4 Spis treści
1. Wstęp ... 8
2. Cel Pracy ... 11
3. Charakterystyka i podział procesów tłoczenia ... 12
3.1. Wykrawanie ... 13
3.1.1. Przebieg procesu wykrawania ... 14
3.2. Wytłaczanie ... 15
3.2.1. Przebieg procesu wytłaczania ... 15
3.2.2. Ciągnienie części kołnierzowej wytłoczki i rozciąganie dna wytłoczki ... 18
3.2.3. Wady wytłoczek, przyczyny powstawania wad i sposoby ich unikania ... 19
3.2.4. Rozkład grubości wzdłuż tworzącej wytłoczki ... 26
3.2.5. Rodzaje dociskaczy w procesach tłoczenia ... 27
3.2.6. Rola, kryteria i zalety stosowania dociskacza ... 28
3.2.7. Opis stanu naprężenia i odkształcenia w procesie tłoczenia ... 30
3.2.8. Graniczny współczynnik wytłaczania ... 31
3.2.9. Wpływ tarcia na prowadzenie procesu ... 33
3.2.10. Skutki oddziaływania sił tarcia ... 35
3.2.11. Wpływ tarcia na właściwości warstwy wierzchniej ... 35
3.2.12. Narzędzia do tłoczenia ... 36
3.2.13. Prasy do tłoczenia ... 37
3.3. Przetłaczanie ... 38
3.3.1. Sposoby prowadzenia procesu przetłaczania ... 38
3.3.2. Przebieg procesu przetłaczania ... 39
3.3.3. Wady wyrobów przetłaczanych ... 41
3.3.4. Rozerwanie wytłoczki siłą osiową ... 41
3.3.5. Fałdowanie ścianki bocznej ... 42
3.3.6. Pękanie obrzeża wytłoczki ... 43
3.3.7. Przetłaczanie z przewijaniem materiału ... 43
3.4. Wyciąganie ... 44
3.4.1. Przebieg procesu wyciągania ... 44
3.4.2. Stan naprężenia i odkształcenia w procesie wyciągania ... 45
5
3.4.4. Odkształcenia graniczne ... 47
3.4.5. Wyciąganie wytłoczki przez kilka matryc ... 48
3.4.6. Metody wyciągania ... 49
3.4.7. Analiza przebiegu siły w procesie wyciągania ... 50
3.4.8. Równoczesne przetłaczanie i wyciąganie wytłoczek ... 51
4. Zjawisko anizotropii ... 52
5. Przykładowy proces produkcji wytłoczek cienkościennych ... 55
5.1. Charakterystyka procesu produkcji wytłoczek cienkościennych ... 56
5.2. Operacje wykrawania i wytłaczania ... 61
5.3. Operacje przetłaczania i wyciągania ... 62
5.4. Formowanie dna wytłoczki ... 63
6. Testy weryfikacyjne dla wytłoczek cienkościennych ... 66
7. Aluminium i jego stopy ... 69
7.1. Podział i oznaczenie stopów aluminium... 70
7.2. Stopy do produkcji cienkościennych wytłoczek aluminiowych... 71
7.3. Analiza wpływu dodatków stopowych na własności stopu 3104 ... 75
8. Metoda Elementów Skończonych (FEM) ... 78
8.1. Wprowadzenie do metody ... 79
8.2. Model matematyczny ... 79
8.3. Obliczenia numeryczne z zastosowaniem programów do analiz numerycznych typu FEM ... 81
9. Dodatkowa analiza literaturowa i patentowa stanu techniki ... 86
9.1. Analiza ukierunkowana na warunki tłoczenia cienkich taśm ... 91
9.2. Analiza ukierunkowana na odkształcenie w obszarze dna ... 97
10. Teza pracy ... 103
ROZDZIAŁ II ... 104
11. Badania własne ... 104
11.1. Przedstawienie metodologii badawczej ... 104
11.2. Metodologia badawcza, Etap 1 ... 104
11.3. Metodologia badawcza, Etap 2 ... 105
12. Obliczenia numeryczne z wykorzystaniem programu typu MES ... 107
6
12.2. Wybór solvera obliczeniowego ... 110
13. Budowa modelu materiałowego ... 111
13.1. Tworzenie modelu materiałowego do obliczeń numerycznych ... 111
13.2. Wyznaczenie rozkładu grubości na szerokości i długości taśmy ... 112
13.3. Wyznaczenie własności wytrzymałościowych ... 121
13.4. Wyznaczenie krzywej odkształcalności granicznej... 126
13.5. Wyznaczenie krzywej umocnienia ... 131
13.6. Wyznaczenie granicznego stopnia wytłaczania ... 132
13.7. Wyznaczenie chropowatości powierzchni ... 134
13.8. Analiza wielkości i odkształcenia ziarna ... 136
13.9. Wyznaczenie parametrów wejściowych i warunków brzegowych ... 142
13.10. Ustawienia procesowe ... 147
14. Analiza numeryczna procesu kształtowania cienkościennej wytłoczki cylindrycznej ... 150
14.1. Model narzędzi trójwymiarowych do procesu wytłaczania ... 153
14.2. Obliczenia numeryczne procesu kształtowania cienkościennej ... 160
wytłoczki cylindrycznej ... 160
14.3. Proces przetłaczania i wyciągania ... 164
14.4. Model narzędzi trójwymiarowych do przetłaczania i wyciągania ... 168
14.5. Obliczenia numeryczne procesu przetłaczania i wyciągania ... 172
ukształtowanej wytłoczki ... 172
15. Analiza numeryczna procesu formowania dna wytłoczki ... 187
15.1. Model narzędzi trójwymiarowych ... 188
15.2. Obliczenia numeryczne procesu formowania dna ... 190
16. Analiza numeryczna procesu wytłaczania z wstępnym odkształceniem części dennej wytłoczki ... 194
16.1. Wytypowanie geometrii stempla formującego ... 195
16.1.1. Stempel sferyczny wariant 1 ... 196
16.1.2. Stempel sferyczny wariant 2 ... 197
16.1.3. Stempel sferyczny 3 ... 199
16.1.4. Stempel rurowy ... 201
7
16.3. Wytypowanie geometrii układu przytrzymującego część kołnierzową ... 204
16.3.1. Dociskacz płaski ... 205
16.3.2. Dociskacz z progami ciągowymi... 207
16.4. Wytypowane rozwiązanie geometrii zestawu do wytłaczania z wstępnym odkształceniem ... 210
17. Analiza numeryczna procesu przewijania wytłoczki ... 213
wstępnej i jej przetłaczania ... 213
18. Porównanie wytłoczki i przetłoczki po standardowymprocesie do wytłoczki z operacją wytłaczania z wstępnym odkształceniem części dennej ... 219
19. Badanie tłoczności podczas wieloetapowego kształtowania taśmy aluminiowej 223 20. Dokumentacja wykonawcza narzędzi do tłoczenia wstępnego i przetłaczania wytłoczki wstępnej………233
20.1. Wybór prasy do testów laboratoryjnych na zestawie testowym………….233
20.2. Wybór układu realizacji siły docisku ... 234
20.3. Dokumentacja zestawu do wytłaczania z wstępnym odkształceniem części dennej wytłoczki ... 236
20.4. Dokumentacja zestawu przewijania ukształtowanej wytłoczki wstępnej .. 239
21. Stanowisko i narzędzia do prób tłoczenia ... 243
22. Wyniki badań testów laboratoryjnych wytłaczania z wstępnym odkształceniem i przewijania wytłoczki wstępnej ... 246
23. Analiza uzyskanych wyników ... 252
23.1. Porównanie wyników prób laboratoryjnych z obliczeniami numerycznymi 252 23.2. Uzyskana oszczędność materiału ... 258
23.3. Opis potencjału przemysłowej aplikacji opracowanego rozwiązania ... 261
24. Podsumowanie ... 263
Literatura ... 266
Spis tabel ... 272
