автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Усовершенствование получения и технологии изготовления деталей индивидуальной формы в протезировании методом газодетонационной штамповки

,ХАРК1ВСЬКЙЙ П0Л1ТЕХН1ЧНКЙ ДЕРЖАВНИЙ УНГВЕРСЙТЕТ

РГ5 ОД

На правах рукопису

Бушмзнов Мигала Степанович

БДйСКОНАЛЕНКЯ 05ЛАДНАННЯ ТА ТЕХНОЛОГИ ВИГОТСВЛЕККЯ ДЕТАЛЕЙ , IНДК81ДУАЛЬНО I ОТШ В ЛГОТЕЗШУДУВАННI ШЩОМ ГАЗОДЕГОНЛД1ЙШI ШТАМПОВКИ

05.03.05 Пронеси га маотни обробки таскан

Автореферат

дксертацЦ на здоОуттп наукозого ступени кандидата тек!Г1чних наук

Харкхз.1994

Дисертацгею e pyemic.

Робота виконана;да: кафедр! технологи'MeianiB та ав!адiиного маге рхадознавства Харк1всътого ав1ац!йяого Институту 1мен1 М.е.Жуковсько

го.

H&yKOBi;кер!вшки: :,академ1к А1Б У1фа1ни, професор д.т.н.

Борисевич; Володимир Карпович;.

канд.! техн. наук*.Вовк Володимир Терваович.

О^йцШи опоненти; професор, д.т.н. Мовшович Олександр Яковиц;

-доцент,.: д.т.к. 'Долматов Аиатод1й ¡вановнч.

Ведуче тпдприемст'во. Харкхвське ав!ац1йне вирорниче об'еднання

,(м.Харгав).

Бахкст: в хдбуде.хься ? ^ 1994 р. на аасадаша спец!

ал1в<эвано1 вчено! ,ради, (шифр К 02.09.93) is спец1альности 05.03.05 дроцеси та маяшни рбробки тиском у Харк1вському державному пол!техн1ч нс^ yHiBepcmeTi sa едресаэ; (310002 м.уарк1в-2, МОП, вул.Фрунзе, 21 3 дисертацгею могша оанайомитись у б1блЮтеЩ Харклвсьюто держав лого пол1тегш1чного ук1верситету.

Автерейераг шв1сяании 9 м >' 0$ 19S4 р .

Вченнй секретзр спед1ал1еоваао!

вчгно! ^радй <2У/ Куаьменко ВЛ.

А.. глГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

1.1. Лктунльн1сть теми 1тулься! методн ; обробки матер1ал1в тиском знайшли розповодаення у р!эних галузях промислозост!.: Э початку 70-х рокДв 1млульсну штамповку почали засгосувати у протезоОудуванн! при виготовленн! яриймаль-них г1льз протезов. Р1зноиан1тн1ст& вид1в та р1внгв гмпутац!1 в?рун1х та юшйх к!нц1вок, а такая насл1дк1в захворювань опорно-рухсмого апа-рату визначаоть нирску номенклатуру протезно-ортоиедичних вирой!и. ВкБчепня контингенту ;1нвая1д1в на Укра2я! ггокязато, к-о 1х чисельн!«-;. на 1.01.93 р. дср1внювала блигзько 370 тис. чолов!к, яким потрЮно про-тезування, 12.4% - з дефекта?® верхнЬг к!нц1вок 1 ¡17.8% э дефектами тшйх к1иц1ъок.

У даний час тенденцИ у конструювакяI протез 1 в- к 1 ну 1 бок засгюван! на модульному подход! до раз робки конструктивных 1 Фушсц1снаяьних еле-меят1вэ" ураяуванням прогресивнин технолог Ил 1х ¿шготовлеа ня. Тдклй п!дх1д у протевоОудуванн! спровдег виготовдення окрежк модуль?, за-гальну зб!рку та перев1рку вувл1в,. скорочуе час викогганпя перел1чеяих 'операд!», дозеоляс -ввести до м1н1муму зиготозлення нестаядартюк ело-мент1в.-'В1льшой частинохг таких деталей-в куксоприймальн! г!льзи для ! 1нвал1д1в.'

; На в!дм1яу в!д .1ашх.;детад9й приймальяа г1льза виготозляеться поштучно 1суворо 1нднв1дуально для ксдагого 1нвал1да. розширення уявлення . про рац1онаяьн1 . формн.-пряймапьши г!льз, моликв1сть локально!:п!дфор-.ыовки, невелика вага»:-юосметачаЮть, кожлив^та"кавесення р!зних г!г1-ен1чних С покрить;Ч 'ось погеазникя, як1, дозволяют* широко зя^тосовувати металев! приймальа1:г1льзи.;

. Газодетонад1йний метод штамповки якяайкрагдё п!дходить для одержан-

ня деталей 1ндив1дуальноI.форми, тому що дозволяе реая!зувати сво! переваги перед 1 киши. методами об робки метал! в тис.ком, так1 як:;

- низький р!вень навантажень в г!псову матриц», котра е анатом!ч-нимвЩЗитком.з кукси 1нвал1да;

- точн1сть та плавность регу л« ватт в.широких межах к1лькост! запасаемо! енерг11;

- молсливгсть механгзацП та автоматизац14 процессу штамповки;

- низький р1вень шуму (не б!льш як 100 дБ), ирдае можлив1сть вк-готовляти детал! у звичайних цехових умовах.

Роэщирення номенклатури деталей протезIв 1нцип1дуаиьног форми 1 забезлечення галузг : необх!дною 1х к1льк1стю потребу« виготоялення се-р!иного унНереального технолог1чного устаткування, вдосконэлення гс-нуючого та розробку нових технолог1чних процес!в.

Експлуатац1я' установок ' в умов ах сер1йного вироОнидтва виявнла н»-обх1дн1ста;оц1нки впливу параметр1в технолог1чно1 оснастки та умов леденил технолог1чного процесу на точн!сть штампуёмих деталей.

Таколс потребуе досл1дження склад газового заряду у д1апазон1 технолог хчних ремим1в для роэробки рекомендагЦй з настройки зм!шуючо-до-зуючих вуэМв, ю впливають на над1йн!сть п1дпалювання газово! сум 1ш та стаб!дьн!сть одержу ваного зовншнього навантаження. Недостатня вив чен1сть даних питань а одного боку, 1'потреба сер1йного виготовленн деталей протез!в, обумовили необх1дн1сть проведения Ще1 роботи.

У реферован!й' робот! проведен! гесрегичн! та експериментальн досл!дження. к!нематики трубчастих заготовок у матриц!, щр дефэрмуеть оя, вдавлен! фактсри,. ир впливають на зниасення точност! штампуёмих де талей ! роэроблен! рекомендац!!. по виготовленню разово! матриц!. Ре зультати'роботи еастосовая! на прогеенсн ортопедиадих гпдгтриёмствах У? ра!ни та Б!лорус!1.*

Велику практичну допомогу та наугсове консультування по " дисертацИ проводили ведучнй/науковий сп1вроб!тник УкрНД1 протезування, кандидат техв1чних наук Бакина е.Н. та колектив кафедри Технологи метал!в на ав1ац1йног'о матер!ало8навства Харк1вськ "о ав!ац1йного 1нституту.

1.2. 'Мета та задач! досл1дк«кь

Метою работа ё вдоскояалення icfr/moro оОладяалия ■ та технологи внгртовлеяяя деталей ... 1ндив1дуально1- формн в прогозобудувашм методом газодетонац!йно5 штамповки та розробкз нових тех.чологхчши npcu^eiB отамповки деталей яэрслекгивиих конструкгий .против та г-поовал-тоиня 1х у вкробництво.

Для досягнення поставлено! в робот! мети необк!лно було р.г-rplиттгт так! задач!.

1. Провести шал 1а ясмёиклатури деталей :.гротез1В та визначити га-лузь вастосування газодетонац1йно1 штампов!« чля ix одержаиня.

2. Теоретично та ёгссперименталыю дослШти процес. деформування грубчасто! заготовки у деформуем!й матриц!.

3. Досл1диги особливост1 та встаковити ' основн! • законом1рност! формування. навантаженйя в г1дросерэдозшд! при игамповц! трубчастих заготовок енерПею сгискеного вибуху газового заряду.

4. ДослЗдкги парамегри зм!иувачня дозуюче- :<!шуючого пристрою установки У1Ш-03 та розробитм методик його настройки.

5.уРозробиги . конструктива!-та техиолог!чн1 рекомендацП для практичного вастосуванн ;' штамповки деталей 1ндив1дуалыю1 форми у про'тезо-будуванн!- та впровадити Дх увиробництво. .

6. Результата робот» впровадити у вкробництво ка-яротезс-оргопе-,дичних.;Я1дприеиствах галузд..

- б-

1.3. Наукоза новизна-Розроблена математична модель продесу динам! чного формозм1нен1 трубчасго! заготовки при стнснекому п!дводному шоу с! -газового заря, дозволила досл1дакувати процес формосгворення деталей у г!псов!й матр ц1, що деформуеться. -- -

' Алгоритм« рДшення докладеких. у основу ыодел! р1внянь реал!5ован! вигляд! програм.на 60М, що дозволяюгь в1дтворити розрахукки реал г-н задач. - . .

Визначек! характеристики динам!чного стесненна г!псу р!2номач!та го в!ку р1знши значениями водогшсового вШюшення (в.г.в.).

ВпЗрк скслериментяыю визнечено поле тиску в г1др(юеремовиии г це кижнього обрЗзу енерговузла. • Встаяовленя ' зояемпсть розтзлгувя! р!вня штамповки в!д конф!гурац!1 формуемих поролшин.

Досл1джен1 характеристики вмШення дозуючэ-змшуючого пристрою с р!йно! устачовкк У1Ш-03. Вставлено, що склад газового заряду не од> р1днкй у об'ем! енерговузла. Визиачеио спЦв!дпошення настройки ск* дових частик сум!ш! (метан + кисень) в об'емних долях як 1:3, в1дяо, .при якому забеэпечуеться •над1йн1сть л1диалювання.

. Враховуючи результати теоретичних та експериментальних досл1дк> процесу штамповки при стисиекому вибу<П газового заряду проведена ] дерн!зец!я технолог!чного обладнанкя га розроблен! нов! технолог!' процеси одержанвя детачей протез!в 1ндив1 дуально! 'форми. Розробкк хищен!"-авторськимк св.1доцтвами та патентами СРСР та вироваджеШ у робництво.

1.4. Практична 8начим1сть робота - Результат» прозедених теоретичних, розракункових ' та експериы .тальм'их ■'досл!да{п>:, дозволшть проекгуваги нов! технолог1чн! прон

- ? -

виготовлення деталей протез1в трубчасто! форми.

Апроксимац1йн1 формуля, що описують поле тиску у г1дросередовшд1 в усьому технологхчному простор! (як у зон! виде зр!зу енерговуэла,' так 1 л!д ним) даоть можли81сть розракузати основа! параметра технолог1ч-них процес!в, що значно скоротиуе обсяги дослшюго технолог1чного оп-рашвання та знижуя витрати на Шдготовку виробництва.

Роврсблена методика настроюваяня дозуюче-зм!ауючого пристрою.установки УШ-03, яка .може бути викорястана при теруванн!' та контрол! настройки !нших.вузл1в газовиоухового обладнання.

3 результата;.!« досл1дхень- розроблен! . конструктивно-технолог ¡4111 р'еком«ндац11, що направлен! на тдр.иш.еиня точност! штампуёмих деталей та виклячення розрив!в матер!алу заготовки у випадкях глубоких рк>л'-еф!в матриц!.

При узагащ ан! досв!ду експлуатацп газодетонац!иного обладнання розроблен! рекомендацП з проектування мерея! газопостачання установок УШ-03 на м!сц{ експлуатацН. цо викликало нлйб1лыа!'труднокц при впровадяенн! обладнання.

1.5. На захист зиносяться:

7 методика розрахунку формостворення детал! тр> "часто! форми п!д впливом стиснеаого п!дводного вибуху газового заряду;

- методика визначення ампл1тудно-чассвих характеристик зошЦшньог^ навантагкення у г!дросередоввд!; ,

- рекомендацП щрдо настройки дозувче - зм!цг/ючих вузл!в газовиоу-хового обладнання;

- нов! технолог!чн1 процеси одержання деталей про^зхв 1ндив1ду-.пльноГформи, та коцструктивн! р!шення й1дпов!дного обладнання.

.' 1..б. Практична реал!зац!я роботи • ■.Результат!! роботи :впровадкен! у вн-:обнщтво у яигаш обладнання

та технолог1чних процес1в' гезовибухово! штамповки деталей протез!в на 10 протезно-ортопедичних п1лприемствах Укра1ни та на Мнюькоыу ВО "Протезист". Кр1м того розроблен! розрахунков! та експериментальн! методики використач! при розробц! газодетснац!иного 'засобу виготомеиня .довгом1рних, складнопрсф!льних труб та елемент^в трубко! армзтури, ш,о пройшла 'епробацш на НБО "Ыашшюстроительнш завод им. М.И.Калинина" (м.екатершбург) прн.'вчготовленн! ,досл1дних зразк!в деталей 1з перспективно! номенклатур« пгдприемства.

1.?, Апробац1я роботи • . Матер1али дисертац1йно! роботи допов¡дались та обговорювалнсь ш наукою-технШних семинарах кзфедри технологи метал1в та ав1ац1йноп ыатер1алознар.ства у Г1рс0лемн1й лабораторП по впкориотачню Ь.щульсни. джерел енергП у промисловост! в и. Харков! (1ЯУО р.). Розроблен г тех полог 11г сбладнзння, та зразки деталей експонувались на вврспейсьеп кшференц!5 по вдосконаленн» реабШтаШйноГ т<=?хн1ки, Шдерданди (1УУ р.), ВДШ" (19оУ*1У90) та в1дм!чен1 медалями та дипломами виставок.

; 1.8. *у<Шкац11 За материалами дисертацИ опу.бл {ковано 12 роб!т, з яких 8 друю. ваяих, 3 на правах рукогюсу, 1 азторське сзгдоцтво.

1.9. Об'ем та структура роботи Робота, що реферуеться об'емом 188 стор., складактьея з 4 розд л!в, гатальних в.исновк1в,*та додатк!в. Робота мае 14 таблиць, 76 1люс рац!й, описок л1тератури з 108 найменувань 1 7 додатклт

2. ЗМ1СТ РОБОТИ

В першому розд1л! розглянута номенклатура деталей 1ндкв!дуально! форми в протезобудуваян!. На основ 1 вивченкя чисельност! 1нваИд1в на Укра!н1 по категор!ях,1 та результат!в протезування по галуэ1, обгрунтована актуальнДсть обраного напрямку досл!джень та вид!лена трупа деталей протез1в, яким треба в!ддавати перевагу при виготовленн! !з листового метану. Анап1з в!домого обляднанкя, те?н6.иог!чно! оснастки тя технолог!чних процес!в виготовлення таких деталей вият значн! переваги газодетонац!иного методу штамповки у г!дросередов№>! перед 1нии-ми, як дином!чнимИ, так ! статичними методами обробки тиском.

У огляд! публ1кац1й з теми дисертацП розглянут! типов! техпро-цчси та техн1ч>и характеристики !снупчих газодетотгчцШпгх устпцаг.п УШ-01 та У1Ш-0? пдо використовуються у протеэобудуваин! для одек.гшм* приймальних г!льз гом1лки, виявлен! хх перорчги та я<?дол1ки. Прок-д^кс Ьц!ику точност! в!дпов!дност! в!дытамтовано1 г!ль&и вих!дн1й мод^л) н? *:вс!х технолог 1 чних етапах виготовлення. посл!довн1сть яких в!до()рат<1н?. на мал.!.

Посл1довн!сть технолог!чнйх.етал1в

СЖК^

I) V »■>

одержанпя модель

сдсрхэшш заготовки та п1дгош:а

заготовки та п1дгош:а

за ПОДСАЛЮ

аалпгаппз г£псом! мац-ни!

обр[заш1Я поииклог.а п1дгсш;а

штамиоска - Нлми м

куксоы Ьшкл^дя

МаяЛ.

Вир1шальне значения для досягнення необх!дно! точност! при ттам-повц) у ралотах матрицах мають м1цностн! вла^тивоет! ыагер!алу, is яких вони вигоговлен!. При цьому достатня м!цн1сть повинна сполучатись 1в пг>остотою одержання мод ел i s кукси 1нвал1ду та можлив1стю вилучення Е!дштамповано! г 1льзн а матриц,! nicjra итамповки. Найо 1льш повно цим вимогам в1дпов1дае г1пс,''що й вкзначкло його еастосування у якост! ма-тер!алу для раэових матриць.

Другфактором, що' впливае на точн1рть виготоклення г!льз. формат-воренкя яких проводиться фрагментами яа калька цикл!в, е виб!р pemtis штамповки. При р!зному заглибленн! енерговузлу у Пдрос^редовиш.*, кр1зь в 1 дбува/зться д1я продукт1в в!буху газового заряду на труб-часту заготовку, значну роль .грае розпод !лення поля гиску як у soul вит spisy енергоьузла, так 1 л!д ним. У л1т^ратур! вичерлна !нформа-Щя з цього питания в!дсутня, тому що у попередн!х доел Жжениях з п1д-волного вибуху газового заряду вивчались лроДеси, як! проходять у тех-налог1чному простор! нилсче^енерговузла. Таким чином, необх1дне комплексна ви&чення амшЦтудно-часових характеристик поля тиску по вс1й висот! трубчзсто! заготовки при piаному заглибленн!. ■ • -Теоретичне вивчення динам1чного формуваяня трубча^то! заготовки у матриц!, що деформуеться 1 матер!ал я ко! зНаходиться п!д впливом об'ем-ного стиснення ран!ше не проводилось," тому що була в!дсутня леобхад-Hicrb вивчення такого процесу. . Поява технолог!чних npoiieciB штамповки деталей протезiв у г1псових матрицях потребуе виршення цъого питания -як у експериментальному, так ! в теоретичному аспект!/

Задача деформування. наповнювача разово! матриц! сх1дна з задачею динам !ки грунтових середовищ, яка детально розроблена теоретично та досл1джена експерименгально багатьма' авторами., Сполучен1сть основних -ф1зико,-механ!чнюс характеристик них грунт!в та rincy дозволяс при-

пустити екстрлпо.ш{1!о р1внянкя стану нал!вскалъних пород на пас. Су-куин!сть компонент!в. фазового складу <*г, «г, «з . де «I- в!дносшй об'ем грунту, оайнятий п!лиосно поШтрям, водо», га м1неральним скелетом, пЦльност! середовища р0 та щ!льност1 м1нералыюго скелету рз дозволяв описати стан грунтового середовища та в1дтворюе на основ1 вико-ристагшя кореляц!йних в!дношен1г 1нш1 ф1эико-мехян!'п?1 характеристик матер!алу.

Дал!. викюристовуючи в!дом1 гид ход и до р!ш«ння задач! динам^тог'-, деформувачня трубчастоI заготовки, визначаютвся ияяхи досл1дження пгу?-цесу штамповки приймально! г!льзи у г1псов!й матриц!.

На основ1 проведеного апал1зу, у к!нц! розд!лу, сформульопанэ мета роботи, та перел!чуються задач!. р!шення яких необх!дно для досягнення поставлено! мети.

Другий розд'л пр^свячено теоретичному досл!дженни процесу динамучного формотворення трубчасто1 заготовки у матриц!, що деформуеться, матер]ал.яко! п!длягаэ всеб!чному об'емному тиснению, при д!1 яродук-т!в вибуху газового заряду у г1дросередовищ!.

, 'Мзична модель пронес/ побудована виходячи з того, що:

1. Заготовка являс собою осесиметричну оболонку.

•2. Матер¡ад заготовки однор!дний, нестискаемии, мае р!вном!рн! м»-хан!чн1'я'кост1 по товщин! та площ1.

3. Зовншнв напэдтаження, що прикладаеться до заготовки, осесимет-ричке.

4. Передбачастьот виконання першо! частики г!потези К!рхгофа-Лява: нормаль у процес!. деформування зоставться нормаллю до серединною по-верхн! заготовки.

5. У пружн!й зон! матер1ал заготовки тдпорядковусться уяагапьне-ному закону Гука.

6. Сп1вв1дношення м1х-прирощениям деформац1н та напруг онисуттьс: сгИвв1дношекням Прандтля-Рейса.

7. При.пластичному деформув<иш11 виконуеться умова течП Шлр са-Генкь

в. Матер)ал заготовки к1нематм'гно та деСормащйно епрочнючтьея.

Процео дес{ормування труОчасто! заготовки доел1джено а вккористан ,ням Оагатопаряметрично? модел1 багатошаровоГ оболонки (метод - Морико Лхча, У1тмера 6'.), у як1й товш,ина заготовки вватярться сукупт'ст» шар!е, роздУених ы?.тер1алом э безк!нечною жорсткгстп на зсув. Задач виршувашсь методом прямоI прогонки, при цьому говншне гштоме н.чяак тахення. Р,;. г, що д1е на 1-ий елемент заготовки одержано я повного Ид родинам 1 «ног-о тиску С Рг.д.ь питомо! сили тертя Ттрл та кситактног навантахеиня Рк.1. дшчого з сторони стискаемого мчт^р1алу матриц).

- Повний г1дродинам1чний тиск, д1ючий на заготовку, розглядаеться и сума тиск1в (Руд + Ргп).де Руд - тиск в ударн!й хвши, що виникэ при дП хвнл! детонацП на межу розд!лу газ - р1дика; Ргп- тиск г1дрс потоку, створёного продуктами виоуху. А1ш1тично тиск в ударн!й хеил оииоуугься функц1ею' Нуасона:

Ру - Рт.уд-(Ы/Т) ехр(-1/Х) ,

- У г1дрОПОТОЦ1: Ргп а Рщ-гп" де Рщ.уд;, Рт.гп- в1дпов1дно максимапьнкй тиск в ударн1й хв»и та Г*1дропотоц1 ь иочатконий момент часу; ■ I - час першо! пульсацП иузиря; т+ - довхина позитивно! фази хрил1.

. Вплив .р!зних граннчких поверхонь на ^шл1гудно-часов! характерно1 ки навантедання" враховуеться за доломогон' ащюксшацШшх Формул, П| •цьому'ряд'в}домих залежностей, встановлених в попередн!х досл1джент

допойн^ний формулами, що описуытв поле тиску у гчдроеер^доши'Ц ви>че зр!эу .енерговузлу 1 одержаними на основ! експ^римент^в, ко виклад^н! у третьому роядШ.

11лтема сила тертя тТРг визначалась з урачуванням узагальнент тео-рП зовнШнього тертя е. [. 1са-№НКОва. де контактно питоме найанта^-чня визничалооь як реакщн ыагер1аЛу матриц1, то стискяеться . Пор1вняння основних ф1зико-механ!чних характеристик Ппсу та грунтових сер^доегац дозволяе прнпустити екстрополяц1ю р1вняння стану нап!вскальних пор1д на Ппс. В1дО|УО, що при навантаженн! як у зрачках, так 1 в мае! грунти виявляють' пружн! властивост! у облает 1 малих 1 пласгичн! у облает I великих де>£юрмаидй. Шж тиском Р та текучею иильн !ст» р 1снуе нелШйяя фуню(1онлпг>на ззяелнють. Граничним швидгост(тм навантакрнмя б—" та 64) (6 - ивидкасть зм!ни Юнуючих- навантаяенъ, ' а гаках когмт ¡я безк!нечно1 инс;тм пром1хних значень ивидкостёй навантаження в!дноп1-

дають сво!, р1знл одна в1д олно1 функц1ональн1 залежност!. Для конк-

. . *

ретного значения гавидкост! навантатення 6=6 !снуе ад{абата стискешш Р=Р^ (г), яка лежи» м!ж гряф1ками граиичних д!аграм 1 анал1тично описустъся сп1вв1дноиенняи:

* { ПУ (1» с1» \ ■ <1» .

е= -Ре^е . (Р~Ре )-/КС!.о] , . при Р<Ре \

пу Г 3 Л* » -1/6^-1 й» г >

е» е. + 61' (Р-Ре )/ЯО ] . Р>Р0 ]

де •*. - в!дпов!дае параметрам конкретного значения швидкост! на-вантатсення.,

При тиску меншому.1 ГЛа що мае м!сце у провесах сазодетонац1йно1 штамповки, стискаекпстю р1дко! та твердо! фаз и межна .зневажити. .

Таким чином, контакте питоме навантакення мокна запксати у яшю! вигдяли : .

/жй», пу ". .. п:

. Р= е-'Ре /ее ) , • якшр г<£е

* к ; пу -1 1с, 1 й» ' ггу

Р= (Е1/ТХ>•< |й1,/[<еИ-£в }. 1-1|+Р„ , якшр с^.з

У цих пор!вня.ннях знаходиться лв! нев1дом1 констакти: Ре, Еь значения обчисден! шляхом п!дбору при розрахунках реальких задач 1 Г! р1внянн! з екеперименталышми данними та наведен 1 -у таблиц!.

Таоли»ч

N Параметр» Значения параметр¡в

1 в. г. о. о.ь 0 не).

2 В1к гипсу 1 год. 1 до^н 4 дШ. В дМ. .1 ГОД. 1 ДОП;

3 и* Ре , МГ'а 1.3 1.У 2,0 Я.! 1.0 ;

4 * . ■ Е1 , МИа 26.4 ?3.5 го.?. IV. 4 14. л

5 . д розрзэ?^ ас!ы ..мм 2.3. 2.5 2.8 3.0 3.1 3.6

6 _ експ. Мм , мм . 2.2 > Й.6 8.9 з.о ; 3.2 У. в

Побудована модель формотворення■трубчасто! заготовки у матриц!, деформуеться,- матер!ад яко! знаходиться гид впливол< есеб)много об' кого стиснення, дае мождивЮть анал!зувати динам!чну гюве/инку з; товки при р13ному эаглиОленн} енерговузлу, одержувати к!нцев{ про! та картину деформуванпя. та чиселмю росракосувати технолог 1пн1 про: багатоцигаово! штамповки.

Для )люстрац!1 мокливостей розроблено! методики розрахунку де< мурання трубчасто! заготовки досл!джейо процес поциклово! штамп г!льзи гом!лки у г!псов!й матриц1 за двома вариантами, як! в}др! «ться^розташувашям р!вня штамповки.

У перлюму вар!ант1 зм!на заглиблення забезпечувалась -р1вном1рно через кожн1 0.1 м: ех» 0.3 м, еи= 0.2 и, ез= 0.1 м. У другому виб!р р'1вня штамповки враховував конф!гурац1ю матриц!: 61- 0.27м - в облпст1 нзйб1лыпого зазору м!ж заготовкою 1 матрицею у нижи1 и И частин1, 0.18 м - на р!вн! зв'язки г!псоео! модел! кукси, ез= 0.06 м - на р!в-н1 надкол!нника. Результата розрахунк!в на попередньому цикл! штамповки виксристояуптъся'в якост1 них1лних данних для наступних етал1в <}>ор-мотворення.

А!ш1з одержали* результат! в в из начин, що лоьт прошча>.товка заготовки по контуру матриц! 1 няйгЦльш плартш х,яр-\ктер рм1нп диаме-п-лль-

Ш1Х леФоршйШ матриц! одержан! у розрахунках другого вар!акту задачI,

*

що бажано для вШворення реального технологичного проц-еу.

Розробя?кд методика моя» Оути використана дчч ролрахунк!* линейного фсрчотворенн: 1К приймальних гьяьз проте?1в, так.! трубчастих*деталей 1ншого призначення. .

У третьому розд1л1 викляден! матер ¡ми, як! виклздають ам1ст та результат ркспериментальних доел! дхень, шло яких с по-перше: вивчен-ня о<,обли'ност"й та ветановлення е-акономДрностх форму вачня навантаг.еш!я у технологичному простор1 при стисненому пиоус! газового '.заряду у г!дросередовищ!, та перев!рка гапропоновано! математично! модел! ^зр-, мостяоренкя труочасто! заготовки у матриц! що деформуоться, по-друг-е: доел!дження характеристик зм!сення дозуюче-змШуючого пристрою сер]й-но! установки У1Ш-03.

Для вирЮення першо! частини поставлено! задач 1 вигоголяено, з!б-рано та налагоджеко експериментальний технолог 1ч лий комплекс на о аз 1 установки У1Ш-03, змонтовано та в1дтаролано п'езселектричн! датчики тиску, з!браний та налагодхений вим1рювадьний комплекс.

У ход1 експерименту рееструвались так! дан1:

- тиск у ПдросередоЕиац як у вон! пищ* ?р!зу енерговузла, так 1 п!д ним;

- к1кцева форма трубчасто! заготовки п!сля кожного циклу формотво-рення;

- К1нцеве зтоншення матер!алу Пльви.

Зам!на складного проф!лю д1яграми тиску у гщюпотоц! з яри<;ут-

ы1стю к!лькох максимум1в проводилось э урзхуванням щмиуи&ння К.Яндат

про екв!вапектн!сть 1мпу. ¿с!в при сп!впаданн1 робочо! частот дгсчого

1мпульсу.' Обробка данних по зам!рах тиску дозволила.одергатн алрокси-

мац1 11 ну формулу, у як!й вплив заг.пиблення детои.чийноЭ труби рра-

ховуеть.я коефЩ!ентши Кр та Кт-■ < пах

Ргп(&Л) » Кр-Ргп • 11/£Кт-т+)3 -ехр11-Ь/(Кг• и)3 .

На мал."2 наведено середн1 значения коефщ!ент!в Кр та Кг в ка-лежност! в!д выносного заглиблення Ёсг° 6ст/<1к при р1зноман!тния по-чаткових значениях тиску .¿газового заряду ." Одержан! дан! лягать на лиману крг-. у !з елзмом на р!вн! розташуь мня'нижнього яр1зу датонацШю! трубки.. При цьому дов!рчий !нгервал Дд дор1внюс 0.01«. Лля р^вж-й, ко роёташоваШ нижчв зр1зу деуонмийно! трубки, значения коеФпшентл Кр дор!внюе 1, т.ч. одержан! результата узгодасуютьея з п1домими доо."Лд-хеннями. Значка р!зниця в!д 1.0 для к~>еф1ц1ента Кт, мал.2 поясняться близгЛстю в 1 ль но 5 поверхн!, яка зншкуе тривал 1сть позитивно! фаак г)д-ропотоку.

ДослДдаення "поциклового формогворення труочасто! заготовки гомМга у матриц! т деформуеться проводились за допомогою рентгенографии* • вн1мк1в, як! фДксували. к!нцеве розташування 1 нтур!в заготовки К не . формозадаичого елем&нту матриц! .'

H

W

cö ^

w

CQ

-r-t

X

Cù

-r-t

Я

•гН

ги

о &

^

К у

cö Д

ГО

о i

~ il ~ \ L — —

у / i

/ (.

t4 Ю Af И

-1 s

Kl

i

«л to M

Ч>

S

/

— / — —

/

tí . * О M

л t 1 *f A

/

Л

Г ^ _ к

s 1 l — i 1

—

pi Й 1» — f£ * I o.

U 1

1 1

< я С d С ps Cv?

w « Г4» Q •

1 О t 1 ' OS

□ <1 Ж

Для пор!вняння s розрахунковими значениями, оули проводе!!! за«1р этошяення в!дытамповаяих гШз протезtв AS. Результата розрахункови •-та-експериментальн х досл1джень подан! на мал.3.. Максимальна р!эниц . теоретичних та експериментальних данних не перевишу? \?Х, що можна по ; яснити norpiiuHlcTio, що пов'язана з асиметр!ею реальних деталей, а та кож р1зницею табличних значень ф!зико-механ1чних характеристик матер1 •_алу заготовки та матргг^. Як!сний к!льк!сняй зг>i.r одерданих ропуль тат!в дозволяв зробити висновок прп правом¡рн¡.сть використання припу тень, вр-пряйнят! в теоретичн!й модель

Результат« розрахункових та експериментальних досл!джень

1 пякл Z цикл .7 пик л £> Ни, мм Д S, %

—- - эксперимент —— - -резудьтати розрахунк!в ''"•-Мал.З.

Дня ви£>!шення.'друго1 ,'чаотини задач!-, ' шр поставлена-, у .-розд! експеримеятаяьних .¿ослЗджень,. з!Орано та-налйгод^но екснериментапьн

вим1рювальний комплекс на баз! газо<шл1затору "Газохром-3101",яки дозволяе вкяначати концентраШю метану в! робоч!'сум!и1: метан + ■ ки сень. Результата експеркменг1в, ко одерлишГ при змШ сп1вв1дношенн початтового тиску газового заряду, наведен! на мал.4а, а при вм1н таску газового заряду для фжсовано! настройки - на мал. 46.

'Характеристики сп1вв1л»отекня

П>

со

40 СО со 10

1>П=0.4 М11а[.

11!!.\:!ПП 411! з

/1 X"

Т

ш

_ -/./-м "'У-84 ]

О 10 20 30 4 0 50

а)

О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.0 0.7

6}

Мач

Лнал1в гр&рхк1в, гю вибизають реальку ко!щек?рац1г) метану, покг вуе. ко склад сун1а 1 кеодиор'дкий по об'сау га;"?вого сзряду и дм де? ких режимов зм1шувзиня значно В1др1зняеться в1д иастратеаного, що вин -ликано зм1ноо иротитксгсу в процес] иаповненая. При настроит дояуючог вузла на сШввСношения метану та кисню у.сумШ в1лпо!?1дко р*ят ие значения концентраиН ивтепу на (2*.-»Д тише нпотрсювалого «нач<я , ня, шр е прикнятнкм у техн!чиих лрисгроях.-

- ш -

Резудьтати досл!дкень характеристик змшения буди використан! при розрооц! "Методики тарування. та контролю настроики ем!шутих вузл5в газодотолацшшх установок тину УШ-ОЗ", ика моде бути викориетанн для визначення характеристик зм!шуюче-дозуючих вузл!в 1наого газодетона-ц1йного обладнання, ' а також для коктролю 1нших параметр!в системи га-зопостачання ГДО, вплкваючих на над1йн!сть, безпечн!сть на економ!чн1 показники його роботи.

У четвертое розд!л1 викладек1 питания, пов'язан! з розробкою конструкцИ машин гаводетонац1йно1 штамповки деталей протез3 в та ннбб-. х!днси технологiчноГ оснастки, з вдосконапенням р)домого та розробкою нових технолог i чних пронес i в одержали деталей 1нлиМдуашго! форми у протезорудувачнь

Розглянута компоновка серийноi установки 1мпульсно1 штамповки У1Ш-03, яка на в1дм!ну в1д попередн1х 1 досл1дних модиф1кац1й У1Ш-Ш та УШ-02 Atas калька зм!нних щит!в, оздоблена спегЦальною технолог¡ч-ною оснасткою,-.- що дозволь виконувати штамповку як' трубчастих, так i листових заготовок." 3 урахуванням результатов проведених досл!дж*нь модернisoBarto вузол п1дпагаовання, пристрой герметизацП еренговузлу, мереж! газопостачання, розроблено датчик присутност! води у зон} штамповки та методика настройки ёмшуюче-'дозуючого пристрою, що вкуп! доз-

воляе- п!Двищити над1йи1Сть експлуатаШ 1 установки. * - •

. -.На'.основ! результата теоретичиих та екслериментапьйих досл!д*;ень роз роб лен! резкими штамповки приймальних гьяъз протез í в, ■ шзначен! •особлииост!-виконання технолог!чнйх-операц1й, що обумовлен! особлив1с-тю ^икованйД-кокно! :пртшаяьно1. т!льзи. та видан!, рекомендаци з !х практично! peattíeaqíí/

"Роврсблена установка УШ-03, а такок технологична оснастка виго--TOB£'¿líi та випробуван! при Мдппатоваш!' технологiчмих процес!в на До-

слШюму виробництв! ' СДВ) УкрНДI(тротезування. Монтаж оЛлалнання будо проведено на 10 експерименталынк протезно-ортоледичних л1дприемствях (ЕПОП) Украши, де-впровадзкен! у виробництво технолог1чн! проЦеои ви~ готовлення прилмальних Пльэ. а на Хпрк1 нов кому ЫЮП до того лс - техн-роцеси .по' итамповц1 типорозм1рних приймальних г!льз стегна та розвлн-'тажуючого стегнового модуля, що дозволили задовольнити у достатюй к1лькост! потребу галуз!. у цих деталях протез1в.

На ДВ УкрНД Г протезу ванкя в!дштамлоаан1 1з листових заготовок експрриментальн! зразки приямальних г!льз протез¡р ступн! та п!дп1рно-го елементу корсету на вилудення нижньоГ к1нц!вки, и культовому сугло-61, котр! ¡остановлен1 на нових конструкция протез!в I нроходять ркс-плуатац1йну апробац!п.

Для М1!гоького ВО "Протезист",. на якому вккоркс гвуеться .УШ-ой, виготовленик енгргоэуэол з аналогичною У1Ш-03 конструкцию. При монта-ж1 виробу в1дпов1дно з результатами досл!джень проведена доробка мере-ж1 газопостачання та впровадяена методика настро»Еання змШуюч'е-доиую-чого пристрою. За висновками спец1ал1ст1в цього п1лприпмства, модерн 1-зац!я У1Ш-0Й дозволила п1двитдатк над1йн1сть експлуатацИ обладнання, скоротити час настроГжи сШввЦношення компонент! в газового заряду та п1двищити точн1сть одержання приймальних Пльз протез!в.

На баз! представлено1 робота о]?ормульован1 ншрямкя перспективних досл!дзкень " в галгуз1-газодетонацШго! штамповки деталей 1ндив1дуально1 форми.'

ЗАГАЯЬНТ ВИСНОВКИ

1. Приймальна Пльза протезу с найбйльш складною та трудоемкою д*-таллю,' точн1сть : в1дпов1дност1 яга! анатсм1чн1н булов! кукси 1нвал1да визначая.результат протезування в ц!лшу..

2. Вивчення конструктивно-технологIчяих особдивостей одеряання деталей Ладив1дуально! форми дозволила встановяти. щр нэйб!льш перспек-тивним методом виготовлення] таких деталей с глгюд«тонац1йна штамиогка у г!дросередовищ1.-

3. Моялив!сть -точного дозуванн* величины газового заряду, низький р!вень навантатення,, шр особливо вахяиво для штаиповки в разовйх матрицах , цо являють : сбйою в1дбитки з ус!чених к1нЩвок !нвал!д!в, на-д!йн1сть, безпечн!сть, простота та зручн!сть ексндуатаиП обладнання, низький р!в*нь шуыу дозеоляють одержали детат! в звичайних цехових умовах..

4. Ирийнята модель динам1чно1 повед!кки трубчато! заготовки дозволила розрахувати процес фориотворення прийманькох Нльзи протезу при затисненому падводноиу'вйбус1 газового заряду у г!псов!й матриц!, та деформуеться. Чисельне моделюваяня.таких лроцес!в дозволяе досл!джува-?и кинематику заготовки, вкэт'штп II напружено-да^ормовал'ий стан та прогнни в будь-який час, а такозс стискаемЮть г!псово! матриц!. Екопе-риментально та теоретично встановлено, щр точн!сть одеряання деталей у г!пссш!й матриц! змешауеться 1э'зб!льшенням в!ку гШсу та- вбШшенням водог I псового: -в 1 дноше кня.

; Ь. Запропонована математичка модель ,динам!чно1 гювед!нки заготовки энахсщиться у гарному сп1вв!дношеян! в результатами експершентапьних досл!дденъ. Прк цьоиу максямальйе вшшлешя' величин остатн1х деформа-

.1 • * - * * К " - ' . *- • '

ц!й яа перевищуе 12Ц а одеряання в експериментях модельних деталей шдтйерджуе о0гру«тован1сть .прийнятих припувгенъ.

.6. Праведен! - екейериментальн! досл!дження джерела зовн!шнього на-вантаяення дозволили використовувати афокаимац1йн1. формули, до опк-сувть ■ - поле тиску .у. г1дрссередовиаЦ в усьому технолог1чно«у простор: -як в ¿ зон! вище зр!зу енерговуелу, так 1 п!д ним,. юр да& мсшив1ст1

- гга

розраховувати ochobhi параметри технолог!чних п|юц^)в.

7. Експериментальн! досл1Лження газового заряду, одержаного дозу» че - зм1пуючим пристрем установки У Ш-03', дозволять встановип сп1вв1дношенняя метану i кисню як 1:3 ¡дпов1дно, при якому забезп» чуеться стай1льн1сть п1дпалювання-сум!и1.. .

8. Розроблена методика настройки дозупче-вм1шулчого пристрой уст; новки У1Ш-03 у.охе бути вккористана при тарувиш! та для контра настройки 1нших вузл!в газовибуховаго обладнанкя.

9. На баз! виконаяих теоретичпо-експериментяльних досл1джень .ви начен! режями итамповки деталей ггротез1в, виявлеШ особлипсст! вис нання технолог 1чних onepariift, ооумонлек! 1нд|и1(лу.чямистп кчкно! .щ йомко! г!льзи, подйн1 рекомендацИ по 1х практичнIй реач1зацЛ.

10. Удоскоиадення з результатами викоканнх досл1д*еиь обладначня ■технолог 1чяоI оснастки, а такой технологгши процес1'в для виток '¡левая деталей протез1в 1ндив1дуалько1 форми дозволили поставите Ш в!дуальне виробнвдтво на'поток та одержати -ондиц1йн1 детял!. - 11. Результат!! роботи впровядкен! у вкр^ншит! детапей протез 1ндив1дуально1 форми на 11 п1дприествах гапуз! Укра1нн та В1 лору с КрШ ■того, роз[рбленi розрахунков! та експериментаньн! методики вш ристат ;на НВО "Маиинобуя^киЛ яаяод Дм. М. ЬКалШна (м,екатер| бург) при розробц! газодетонащ иного методу виготов-иення доел! д. зразк1в деталей 1е перспектиБно! номешсеттуг«- Шдприемства.

. Основшй shict роботи вккладено у таких роботах:

1. Вовк ВЛ., Бакаев С.Н., Сгободюк л.П., КузьменкоД.Г., Бушманрв.

Способ импульсной обработки материалов давлением.

A.c. N; 1646122 (.СССР ).

2. Слободюк A.n.. Бушмачов*H.С. Управление параметра!«! внешней натру; ки при газодетонационной штамповке. - В кн.: Тезисы докладов Всесс кзной научно-технической конференции " Использование импульсных ис точников энергии - Харьков: ХАИ, 1990; с. 98. ■

3. Бажина E.H., - Вушанов Н.С., Котов Г.В. Изготовление типоравмернг ааговок гильз бедра'методом импульсной штамповки. // Протезирован! и протезостраение'. Сб.трудов, М.., ■ЦНЙИПП, 19Ô0, вып. SO, с.£4. . .

4. Вакина'Е.Н. .Вушманов Н.С.,Черняну Г.И.,Щетинина Л.Т. .Чекрмжев О.Л Слободюк А.П.- Изготовление приемных гильз протезов стоп методом и пульсной штаушовки. -''Протезирование, и проте^остроение", lyyo, v.u 90, с.119.

б. Борисевич В.К.," Вамна E.H., ВовкВ. Т., Бушанов Н.С. Газодетшац ояная штамповка деталей протезов. //Кузнечно-штамповочное произвол ТВЭЛ991, N12.C. 13-15.

" 'ч * - . ' , ■ ' С' • .

6. Вашг.. E.H., Вовк ВЛ-',;Вушманов Н.С., Слободюк A. IL Методика тар ровки я дактро.'ш кас'фокки смесительных узлов газодетонационных у

teHÖBOK тнпа;УИИН)3. Ст4тья,-деп. Р. УкрИНТЭИ, Iffll- Ук92, 1S92.-2E

г .Белгород, ■ 1Ш£И, огдсяг * псшЕграфЕШ. Tapas. SO зкз.