Изотермическая вытяжка труднодеформируемых анизотропных материалов

• Автор: Логвинова, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 165 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕ-МЫХ СПЛАВОВ
1.1. Анализ современного состояния теории изотермического формоизменения труднодеформируемых сплавов

1.2. Методы математического моделирования процессов обработки металлов давлением

1.3. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий

1.4. Влияние анизотропии механических свойств листовых материалов

на процессы обработки металлов давлением

1.5. Основные выводы и постановка задач исследования

2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ
ПОЛЗУЧЕСТИ
2.1. Определяющие соотношения
2.2. Феноменологические модели разрушения анизотропного материа-
2.3. Основные результаты и выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРВОЙ ОПЕРАЦИИ ВЫТЯЖКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА В РЕЖИМЕ ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Первая операция изотермической вытяжки анизотропного материала в конических матрицах
3.2. Первая операция изотермической вытяжки на радиальных матрицах
3.3. Подход к анализу процесса вытяжки.
3.4. Силовые режимы первой операции вытяжки
3.5. Предельные возможности формоизменения
3.6. Основные результаты и выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДУЮЩИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫТЯЖКИ БЕЗ УТОНЕНИЯ СТЕНКИ В РЕЖИМЕ ПОЛЗУЧЕСТИ
4.1. Схема процесса. Напряженное и деформированное состояние заготовки............................................... 88..
4.2. Подход к анализу процесса вытяжки.
4.3. Силовые режимы
4.4. Предельные возможности формоизменения
4.5. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экспериментальные исследования силовых режимов на первой

операции вытяжки........................................хии'
5.2. Рекомендации по проектированию технологических процессов
5.3. Технологический процесс изготовления заготовки патрубка газо-вода
5.4. Использование результатов исследований в учебном процессе
5.5. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Важной задачей, стоящей перед современным машиностроением, является повышение эффективности и конкурентоспособности процессов изготовления изделий из металлов и сплавов методами обработки давлением, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики. Совершенствование конструкций изделий ответственного назначения определяет применение высокопрочных труднодеформируемых материалов и изготовление деталей узлов со специальными, зависящими от условий эксплуатации, характеристиками. К числу наиболее перспективных и принципиально новых технологических процессов, направленных на совершенствование современного производства, относятся процессы медленного горячего формоизменения в режиме вязкого течения материала.
В авиационно-космической технике широкое распространение нашли цилиндрические изделия (патрубки газоводов двигательных установок, переходники на трубопроводах, горловины баков, днища баков и т.д.), изготавливаемые методами глубокой вытяжки. Технологические принципы формоизменения листовых заготовок в режиме вязкого течения материала могут быть применены в производстве цилиндрических деталей из высокопрочных, малопластичных сплавов.
Листовой материал, подвергаемый штамповке, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением при различных термомеханических режимах деформирования.
Широкое внедрение в промышленность процессов изотермической вытяжки при изготовлении цилиндрических деталей сдерживается недостаточно развитой теорией медленного деформирования при повышенных температурах с учетом реальных свойств материала, позволяющей оценить напряженное и деформированное состояние заготовки, кинематику течения материала, предельные возможности формоизменения, силовые режимы и энер-
2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ
В машиностроительном производстве формоизменение высокопрочных труднодеформируемых титановых, алюминиевых, магниевых сплавов и ряда сталей часто осуществляется при медленном деформировании в изотермических условиях при повышенных температурах. Реализация медленного горячего деформирования позволяет значительно снизить удельные силы и достичь больших степеней деформации. Это обстоятельство связано со значительной ролью вязкого течения материала при деформации.
Листовой металл, используемый для изотермического деформирования, как правило, обладает анизотропией механических свойств, которая зависит от физико-химического состава сплава, технологии его получения и температуры обработки. Анизотропия механических свойств заготовки проявляется как при пластическом деформировании, так и при деформировании в режиме кратковременной ползучести и оказывает существенное влияние на силовые, деформационные параметры процессов обработки металлов давлением, на качество получаемых изделий [5, 20, 64, 71, 126, 131, 137].
Назначение рациональных параметров деформирования листовых материалов должно быть основано на теории формоизменения, в которой учитываются в полной мере механические свойства материала (анизотропия, скоростное и деформационное упрочнение, напряженное и деформированное состояние, неоднородность), а также опираться на критерии разрушения заготовок.
Ниже приведены основные уравнения и соотношения необходимые для теоретического анализа процессов обработки металлов давлением, протекающих в режиме ползучего течения анизотропных материалов, феноменологические критерии деформируемости (энергетический и деформацион-