Научное обоснование режимов технологий формоизменения анизотропных листовых и трубных заготовок при различных температурно-скоростных режимах

• Автор: Пилипенко, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 520 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ ЛИСТОВЫХ И ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ РЕЖИМАХ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
1.1. Анализ современного состояния существующих технологий изготовления цилиндрических деталей методами глубокой вытяжки
1.2. Теоретический анализ силовых и деформационных параметров процесса ротационной вытяжки осесимметричных деталей
1.3. Теоретические и экспериментальные исследования операций обжима и раздачи трубных заготовок
1.4. Анализ современного состояния теории изотермического формообразования высокопрочных сплавов

1.5. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки

1.6. Основные выводы и постановка задач исследований

2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ РЕЖИМАХ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ
2.1. Основные уравнения анизотропного тела при холодном пластическом формообразовании металлов давлением
2.1.1. Условие текучести. Ассоциированный закон пластического течения
2.1.2. Плоское напряженное состояние анизотропного материала
2.1.3. Плоское деформированное состояние анизотропного тела
2.1.4. Математические модели упрочнения анизотропного материала
2.1.5. Феноменологическая модель разрушения
2.1.6. Критерии локальной потери устойчивости анизотропных материалов
2.1.7. Устойчивость трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок
2.1.8. Характеристики поведения и разрушения ряда анизотропных материалов при пластической деформации
2.2. Основные соотношения для анализа процессов изотерми-
ческого формообразования анизотропного материала в режиме кратковременной ползучести
2.2.1. Определяющие соотношения при кратковременной ползучести

2.2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала при деформировании в режиме кратковременной ползучести
2.2.3. Учет повреждаемости при исследовании горячего деформирования в режиме кратковременной ползучести
2.2.4. Критерий локализации деформирования анизотропного материала в изотермических условиях
2.2.5. Характеристики анизотропии и параметры уравнений состояний ряда высокопрочных материалов при кратковременной ползучести
2.3. Основные результаты и выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Математическая модель процесса ротационной вытяжки цилиндрических деталей из анизотропного материала
3.2. Повреждаемость материала при пластическом формоизменении
3.3. Шейкообразование тонкостенной трубной заготовки из анизотропного материала при ротационной вытяжке коническими роликами по прямому способу
3.4. Ротационная вытяжка цилиндрических деталей с разделе- >
нием очага пластической деформации ’
3.5. Исследование влияния технологических параметров, геометрии ролика на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования
3.5.1. Геометрические размеры очага пластической деформации
3.5.2. Силовые режимы процесса ротационной вытяжки
3.5.3. Неравномерность деформации и механических свойств материала детали по толщине
3.5.4. Предельные возможности формообразования
3.6. Экспериментальные исследования ротационной вытяжки
цилиндрических деталей
3.7. Основные результаты и выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ВЫТЯЖКЕ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ ДВУХСЛОЙНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Математическая модель пластического деформирования
анизотропных двухслойных материалов
4.1.1. Кинематика течения материала. Напряженное состояние
заготовки

4.1.2. Силовые режимы
4.1.3. Деформированное состояние заготовки
4.1.4. Учет упрочнения
4.1.5. Повреждаемость материала при пластическом формоизменении
4.2. Влияние технологических параметров, механических
свойств двухслойной заготовки на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы и предельные возможности формоизменения
4.2.1. Напряженное и деформированное состояния заготовки
4.2.2. Силовые режимы
4.2.3. Повреждаемость материала
4.2.4. Неоднородность интенсивности деформации в стенке изготовляемой детали
4.2.5. Предельные возможности формоизменения
4.2.6. Влияние анизотропии механических свойств на силовые
режимы и предельные возможности формообразования
4.3. Экспериментальные исследования
4.3.1. Экспериментальное определение характеристик механических свойств листовой двухслойной стали
12ХЗГНМФБ А+08Х13
4.3.2. Экспериментальные исследования силовых режимов процесса вытяжки с утонением стенки
4.4. Основные результаты и выводы
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ В ПРОЦЕССАХ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Математическая модель раздачи осесимметричных деталей
5.1.1. Определяющие соотношения. Напряженное и деформированное состояния трубной заготовки
5.1.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки.
Силовые режимы
5.1.3. Предельные коэффициенты раздачи
5.1.4. Повреждаемость трубной заготовки
5.1.5. Влияние анизотропии механических свойств трубных заготовок на технологические параметры раздачи
5.2. Математическая модель обжима осесимметричных деталей
5.2.1. Определяющие соотношения. Напряженное и деформированное состояния трубной заготовки
5.2.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки.
Силовые режимы
5.2.3. Предельные возможности формоизменения (потеря устойчивости в виде утонения гофрообразования)
5.2.4. Повреждаемость трубной заготовки

Для деталей с постоянной толщиной стенки (рис. 1.1) целесообразно использовать схему с закрытой калибровкой, обеспечивающую высокую производительность и качественные характеристики изготавливаемых деталей.
При изготовлении деталей с концевыми наружными утолщениями равной толщины, качественные показатели и высокая производительность обеспечивается при использовании схем с двухрядным расположением деформирующих роликов.
Изготовление деталей с переменной толщиной стенки из материалов, менее склонных к образованию наплыва (материалов с высокими прочностными характеристиками) и с невысокими требованиями по точностным параметрам и качеству поверхности, может производиться роликами с открытой калибровкой.
Для обработки высокопластичных материалов, склонных к образованию наплыва, может быть успешно использована схема ротационной вытяжки с поддерживающими роликами. Наиболее эффективно её применение при изготовлении деталей с переменной толщиной стенки.
В связи с этим для изготовления деталей большой длины с отношением ЬЮ>5 наиболее широкое применение находят схемы ротационной вытяжки тремя роликами, равномерно (через 120°) расположенными по периметру окружности. Использование трехроликовых схем создает условия для уравновешивания сил деформирования, что позволяет разгрузить шпиндель станка от воздействия радиальных нагрузок и исключает прогиб оправки с деталью в процессе обработки.
Наряду с трехроликовыми схемами в производстве успешно применяются схемы ротационной вытяжки с использованием четырех роликов. При использовании многороликовых схем, в целях создания наиболее благоприятных условий деформирования, взаимное расположение роликов, а также их