Исследование приемов расширения технологических возможностей высокоскоростной листовой штамповки

• Автор: Бисилов, Назим Урусланович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Черкесск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л. Обзор и анализ технологических возможностей методов газовой

листовой штамповки

1.2. Цель и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГАЗОВОЙ ШТАМПОВКИ С ДВУХСТОРОННИМ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВКИ

2.1. Метод газовой штамповки с двухсторонним нагревом заготовки

2.2. Теоретический анализ процесса деформации листовой заготовки под двусторонним воздействием газа
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОВОЙ ШТАМПОВКИ С ДВУХСТОРОННИМ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВКИ
3.1. Экспериментальное оборудование для проведения исследований процесса штамповки
3.2. Методика проведения экспериментов и анализ их результатов..
3.3. Оценка технологических возможностей метода газовой штамповки с двухсторонним нагревом заготовки
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАГРЕВА ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ ГАЗОВОЙ ШТАМПОВКЕ С ДВУХСТОРОННИМ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВКИ
4.1. Анализ процесса нагрева листовой заготовки при двустороннем воздействии горячего газа
4.1.1. Закон изменения температуры и давления газа в период горения топливной смеси
4.1.2. Оценка нагрева заготовки с учетом охлаждения газа
4.2. Экспериментальные исследования процесса нагрева заготовки при
газовой штамповке с двухсторонним нагревом заготовки
4.2.1. Экспериментальное оборудование для исследования процесса нагрева листовой заготовки
4.2.2. Методика проведения экспериментов по измерению температуры
заготовки и анализ их результатов
4.3. Определение расхода топлива
5. РАЗРАБОТКА, СОЗДАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ ДВУСТОРОННИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ЗАГОТОВКУ ГОРЯЧЕГО ГАЗА
5.1. Разработка устройств для листовой штамповки двусторонним воздействием на заготовку горячего газа
5.2. Расчет на прочность силовых элементов устройства для штамповки
5.3. Создание и испытание устройства для штамповки
5.4. Разработка системы топливоподачи устройства для листовой штамповки
двусторонним воздействием на заготовку горячего газа
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время для производства деталей машин и аппаратов, кораблей и аэрокосмической техники широко используется листовая штамповка. Детали, получаемые этим методом, имеют высокую прочность и гладкую поверхность. Кроме того, листовая штамповка, обеспечивая высокий коэффициент использования металла, снижает его расход. Чаще всего листовая штамповка осуществляется в холодном состоянии штампуемой заготовки, т.е. при температуре окружающей среды. При такой температуре пластичность большинства металлов и их сплавов сравнительно невысока, поэтому и коэффициент вытяжки при холодной листовой штамповке невысок. В этой связи за один технологический переход удаётся получить только детали относительно простой формы. Детали сложной конфигурации штампуются за несколько технологических переходов. В некоторых случаях между этими переходами производится промежуточный отжиг. Это существенно повышает себестоимость изготовления деталей.
Повышение температуры заготовки увеличивает её пластичность. В интервале температур теплой и горячей обработки пластичность металлической заготовки существенно увеличивается, а её сопротивляемость пластической деформации резко падает. Однако листовая штамповка в горячем состоянии заготовки производится крайне редко ввиду трудности её осуществления. В этой связи разработка новых методов листовой штамповки, обеспечивающих осуществление процесса штамповки в горячем состоянии заготовки, является актуальной задачей.
Газовая штамповка с двухсторонним нагревом заготовки отличается от других методов листовой штамповки, осуществляющихся под действием давления газа, тем, что заготовка вначале под воздействием горячего газа нагревается до заданной температуры и только после этого подвергается деформированию. Метод газовой штамповки с двухсторонним нагревом

Рис. 3.4. Стадии деформации заготовки
При проведении экспериментов использовали круглую стальную заготовку из стали 3 толщиной 1 мм. Для этой стали предел текучести
=300 МПа, а предел прочности ^*=500 МПа [44]. Следовательно, с учётом упрочнения материалов заготовки к концу процесса штамповки <т = 500 мпа. Хогда из зависимости (2.2) следует, что Р=5 МПа, т.е. давление газа в конце процесса штамповки должно быть около 5 МПа. В процессе штамповки газ адиабатически расширяется. Тогда с учетом этого явления давление продуктов сгорания в начале процесса штамповки должно быть порядка 8... 10 МПа. Для этого давление топливной смеси должно быть
1,2... 1,4 МПа. Эти значения давления определены, считая температуру газа постоянной. Однако в данном случае температура газа существенно повышается и поэтому штамповка может быть осуществлена при меньшем давлении топливной смеси. В этой связи одной из задач проводимых экспериментов являлось также определение минимально возможного значения давления топливной смеси, обеспечивающего деформацию плоской заготовки до формы, близкой к полусферической.
Было проведено несколько серий экспериментов. Первая серия экспериментов осуществлялась на установке, схема которой представлена на рис. 2.1, остальные серии - на установке, схема которой показана на рис. 2.2.