Изотермический обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов в режиме кратковременной ползучести

• Автор: Крылов, Дмитрий Валериевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК
1.1. Анализ современного состояния теории изотермического формообразования высокопрочных сплавов
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования операций обжима и раздачи трубных заготовок
1.3. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки
1.4. Основные выводы и постановка задач исследований
2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ И УРАВНЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ОПЕРАЦИЙ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
2.1. Определяющие соотношения при кратковременной ползучести
2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материала
2.3. Критерий локализации деформирования анизотропного материала в изотермических условиях
2.4. Устойчивость анизотропной трубной заготовки в виде образования складок при кратковременной ползучести
2.4.1. Постановка задачи, основные соотношения и предположения
2.4.2. Критерий устойчивости цилиндрической оболочки
2.5. Математические модели операций обжима и раздачи трубных заготовок из высокопрочных материалов
2.5.1. Постановка задачи, основные соотношения и предположения
2.5.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки. Силовые режимы
2.6. Основные результаты и выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПЕРАЦИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ РАЗДАЧИ
3.1. Напряженное состояние. Силовые режимы
3.2. Предельные возможности процесса раздачи трубной заготовки
3.3. Повреждаемость трубной заготовки
3.4. Влияние нормальной анизотропии механических свойств трубных заготовок на технологические параметры раздачи
3.5. Влияние цилиндрической анизотропии механических свойств трубных заготовок на силовые режимы и предельные возможности операции раздачи

3.6. Основные результаты и выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СИЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПЕРАЦИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОБЖИМА
4.1. Напряженное и деформированное состояния заготовки. Силовые режимы
4.2. Предельные возможности процесса обжима трубной заготовки
4.3. Повреждаемость трубной заготовки
4.4. Влияние нормальной анизотропии механических свойств трубных заготовок на технологические параметры обжима
4.5. Влияние цилиндрической анизотропии механических свойств трубных заготовок на силовые режимы и предельные возможности операции обжима
4.6. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Рекомендации по проектированию технологических процессов
5.2. Технологический процесс изготовления пустотелых конических деталей из высокопрочных материалов
5.3. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Важной проблемой, стоящей перед современным машиностроением, является повышение эффективности и конкурентоспособности процессов изготовления изделий из металлов и сплавов методами обработки давлением, обеспечивающих максимально возможные эксплуатационные характеристики.
Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения определяет применение высокопрочных материалов и изготовление деталей и узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. Сложность технологических процессов вызывает в производстве их длительную отработку, влияющую в конечном итоге на трудоемкость и качество изделий. Все это вызывает необходимость изыскания новых принципов технологии, точности ее расчета и сближения на этой основе стадий проектирования изделий и технологической подготовки производства.
В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли конические пустотелые тонкостенные изделия, изготавливаемые методами глубокой вытяжки, обжима и раздачи. Значительной экономии металла в штамповочном производстве при их изготовлении можно добиться путем применения трубной заготовки вместо цилиндрической, полученной методами глубокой вытяжки из листовой заготовки. При этом коэффициент использования металла повышается в несколько раз и соответственно уменьшается обработка резанием.
К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относится медленное горячее формоизменение заготовок из высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести. Технологические принципы формоизменения трубных заготовок в режиме вязкого тече-

сравнению с окружными и напряженное и деформированное состояния близки к одноосному растяжению-сжатию в тангенциальном направлении.
Результаты работы [20] могут быть справедливы только для низких кольцевых заготовок, область применения которых ограничена. На заготовках большей относительной высоты наблюдается два ярко выраженных очага деформирования и допущение о прямолинейности образующей не приемлемо.
В работах [39-44] разработана математическая модель, позволяющая определить напряженное состояние в очаге деформации при осуществлении совмещенного процесса раздача-обжим. Автором получены зависимости для расчета силы деформирования и среднего напряжения в зоне между участками раздачи и обжима, учитывающие геометрию заготовки и рабочего инструмента, механические характеристики материала заготовки, условия трения на контакте пуансона и матрицы с заготовкой, кинематику процесса и величину раздачи-обжима. Предложена математическая модель, позволяющая прогнозировать потерю заготовкой устойчивости в ходе осуществления процесса раздачи-обжима, и определить соотношения технологических параметров, обеспечивающих стабильное протекание процесса деформирования.
1.3. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки
Листовой металл, используемый в процессах обработки металлов давлением, обладает начальной анизотропией механических свойств. Анизотропия проката является следствием образования текстуры предпочтительной ориентировки кристаллографических осей в зернах обрабатываемого материала, характера распределения и ориентировки фаз дефектов металла и остаточных напряжений, возникающих вследствие неоднородности пластической деформации при прокатке [9, 10, 14, 34, 45, 82]. При деформации зерна и включения приоб-