Повышение эффективности изготовления поковок сложной формы на основе совершенствования процессов комбинированного выдавливания

• Автор: Бильчук, Мария Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Ресурсосберегающие технологии горячей объемной штамповки

1.2. Температурная интенсификация процессов объемной штамповки

1.3. Дефекты, возникающие при объемной штамповке

1.4. Методы исследования процессов объемной штамповки

1.4.1. Инженерные методы оценки НДС очага деформаций

1.4.2.Энергетические методы расчета НДС и силовых параметров

1.5. Цель исследования и постановка задач

Глава 2. Разработка технологии безоблойной штамповки деталей типа тройников с увеличенным диаметром фланцевой части
2.1. Описание разработанной технологии штамповки детали тройник с увеличенным диаметром фланца
2.2. Теоретический анализ силовых параметров технологического процесса
2.2. Сравнительный анализ изменения технологической силы процесса деформирования по математическим и компьютерным моделям
Выводы к главе
Глава 3. Теоретический анализ температурных параметров технологических процессов
3.1. Модель теплообмена в системе «поковка-инструмент» при штамповке..
3.2. Определение предельной степени пластичности
Выводы к главе
Г лава 4. Экспериментальное исследование разработанной технологии
4.1. Экспериментальная штамповка корпусных деталей по предложенной технологии
4.2. Экспериментальное исследование силовых параметров
4.2.1. Регрессионный анализ
4.3.2. Методика определения сил штамповки
4.4.3. Обработка результатов экспериментальной штамповки вентильной головки и золотника

Общие выводы
Литература
Приложение №
Результаты расчета силовых параметров при штамповке корпусной детали тройник на 1-ом переходе
Приложение №
Результаты расчета силовых параметров при штамповке корпусной детали тройник на 2-ом переходе
Приложение №
Результаты расчета силовых параметров при штамповке
вентильной головки
Приложение №
Результаты расчета силовых параметров при штамповке
золотника
Приложение №
Результаты расчета тепловыделения при штамповке вентильной головки и золотника
Приложение №
Результаты расчета предельной степени пластичности при штамповке вентильной головки и золотника
Приложение №
Результаты расчета распределения температуры в поковке золотник в процессе пластического деформирования
Приложение №
Экспериментальная штамповка вентильной головки и золотника как представителей деталей типа фланцев
Приложение №
Приложение №

Введение
Актуальность работы. В отечественной промышленности распространены детали типа фланцев и тройников, в частности, в арматуростроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности, строительной индустрии. Отрасль арматуростроения на сегодняшний день вполне продвинута и конкурентоспособна, однако актуален вопрос повышения эффективности производства и снижения себестоимости подобных изделий.
На сегодняшний день освоен ряд технологий горячей объемной штамповки поковок фланцевого типа. Традиционным методом их изготовления является облойная штамповка в открытых штампах. Среди главных преимуществ этого метода можно выделить высокую производительность и возможность получения относительно точных поковок простой формы. Однако у рассмотренного метода есть ряд недостатков:
увеличенный расход металла, из-за наличия облоя и больших припусков и напусков, снижающих коэффициент использования металла. Облой является технологической необходимостью, т.к. он обеспечивает заполнение полости штампа, но потери металла при штамповке могут достигать 25% и более. Наличие облоя увеличивает силу деформирования и требует дополнительного оборудования для проведения операции обрезки;
потребность в сравнительно больших технологических силах, из-за воздействия инструмента на всю площадь заготовки и наличия облоя требует завышенные мощности нагревательного и штамповочного оборудования;
производство деталей сложной формы (типа крестовин зубчатых колес, сплошных и полых ступиц с периферийными элементами в виде ребер, отростков, выступов и др.) средствами облойной штамповки становится особенно затратным из-за высокой трудоемкости последующей механической обработки.
Повысить эффективность изготовления деталей типа фланцев и тройников, а также устранить вышеуказанные недостатки позволяет технология

На первом переходе за счет обратного и поперечного выдавливания составным пуансоном, состоящим из основной части 1 и концевой части 6, формируется внутренняя полость, и полностью оформляются отростки. Конусная часть 2 крепится к основной части 1 за счет впадин и удерживается на посадке с натягом.
После осуществления процесса пластического деформирования заготовки в горячем состоянии на первом переходе пуансон 1 возвращается в исходное положение, при этом концевая часть 6 фактически удерживаемая на горячей посадке (обусловленной температурным сужением полуфабриката), остается в донной зоне поковки 3. В результате пластического деформирования заготовки в горячем состоянии на первом переходе получают поковку типа «стакан» 3 с толщиной боковой стенки Б. Далее выполняют замену пуансона, после чего производят дальнейшее формообразование поковки 3.
На втором переходе осуществляется одновременная высадка и раздача заготовки в виде тройника с образованием фланца в верхней его части. Набор металла для формообразования фланца происходит за счет раздачи боковой стенки поковки 4 (толщиной 8 и высотой Н) ступенчатым пуансоном с конической частью 2 (угол наклона образующей конуса 10... 15° [35]), а окончательное формирование фланца - за счет высадки.
После осуществления деформирования на втором переходе пуансон 2 и пуансонодержатель возвращаются в исходное положение (на расстояние от матрицы 5, достаточное для помещения в нее заготовки и извлечения из нее поковки 4). Концевая часть 6, оставшаяся в поковке после первого перехода, и имеющая массу в несколько раз меньшую массы последней, за счет теплопередачи от охлаждающейся поковки 4, подвергается нагреву. Твердость концевой части 6 при этом падает за счет отпуска, что позволяет удалить ее резанием во время механообработки внутренней полости поковки 7.
Из уровня техники известен способ высадки фланцев, расположенных в верхней части стакана, в соответствии с которым во всех случаях во избежание