
книги из ГПНТБ / Головлев, В. Д. Расчеты процессов листовой штамповки. Устойчивость формообразования тонколистового металла
.pdfпружиненпя и связанного с ним увеличения кривизны панели по сравнению с расчетными, то возможно значительное сниже ние устойчивости панели.
Важным условием устранения первоначальных неровностей заготовки и снижения пружшіенпя панели является увеличение
пластических деформаций |
заготовки |
в |
процессе вытяжки |
|
или |
||||||
|
|
|
обтяжки. Этого можно достиг |
||||||||
|
|
|
нуть двумя путями: |
созданием |
|||||||
|
|
А-А |
дополнительного |
натяжения |
|||||||
|
|
|
заготовки |
при |
формообразова |
||||||
|
|
|
нии |
и использованием для |
за |
||||||
|
|
|
готовки металла, обладающего' |
||||||||
|
|
|
высокими пластическими |
свой |
|||||||
|
|
|
ствами, малым пределом теку |
||||||||
|
|
|
чести. |
|
|
заготовки |
|
прн |
|||
|
|
|
Натяжение |
|
|||||||
|
|
|
вытяжке |
достигается |
обычно- |
||||||
|
|
|
установкой во |
фланце |
|
пере |
|||||
|
|
|
тяжных ребер. В зависимости |
||||||||
|
|
|
от необходимой силы натяже |
||||||||
|
|
V |
ния ставят один или несколько- |
||||||||
|
|
рядов |
ребер |
или |
применяют |
||||||
|
|
|
перетяжные пороги, обеспечи |
||||||||
|
|
|
вающие более сильное тормо |
||||||||
|
|
|
жение заготовки. Натяжение- |
||||||||
Рис. 51. |
К расчету на устойчивость |
заготовки |
при |
вытяжке |
в |
це |
|||||
(хлопок) наружной панели |
двери |
лях |
предотвращения |
хлопка |
|||||||
|
автомобиля |
|
в пологих облицовочных пане |
||||||||
|
|
|
лях широко применяется на- |
||||||||
|
|
|
практике [52, 71]. |
|
|
|
|
||||
Использование листового металла с низким пределом теку |
|||||||||||
чести |
облегчает процесс |
пластического |
формообразования. |
Но |
готовая панель должна также обладать и достаточно высоким пределом текучести, чтобы предотвратить возникновение плас тических деформаций при работе панели. Следовательно, листо вой металл, во-первых, должен иметь по возможности болеенизкий предел текучести в исходном состоянии (перед формо образованием) и, во-вторых, достаточно высокий предел теку чести после формообразования. Этим требованиям удовлетво ряет листовой металл с высокой способностью к упрочнению.
Типичным примером пологих облицовочных деталей является
наружная панель двери автомобиля ЗИЛ-130, |
ее нижняя часть, |
||
(рис. 51) |
с размерами а»800 мм и 6 —700 мм |
(через h обозна |
|
чена высота выпучиваемой части |
панели). Материал панели — |
||
листовая |
сталь 08 толщиной |
/ = 0,9 мм, |
£ = 2-106 кгс/мм2,. |
ат= 20 кгс/мм2, ѵ = 0,3. |
|
|
Средние значения приращения стрелы подъема Аh0 для участков вблизи точек 1—7 вдоль сторон а и b равны соответст-
130
венно 0,25 и 0,15 мм. Замеры Д/г0 производились индикатором,
установленным на скобе с базой /=80 мм. |
|
получим |
||||||
По |
формулам |
(274), |
используя |
значения ДЛо, |
||||
pt= 5300 мм, р2=3200 мм; при этом стрела подъема |
/г0=17 мм. |
|||||||
Далее по формулам (277) |
находим: /гі=!35, k2= 171 |
и kx + k2= |
||||||
= 306. |
Принимая |
во внимание, |
что |
= 0,875, |
из формулы (283) |
|||
имеем |
Ф = 17,2. Следовательно, |
выполняется |
не только |
правая |
||||
часть |
неравенства |
(285), но и неравенство |
(286), т. |
е. |
по рас |
чету данная панель должна обладать высокой устойчивостью. Однако в действительности панель легко давала хлопок и вы хлоп на центральном участке. Это можно объяснить местным спрямлением вблизи точки 3 по направлению стороны а, где радиус кривизны оказался в 2,5 раза больше р*.
По формуле (287) при /г' = /г0=17 мм о = 27 кгс/мм2 и можно -считать, принимая во внимание наклеп металла вытянутой панели, что в данном случае неравенство (288) будет выпол няться даже при хлопке.
Таким образом, повышение устойчивости формы и предот вращение хлопка панелей может быть достигнуто тщательной правкой листа, применением металла с высокой способностью к упрочнению, дополнительным натяжением заготовки при фор мообразовании, увеличением жесткости заделки кромок панели. Предпочтительной формой выпуклой пологой облицовочной панели является круговая панель переноса, обладающая сравни тельно высокой устойчивостью и упрощающая изготовление вы тяжного штампа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Алексеев С. А. Расчет круглой упругой мембраны под равномерной нагрузкой. — «Инженерный сборник». Институт механики АН СССР. М.—Л., Изд-во АН СССР, т. 25, 1959, с. 64—SO.
2.Алексеев Ю. Н. Вопросы пластического течения металлов. Харьков,
Изд-во Харьковского университета, 1958, 188 с.
3.Болховитинов Н. Ф. Свойства и применение листовой стали для хо лодной штамповки. М., Мяшпіз, 1962, 84 с.
4.Волыѵіир А. С. Устойчивость деформируемых систем. М., «Наука», 1967, 984 с.
5.Гениев Г. А., Чаусов Н. С. Экспериментальное исследование устойчи вости металлических оболочек. — Сб. ЦНИПС «Исследования по вопросам
строительной |
механики |
и теории |
пластичности». М., Госстройиздат, |
1956, |
|
с. 233—266. |
|
|
|
|
|
6. |
Головлев В. Д. Влияние анизотропии листовой заготовки на образо |
||||
вание |
складок |
при вытяжке. — «Кузнечно-штамповочное производство», 1964, |
|||
№ 10, с. 18—22. |
|
|
|
||
7. |
Головлев В. Д. Вторичные полосы скольжения при пластическом ра |
||||
стяжении анизотропного |
листового |
металла. — «Машиноведение», 1969, |
№ 3, |
с. 111—114.
8. Головлев В. Д. О критериях устойчивости при двухосном пластическом
растяжении. — «Машиноведение». 1966, |
6, с. 120—123. |
9.Головлев В. Д. О способности металла к глубокой вытяжке. — Сб.
института машиноведения АН СССР «Новые процессы обработки металлов давлением». М., «Наука», 1962, с. 135—-143.
10.Головлев В. Д. Складкообразование анизотропного листа при вы
тяжке.— Сб. Института машиноведения АП СССР. 1967, с. 118—135.
11.Головлев В. Д. Устойчивость двухосного растяжения анизотропного листа. — «Машиноведение», 1966, ,Ѵ° 2, с. 112—120.
12.Григорьев А. С. Исследование работы круглых мембран при больших
прогибах за пределом упругости.'— «Инженерный сборник». Институт меха ники АН СССР, изд-во ÄH 'СССР, т. IX, 1951, с. 99—112.
13.Губкин С. И. и др. Основы теории обработки металлов давлением, М., Машгнз, 1959, 539 с.
14.Гун Г. Я.. Полухин П. И., Полухин В. П. Пластическое формоизме нение металлов. М.. «Металлургия». 1968, 416 с.
15.Жуков А. М. Пластические свойства и разрушение стали при двух
осном |
напряженном состоянии. — «Инженерный сборник». |
Институт меха |
||
ники АН СССР, изд-во АН СССР, т. 20, 1954. |
листовой |
вытяжке. — Сб. |
||
16. Звороно Б. |
П. Вычисление усилий при |
|||
«Новое |
в области |
штамповочной технологии». М., |
Машгнз, |
1951, с. 41—45. |
17.Ильюшин А. А. Пластичность. М., Гостехпздат, 1948, 376 с.
18.Исаченков Е. И. Штамповка резиной и жидкостью. М., «Машино строение», 1967, 367 с.
19.Казаков Ю. П. Деформации и напряжения при вытяжке деталей
сложной формы. — «Кузнечно-штамповочное производство», 1960, № 10, с. 1—4.
132
20. |
Качанов Л. |
М. Основы теории пластичности. М., «Наука», 1969,420 с. |
|
21. |
Колесников |
Н. П. Об оценке способности тонколистового металла к |
|
вытяжке по результатам |
механических испытании. •— «Кузнечно-штамповоч |
||
ное производство», |
1962, ,№ |
1, с. 66—83. |
22.Королев А. А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокат ных станов. М., «Металлургия», 1969, 462 с.
23.Колтунов М. А. Учет конечных перемещении в задаче об изгибе и устойчивости пластинок и пологих оболочек. — Вестник Московского универ ситета, серия «Математика и механика», 1952, № 5, с. 13—28.
24.Корнеев Н. И., Скугарев И. Г. Основы физико-химической теории обработки металлов давлением. М„ Машгнз, 1960, 316 с.
25.Корнишин М. С., Муштари X. М. Устойчивость бесконечно длинной пологой цилиндрической панели под действием нормального равномерного
давления. — «Известия Казанского филиала АН СССР. Серия физико-мате матических и технических наук», вып. 7, 1955, с. 36—50.
26.Кухтаров В. И. Холодная штамповка. М., Машгнз, 1962, 403 с.
27.Лехницкий С. Г. Анизотропные пластинки. М., Гостехнздат, 1957, 463 с..
28.Матвеев А. Д. Испытание листового металла на осесимметричное ра
стяжение.— «Кузнечно-штамповочное производство», 1971, jsTg 9.
29.Моисеев В. Г. и др. Правильно-растяжная машина для правки листовбез отходов. — Труды ВНИНМЕТМАШ, сб. № 33, 1972.
30.Мошниц Е. Н. Гибка, обтяжка и правка на прессах. М., Машгнз, 1959, 360 с.
31.Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел (пер. с аигл.),М.,. ИЛ, 1954, 647 с.
32.Никереев В. М. Расчет безмоментноп пологой оболочки на постоян
ную |
вертикальную |
нагрузку. — «Строительная механика и расчет сооруже |
нии». |
1959. № 6, с. |
1—9. |
33.Норицын И. А. Теоретический анализ процесса вытяжки листового металла. — Сб. МАМИ «Исследование процессов штамповки и их технологи ческих параметров, М., М'ашгпз, 1955.
34.Орленко Л. П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках. М., «Машиностроение», 1964, 167 с.
35.Паловко Я. Г., Губанова И. И. Устойчивость и колебание упругих, систем. М., «Наука», 1963, 336 с.
36.Погорелов А. В. Геометрические методы в нелинейной теории упру гих оболочек. М„ «Наука», 1967, 280 с.
37.Попов С. М. Устойчивость свободно опертых пластинок за пределом
ѵпрѵгости. — «Инженерный сборник». И н с т и т у т механики АН СССР, |
изд-во |
|
АН СССР, т. IX, 1951, с. 65—98. |
|
при |
38. Прудников М. И. Предельные деформации листового металла |
||
двухосном растяжении — «Кузнечно-штамповочное производство», 1962 |
№ 8, |
|
с. 20—23. |
|
|
39. Победин И. С., Моисеев В. Г., Нистратов А. Ф., Розанов Б. В. Пра- |
||
внлыю-растяжная машина для правки полос из рулона.—-«Вестник |
маши |
|
ностроения», 1968, № 1, с. 47—48. |
|
|
40.Работнов Ю. Н. О равновесии сжатых стержней за пределом про порциональности.— «Инженерный сборник». Институт механики АН СССР, изд-во АН СССР, т. II, 1952, с. 123—126.
41.Рогоза Г. Д. Выбор листовой стали и ее рациональное применение
при производстве |
кузовов. — «Автомобильная |
промышленность», |
1963, |
3. |
42. Ренне И. |
П., Иванова Э. А., Бойко Э. |
А., Филпгаров Ю. |
М. Нерав |
номерность деформации при плоском пластическом течении. Ч. 1. Стационар
ное |
плоское течение. Тѵла, Изд-во |
Тульского |
политехнического института, |
|
1971, |
157 с. |
|
|
|
43. |
Р ж а и и ц ы и А. Р. К вопросу о процессе разрушения материала при |
|||
растяжении. — Сб. «Исследования по |
вопросам |
строительной механики и тео |
||
рии пластичности». ЦНИПС. М., Госстроііпздат, |
1956. |
|||
44. |
Ровинский Г. Н. и др. (под |
ред. В. Д. Головлева). Холодная штам |
||
повка в |
машиностроении. М., Машгнз, |
1954, 279 |
с. |
133»
45.Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. М.—Л., «Машиностроение», 1971, 782 с.
46.Рубенкова Л. А., Казаков Ю. П. Анализ процесса вытяжки детален
сложной формы в условиях производства. М„ |
НТО Машпром, |
1964, 72 с. |
|||
47. Рузанов Ф. И. Локальная устойчивость тонких заготовок, в условиях |
|||||
двухосного растяжения. — Сб. Института машиноведения |
АН |
СССР «Иссле |
|||
дование пластического течения металлов». М., |
«Наука», |
1970, |
с. 74—85. |
||
48. Рузанов Ф. И. О потере устойчивости |
тонких анизотропных пластин |
||||
и пологих оболочек в пластической |
области. — Сб. Института |
машиноведения |
|||
АН СССР «Пластическое течение |
металлов». М., «Наука», |
1968, |
с. 44—52. |
49.Рыбарж А. А. Материалы для глубокой вытяжки. М., Машгиз, 1959,
191 с.
50.Серепьев В. В. Опыт построения вытяжных переходов для облицо вочных деталей автомобилей. М., Машгиз, 1958, 97 с.
51.Смнрнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому де формированию. М.—Л., Машгиз, 1961, 463 с.
52.Сорокин Б. В. Конструкции штампов для облицовочных деталей. М., НТО Машпром, 1964, 39 с.
53.Сторожев М. В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. 'М., «Высшая школа», 1963, 389 с.
54. Тарновский И. Я., Поздеев А. А., Ганаго О. А., Колмогоров В. Л. и др. Теория обработки металлов давлением (Вариационные методы расчета усилим и деформаций). М., Металлургиздат, 1963, 672 с.
55.Титлянов А. Е., Щеглов Б. А. Влияние нормальной анизотропии на результаты испытаний листовых металлов на двухосное растяжение. «Ма шиноведение», 1968, № 2, с. 106—114.
56.Томленое А. Д. Пластическое деформирование металлов. М., «Метал лургия», 1972, 408 с.
57.Третьяков Е. М. Свойства дрессированной стали. М., НТО Машпром,
1964, 40 с.
58. Феодосьев В. И. К расчету хлопающей мебмраиы. — «Прикладная математика п механика», т. X, вып. 2, 1946, с. 295—300.
59.Фридман Я. Б., Зилова Т. К., Демина Н. И. Изучение пластической деформации и разрушения методом накатных сеток. М., Обороигнз, 1962,188 с.
60.Хилл Р. Математическая теория пластичности (пер. с англ.), Г'остех-
•издат. 1956, 407 с. |
жестко-пластических тел. — «Механика» (сб. |
61. Хилл Р. Устойчивость |
|
переводов). Изд-во ішостр. лит., |
1958, № 3, с. 67—75. |
62.Целиков А. И. и Гришков А. И. Теория прокатки. М., «Металлургия», 1970. 358 с.
63.Шевченко К. Н. Основы математических методов в теории обработки
металлов давлением. М., «Высшая школа», 1970, 351 с.
64.Шенлн Ф. Р. Анализ веса и прочности самолетных конструкций. М„ Обороигнз, 1957, 407 с.
65.Шофман Л. А. Элементы теории холодной штамповки. М., Обороигнз,
1952, 332 с
66. Щеглов .Б. А. К вопросу об испытании листовой стали на двухосное растяжение методом гидравлической вытяжки. — Сб. Института машиноведе ния АН СССР «Исследования в области обработки металлов давлением». М., «Наука», 1960, с. 38—44.
67. Шевелев В. В., Яковлев С. П. Анизотропия листовых материалов и ее
влияние на вытяжку. М., «Машиностроение», 1972, 134 с. |
|
|||
68 |
Filon L. On |
approximate solution for the bending |
of a blam of restan- |
|
gular cross — section |
under any sistern of load, «Phil. Trans», vol. 201, ser A, |
|||
1903, p. 63—155. |
|
|
|
|
69. |
Hillier M. J. Tensible |
plastic instability under complex strass. «Interna |
||
tional |
Journal of Mechanical |
Sciences» vol. 5, N 1, 1963, |
p. 57—67. |
|
70. Jackson L. R., Smith K. F., Lankford W. T. Plastic Flow in anisotropic |
||||
sheet metal. «Metals |
Technology», Tech. Pub. 2440, Vol. |
15, N 5, 1948. |
134
43, |
71. Law |
L. W. Stretch — draw forming. «Sheet Metal Industries», 1966,. |
|||||
N 474, p. 748—760. |
|
|
|
|
|||
and |
72. Lylet L., Wybo M. An Investigation into the effect of plastic anisotropy |
||||||
rate of |
workhardening in deep drawing. «Sheet Melal |
Industries», |
Vol. 41. |
||||
N |
450, Oct. |
1964. |
in |
deep — drawing |
operations, |
«Journal |
|
of |
|
73. Senior B. W. Fiang wrinkling |
|||||
the Mech. and Phys. of Solids». Vol. |
4, |
N 4, 1956. |
|
|
74.Swift H. W. Plastic instability under plane strees. «Journal of the Mech, and Phys. of Solids» Vol. 1, N 1, 1952.
75.Wacquez P., Van Daele R. Influence du phosphore et du cuivre sur
l’anisolropie et i’aplitude a l’emboutissage d’acier extradoux effervescent. «Metalurgie» (Belg), 1966, 6. N 3, pp. 87—103.
76. Wh i t e l e y |
R. L. The importance of directionality |
in drawing |
quality |
sheet steel «Trans, |
of Anier. Society for Metals», vol. 52, |
1960, p. 154. |
|
|
|
f |
V |
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
|
Предисловие |
............................................................................................................ |
|
3 |
|
Глава I. Потеря |
устойчивости |
формообразования листового металла |
5 |
|
1. |
Вытяжка деталей сложной ф ор м ы ............................................................. |
5 |
||
2. |
Устойчивость упруго-пластического равновесия ................................. |
7 |
||
3. |
Коитеоии |
устойчивости................................................................... |
9 |
|
4. Типы потери устойчивости формообразования........................................ |
11 |
|||
Глава II. Пластическая анизотропия листового м еталла................................. |
13 |
|||
1. |
Условие пластичности анизотропного м е т а л л а ........................................ |
13 |
||
2. |
Зависимости между напряжениями и деформациями . . . . |
15 |
||
3. |
Частные случаи анизотропии......................................................................... |
22 |
||
4. |
Зависимость между интенсивностями напряжений и деформации |
29 |
||
5. |
Решение технологических |
задач с учетом анизотропии . . . . |
34 |
|
Глава III. Устойчивость деформации листового металла при растяжении |
42 |
1. |
Сосредоточенное утонение......................................................................... |
|
42 |
|
|||
2. |
Вторичные |
полосы скольжения............................................................ |
|
52 |
|
||
3. |
Экспериментальные д а н н ы е .................................................................. |
|
57 |
|
|||
Глава IV. Устойчивость деформации сжато-растянутых участков |
|
листа |
64 |
||||
1. |
Схема выпучивания элемента л и с т а ............................................................ |
листа |
64 |
||||
2. |
Работа |
внутренних |
сил при выпучивании анизотропного |
65 |
|||
3. |
Выпучивание фланца изотропной заготовки.............................................. |
|
|
69 |
|||
4. |
О повышении устойчивости сжато-растянутых участков заготовки |
32 |
|||||
5. |
Влияние |
анизотропии па выпучивание..................................................... |
|
|
об |
||
6. |
Способы устранения |
волнистости.................................................................. |
растя |
88 |
|||
7. |
О формообразовании тонколистового металла одноосным |
|
|||||
8. |
жением |
|
............................................................ |
' .................................... |
|
95 |
|
О технологических расчетах на устойчивость формообразования |
105 |
||||||
Глава V. Выпучивание листового металла при правке растяжением |
. . |
109 |
|||||
1. |
Исходные |
зависимости.............................................................................. |
|
|
109 |
||
2. |
Выпучивание п ол осы .................................................................................... |
|
|
ІИ |
|||
3. |
Повышение устойчивости полосы................................................................ |
|
|
119 |
|||
Глава VI. Об устойчивости формы пологих облицовочных панелей, |
изго |
|
|||||
товляемых |
вытяжкой...................................................................................... |
|
|
121 |
|||
1. |
Потеря устойчивости |
панелей....................................................................... |
|
|
121 |
||
2. |
Влияние |
начальных |
искривлений................................................................. |
|
• |
128 |
|
3. Панели, получаемые вытяжкой н обтяжкой........................................ |
|
129 |
|||||
'Список литературы............................................................................................. |
|
|
132 |