукашина [91], В.Т. Мещерина [57], А.П. Нефедова [60], А.М. Ольша [66], М.М. Палей [68], В.П. Романовского [94], Л.И. Рудмана [92], Е.И. Семенова [43], Г.Д. Скворцова [88] и др. показаны конструкции и особенности проектирования разделительных и последовательных штампов, приведены правила и рекомендации, основанные на производственном опыте и исследованиях авторов, использование которых защищает конструктора от серьезных просчетов.

Настоящая работа посвящена разработке методики прогнозирования качества реза крупногабаритных тонколистовых заготовок, оценке влияния зазоров и жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» на качество профиля реза и формализации процесса проектирования последовательных разделительных штампов с использованием результатов численных и экспериментальных исследований разделительных операций. Способы управления показателями такой системы позволят получать заготовки с необходимым качеством поверхности реза. Актуальность диссертационной работы определяется дальнейшим совершенствованием процесса и оснастки для получения качественных крупногабаритных заготовок в автомобилестроении.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является совершенствование разделительных операций для тонколистового материала крупногабаритных заготовок путем рационального выбора зазора и показателей системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс», а также совершенствование процедуры проектирования конструкции штампа на основе результатов численных и экспериментальных данных анализа разделительной операции и штамповой оснастки.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи исследования:

1. Разработать расчетную конечно-элементную модель процесса разделительной операции для тонколистового материала, отражающую основные особенности исследуемого процесса.

2. Провести анализ результатов численного моделирования и экспериментального исследования с позиции повышения качества поверхности реза и подтверждения адекватности расчетной конечно-элементной модели.

3. Разработать метод оценки влияния зазоров и жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» на качество профиля реза в среде численного моделирования.

4. Создать математическую модель штампа, электронную базу данных и знаний программного обеспечения для формирования типовых параметризованных конструкций штамповой оснастки обеспечивающих высокое качество профиля реза и автоматизации проектирования. Объект исследования. Процесс получения тонколистовых

крупногабаритных заготовок, выполненных из низкоуглеродистых сталей, а также процедуры проектирования крупногабаритных последовательных разделительных штампов.

Предмет исследования. Закономерности деформирования тонколистовых материалов, а также способы увеличения жесткости штамповой оснастки и процесс ее проектирования.

Научная новизна работы:

1. Разработана расчетная конечно-элементная модель и методика численного прогнозирования качества профиля реза тонколистовых заготовок.

2. Создан метод формализации процесса проектирования конструкции штампа последовательного действия на основе структурно-иерархического описания штамповой оснастки и разработки ее математической модели.

3. Предложен численный метод оценки влияния зазоров и жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» на качество профиля реза.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается:

1. В применении методики определения величины оптимальных зазоров между рабочим инструментом для низкоуглеродистых тонколистовых сталей на основе численного эксперимента.

2. В использовании показателей жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» при проектировании техпроцессов и оснастки с целью изготовления тонколистовых заготовок без дефектов поверхности реза.

3. В использовании разработанного программного обеспечения и электронных баз данных типовых элементов для проектирования последовательных разделительных штампов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика численного прогнозирования качества профиля реза тонколистовых заготовок.

2. Метод оценки влияния зазоров и жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс» на качество профиля реза.

3. Математическая модель штампа последовательного действия, выступающая в качестве основы для формализации процедуры поиска рациональных вариантов конструкции штампа, а также интеграции результатов численного анализа разделительной операции и параметров проектирования штамповой оснастки.

Методология и методы исследований:

• методология конечно-элементного анализа;

• методика электронноскопических исследований профиля реза тонколистового материала;

• методы структурно-функционального, системного, морфологического и конструктивного анализа, структурного синтеза, методы логики и теории множеств;

• методы 3О-моделирования и создания структурированных сборочных единиц в СЛО-системах САПР.

Степень достоверности и апробация результатов работы. Основные материалы работы и материалы исследований докладывались на международной научно-практической конференции, посвященной стратегическому планированию развития городов России (г. Тольятти, 2010 г.); на техническом совещании производства технологического оборудования и оснастки (ПТОО) ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти, 2011 г.); на самарском инновационном форуме субъектов малого и среднего предпринимательства (2012 г.); на научно-практической конференции «Новые технологические направления в машиностроении» (г. Тольятти, 2012 г.); на VIII студенческой научно-технической конференции «Молодежь - машиностроению» (г. Тольятти, 2012 г.); на IV международной научно-технической конференции (Резниковские чтения) «Теплофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства» (г. Тольятти, 2015 г.).

Проект «Исследование процесса резки тонколистового материала» занял второе место на международном форуме «Инженерные системы - 2017» в секции «Моделирование процессов обработки металлов давлением и термической обработки в DEFORM и JMatPro» (г. Москва, 2017 г.).

Разработанная компьютерная программа «Автоматизированная система для проектирования последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки» внедрена на предприятии ООО «Волжский машиностроительный завод» в производстве пресс-форм и штампов (г. Тольятти). Внедрение программы подтверждено соответствующим актом.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 работ, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России; 2 авторских свидетельства на программное обеспечение и базу данных; 8 работ - в материалах международных научно-практических конференций; 1 - монография «Проектирование штампов для последовательной листовой штамповки в системе NX», при написании которой использовались результаты работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 5 приложений.

1. ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПАХ

1.1 Проблемы штамповки тонколистовых заготовок в автомобилестроении

В технологии массового производства изделий автомобилестроения из листового материала первой операцией обычно является изготовление заготовки [7, 27, 37]. В настоящее время для производства заготовок обработке давлением подвергают до 85 % различных сталей и до 60 % цветных металлов [42].

Характерными особенностями изделий, получаемых из таких заготовок (рисунок 1.1), являются: значительные габариты, несимметричность и сложность пространственной формы. Деталями, которые относятся к категории крупных и особо крупных, служат кузовные детали автомобиля (рисунки 1.2 - 1.5).

Кузов современного легкового автомобиля состоит в среднем из 300 - 400 деталей (рисунок 1.6), требования к качеству которых неуклонно повышаются. Доля крупногабаритных деталей в общем количестве кузовных деталей (в зависимости от площади поверхности кузова) составляет около 82%. С целью увеличения производительности и качества крупногабаритных заготовок их производят на специальных раскройных линиях в последовательных разделительных штампах с помощью операций: вырубка, обрезка, отрезка, разрезка, надрезка и пробивка, когда от материала исходной заготовки отделяются полуфабрикаты (заготовки) требуемой конфигурации.

Особенности формы изделий, получаемых листовой штамповкой, такие как технологические и конструктивные отверстия, предельные радиусы формообразования, ребра жесткости, фланцы, формовки приводят к получению различных вариантов раскроя материала (рисунки 1.7 - 1.8, схемы а - м). Для исключения утонения и местных разрывов детали с предельными радиусами, формовками, ребрами жесткости, фланцами в схему раскроя материала вносятся специальные вырезы (рисунок 1.8, схема к), а также добавляются операции обрезки, отрезки, надрезки. На этапе штамповки полуфабриката (заготовки) в

раскрой вводятся операции пробивки технологических и конструктивных отверстий по последовательной, совмещенной, или совмещенно-последовательной схемам (рисунки 1.7 - 1.8, схемы а, г, ж, и). Для беспрепятственного удаления отхода из зоны штамповки, а также разделения парных заготовок (полуфабрикатов) в схему раскроя вносятся операции разрезки материала.

Рисунок 1.1 - Листовые заготовки (полуфабрикаты)

Рисунок 1.2 - Панель пола автомобиля ВАЗ - 1118

Рисунок 1.3 - Панель двери автомобиля ВАЗ - 1118

Рисунок 1.4 - Панель крыши автомобиля ВАЗ - 1119

Рисунок 1.5 - Панель крыла автомобиля ВАЗ - 1118

Рисунок 1.6 - Разнесенная сборка электронной модели автомобиля ВАЗ

Раскрой материала, используемый в последовательных штампах для крупной листовой штамповки, в основном представлен двумя видами:

1. Малоотходный раскрой (рисунки 1.7 - 1.8, схемы а - д, ж - м).

2. Безотходный раскрой (рисунок 1.8, схема е).

а

б

Рисунок 1.7 - Схемы раскроя: а - б

в

г

Г-1

/ I 1000 %f 12801БАЗА1 X il

1

\ i À i J J

190 wo

д

ж

620

" 310 "

/| / 1 УУ / 0 \ / ® \ 1 + У о St / « 1 i !

\ 1 / О о \ ' 1 i ! О Т \ ° § Ï

620/2-шаг 340-Í5A3AJ

и

к

л

м

Рисунок l.S - Схемы раскроя: и - м

е

з

В случае использования малоотходного раскроя в качестве основной разделительной операции выступает обрезка материала по контуру заготовки (полуфабриката). При безотходном раскрое получение заготовок осуществляется отрезкой полуфабриката заданной формы.

Для крупной листовой штамповки характерен однорядный раскрой в связи со значительными габаритами изделия (например, 1350 х 1140 мм, 1510 х 1060 мм, 600 х 1600 мм). В зависимости от технологии изготовления получение заготовки может осуществляться за два или три хода оборудования.

Поставка исходного материала в виде рулонов позволяет обеспечить повышение КИМ при раскрое крупногабаритных заготовок. Основным видом материала для таких заготовок является лента из низкоуглеродистой тонколистовой стали различных марок [10]. Например, для получения полуфабрикатов (заготовок) крупногабаритных кузовных деталей автомобилей ВАЗ применяются стали 08Ю-0СВ, 08Ю-СВ, 08ЮП, 01 ЮТ, 01ЮТ-0СВ, 08 пс, 08 кп и т.д.

Габариты рулонов и крупногабаритных изделий определяют автоматизированный способ изготовления заготовок на специализированных автоматических линиях в последовательных штампах.

В состав автоматических линий входит пресс и целый ряд устройств и механизмов для подготовки материала к разрезке (загрузочное и разматывающее устройства, устройство правки, валковая подача и т.д.) [71, 86, 92, 100]. Например, для получения полуфабрикатов (заготовок) крупногабаритных кузовных деталей автомобиля ВАЗ применяются пресса Innocenti 500, 500, ^5-105, Ш1 500, Innocenti 750 и др.

Быстроходность (частота) рассматриваемых прессов при выполнении разделительных операций может составлять до 55 ходов ползуна в минуту. Высокая производительность пресса достигается за счет малой величины хода ползуна, что снижает значительные динамические нагрузки, которые испытывает пресс.

Предъявляемые к кузову современного автомобиля высокие требования приводят к необходимости проектирования более совершенных технологических процессов изготовления заготовок и штамповки деталей, обладающих необходимым качеством. Отдельное внимание при производстве крупногабаритных тонколистовых заготовок уделяется качеству профиля реза. Особый интерес к геометрии профиля реза связан с возможностью получения дефектов на лицевых поверхностях деталей автомобиля.

Степень соответствия профиля реза требованиям качества определяется отсутствием заусенца, высотой блестящего пояска, а также отклонением от плоскостности поверхности полуфабриката (заготовки) вследствие действия изгибающих моментов, вызванных воздействующими силами.

Такой дефект поверхности реза, как заусенец является причиной появления царапин на поверхностях прижима и рабочего инструмента при выполнении формообразующих операций (рисунок 1.9). Наличие повышенного износа инструмента и царапин на его поверхности недопустимо для лицевых деталей автомобиля. Металлическая стружка, образованная материалом заусенцев, способствует появлению царапин на штампуемых деталях кузова (рисунок 1.10). Трещины на торцах реза могут приводить к разрушению заготовки. Снижается стойкость рабочего инструмента.

К параметрам, определяющим степень отклонения действительного профиля реза от идеального, характеризуемого линией, перпендикулярной к поверхности детали относятся (рисунок 1.11): Нут - высота утяжки; Hб_пояска -высота блестящего пояска; Джола - высота скола; X - величина полуразности диаметров со стороны секций низа (Всек_низа) и верха (Всек_верха); « - угол скола, Нз - высота заусенца.

При резке материала стремятся получить максимальную высоту блестящего пояска и минимальные значения высоты утяжки, высоты и угла скола, а также наименьшую величину полуразности диаметров. Оценка параметров профиля реза позволяет выявить условия штамповки, при которых возможно получение заготовок с наилучшими показателями качества профиля реза.

Рисунок 1.9 - Дефекты поверхности рабочего инструмента

Рисунок 1.10 - Дефекты поверхности изделий

Характер профиля разделения определяется прежде всего величиной зазора [58, 71] при прочих постоянных условиях таких, как скорость деформирования, характеристики материала, величина коэффициента трения, изношенность инструмента и т.д. В традиционной практике осуществления разделительных

операций, выполнение требований по отсутствию заусенца и других дефектов, реализуется за счет регулировки зазора между рабочим инструментом.

Ппижим-йытплкиЬптель

Секция верха

Секция низа ^

/7 сек_н1

Рисунок 1.11 - Характер поверхности профиля разделения и его геометрические параметры

При оптимальном зазоре, трещины, идущие от режущих кромок пуансона и матрицы, совпадают, что способствует образованию качественной, без трещин и заусенцев поверхности реза (рисунок 1.12, а).

Неверно подобранная величина зазора приводит к снижению качества профиля реза в результате появления дефектов в зоне разделения материала. Если зазор между пуансоном и матрицей мал, то скалывающие трещины не совпадают друг с другом и поверхность реза получается неровной, с двойным пояском (рисунок 1.12, б). Чрезмерно большой зазор ведет к появлению вырывов и заусенцев по контуру детали (рисунок 1.12, в) [71, 85]. Таким образом, при выборе зазора стремятся к установлению его оптимальной величины.

Качество штампуемых деталей определяется также величиной равномерности зазора по периметру контура реза. Неравномерный зазор приводит к неравномерному распределению по периметру усилий резания и боковых распирающих усилий, действующих на рабочий инструмент. Переменная

величина зазора приводит к неравномерному притуплению режущих кромок, появлению поясков вторичного среза в местах уменьшенного зазора и заусенцев в местах увеличенного зазора [71, 85].

а б в

Рисунок 1.12 - Характер профиля разделения вырубленной детали: а - при нормальном зазоре; б - при малом зазоре; в - при большом зазоре

Таким образом, повышение требований к качеству крупногабаритных тонколистовых деталей кузова современного автомобиля и проблемы, связанные с его обеспечением, определяют область настоящего исследования. Обозначенные проблемы получения качественной поверхности реза тонколистовых заготовок приводят к необходимости совершенствования разделительных операций изготовления крупногабаритных заготовок.

1.2 Технологические зазоры в последовательных разделительных штампах

Выбор величины зазора зависит от вида и толщины материала. Для вырубки крупногабаритных заготовок толщиной 0,8 мм из стали 08пс, предназначенных для автомобильной промышленности, величина двухстороннего зазора, согласно источникам [1, 36, 88, 92, 94], составляет в среднем от 4 до 16% от толщины.

Рекомендуемая величина одностороннего зазора для стали 08пс толщиной 0,8 мм согласно справочным данным, представленным в работах и справочниках М.Е. Зубцова [36], В.П. Романовского [94], Л.И. Рудмана [92], Г.Д. Скворцова [88], Ю.А. Аверкиева и А.Ю. Аверкиева [1], определена неоднозначно с

различными допустимыми интервалами значений (рисунок 1.13). Величина зазора в указанных работах различна и может варьироваться в пределах до 50%.

5

та ^

х

I 4 т О I-

о 3 а.

ш ,

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Рекомендуемая величина зазора, мм

0,07

Рисунок 1.13 - Рекомендуемая величина одностороннего зазора при штамповке стали 08пс толщиной 0,8 мм согласно источникам: 1 - [36],

2 - [94], 3 - [92], 4 - [88], 5 - [1]

1

0

Таким образом, первая задача обеспечения качественной поверхности реза определяется как задача установления оптимальной величины зазора в интервале допустимых значений.

В реальных процессах разделительных операций обеспечение оптимального значения зазора вдоль режущих кромок инструмента является сложной научно-технической задачей. Изменение величины зазора между верхним и нижним режущим инструментом штампа в процессе разделительной операции может происходить за счет упругих деформаций штамповой оснастки, а также за счет выборки зазоров в направляющих элементах штампа и пресса (рисунок 1.14).

Следовательно, оценка влияния возмущающих факторов за счет возможных смещений в технологических зазорах направляющих элементов штампа на значение оптимального зазора необходима для обеспечения качественной поверхности реза.

Для последовательных разделительных штампов зазор между направляющей колонкой и втулкой (7нш) обычно обеспечивается посадкой И7/Ь6. Зазор между направляющими пресса (7нп) определен в интервале от 0 до 0,05 мм.

Зазор между секционным рабочим инструментом (7инст) рассматривается в допустимом интервале значений от 0,03 до 0,065 мм.

Рисунок 1.14 - Зазоры в системе «Заготовка - рабочий инструмент - штамп - пресс»: 7инст - зазор между рабочим инструментом, 7нш - зазор между направляющей колонкой и втулкой, 7нп - зазор между ползуном и направляющими пресса, 7уп_д - зазор между инструментом в результате упругих деформаций рабочего инструмента

Анализ зазоров в конструкции штампа (рисунок 1.15) показал, что под действием упругих деформаций штамповой оснастки и смещений в направляющих элементах возможны колебания зазоров между режущими кромками верхнего и нижнего инструмента, которые превышают величины зазоров, рекомендуемые в справочной литературе [1, 36, 88, 92, 94]. Таким образом, становится возможной ситуация, при которой не обеспечивается равномерная величина оптимального зазора ввиду возможного нарушения точности направления верхней половины штампа относительно нижней.

В связи с этим, вторая задача обеспечения качественной поверхности реза определяется, как задача оценки возможных смещений в технологических зазорах направляющих элементов штампа с целью исключения колебаний величины оптимального зазора между режущими кромками рабочего инструмента под действием упругих деформаций конструкции.

Рисунок 1.15 - Возможное поле распределения односторонних зазоров в абсолютно жесткой системе «Заготовка - рабочий инструмент - штамп -пресс»: Д7инст - допуск на величину зазора между рабочим инструментом

Решение поставленных задач возможно выполнить по двум направлениям:

1. Анализ особенностей механизма деформирования тонколистового материала с целью определения оптимальной величины зазора и величины распирающего усилия в абсолютно жесткой системе «Заготовка - рабочий инструмент».

2. Оценка жесткости системы «Заготовка - рабочий инструмент - штамп -пресс» с целью определения возможных смещений в технологических зазорах направляющих элементов штампа.

1.3 Обзор существующих методов анализа разделительных операций

для тонколистовых заготовок

Исследование характера распределения напряжений в деформируемом материале необходимо как для более полного выявления механизма деформирования в разделительных операциях холодной листовой штамповки, так

и установления способов управления процессом разделения с целью получения деталей высокого качества.

Изучению разделительных операций при резке тонколистовых заготовок посвящено значительное количество работ. В основном в процессе анализа разделительных операций рассматриваются напряжено-деформированное состояние металла, силовые режимы технологического процесса, методики определения критерия разрушения материала, а также размеры и форма инструмента, обеспечивающие получение качественной поверхности среза для различных металлов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шенбергер, Полина Николаевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аверкиев, Ю. А. Технология холодной штамповки: учебник для вузов по спец. "Машины и технология обраб. металлов давлением" и "Обраб. металлов давлением" / Ю. А. Аверкиев, А. Ю. Аверкиев. - Москва: Машиностроение, 1989. - 303 с.

2. Автоматизированная система для проектирования последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки: а. с. Рос. Федерация / Е.Н. Почекуев, А.В. Скрипачев, П.Н. Шенбергер; патентообладатель Тольяттинский гос. университет. - № 2011614118; заявл. 08.04.2011; опубл. 25.05.2011. - 1 с.

3. Антонов, А. В. Системный анализ [Текст]: учебник: для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника" (квалификация (степень) "бакалавр") / А. В. Антонов. - 4-е изд., перераб. и доп. М: ИНФРА-М, 2017 - 364, [1] с.

4. Арышенский, Ю. М. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов [Текст] / Ю. М. Арышенский, Ф. В. Гречников. - М.: Металлургия, 1990. - 304 с.

5. Ашейчик, А. А. Расчет деталей машин методом конечных элементов [Текст]: монография / А. А. Ашейчик, В. Л. Полонский. - СПб: Изд-во Политехнического ун-та, 2016. - 242 с.

6. База графических данных типовых унифицированных пространственных моделей узлов, механизмов и деталей последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки: а. с. Рос. Федерация / Е.Н. Почекуев, А.В. Скрипачев, П.Н. Шенбергер; патентообладатель Тольяттинский гос. университет. - № 2011620509; заявл. 08.04.2011; опубл. 07.07.2011. - 1 с.

7. Батышев, А. И. Проектирование и производство заготовок [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки "Конструкторско-техническое обеспечение

машиностроительных производств" / А. И. Батышев, К. А. Батышев. - М: Изд-во Московского гос. открытого ун-та (МГОУ), 2013. - 247 с.

8. Беклемищев, Н. Н. Исследование процесса высокоскоростной вырубки листовых деталей / Н. Н. Беклемищев, В. В. Грибков, Э. Н. Пономарёв и др., Л.: Механические взаимодействия в сильных магнитных полях, 1974. - С. 82 - 86.

9. Белов, В. В. Теория графов: учеб. пособие / В. В. Белов, Е. М. Воробьев, В. Е. Шаталов. - Москва: Высш. шк., 1976. - 392 с.

10. Беняковский, М. А. Автомобильная сталь и тонкий лист / М. А. Беняковский, В. А. Масленников. - Череповец: Принт, 2007. - 636 с.

11. Берлинер, Э. М. САПР технолога машиностроителя [Электронный ресурс]: учебник / Э. М. Берлинер, О. В. Таратынов. - М: Форум: ИНФРА-М, 2015. - 336 с.

12. Богатов, А. А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением / А. А. Богатов, О. И. Мижирицкий, С. В. Смирнов - М.: Металлургия, 1984. -144 с.

13. Боткин, А. В. Научно-методологические основы проектирования процессов углового прессования: диссертация ... доктора технических наук: 05.16.05 / Боткин А. В.; [Место защиты: Нац. исслед. технол. ун-т]. - Уфа, 2014. - 283 с.

14. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений / Г. Буч, Р. А. Максимчук, М.У. Энгл и др. - М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2008. - 720 с.

15. Быков, В. П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении / В. П. Быков. - Л.: Машиностроение, 1989. - 255 с.

16. Вдовин, С. И. Исследование очага пластической деформации при вырубке листового материала / С. И. Вдовин, Н. А. Акастелов // Известия ВУЗов. Машиностроение. - 1989. - №8. - С. 90 - 92.

17. Вдовин, С. И. Методы расчета и проектирования на ЭВМ процессов штамповки листовых и профильных заготовок / С. И. Вдовин. - Москва:

Машиностроение, 1988. - 157 с.

18. Вендров, A. M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем / A. M. Вендров. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 544 с.

19. Вишневский, Н. С. Повышение стойкости разделительных штампов / Н. С. Вишневский, В. Ф. Константинов. - Москва: Машиностроение, 1984. - 119 с.

20. Власов, А. В. Использование опытов на сдвиг для построения кривых упрочнения листовых материалов / А. В. Власов, А. А. Шитиков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2015. - № 4. - С. 79 - 88.

21. Воронцов, А. Л. Теоретические основы обработки металлов в машиностроении [Текст]: [монография] / А. Л. Воронцов, А. Ю. Албагачиев, Н. М. Султан-заде. - Старый Оскол: ТНТ, 2014 - 551 с.

22. Гагарина Л. Г. Технология разработки программного обеспечения / Л. Г. Гагарина, Е. В. Кокорева, Б. Д. Виснадул. - М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008. - 400 с.

23. Гнучий, Ю. Б. Методика численного моделирования процесса вырубки-пробивки листового материала / Ю. Б. Гнучий, В. М. Смирягин. - Киев: Вестник киевского политехнического института, 1985. - С. 9-15.

24. Голованов, Н. Н. Геометрическое моделирование / Н. Н. Голованов. - М.: Физико-математическая литература, 2002. - 472 с.

25. Головащенко, С. Ф. Математическое моделирование процессов разрушения заготовок при выполнении разделительных операций импульсной штамповки / С. Ф. Головащенко, А. Г. Овчинников. - Вестник машиностроения, 1995. - №4. - С. 25 - 29.

26. Гончаров, П. С. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ [Текст]: учебное пособие для студентов технических вузов / Гончаров П. С. [и др.]. -Москва: ДМК Пресс, 2012. - 503 с.

27. Горячий, Д.В. Технология изготовления автомобильных кузовов / Д.В. Горячий. - М.: Машиностроение, 1979. - 352 с.

28. Градов, В. М. Компьютерное моделирование [Текст]: учебник для

студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 02.03.03 - математическое обеспечение и администрирование информационных систем (квалификация "бакалавр") / В. М. Градов, Г. В. Овечкин, П. В. Овечкин, И. В. Рудаков. - М: КУРС: ИНФРА-М, 2017 - 261, [1] с.

29. Грибков, В. В. Исследование динамического процесса вырубки конструкционных элементов летательных аппаратов из тонких листов энергией импульсного магнитного поля: автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. В. Грибков. - Москва, 1976. - 13 с.

30. Гун, Г. Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением / Г. Я. Гун - М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

31. Данилов Ю. В. Практическое использование NX / Ю. В. Данилов, И. А. Артамонов. - Москва: ДМК Пресс, 2011. - 331 с.

32. Дель, Г. Д. Технологическая механика / Г. Д. Дель. - М.: Машиностроение, 1978. - 175 с.

33. Джонс, Дж. К. Методы проектирования / Дж. К. Джонс. - М.: Мир, 1986. -322 с.

34. Дурандин, М. М. Штампы для холодной штамповки мелких деталей: альбом конструкций и схем / М. М. Дурандин, Н. П. Рымзин, Н. А. Шихов. -Москва: Машиностроение, 1978. - 108 с.

35. Еремин, И. Создание пользовательских прикладных подпрограмм для NX 8.5 с помощью Open API на примере библиотеки проектирования 3D-моделей колодок ГОСТ 12198-66 / И. Еремин // САПР и графика. - 2014. - № 8. - С. 108109.

36. Зубцов, М. Е. Листовая штамповка / М. Е. Зубцов. - Л.: Машиностроение, 1980. - 432 с.

37. Иводитов, В. А. Современные методы повышения эффективности листопрокатного производства [Текст]: монография / В. А. Иводитов [и др.; ред. М. Б. Линчевская]. - М: Изд. дом МИСиС, 2013 - 287 с.

38. Инновационные механические испытания металла, подвергаемого

технологическому деформированию и термической обработке [Текст]: монография / [Глинер Р. Е. и др.]. - Нижний Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2016 - 123 с.

39. Кадымов, В. А. Контактные задачи пластического течения в тонком слое [Текст]: монография / В. А. Кадымов. - М: МГГЭУ, 2015 - 121, [1] с.

40. Каргин, В. Р. Моделирование процессов обработки металлов давлением в программе DEFORM-2D [Текст]: учебное пособие / В. Р. Каргин; М-во образования и науки Российской Федерации, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Самарский гос. аэрокосмический ун-т им. С. П. Королева" (Нац. исслед. ун-т). - Самара: СГАУ, 2011. - 168 с.

41. Каррано Ф. М. Абстракция данных и решений задач на С++. Стены и зеркала. 3-е издание: пер. с англ. / Ф. М. Каррано, Дж. Дж. Причард. - М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2003. - 848 с.

42. Килов, А. С. Производство заготовок. Листовая штамповка: Серия учебных пособий из шести книг. Книга 2. Получение заготовок из листового материала и гнутые профили / А. С. Килов, К. А. Килов. Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 182 с.

43. Ковка и штамповка: справочник. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / А. Ю. Аверкиев [и др.]; ред. совет: Е. И. Семенов (пред.) [и др.]; под ред. С. С. Яковлева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 2010. - 731 с.

44. Коликов, А. П. Теория обработки металлов давлением [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Металлургия / А. П. Коликов, Б. А. Романцев. - М: МИСиС, 2015. - 450 с.

45. Колмогоров, В. Л. Напряжения, деформации, разрушение / В. Л. Колмогоров. - Москва: Металлургия, 1970. - 230 с.

46. Колмогоров, Г. Л. Технология листовой штамповки [Текст]: учебное пособие / Г. Л. Колмогоров. - Пермь: ПНИПУ, 2013. - 49 с.

47. Константинов, И. Л. Основы технологических процессов обработки металлов давлением [Электронный ресурс]: учебник / И. Л. Константинов, С. Б.

Сидельников. - 2-е изд., стер. - М: ИНФРА-М, 2016. - 488 с.

48. Краснов, М. Unigraphics для профессионалов / М. Краснов, Ю. Чигишев. -Москва: ЛОРИ, 2004. - 319 с.

49. Кузнецов, В. А. Системный анализ, оптимизация и принятие решений [Текст]: учебник / В. А. Кузнецов, А. А. Черепахин. - М: Курс: Инфра-М, 2017 -263, [1] с.

50. Кузнецов, О. П. Дискретная математика для инженера. / О. П. Кузнецов, Г. М. Адельсон-Вельский. - М.: Энергия, 1980. - 344 с.

51. Куракин, М. Повышение производительности работы с САПР / М. Куракин // RM MAGAZINE. 2003. № 3. С. 8 - 12.

52. Лимберг, Э. А. Исследование процесса вырубки тонколистовых заготовок ударом эластичной среды / Э. А. Лимберг, М. М. Новаковская, И. М. Лысенко и др. - Харьков: Обработка металлов давлением в машиностроении, 1990. - С. 55 -58.

53. Лысенко, В. А. Системное проектирование информационных систем с веб-интерфейсом [Текст]: монография / В. А. Лысенко, М. И. Корзина, И. В. Бачурин. - Архангельск: САФУ, 2016 - 128 с.

54. Малов, А. Н. Технология холодной штамповки / А. Н. Малов. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1969. - 568 с.

55. Мамутов, B. C. Исследование вырубки и разрушения тонколистовых материалов давлением импульсного магнитного поля с применением передающей среды: автореф. дис. ...канд. техн. наук / B. C. Мамутов. -Ленинград, 1976. - 16 с.

56. Методические указания по проектированию штампов листовой штамповки для разделительных операций: РДМУ 80-76 / Гос. комитет стандартов совета Министров СССР. - Москва: Изд-во стандартов, 1977. - 43 с.

57. Мещерин, В. Т. Листовая штамповка: атлас схем: учеб. пособие / В. Т. Мещерин. - Изд. 3-е, испр. и доп. - Москва: Машиностроение, 1975. - 227 с.

58. Михаленко, Ф. П. Стойкость разделительных штампов / Ф. П. Михаленко.

- М.: Машиностроение, 1976. - 208 с.

59. Непершин, Р. И. Applied problems of plasticity [Текст] Прикладные проблемы пластичности / R. I. Nepershin. - Moscow: Станкин, 2016. - 310 с.

60. Нефедов, А. П. Конструирование и изготовление штампов: Из опыта Горьковского автомобильного завода / А. П. Нефедов. - Москва: Машиностроение, 1973. - 408 с.

61. Новиков, Ф. А. Дискретная математика / Ф. А. Новиков. - 3-е изд. Москва [и др.]: Питер, 2017. - 493 с.

62. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов / И. П. Норенков. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. - 336 с.

63. Овечкин, Г. В. Компьютерное моделирование / Г. В. Овечкин, П. В. Овечкин. - М: Академия, 2015. - 217 с.

64. Огородников, В. А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением / В. А. Огородников, - Киев: Высшая школа, 1983. - 176 с.

65. Одрин, В. М. Метод морфологического анализа технических систем / В. М. Одрин. - М.: ВНИИПИ, 1989. - 218 с.

66. Ольша, А. М. Листовая штамповка на многопозиционных автоматах / А. М. Ольша. - М.: Машиностроение, 1980. - 143 с.

67. Орлов, П. И. Основы конструирования / П. И. Орлов. - М.: Машиностроение, 1977. - 240 с.

68. Палей, М. М. Технология производства приспособлений, пресс-форм и штампов / М. М. Палей. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1979. - 293 с.

69. Панюков, Д. И. Инженерные методы управления качеством: Анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов (FMEA): учеб. пособие / Д. И. Панюков, А. В. Скрипачев; ТГУ; каф. "Компьютерные технологии и обработка материалов давлением". - ТГУ. - Тольятти: ТГУ, 2008. - 119 с.

70. Попов, Е. А. Разрезка трубы двухосным сдвигом / Е. А. Попов, Д. А. Жакенов - Машиностроение: Изв. вузов, 1988. - №2. - С. 124 - 128.

71. Попов, Е. А. Технология и автоматизация листовой штамповки: учеб. для вузов / Е. А. Попов, В. Г. Ковалев, И. Н. Шубин. - Изд. 2-е, стер.; Гриф МО. -Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 479 с.

72. Почекуев, Е.Н. Исследование процесса резки тонколистового материала / Е.Н. Почекуев, П.Н. Шенбергер // Инженерные системы - 2017: труды международного форума. - М: Инжиниринговая компания «ТЕСИС», 2017. С. 196 - 209.

73. Почекуев, Е. Н. Методы автоматизированного проектирования разделительных штампов для холодной листовой штамповки: материалы международной научно-технической конференции, посвященной 75-летию кафедры «Высокоэнергетические устройства автоматических систем» / Е. Н. Почекуев, А. В. Скрипачев, П. Н. Шенбергер. - СПб.: БГТУ «Военмех», 2009. C. 130 - 133.

74. Почекуев, Е. Н. Основы методов автоматизированного проектирования штампов листовой штамповки в САПР [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. пособие / Е. Н. Почекуев; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы". - Тольятти: ТГУ, 2014. - 158 с.

75. Почекуев, Е.Н. Повышение качества крупногабаритных заготовок на основе моделирования разделительных операций в последовательных штампах / Е.Н. Почекуев, П.Н. Шенбергер // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2018. - № 2. - С. 27 - 31.

76. Почекуев, Е. Н. Поисковое проектирование конструкций последовательных разделительных штампов для листовой штамповки / Е. Н. Почекуев, П.Н. Шенбергер // Вектор науки ТГУ. - 2015. - № 2 (32-2). - С. 161 -165.

77. Почекуев, Е. Н. Программа для проектирования разделительных штампов вырубки листовых заготовок для NX Siemens PLM Software / Е. Н. Почекуев, А. В. Скрипачев, П. Н. Шенбергер // САПР и графика. - 2011. - № 12. - С. 89 - 91.

78. Почекуев, Е. Н. Проектирование штампов для последовательной листовой штамповки в системе NX / Е. Н. Почекуев, П. А. Путеев, П. Н. Шенбергер - М.: ДМК, 2012. - 336 с.

79. Почекуев, Е. Н. Системное проектирование последовательных разделительных штампов вырубки листовых заготовок / Е. Н. Почекуев, А. В. Скрипачев, П. Н. Шенбергер // Вестник СГАУ имени академика С. П. Королева (национального исследовательского университета). - 2012. - № 1 (32). - С. 170 -177.

80. Почекуев, Е. Н. Системное управление процессом проектирования разделительных штампов для холодной листовой штамповки / Е. Н. Почекуев, П. Н. Шенбергер // Известия МГТУ «МАМИ». Технология машиностроения и материалы. - 2013. - № 2 (16), т. 2. - С. 48 - 52.

81. Почекуев, Е. Н. Структурно-логическое проектирование штампов листовой штамповки В САПР. Межвузовский сборник научных трудов. / Е. Н. Почекуев, И. Ю. Зубанов. - Тольятти, 2000. С. 74 - 79.

82. Почекуев, Е. Н. Формализация базы знаний процесса проектирования последовательных разделительных штампов для вырубки листовых заготовок / Е. Н. Почекуев, П. Н. Шенбергер // Вестник национального технического университета «ХПИ». - 2012. - № 47 (953). - С. 79 - 83.

83. Почекуев, Е. Н. Формирование базы знаний для автоматизированной системы проектирования разделительных штампов вырубки листовых заготовок / Е. Н. Почекуев, П. Н. Шенбергер // Молодежь - машиностроению: VIII студенческая научно-техническая конференция. - Тольятти: ТГУ, 2012. С. 118 - 122.

84. Почекуев, Е.Н. Поисковое проектирование конструкций последовательных разделительных штампов для листовой штамповки / Е.Н. Почекуев, П.Н. Шенбергер // Теплофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства: труды IV международной научно-технической конференции (Резниковские чтения). -

Тольятти: ТГУ, 2015. С. 387 - 391.

85. Проскурин, А. А. Разработка устройства и исследование режимов реверсивной вырубки деталей из тонколистового проката без заусенцев: диссертация ... кандидата технических наук: 05.02.09 / Проскурин А. А.; [Место защиты: Нац. исслед. технол. ун-т]. - Москва, 2015. - 172 с.

86. Розен, Г. М. Механизация и автоматизация листовой штамповки в автомобилестроении / Г. М. Розен, А. А. Убрятов, А. А. Петин. - Москва: Машиностроение, 1983. - 327 с.

87. Селедкин, Е. М. Расчет процессов обработки материалов давлением методом конечных элементов [Текст]: [монография] / Е. М. Селедкин [и др.]. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2016 - 112 с.

88. Скворцов, Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки: конструкции и расчеты / Г. Д. Скворцов. - Москва: Машиностроение, 1972. - 359 с.

89. Соломенцев Ю. М. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, А. Ф. Прохоров. -М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

90. Спирина, М. С. Дискретная математика / М. С. Спирина, П. А. Спирин. -М.: Академия, 2007. - 368 с.

91. Справочник конструктора штампов для холодной штамповки / под ред. В. М. Аникина, Ю. С. Лукашина. - М.: Машиностроение, 1960. - 296 с.

92. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка / под общ. ред. Л. И. Рудмана. - Москва: Машиностроение, 1988. - 495 с.

93. Справочник по оборудованию для листовой штамповки / под общ. ред. Л. И. Рудмана. - Киев: Тэхника, 1989. - 231 с.

94. Справочник по холодной штамповке / под ред. В.П. Романовского. - Л.: Машиностроение, 1979. - 520 с.

95. Сурмин, Ю. П. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие / Ю. П. Сурмин. - К.: МАУП, 2003. - 368 с.

96. Технология листовой штамповки: курсовое проектирование: учеб. пособие для вузов / В. И. Стеблюк [и др.]. - Киев: Вища шк., 1983. - 279 с.

97. Тимощенко, В. А. Нарастание деформации и разрушение заготовки при разрядке / В. А. Тимощенко // Известия ВУЗов. Машиностроение. - 1989. - №8. -С. 87 - 90.

98. Троелсен, Э. С# и платформа .NET. Библиотека программиста / Э. Троелсен. - СПб.: Питер, 2004. - 796 с.

99. Тутышкин, Н. Д. Связанные задачи теории пластичности и повреждаемости деформируемых материалов [Текст]: [монография] / Н. Д. Тутышкин, В. И. Трегубов. - Тула: ТГУ, 2016 - 267 с.

100. Филиппов, В. В. Механизация и автоматизация листовой штамповки / В. В. Филиппов, В. Я. Шехтер, В. И. Оленев. - Москва: Машгиз, 1960. - 186 с.

101. Холин, Н. Н. Неоднородность поля деформаций при вырубке-пробивке / Н. Н. Холин, Т. З. Османов. - М.: Автоматизация и моделирование в производстве приборов, 1989. - С. 3 - 8.

102. Шапошников, И. А. Вырубка-пробивка тонколистовых материалов на электроимпульсных установках с применением эластичных сред: автореф. дис. канд. техн. наук / И. А. Шапошников. - Ленинград, 1986. - 16 с.

103. Шелестеев, A. M. Разработка, исследование и внедрение технологического процесса электрогидроимпульсной отбортовки отверстий на деталях из плоских заготовок: автореф. дис. ...канд. техн. наук / A. M. Шелестеев. - Ленинград, 1983. - 12 с.

104. Шилдт, Г. С#: учебный курс. / Г. Шилдт. - СПб.: Питер, 2003. - 512 с.

105. Штампы для листовой штамповки: справочник / под ред. В.В. Белова, Г.И. Хесина. - Москва: Машиностроение, 1992. - 292 с.

106. Штампы листовой штамповки. Определения: Сборник ГОСТов, М.: Издательство стандартов. 1984. - 10 с.

107. Щеглов, А. Ю. Анализ и проектирование защиты информационных систем. Контроль доступа к компьютерным ресурсам [Текст]: методы, модели,

технические решения / А. Ю. Щеглов, К. А. Щеглов. - СПб: Профессиональная Литература, 2017 - 415 с.

108. Щеглов, Б. А. Теоретические расчёты инженерного расчёта динамических осесимметричных процессов пластического формоизменения тонколистовых металлов: дис. ...д-ра. техн. наук / Б. А. Щеглов. - Москва, 1978. - 389 с.

109. Яглом, И. М. Булева структура и ее модели / И. М. Яглом. - М.: Сов. радио, 1980. - 192 с.

110. Alexandrov, S. Theoretical-experimental method for the identification of the modified Cockroft-Latham ductile criterion / S. Alexandrov, D. A. Vilotic // IMechE. - 2008. - № 222. Part C. - Р. 1869 - 1872.

111. Behrens, A. Verification of the damade model of effective stresses in cold and warm forging operations by experimental testing and FE simulations / A. Behrens, H. Just // Journal of Materials Processing Technology. - 2002. - № 125 - 126. - Р. 295 -301.

112. Brokken, D. Numerical modeling of the metal blanking process / D. Brokken, W. A. M. Brekelmans, F. P. T. Baaijens // Journal of materials processing technology. 1998. - №83. - Р. 192- 199.

113. Choiа, T. H. Application of intelligent design support system for multi-step deep drawing process / T. H. Choia, S. Choia, K. H. Naa, H. S. Baeb, W. J. Chung // Journal of Materials Processing Technology. - 2002. - № 13. - P. 76 - 88.

114. Chung, Y. Geometric modeling of drawbeads using vertical section sweeping / Y. Chung // Computer-Aided Design. - 2013. - № 45. - P. 1556 - 1561.

115. Christiansen, P. Modelling of Damage During Hot Forging of Ingots / P. Christiansen , J. H. Hattel, N. Bay, P. A. F. Martins // STEELSIM 2013 - The 5th International Conference. - 2013. - P. 1 - 13.

116. DEFORM 2D v10.0 system manual - Scientific Forming Technologies Corporation, 2009. - 661 p.

117. Dequan, Y. Research of knowledge-based system for stamping process planning / Y. Dequan, Z. Rui, C. Jun, Z. Zhen // Int J Adv Manuf Technol. - 2006. -

№ 29. - P. 663 - 669.

118. Dhulugade, Y. N. Design and Development of Sheet Metal "Draw" Component Using CAE Technology / Y.N. Dhulugade, P.N. Gore // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. - 2013. - № 3. - P. 30 - 39.

119. Diaz, D. Blanking and edge fracture in flanging of AHSS, Part I / D. Diaz, T. Altan // STAMPING Journal. - 2017. - P. 20 - 21.

120. Hambli, R. Fracture criteria identification using an inverse technique method and blanking experiment / R. Hambli, M. Reszka // International Journal of Mechanical Sciences. - 2002. - № 44. - P. 1349 - 1361.

121. Kim, H. Prediction and Elimination of Ductile Fracture in Cold Forging Using FEM Simulations: Proceedings of NAMRC / H. Kim, M. Yamanaka, T. Altan // Houghton, Michigan, Society of Manufacturing Engineers. - 1995. - P. 63 - 77.

122. Kim, J. H. A Study on the Development of Computer Aided Die Design System for Lead Frame of Semiconductor Chip / J. H. Kim, C. Kim, J. C. Choi // International Journal of the Korean Society of Precision Engineering. - 2001. - № 2. -P. 38 - 47.

123. Lin, B.T. Automated design system for drawing dies / B.T. Lin, S.H. Hsu // Expert Systems with Applications. - 2008. - № 34. - P. 1586 - 1598.

124. Mattiasson, K. Material Characterization and Modeling for Industrial Sheet Forming Simulations / K. Mattiasson, M. Sigvant // Materials processing and design: Modeling, Simulation and Applications - NUMIFORM 2004-Proceedings of the 8th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes. -2004. - № 712. - P. 875 - 880.

125. Merklein, M. A Contribution to the Optimization of a Simple Shear Test / M. Merklein, M. Biasutti // Key Engineering Materials. 2009. № 410 - 411. P. 467 - 472.

126. Naranje, V. A Knowledge based system for automated design of deep drawing die for axisymmetric parts / V. Naranje, S. Kumar // Expert Systems with Applications. - 2014. - № 41. - P. 1419 - 1431.

127. Popat, P. B. Finite-element analysis of the blanking process / P. B. Popat, N. N.

Kishore Journal mesh. Work technol, - 1989. - №3. - P. 269 - 282.

128. POTOCNIK, D. GAJA: 3D CAD methodology for developing a parametric system for the automatic (re)modeling of the cutting components of compound washer dies / D. POTOCNIK, B. DOLSAK, M. ULBIN // Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering). - 2013. - № 14. - P. 327 -340.

129. Quazi, T. Z. An Overview of Clearance Optimization in Sheet Metal Blanking Process / T. Z. Quazi, R.S. Shaikh // International Journal of Modern Engineering Research (IJMER). - 2012. - № 2. - P. 4547 - 4558.

130. Rao, R. S. An uppcr-bonp solution for tube cropping / R. S. Rao, P. K. Wright.

- Trans Asme J.ENG., IND, - 1985. - №4. - P. 365 - 371.

131. Sigvant, M. A viscous pressure bulge test for the determination of a plastic hardening curve and equibiaxial material data / M. Sigvant, K. Mattiasson, H. Vegter, P. Thilderkvist // International Journal of Material Forming. - 2009. - № 2. - P. 235 -242.

132. Singh, D. Identification of Optimum Parameters of Deep Drawing of a Cylindrical Workpiece using Neural Network and Genetic Algorithm / D. Singh, R. Yousefi, M. Boroushaki // World Academy of Science, Engineering and Technology.

- 2011. - № 5. - P. 168 - 174.

133. Tsai, Y. Knowledge-based Engineering for Process Planning and Die Design for Automotive Panels / Y. Tsai // Computer-Aided Design & Applications. - 2010. -№ 7. - P. 75 - 87.

Структурно-морфологические матрицы последовательного разделительного

штампа и групп рабочего инструмента

Таблица А.1 - Структурно-морфологическая матрица последовательного разделительного штампа

Наименование группы состояний Признаки группы Обозначение группы состояний (строчка матрицы)

Наименование объекта Разделительный штамп для крупной листовой штамповки So

Основные узлы разделительного штампа Группы рабочего инструмента Ьо

Плиты штампа P0

Узел направления движения плит штампа По

Узел направления и фиксации материала

Узел удаления и прижима материала Уо

Узел ограничения хода подвижных деталей штампа Бо

Механизмы крепления штампа ко

Транспортные механизмы

Таблица А.2 - Структурно-морфологическая матрица групп рабочего

инструмента

Наименование группы состояний Признаки группы (рабочий инструмент (Ио)) Обозначение группы состояний (строчка матрицы)

Вид технологической операции Рабочий инструмент для вырубки Ь11

Рабочий инструмент для пробивки Ь12

Рабочий инструмент для отрезки Ь13

Рабочий инструмент для разрезки Ь14

Величина линии реза Рабочий инструмент при величине реза до 5 мм Ь21

Рабочий инструмент при величине реза от 5 до 30 мм Ь22

Рабочий инструмент при величине реза свыше 30 мм Ь23

Тип рабочего инструмента Секционный инструмент Ьз1

Цельный инструмент с крепежными полками Ь32

Цельный инструмент с фланцем Ьзз

Варианты установки рабочего инструмента Установка инструмента на поверхности плит Ь41

Установка инструмента на монтажной плите Й42

Инструмент с запрессовкой в держатель Й43

Инструмент с запрессовкой в плиты Й44

Тип контура реза Рабочий инструмент с замкнутым контуром реза Ь51

Рабочий инструмент с разомкнутым контуром реза Ь52

Продолжение таблицы А.2

Наименование группы состояний Признаки группы (рабочий инструмент (Ио)) Обозначение группы состояний (строчка матрицы)

Форма контура реза Некруглая форма Ьб1

Круглая форма Ьб2

Вид посадочной части рабочего инструмента Инструмент с лысками на посадочной части Ь71

Инструмент с призматической посадочной частью И72

2 уробень

1 уробень

Ь уробень

3 уробень

3 уроЬень

í уробень

1 уробень

Узлы удаления и прижима материала (Уо)

Удаление отхода на провал (У21>

Механизм удаления материала <Уп)

Механизм удаления полуфабриката и отхода по склизу (угг)

Неподвижный механизм удаления (Уп)

Механизм удаления и прижима материала (Уп)

Подвижный дуфернь, й механизм

(У-о)

Подвижный пружинный механизм (у-а)

Подвижный механизм с клиновым (У-и)

Задание движения за счет дополнительного / (У51)

Механизм с направлением движения (ум)

Задание движения за счет подвижных частей штампа (У5г)

Механизм дез специального направления движения (уа)

Механизм с направлением Механизм с направлением Механизм с направлением Механизм с направлением

за счет направ. втулок за счет ступен. винтов за счет направ. скод за счет напраб. колонок

(у к) (уп) (у™) (Утд

Механизм с направляющими планками

Механизм Вез сущест. сдвигающих усилий (У»)

Транспортные узлы

(и)

1 уробень

Транспортные узлы б штампах, плиты которых быпалнены б биде отлибки (Ш

Транспортные узлы б штампах, плиты которых быпалнены б биде проката (Ьг)

2 уробень

Транспортные узлы, устанобленные б плите берхо

Ш

Транспортные узлы, устанобленные б плите низа

(иг)

3 уробень

Транспортные злементы, изготобленные отдельно от штампобых плит

ы

Транспортные злементы, быполненные заодно с плитами штампа (Ьг)

Транспортные злементы с резьдобой областью на поберхности

ы

Транспортные злементы с крепежными отберстиями

(иг)

5 уробень

Штыри резьдобые (иг)

Цапфы накладные Винты грузобые

(из)

' накладные Прилибы транспортные

(и,) (и5)

■о

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

Свидетельство о государственной регистрации базы данных

УТВЕРЖДАЮ

т:—жиил

¿4_2015 г.

^^^^^адьный директор

машиностроительного

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

программы «Автоматизированная система для проектирования последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки»

Настоящий акт подтверждает, что в ООО «ВМЗ» внедрена программа «Автоматизированная система для проектирования последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011614118), разработанная в Тольяттинском государственном университете Почекуевым E.H., Скрипачевым A.B., Шенбергер П.Н. Программа предназначена для создания типовых конструкций разделительных штампов с помощью системного подхода на основе иерархической структуры конструкции, состоящей из параметризованных механизмов и узлов.

Программа «Автоматизированная система для проектирования последовательных разделительных штампов вырубки листовой заготовки» была внедрена в ООО «ВМЗ» в период с июня по август 2015 г. Программа использовалась для проектирования различных конструкций последовательных разделительных штампов для крупной листовой штамповки для оборудования Innochenti 500, Innse 500.

Загрузка данных из *.ё11-файлов программы выполнялась из пользовательского интерфейса программы NX (Siemens PLM Software).

В процессе использования программы была задействована компьютерная база параметризованных данных и знаний, сформированная в виде библиотеки ЗО-мастер-моделей узлов и механизмов штампа (свидетельство о государственной регистрации БД № 2011620509, авторы: Почекуев E.H., Скрипачев A.B., Шенбергер П.Н.).

Использование программы позволило получить электронные модели штампа, сформированные на основе узловой параметризации, что привело к снижению трудоемкости проектных процедур в отличие от моделей* созданных из отдельных параметризованных деталей.

Начальник отдела КО __ Н.Я.Халитов

« / » ОТ- Z6T5 г.