Оптимизация процесса осадки

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ОСАДКИ

Осадка представляет собой операцию, при проведении которой площадь поперечного сечения заготовки начинает увеличиваться за счет уменьшения ее высоты. При использовании осадки происходит растяжение металла, вызывая тем самым большие напряжения. Перед тем, как проводить осадку, сначала заготовку необходимо нагреть до высокой температуры по всей длине и всему сечению.

Осадку металла применяют в следующих случаях:

- если нужно перепутать волокна в металле или придать волокнам направление, улучшающее качество изделия;

- если начинают проковывать заготовку определенного веса, но недостаточного сечения;

- если нужно изменить литую дендритную заготовку;

- перед прошивкой.

При осадке металла необходимо добиться того, чтобы длина заготовки не превосходила более 2,5 стороны квадрата или ее диаметра. Если длина заготовки будет более 2,5 диаметра, то в процессе осадки может произойти ее искривление. При осадке вся заготовка нагревается равномерно, затем ставится вертикально на нижний боек молота, и под ударами верхнего бойка по торцу начинается увеличиваться ее сечение. В процессе осадки заготовку необходимо постоянно поворачивать вокруг ее вертикальной оси. Для интенсивного процесса специально пользуются круглыми и овальными раскатками. В конце осадки применяют железную полосу шириной 70-80 мм и толщиной примерно 3-4 мм, благодаря чему поковка проглаживается под плоскими бойками.

У короткой заготовки высадка конца или середины производится с помощью колец. Концы заготовки перед высадкой протягиваются на нужный размер.

ОПИСАНИЕ МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ. МЕТОД СКАНИРОВАНИЯ

Оптимальные решения при разработке и реализации технологических процессов обработки металлов давлением принимаются с целью получения изделий высокого качества при минимальных материальных затратах.

Оптимизация – это целенаправленная деятельность, заключающаяся в получении наилучших результатов при соответствующих условиях. В математике оптимизация связана с нахождением оптимума некоторой функции. Если рассматриваемая функция является функцией одной переменной, в этом случае говорят об одномерной оптимизации. Если на значение аргументов налагаются ограничения в виде равенств и неравенств, то такие задачи называют условными задачами с ограничениями. В противном случае имеем задачу безусловной оптимизации.

Из большого количества методов оптимизации, мы выбрали метод сканирования.

Метод сканирования – перебор с определённо заданной степени точности параметра или параметров.

Оптимальное решение – экстремум функции (максимум и минимум).

Метод сканирования удобно применять через ряд приближений.

В любом методе оптимизации нужно задать интервал неопределённости.

Интервал неопределённости – интервал, в рамках которого, будет исследована функция.

Функция – зависимость одного параметра от других параметров оптимизации.

 

УСЛОВИЯ МОДЕЛИРУЕМОЙ ЗАДАЧИ

Марка стали –AISI 1035 COLD. Коэффициент трения – 0,1.

Кубик с размерами 50х50х50

Количество элементов – 8000. Тип элементов – сетка.

Система измерений – СИ.

Перемещения пуансона – 1мм/с.

Граничные условия: (1: 0: 0); (0: 1: 0); (0: 0: -1).

Для рассмотрения оптимизации процесса осадки мы деформируем 1/8 часть заготовки. Сначала деформация идет по оси Z, степень деформации на первом переходе – 40%, при этом пуансон перемещается на 20 мм, на втором переходе деформация идет по оси Х, происходит осадка на 80 мм.

Рисунок 1. Диаграмма «напряжение-деформация» для сплава AISI 1035 COLD

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОСАДКИ

Таблица 1: Первое приближение.

	Перемещение пуансона
Z	24,99	26,1317	30,6633	37,648	45,2415	56,5314
X	73,14	63,1588	53,1588	43,1588	31,9989	28,2906
	2318,4		56,1	26,1	175,4	797,5

 

Ниже приведён график зависимости номера шага расчета после первого приближения.

Рисунок 2 – График зависимости от номера шага расчета после первого приближения.

 

Таблица 2: Второе приближение.

	Перемещение пуансона
Z	31,08	33,88	36,29	38,99	41,85	45,24
X	53,16	49,16	41,16	41,16	37,16	33,16
	487,53	233,48	23,72	4,7	21,99	145,9

Ниже приведён график зависимости от номера шага расчета после второго приближения.

 

Рисунок 3 – График зависимости от номера шага расчета после второго приближения.

 

Таблица 3: Третье приближение.

	Перемещение пуансона
Z	36,35	36,99	37,65	38,29	38,51	39,69	40,41	41,15	41,74
X	45,16	44,16	43,16	42,16	41,16	40,16	39,16	38,16	37,16
	77,61	51,4	30,36	14,97	7,02	0,22	1,56	8,94	20,97

Ниже приведён график зависимости от номера шага расчета после третьего приближения.

Рисунок 4 – График зависимости от номера шага расчета после третьего приближения.

Таким образом после третьего приближения был найдено значение оптимального шага – 116, с точностью 1 мм, при котором параметры X и Z равны: X=39,69; Z=29,99

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: