Ви є тут

Удосконалювання технологій і оснащення для гарячого штампування просторових тонкостінних конструкцій з титанових сплавів з підвищено точністю геометричних характеристик

Автор: 
Маковецький Володимир Вікторович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2003
Артикул:
3403U000521
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РАЗДЕЛ 2
ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ И ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Расширение номенклатуры, повышение качества и снижение себестоимости
готовой продукции как основное направление научных исследований в области
производства сложнопрофильных изделий из титановых сплавов
Качественная продукция заготовительного производства, в том числе поковки из
титановых сплавов пространственной конфигурации, должна удовлетворять ряду
показателей, в том числе показателям пространственной точности.
Это связано в основном с тем, что после штамповки поковка получает коробление,
заключающееся в искажении ее формы.
При этом величина коробления выходит за пределы припуска назначаемого на
механообработку. Изменение величины регламентированного припуска приведет к
существенному росту производственных затрат, а также возможному изменению
механических свойств изделия. Поскольку такие последствия являются крайне
нежелательными, то было бы целесообразно выполнить исследования, результаты
которых позволили бы разработать мероприятия позволяющие снизить величину
пространственного отклонения поковок до минимально возможного уровня.
В нашем случае целесообразно в первую очередь ограничиться предварительно
выбранным типом штамповок, которые необходимо получать с регламентированными
показателями обеспечения точности необходимой формы изделий.
Для этого мы рассмотрим штамповки коробчатого типа и типа панелей с выступами
как наиболее сложные и одновременно типовые для заготовок деталей продукции
аэрокосмической отрасли, считая, что другие рассматриваемые заготовки не
принципиально отличаются от избранных своей конфигурацией и другими
показателями.
При этом целесообразно исследования провести по следующим направлениям.
Развитие математической модели напряженно-деформированного состояния при правке
гибкой штамповок с целью определения влияния на остаточную кривизну заготовки.
Качественная оценка возможного влияния изменения формы поковки на стадии
штамповки в черновом ручье штампа на последующее коробление с использованием
моделей из пластичного материала.
Исследование процесса штамповки поковок из титана на натурных образцах с целью
определения возможности дополнительного снижения коробления штамповок,
корректировки и уточнения параметров оснастки и регламента процесса штамповки с
целью получения исходных данных для проектирования оснастки, разработки
техпроцесса получения качественных штамповок.
На основании изложенного, можно предложить общую методику исследований данной
проблемы.
Общая методика будет заключаться в следующем:
развитие математической модели процесса деформирования поковок путем правки
гибкой. Сравнение с экспериментальными результатами;
влияние локальных изменений формы поковки в черновом ручье штампа. Штамповка
образцов на основе одной из принятых моделей в обработке давлением из
пластичных материалов;
экспериментальная штамповка натурных образцов поковок выбранного типа;
2.2. Выбор методов теоретических исследований
Требования, предъявляемые на современном уровне к результатам теоретических
исследований и, в частности, к результатам математического моделирования
процессов правки гибкой сложнопрофильных металлоизделий, позволяют уточнять
исходные предпосылки при одновременном использовании достаточно строгого
математического аппарата. В основу математического моделирования
напряженно-деформированного состояния правки гибкой сложнопрофильных заготовок
из титановых сплавов. В его основу было положено численное рекуррентное решение
конечно-разностной формы условия статического равновесия выделенного
элементарного поперечного сечения, рассматриваемого последовательно в процессе
упруго-пластического нагружения и упруго-пластической разгрузки. Реализация
данного подхода позволит корректно учесть реальный характер распределения
геометрических параметров, а также реальный характер распределения
физико-механических свойств, включая деформационное упрочнение, влияние
температурного фактора и наличие эффекта Баушингера [42].
В последующем, будучи построенной, в соответствии с теорией исследования
операций, включающая постановку и решение задач оптимизационного плана,
развитая численная детерминированная математическая модель
напряженно-деформированного состояния будет использована в качестве целевой
функции. Это позволит применить ее к автоматизированному проектированию
технологических режимов процесса правки гибкой заготовок со сложной формой
сечения профиля различного назначения.
2.3. Выбор методов экспериментальных исследований
Основным предназначением экспериментальных исследований процесса правки гибкой
сложнопрофильных металлоизделий являлась оценка степени достоверности развитой
математической модели и уточнение исходных данных для ее численной реализации.
Непосредственно экспериментальное исследование энергосиловых параметров и
результирующих геометрических характеристик правки гибкой заготовок со сложной
формой поперечнного сечения проводятся на базе опытно -промышленного прокатного
стана 200х260 Донбасской государственной машиностроительной академии (рис.2.1).
Упруго - пластическую деформацию заготовки 1, в этом случае, осуществляют при
помощи опорного валка 2 и электромеханического нажимного механизма 3,
размещенного на станине рабочей клети 4. Кроме того, экспериментальная
установка была оснащена пружинно-механическим механизмом уравновешивания
опорного валка 5 и механизмом его осевой фиксации,
Рис.2.1.Конструкция экспериментальной установки для исследования процесса
правки гибкой сложнопрофильных заготовок на базе промышленно-лаборатор