Развитие конструкции прессового оборудования и технологии компактирования композиционных материалов для повышения однородности

• Автор: Романова, Оксана Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Глава 1 Анализ современного технологического оборудования и режимов производства композиционных материалов
1.1. Физико-химические и технологические свойства металлических порошков, используемых для компактирования композиционных материалов

1.1.1. Физико-механические свойства композитов из металлических порошков

1.2. Компактирование композиционного материала из металлических порошков

1.2.1. Операции и оборудование для подготовки металлических порошков к пластической обработке

1.2.1.1. Общие сведения

1.2.2. Спекание уплотненных гранул

13. Вторичное прессование порошковых гранул

13.1. Конструктивные схемы технологического инструмента для различных способов прессования порошковых гранул

13.2. Смазки при компактировании и конструкции приспособлений для подвода смазки

1.4. Общий анализ теории исследований, выполненных по теоретическим разделам

1.5. Выводы по первой части литературного обзора
1.6. Технологическое оборудование для компактирования гранулированного металла
1.7. Основные задачи работы
Глава 2 Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния при компактировании металлических гранул
2.1. Определение деформационных параметров при вертикальном компактировании гранул
2.2. Этапы проведения эксперимента
23. Подготовка оборудования и материалов
2.4. Монтаж установки на испытательной машине
2.5. Проведение эксперимента и измерение полученных величин, статистическая обработка данных
2.5.3. Методика проведения эксперимента
2.6. Исследование относительных деформаций при сжатии одной гранулы
2.7. Исследование относительных деформации двухрядной системы при компактировании гранул
2.8. Исследование послойных деформации трехрядной системы гранул при компактировании
2.9. Исследование послойных деформации пятирядной системы гранул при компактировании

2.10. Исследование послойных деформации семирядной системы гранул при компактировании
Глава 3 Совершенствование технологических процессов при компактировании
3.1. Влияние контактных условий деформирования на однородность механических свойств композиционных материалов
3.2. Устойчивость деформационных процессов при компактирования гранул
3.3. Неоднородность деформаций при компактировании гранул
3.4. Выводы по теоретической части
Глава 4 Совершенствование технологического оборудования для снижения неравномерности свойств композитов, полученных при компактировании гранул
4.1. Общая теоретическая схема выравнивания свойств композита по объему прессования за счёт совершенствования оборудования и технологии процесса компактирования
4.2 Усовершенствование конструкции пресса для снижения неоднородности механических свойств композита
4.2.1. Модернизация конструкции пресса
4.3. Использование динамических вибраторов
4.4. Разработка методики расчётов силовых параметров прессов для компактирования гранул
4.5. Методика проектирования штампов для компактирования гранул
Итоговые выводы
Библиографический список

Введение:
Важнейшим направлением развития машиностроения со второй половины XX в. является создание композиционных материалов из металлических порошков и специальных видов оборудования для производства изделий.
Ресурсы и энергосберегающие возможности композиционных порошковых материалов иллюстрируют усредненные данные о коэффициенте использования металла (КИМ) и энергозатратах на 1 кг продукции. Для процесса обработки металлов резанием КИМ составляет 45% и энергозатраты 76МДж/кг; горячей штамповки КИМ - 77% и энергозатраты 47МДж/кг; для холодной штамповки КИМ - 85% и энергозатраты 41МДж/кг; точного литья - КИМ 90% и энергозатраты 35МДж/кг; для порошковой металлургии КИМ - 95% и энергозатраты 29МДж/кг. Порошковые гранулированные материалы обладают способностью получения сложных профилей, возможностью заполнения труднодоступных полостей, ребер с обеспечением высокого качества продукции.
Однако на пути дальнейшего развития производства изделий из порошковых металлов встречаются трудности, ограничивающие широкое их распространение. Это, прежде всего высокая стоимость порошковых материалов, штампового инструмента и оборудования для компактирования изделий. Применяемые методы компактирования металлических порошков не позволяют получать изделия с однородными механическими свойствами по всему объему изделий. Дальнейшее совершенствование оборудования и инструмента в совокупности с созданием новых методик и технологий с последующим развитием теории компактирования композиционных материалов являются необходимым условием для широкого использования продукции из порошковых материалов.
В данной работе основное внимание уделено совершенствованию теории компактирования композиционных материалов, технологических режимов, модернизации оборудования и инструмента для производства изделий с однородными свойствами по всему объему.

2yfi 9
При ходе пуансона на 1 мм =0,88 при деформировании без смазки,
2Хв + 2 Хн
2У6’2 1 — 0
со смазкой =1. Откуда различие составит —100% = 12%.
2Хе + 2Хн
При обжатии на 2 мм различие составит -100% = 3,6%. При ходе на
мм различие в величинах боковых отпечатков при применении смазки и без нее
составит °'85—°’84 • 100% = 1,2%.
0,85
Таким образом различие в размерах величин вертикальных отпечатков уменьшаются.
Еще раз отметим, что средние размеры вертикальных отпечатков по отношению к горизонтальным составят 0,83 при наличии смазки и 0,84 при отсутствии смазки. Соответственно среднее отношение горизонтальных 2 Хн
отпечатков составит =0,9 при применении смазки и 0,76 при деформации без

смазки.
Из равновесия одной гранулы по оси у можно принять: Pe-fP6-PH=0 где Рв=2Хв1от - верхнее вертикальное усилие; Р„=2Хн-1от - нижнее вертикальное усилие;/- коэффициент трения; Рб=2Уб-1-ат- боковые горизонтальные усилия.
Тогда 2Хв-2Хн-2Уб-/=0 или 1 - —/=0.
2Хв 2Хв
2 Уб
При наших исследованиях при отсутствии смазки АБ=( )ср.б=0,74; и при

2 Уб
деформации со смазкой Ас=( ) срС=0,834.

Отношение Вб=^^=0,76 без смазки и ЯЯ".=вс=0,91 со смазкой.
2Хв 2Хв
Тогда из предыдущего уравнения находим величину коэффициента

контактного трения: / = =
у 2 Уб 4-А

Подставим полученные в опытах результаты. При деформации без смазки