Исследование и разработка технологии для получения трубчатых заготовок из жаропрочных и коррозионностойких сплавов методом ротационного редуцирования

• Автор: Данилов, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Характеристика объекта исследования

1.2. Возможные процессы изготовления трубных заготовок

1.2.1. Традиционные процессы изготовления трубных заготовок

1.2.2. Ротационные методы обработки металлов

1.3. Характеристика предложенной технологии.

1.3.1. Определение процесса и возможности ротационной вытяжки

1.3.2. Разновидности и классификация процессов ротационной вытяжки

1.3.3. Оборудование и инструмент для ротационной
вытяжки.
1.3.4. Развитие механизации и автоматизации процессов ротационной вытяжки
1.4. Развитие теоретического анализа процесса ротационной вытяжки.
1.5. Выводы.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.
2.1. Анализ напряженнодеформированного состояния при ротационной вытяжке.
2.2. Оценка допустимой степени деформации при обратном ротационном редуцировании.
2.3. Определение площади пятна контакта и расчет компонент рабочего усилия.
2.4. Выводы.
3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Задачи экспериментальных исследований.
3.2. Материалы и образцы.
3.3. Техника эксперимента
3.4. Планирование экспериментов
3.5. Экспериментальные исследования
3.5.1. Предварительные эксперименты
3.5.2. Экспериментальное установление зависимостей между параметрами получаемых деталей и факторами процесса
3.5.3. Изменение структуры и свойств исследуемого материала при ротационном редуцировании
3.6. Выводы.
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ.
4.1. Общие принципы разработки технологии РВ с использованием программируемых станков с трехроликовыми раскатными головками.
4.2. Методика конструирования оснастки
4.2.1 Конструирование роликов.
4.2.2 Расчет и конструирование опорных колец
4.2.3 Расчет и конструирование сепаратора.
4.3 Виды технологических отказов при ротационной вытяжке
сплава ХНВТ и методы их устранения
4.4. Обратная ротационная вытяжка с гидравлическим подпором стенки.
4.5. Экономические показатели процесса
4.6. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В общем случае, для изготовления заготовок деталей типа форсунок и переходников могут быть использованы разнообразные методы обработки металлов давлением: например, обжим в штампах, волочение, раздача жестким или эластичным инструментом, гидроформовка, а также ротационные методы (ротационное обжатие на РОМ или ротационная вытяжка). Рассмотрим в первую очередь традиционно используемые методы, обобщив их преимущества и недостатки. Технология обжима в штампах в настоящее время серийно используется в авиадвигателестроении при изготовлении форсунок и переходников топливных и масляных систем ГТД и ГТУ. Схема процесса представлена на рис. Трубная заготовка после резки на мерные длины, зачистки и проточки фасок проталкивается через матрицы с последовательно уменьшающимся диаметром. В зависимости от соотношения длины деформированного и недеформированного участков для обжима на требуемый диаметр требуется от пяти до десяти переходов. С целью повышения устойчивости процесса, перед деформированием исходные заготовки заливаются изнутри расплавом серы. По окончании процесса деформирования полученную деталь полируют на абразивном круге и чистят от наполнителя внутреннюю поверхность. К существенным недостаткам такой технологии можно отнести следующее. В первую очередь это относительная дороговизна инструмента и оснастки. Устойчивость процесса и качество получаемой детали зависит от качества изготовления канала обжимной матрицы. Как правило, при конструировании обжимных штампов шероховатость поверхности канала задастся порядка Ия 0,—0,1, но, учитывая малый диаметр канала, для достижения необходимой шероховатости приходится использовать дорогостоящее и сложное оборудование. В среднем, изготовление обжимного штампа для детали, требующей 7. Вторым существенным недостатком процесса является его низкая производительность. Со вспомогательными операциями на изготовление одной детали требуется до 1 часа. И, наконец, сам процесс обжима - операция, требующая значительных рабочих усилий (требуется преодолевать силы трения между матрицей и заготовкой). В начальной стадии процесс нестабилен - при возникновении даже сравнительно небольшого смещения заготовки относительно оси канала матрицы процесс теряет устойчивость. Следствием этого может являться ряд дефектов - от поперечного изгиба заготовки (неустранимый дефект) до возникновения «продольной волны» и «поперечной волны» [5]. Волочение труб - хорошо известный процесс, заключающийся в протягивании трубной заготовки через отверстие, выходные размеры которого меньше, чем исходное сечение трубы []. Существуют три основных разновидности процесса: безоправочное волочение, волочение на короткой неподвижной оправке, волочение на длинной движущейся оправке (рис. В ряде случаев используют короткую плавающую оправку. Основным недостатком метода для рассматриваемого класса деталей является необходимость назначения больших напусков под захват губками захватывающей каретки волочильного стана. В зависимости от конструкции волочильного стана напуск может составлять 0. Получение деталей исследуемого класса раздачей (рис. В противном случае из-за влияния сил трения процесс потеряет устойчивость. Интенсификация процесса возможна за счет использования в качестве пуансона эластичной среды, но для случая жаропрочных сплавов эластичные пуансоны не позволяют приложить сколько-нибудь достаточные рабочие усилия. Фактически, разновидностью раздачи является гидроформовка (рис. Сущность метода заключается в том, что полая заготовка размещается в жесткой матрице (контейнере), имеющей форму готовой детали, после чего заготовку заполняют жидкостью под необходимым давлением []. Очевидными преимуществами процесса являются равномерность деформирования заготовки, за счет равномерного распределения прикладываемого давления по поверхности заготовки и возможность плавной регулировки рабочего усилия. Недостатком же также является ограничение на длину раздаваемой части детали. Как правило, она составляет не более четырех диаметров детали, что существенно сужает возможности применения данного процесса для решения поставленной нами задачи.