ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 8011А НА ПРЕДЕЛЬНЫЙ УГОЛ ИНКРЕМЕНТАЛЬНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-2(44)-79-86Ключевые слова:
инкрементальное формообразование, предельные деформационные возможности, алюминиевый сплав 8011А, анизотропия механических свойствАннотация
Представлены результаты экспериментального исследования влияния анизотропии механических свойств листовых заготовок на предельный угол инкрементального формообразования. По разработанным маршрутам холодной прокатки в сочетании с термической обработкой листов из алюминиевого сплава 8011А получены образцы с различными коэффициентами поперечной деформации. Рассчитано усредненное значение показателей анизотропии в плоскости листа и коэффициент плоскостной анизотропии. На специальном стенде, состоящем из промышленного робота KR 160 R1570 nano, рамы для фиксации заготовки и бесконтактной оптической системы измерения деформаций Vic 3D, получены значения предельного угла инкрементального формообразования. На основании полученных значений были построены зависимости распределения главных деформаций e1 и e2 в направлении прокатки по образующей для листов с различными показателями анизотропии. Определено, что характер распределения деформации одинаков для рассматриваемых образцов. От центра к краю заготовки деформации увеличиваются до предельной величины (участок криволинейной образующей), а затем уменьшаются до нуля (область перехода от образующей ко дну). Однако, главные деформация и положение максимума для листов с показателем анизотропии Δμ > 0 выше, чем для листов с Δμ < 0. Затем для изготовленных листов был определен предельный угол инкрементального формообразования, равный 67,8º для образцов с положительным показателем плоскостной анизотропии и 47,6º для образцов с отрицательным. Полученные результаты в совокупности с положением трещины на конических деталях свидетельствуют о существенном влиянии анизотропии механических свойств на процесс инкрементального формообразования.
Библиографические ссылки
Кривошеин В.А., Анцифиров А.А., Майстров Ю.В. Перспективы использования технологий инкрементальной формовки в современном производстве // Известия вузов. Машиностроение. 2014. № 11 (656). С. 84–89.
Гречников В.Ф., Сурудин С.В., Ерисов Я.А., Де Алваенга Р. Современное состояние теории и технологии инкрементального формообразования // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20. № 3. С. 119–137. https://doi.org/10.18287/2541-7533-2021-20-3-119-137
Кугультинов С.Д., Малышев Г.Н. Симоненко К.Е. Повышение эффективности производства на основе укрупненного автоматизированного проектирования и нормирования технологических процессов // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2007. № 4. С. 93.
Portman V.T. Stiffness evaluation of machines and robots: minimum collinear stiffness value approach // Journal of Mechanisms and Robotics. 2011. Vol. 3. No. 1. P. 9. https://doi.org/10.1115/1.4003444
Bhattacharya A., Maneesh K., Venkata – Reddy N., Cao J. Formability and surface finish studies in single point incremental forming // MSEC2011-50284. 2011. P. 621–627. https://doi.org/10.1115/MSEC2011-50284
Lu B., Fang Y., Xu D.K., Chen J., Ai S., Long H., Ou H., Cao J. Investigation of material deformation mechanism in double side incremental sheet forming // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2015. Vol. 93. Р. 37–48. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2015.03.007
Gatea S., Lu B., Ou H., McCartney G. Numerical simulation and experimental investigation of ductile fracture in SPIF using modified GTN model // MATEC Web of Conferences. 2015. Vol. 21. https://doi.org/10.1051/matecconf/20152104013
Silva M.B., Nielsen P.S., Bay N., Martins P.A.F. Failure mechanisms in single-point incremental forming of metals // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. Vol. 56. Р. 893–903. https://doi.org/10.1007/s00170-011-3254-1
Schafer T., Schraft R.D. Incremental sheet metal forming by industrial robots // Rapid Prototyping Journal. 2005. Vol. 11. No. 5. P. 278–286. https://doi.org/10.1108/13552540510623585
Ham, M., Jeswiet, J. Single point incremental forming and the forming criteria for AA3003 // CIRP ANNALS. 2006. Vol. 5. No. 1. P. 241–244. https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60407-7
Jeswiet, J., Micari, F., Hirt, G., Bramley, A., Duflou, J., Allwood, J. Asymmetric single point incremental forming of sheet metal // CIRP ANNALS. 2005. Vol. 54. No. 2. P. 88–11. https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07 60021-3
Verbert J. Computer aided process planning for rapid prototyping with incremental sheet forming techniques. PhD Thesis. Katholieke Universiteit Leuven, 2010.
Allwood J.M., Braun D., Music O. The effect of partially cut-out blanks on geometric accuracy in incremental sheet forming // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. No. 11. P. 1501–1510. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.04.008
Третьяков, Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестник Пермского государственного технического университета. Механика. 2011. № 2. С. 92–100.
Vic-3D Correlated Solutions. Руководство по проведению испытаний. 2009. 64 с.
Vic-3D Correlated Solutions. Справочное руководство. 2010. 109 с.
Hussain G., Gao L. A novel method to test the thinning limit of sheet metal in negative incremental forming // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007. Vol. 47. No. 3-4. P. 419–435. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2006.06.015
Гречников, Ф.В. Деформирование анизотропных материалов (Резервы интенсификации). Москва:Машиностроение, 1998. 448 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Илья Николаевич Петров, Василий Андреевич Разживин, Тамара Сергеевна Саргаева, Дмитрий Игоревич Воробьев, Алексей Валерьевич Смальцер

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.