Удосконалення технології виготовлення багатогранних труб гідровибуховим штампуванням - Автореферат

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукПодальший інтенсивний розвиток космічної техніки, літакобудування, атомної енергетики, суднобудування, хімічної, засобів звязку й інших галузей промисловості вимагає створення нових високоміцних матеріалів і їхнього впровадження в цих галузях, що веде до різкого збільшення потужностей ковальсько-штампувального устаткування, необхідного для перетворення цих матеріалів у вироби. У заготовельно-штампувальних цехах галузевих заводів, виробляються десятки тисяч видів деталей з листового металу, профілів і труб з різних матеріалів, що становить близько 60% загальної номенклатури всіх деталей. Проблематичними залишаються процеси виготовлення деталей складної форми з товстолистових матеріалів, що не можуть бути відштамповані за допомогою двоінструментної схеми (тверді пуансон-матриця), а існуюче устаткування для виготовлення цих деталей із застосуванням гідростатики або інших методів надзвичайно дороге, складне й у багатьох випадках ненадійне. Маючи необмежені енергетичні можливості, високу мобільність та інші переваги, ці методи могли б зробити технічну революцію в галузі обробки металів і одержання нових матеріалів, якби процеси обробки вибухом можна було ввести в серійне й масове виробництво, механізувати й автоматизувати їх, збільшити стійкість оснащення й терміни служби устаткування, привести у відповідність питання обслуговування установок і безпеки робіт, що проводяться на них. удосконалено числові математичні моделі пружно-деформованого стану металу й розрахунку параметрів вибухового навантаження товстолистової циліндричної оболонки системою циліндричних зарядів, відмінною рисою яких є облік ударних навантажень при ударі заготовки об матрицю, нерівномірність деформаційного зміцнення матеріалу заготовки в процесі формозміни, а також дія поперечних хвиль навантаження й поперечний плин матеріалу від зон зіткнення контакту з матрицею, що дозволило прогнозувати остаточну форму відштампованої деталі й граничні радіуси в кутових зонах;існуючі методи та методики аналізу ПДС метала заготовки в процесі його роздачі в багатогранну матрицю не дозволяють в повній мірі врахувати: деформаційно-швидкісне зміцнення метала заготовки, умови ударно-хвильового навантаження заготовки при контакті з інструментом, наявність зон плаского, обємного й пружного ПДС на довжині заготовки, зміни товщини заготовки в кутових зонах та інші фактори; Враховуючи, що деталі даного класу методом гідровибухового штампування раніше не виготовлялися, а деформації в кутових зонах близькі до граничних, навіть при умові їх рівномірності й те що геометрична подоба не забезпечує неадекватне моделювання процесу імпульсного деформування, дослідження було запропоновано почати з попередньої оцінки можливостей отримання гільз кристалізаторів. Розглядається заготовка, що складається з трьох зон: І зона - зона, що здеформована в квадратну (багатогранну) трубу; ІІ зона - перехідна зона, де відбувається сполучення квадратної труби з циліндричним кінцем; ІІІ зона - зона циліндричного кінця. Переміщення вузлів серединної поверхні в початковий момент часу, визначаємо з рівняння руху заготовки, на наступних кроках інтегрування використовуємо розкладання в ряд Тейлора поблизу точки ( - час). Необхідна для виготовлення деталі потрібної конфігурації швидкість підходу заготовки до поверхні матриці знаходиться за умови мінімальної різнотовщинності деталі: ,(2) де - відносна зміна товщини деталі; , - відповідно максимальна та мінімальна товщини заготовки; - початкова товщина заготовки; - абсолютна зміна середньої товщини стінки заготовки при формозміні.Дисертаційна робота є завершеною науково-дослідною роботою, в якій здійснено вирішення актуальної наукової задачі, що полягає у підвищенні ефективності процесів штампування багатогранних труб з товстолистових трубчастих заготовок з мідних сплавів методами гідровибухового штампування у металургії й машинобудуванні, для підвищення ефективності даного технологічного процесу і якості штампованих деталей. На основі аналізу існуючих технологій, устаткування й технологічного оснащення виготовлення товстостінних багатогранних труб і тенденцій їхнього розвитку встановлено, що найбільш ефективно (за техніко-економічними показниками) використовувати метод гідровибухового штампування в розбірних бандажованих матрицях, для успішного освоєння якого необхідно розвивати математичні моделі розрахунку пружно-деформованого стану й параметрів навантаження; спрощені методи розрахунку динаміки взаємодії стінок трубчастої заготовки, що обґрунтовують суть явищ, які відбуваються під час високошвидкісної деформації, методики і рекомендації щодо проектування технологій і технічного оснащення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ