ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 8011А НА ПРЕДЕЛЬНЫЙ УГОЛ ИНКРЕМЕНТАЛЬНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Авторы

  • Илья Николаевич Петров Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
  • Василий Андреевич Разживин Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самарский фдемедеральный исследовательский центр Российской академии наук
  • Тамара Сергеевна Саргаева Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
  • Дмитрий Игоревич Воробьев Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
  • Алексей Валерьевич Смальцер Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-2(44)-79-86

Ключевые слова:

инкрементальное формообразование, предельные деформационные возможности, алюминиевый сплав 8011А, анизотропия механических свойств

Аннотация

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.

Биографии авторов

Илья Николаевич Петров, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Василий Андреевич Разживин, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самарский фдемедеральный исследовательский центр Российской академии наук

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Тамара Сергеевна Саргаева, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Дмитрий Игоревич Воробьев, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

студент кафедры обработки металлов давлением

Алексей Валерьевич Смальцер, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

студент кафедры обработки металлов давлением

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

30.06.2023

Как цитировать

Петров, И. Н. ., Разживин, В. А., Саргаева, Т. С. ., Воробьев, Д. И. ., & Смальцер, А. В. (2023). ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 8011А НА ПРЕДЕЛЬНЫЙ УГОЛ ИНКРЕМЕНТАЛЬНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(2), 79–86. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-2(44)-79-86

Выпуск

Раздел

Металлургия и материаловедение