автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Интенсификация процесса формообразования из листа эластичным пуансоном по жесткой матрице сферообразных оболочковых деталей с минимальным утонением стенки

РГ6 од

_ г. '.'■•■ На правах рукописи

Жигялий Светлана Викторовна

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ИЗ ЛИСТА ЭЛАСТИЧНЫМ ПУАНСОНОМ ПО ЖЕСТКОЙ МАТРИЦЕ СФЕРООБРАЗНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ С МИНИМАЛЬНЫМ УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ

Специальность: 05.03.05. — «Процессы и машины

обработки давлением»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукостся

ЗЬгиляЗ Светлана Еяктсровна

шгенсяфйкае^я процесса фондообразования вз листа элдсекшя пулксонш по жесткой matese сзеросеразных

оболочковых деталей с mffiraiyibsjjs tzüeszsm стзннз.

Специальность: ' C5.03.G5. - "Процесса а мазшш оСра-

'ботки давлением"

abî0p3sspat

диссертации на соискание ученей степени кандидата технических наук

усскев is95

Работа выполнена в Московском Государственном авиационном • институте (Техническом университете ) МАК

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ИсаченкоЗ Ъ.И.

Официальные оппоненты: доктор технических паук, профессор

Овчинников А.Т. кандиЗая технических нссут Еонсшняинов Б.Ф.

Ведущее предприятие - научно-исследовательский институт авиационной технологии.

Зчяита диссертация состоится "»¿и " ййШ^ра. 1395 г. В 10 часов нз заседании диссертационного . Совета Б Московском Государственном техническом универа :ете имени ' -Н.Э.Баумаяа по адресу: 107005, Москва, 2-я Баранская ул.; -,.5.

Бет отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью просим выслать ш указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ имени Н.Э.Баумана. ■

Автореферат разослан "Ю " ¿¿&ября 1995 г. Телефон для справок 267-63-63.

УЧЕШИ СЕКРЕТАРЬ диссертационного Совета

кандидат технических наук, доцент Шубин И.К..

ОШ&Я ЖЛРДКТЕШСЪША РАБОТЫ , .

Аняуалъ-юаяь те^гы Сфэрообразнкэ оболочковые детали находят и в перспективе будут находить все более широкое применение в ЗЕиащсшю-носьамвсном производстве я а других отраслям машиностроения (гяякэстшэ реактЕшго дксатели Саллистаческой ранеты; зэрскосмичэскиз аппарата тзпа "Буран"; бортовые Зака-вытвснитвла; многочисленные емкости кислородного обеспечения, обеспечения сзаанЕкм воздухом, • водородом и другтая средсма под давлением.) Зто объясняется тем, что емкости-сболрчкг сфэрообрззЕсЗ фор;,а, в отличив от любых других форм, обеспечивают:

- уззгмальную массу;

- яалмеяышй тепл^отвод;

- наавксзую прочность щя1 мкеекальнсй площади поверхности . и наибольшей величине полезного объема.

2еэ это гзраатнруэт напЕЛСгиз функцаонздьзнв характеристик»! такого тзнз о6олочкоеых деталей.

Вместе с тем, анализ традиционно применяемой технология* получения класса сфэрообрознкх оболочковых деталей показывает, что суаэствуасвэ технологах не сбэспочиьаит в полной мэре требований конструкции подобного типа деталей, ' поскольку сохраняется значительная удельная масса, неравномерность '.I оольжзе утонение стенки детэлг, недостаточно высокое качество поверхности, высокая неоднородность механических свойств.

Исключение атех недостатков, как будет показано в настоящей работе, достигается применением нового процесса, названного фрикцлокно-резерсквной вытязкой элагтичшм пуансоном по гзсткой матрице, исследование которого составляет основное. содерпгЕг:-настоящей работа.

Актуальность работы подтверждается такте следупцкма положениями;

1. Постановление '.Приказ Министра Авиационной промквлвнносхй) Л 383 от 31.Св.87 г. "О долгосрочной комплексной программа снидения металдоегжости нацког ильного продукта".

2. Приказ по Г'гшистерству Авиационной промышленности М 453 от 21.1С-.57 г. "О необходимости разработки мероприятий пс погызеняи козфйщиента использования натерлала".

Следует отметить, что актуальность нззезшшх юстансвлэппЗ з

•настоящее.время не только не уменьшилось, но еще больше возросла.

Цель рабсхж. Разработка научных, и практических основ нового, наиболее аффективного по сравнению с существующими, технологического процесса фрикаиовно-рэверсизной - штяхки эластичной средой но жесткой матрице, обеспечивающего минимальное утонение, равыо-мерномерность свойств к качества поверхности стенки детали сферообразной. формы.

Научная кобизна исследований. Влервне разработан новый эффективный технологический процесс, и на основа изучения напряженного и деформированного состояний в процессе его осуществления на базе использования современной теории контактного трения и теории угфуго-шйстического деформирования созданы теоретические основы (теория) этого процесса.

Автор зависает:

создание нового технологического процесса получения с^ерообразшх оболочковых деталей с мгаикальш».'. утонением стенки детали;

результаты анализа напряженного и деформированного состоэжЯ в различных зонах очага деформации;

теоретические зависимости для расчета напряжений и Ли£>ршк& в любой точке деформируемой заготовки:

- аналитические зависимости по расчету напряжений в опасном ' сэченни в функции базовых параметров;

- результаты теоретически!, исследований по установлению основных факторов, определяющих технологические возможности процесса.

Достоверность резулълс?ла5, полученных б ходе теорвтаческих исследований, подтверждается совпадением их с опьгтныда данными. Наибольшее расхождение меазду теоретическими и экспериментальными значениями, напряжения в опасном сечении заготовки не превышает 7,9 %.

Прахшчесгоя ценность. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать производственные рекомендации б ■ виде ■ руководящего технического материала для использования результатов исследований в промышленности. Рекомендации источает: назначение; изложение сущности нового процесса; его краткие теоретические основы и технологические возможности; рекомендации по расчету параметров, выбору материала, геометрии конструктивных параметров инструмента; рекомендации по выбору оборудования, смазочных сред г интенсифакаторов трения; мероприятия по технике

безопасности.

Руководящая материал позволяет сразу приступить к использованию нового процесса в производстве на современных такравлтеческит тфвссят

.^ххкадхя рйО'аш. Основные результаты диссертационной работы долонены а сбсуадены на научно-технических семинарах лаборатории обработки давлением кафэдры "Технология металлов" МАИ з I994-19S5 г. По ' материалам работы сделаны доклады на научно-техническом семинзре "3©ектнвные техполоппб скиэ

процессы листовой штампов:®" в Центральном Дсме Знаний России з I9S3 г. (г. Москва); на II Всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивные технологические процессы, оборудование и оснастка для яолодкоштампоЕочЕсго производства" Приволжского дома научно-технической пропаганда з 19Э4 г. (г. Самара).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научных статья! один ■ технический отчет по х/д, подано 2 ■ заявки, руководящий технический материал (з рукописи).

Сърукпура. и объел работа. Диссертация состоит из «ведения, 4 глав, общих вызодсв по работе, списка использованных литературных' источников (115 наименований) и приложений. '

ОСНОВНОЕ СОЩШИЗ РЛЕОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы! сформулирована цель и основные пути ее достижения, сформулированы основные научные, и практические результаты исследований, а такав полоаения, гнносимыэ нз защиту з определяйте ее научную новизну. Приведена краткая аннотация работы.

3 первой глз&е дана характеристика класса сферообрззных оболочковых деталей в производстве авиационно-космической техники и в других отраслях тлазкностроения; конструктивные требования, предъявляемые к ним, и j ребова:шя з - направлении интенсификации технологии их формообразования с точки зрения обеспечения конструктивных и технологи веских требований. Дан анализ существуизих способсг, изготовления сферообразннх оболочковых деталеЗ, а такхе работ, посвященных процессу вытягки из листа.

При изучении процессов <£ор«ооСрвчоБания важной задачей является отыскание ноля напряжений и определение на основе гтогс

6 4

допустимой с?енз£и деформации, ксторзя ограничивается или разрушением заготовки, ели потерей устойчивости, приводящей к нежелательному искажению формы.

фундаментальными отечественными работа.®, посвященным вопросам вктяиси с помощью эластичных сред и инструментальных штампов, язлявтся работы Е.М.Бирюкова, Е.И.Исачевкова, Е.А.Попова, Л.А.Шофмаяа и др.. В ь~'Х достыочно подробно, исходя из условий равновесия, исследуется напряжен э-деформированаое состояние заготовки с целью оггредел&ния необходимых для ее формоизменения седозых параметров технологического процесса, оптимальной геометрии оснастка и предельных деформаций, характеризующих тот или иной процесс формообразования.

, С использованием научно-методических основ' прогнозирования новых технологических процессов в облает общей технологии машиностроения проф.Исвченкова Е.И. проведен целенаправленный поиск и дано обоснование выбору базовой схемы для исследования приведены схема существующих способов получения иироко применяемых в авиационно-космической отрасли сферообразных оболочковых д&талеС, показаны их преимущества и недостатки. Предшествующий анализ показал, что существующие процессы могут решать задачу получения сферообразных оболочек, но с качеством, не отракакцим в полной мере современным и перспективным требованиям к их конструкции. Как показал анализ предшествующих исследований, существующие процессы штамповки-вытяжки создавались как универсальные, охвативавдие формообразование различных, классов деталей, в том числе и сферообразных. В литературе отсутствует, целенаправленный поиск процесса подкласса сферообразных оболочковых деталей.

В настоящей работе предпринимается попытка после рассмотрения ириведенныу. процессов, целенаправленно синтезировать процесс вытяжки, исходя . из требований формирования сферообразных оболочковых деталей с наивысшей равномерностью и наименьшим утонением стенки детали, в связи с чем предпринимается попытка создать такое нвгружение заготовки, т.е., сформировать такув систему внешних сел, при которой будет обеспечена конструкция ■ сферообразной оболочковой детали в соответствии с требованиями, предъявляемыми к сфороооразнны оболочкам. Т.о., речь идет о создании нового интегрального процесса и:последующего исследования его технологических возможностей применительно к поставленной

'Zmox

Fue. I. Структура. формирования и технологическая ехгла процесса Фривихшнно-реверсиннаО. быкяапс* элаатчнсЛ среЗсй по ' жесткой шприца: a, 0 - (щунтурно-кинеАСПшеская ехэла погружения заголовки бнешили ctuaai; 3,г - тяхнологииеская ехала и спсЗт осутцесяЗления npcvscca.

■цели. Для достижения згой цели в диссертационной работе были поставлены и решены следующие основные задачи исследований:

1. Изыскать структуры нагружения плоской заготовки внешними сЕлами, обвсгечиьащей требуемоз формоизменение сферообразной оболочки аз листа; разработка новс го процесса вытяжки эластичной • средой по жесткой матрице, гарантирующего заданное формоизменение.

2. Исследование нанряженно-дефсрмированного состояния заготовки в процессе фрикционно-реверспной вытяжки сферообразной оболочковой детали.

3. Проведение экспериментальных исследований по оценке и проверке достоверности результатов теоретических исследований нового процесса и установление дополнительных данных, необходимых для разработки практических рекомендаций.

4. Разработка .практических рекомендаций в виде руководящего технического материала для применения процесса фршаионно-ревер-сивноЗ вытяжки в производстве.

■Вторая г^ала посвящена структуре построения системы внешних сил и теоретическим исследованиям нового интенсивного технологического процесса за основе конструктивных требований, предъявляемых к сферическим оболочковым деталям.

Известно, что технологические возможности процессов глубокой вктязкя определяются условиями наибольшего утонения или разруша-ниам заготовки в опасном сечении, обычно расположенном у сферообразной оболочковой детали в центральной зоне. Утонение центральной зовы при формообразовании традиционными процессами, как известно, является следствием действия интенсивных меридиональных растягивающих напряжений этой зош,вызываемых, в свою очередь,сопротивлением фланца заготовки. Следовательно, меридиональное напряжение в опасном сечении является количественной характера; плюй, управляющей степенью фсрмоизквЕвния и интенсивностью утонения стенки детали являющийся взаимосвязанными характеристиками технологических возможностей процесса.

Структурная схема нагруьзния, исключающая вредаое влияние меридионального непряжения, приведена на ркс. I (а,б). Большое атаяниа в формировании такой схемы нагружения оказали напряженин контактного трения, прилагаемые к поверхности заготовки. Отличительной особенностью этой схьмы является блокирование интенсивными напряжпиями трения центрально! зовы заготовки, создание также напряжениями трения поля сжимагшх радиальных

Рис. г. Консяруктвча;. схэлп те—нологихесхого блока для осучесвб-лэния процесса фтисирснко-реверсиВноа. быкизо: сферос^ра,->a¿z оболочковых деталей: I - загсяовш; 2 -'ценярирух%£& вкладьаа, 3 - лащяща; 4 - пуансон; S - лепшлинес/сий уплахижвлъ; S - ксшейнер висонаго давления.

кавряпешй б ' переходной области к мзшмальннх растЕггвашк наггрдкешй во фланцевой зоне.

Активное нагрукэшга .фланцевой часта заготовки контактными силами трения действующими мэкду кольцевым эластичным

пуансоном к заготовкой, .интенсивно увлекая фланец к центру в процессе деформации пуансона, создают сжиманцие меридиональные напряжения &р(сЖ) в опасной торообразной зоне и исклвчают, тагам образом, возникновение толкшной деформации Е& в куполообразной част заготовки. Исключение вредного влияния сил трения 1т{п ыезду фланцем и матрицей достигается в этом случае за счет ^применения эффективной смазки оптимальной вязкости в этой зоне.

' Процесс, осуществляемый по этой схеме нвгрухения, получил название фрикционно-.-резерсйвя.й еытяхки,обеспечивающий глинимальноэ растягивающее напряжение о перспективой возникновения скимаздиг мерютшальнызс. напряжений в этой зоне.

Отличительной особенностью процесса фрикцаонно-реверсгвного формообразования эластичным пуансоном по »веткой матрице сферообразннх оболочковых деталей является наличйе двух стадий формообразования (рис.1 в.г):

7 переход - проднарительное формообразование полуфабрикате. слозйюй торообразной формы с достижением посредством. опорного вкладыша кинимальных толзданух деформаций (отрицательного знг:са);

2 переход - выворачивание в той &е матрице полуфабриката I перехода до полного оформления оболочки.

На рис. 2 показана конструктивная схема технологического блока, иллюстрирующая механизм процесса фржционно-ровврспькой вытяжи сфзрообразны.х оболо'гковых деталей эластичным пуансоном.

На матрицу 3, с расположенным на нэй вклздшем 2, укладывается, п оская заготовка I, к поверхности которой прилаг&с-тся давление со стороны эластичного пуансона 4, заключенного в корпусе контейнера высокого давления 6. Для предотвращения вытекания эластомера мезаду наружным контуром матрицы и внутренней стойкой корпуса контейнера применен металлический уплотнитель высокого давления 5. По маре роста давления со стороны эластичного пуансона,, полость последнего сокращается, поскольку он, деформируясь, устремляется к оси его отверстия, а возникающие при отом напряжения трения вч поверхности контакта с заготовкой ( г ^^ ) увлекают флянец заготовки в полость ручья, образованного меяду контуром рабочей зо?ш матрицы и

Fuc.3. Струтурная receja для анализа мзяряхзуто-дефа&я&о-баннсго состояния зазяг.о?-1Х1 при фршашончо-ре берсивней Етяхне элаатжннл пуанс огшл по хватай лвярице: I - злаагш}{ий пуансон; II- ¿стригла; III - вкмзЗъаи; 17- форлсобразуедзя беяалъ

спорным вкладашем с формированием минимальных меридиональных нап-2ГЭНИЙ в зове контакта заготовки с поверхностью вкладыша 2 свободней торовидной зоны.

Процесс фрикционно-реверсигтой вытяжки, таким образом,обеспечивает формирование такого распределения системы актизных и рзактквЕых сил, прилагаемых к заготовке, при котором формоизменение совершается с минимальнчш значениями отрицательных тодщинныг деформаций.

Целью теоретического анализа являлось установление функциональна зависимостей, определяющих деформационные характеристики на основе новых представлений о механизме процесса. Особенностью . теоретического исследования является системное расчленение нагруженной внеоиши силами деформируемой заготовки Еа зоны с однородными схемагж напрятанного состояния с учетом граничных условий какдсй зоны; рассмотрением равновесия пол действием В28ШВ2. п внутренних сил с после дувднм суммированием (интеграцией) их и установлением величин напряжений в любом сечении очага деформации (Рис.3). Таких зон оказалось 9. Сечение и схема напряженного состояния представлена ^.э рис. 4.

Теоретически исследовано воздействие Енепших сил и возникающих при том напряжений на поведение опасной зона, которой является зона 7 (Рис. 3). Опасной эта зона является потому, что в ней концентрируются наибольшие напряжения растяжения и деформации, приводящие к утонению и при достижении напряжений критических значений может произойти разрушение. '

Учитывая, что меридиональное напряжение в опасном сэчешш является количественной дарактерестикой, управлявшей степенью фор.^изменения и интенсивностью утонения стенки детали, в свое очередь, яв л я ю псямзея вза и мосвяззн в ш характеристиками технологических возможностей процесса, условием оптимизации принят манаыум меридионального напряжения в опасном сечении заготовки.

Условие формообразования:

w? зоны i ¿она и су,та ее нагружен up

6 ^ п

VI =3 - - ¿Tr

Zt

G *

t5

65 U ър

i i

бк

• ¿f

w

j

, _ С 4 i Zwox flf Irnat

¡ M'l* ?K

! 6*P;s)tT--

£

ОНЬ! очага бе^згшгдш при Фрихциснно-реВерсиГ.чсй 3joc!macis ly-zuccKZJL ne zzaveed ¿cxpuius и ere.» хая-ряп та, deücr.ßxfa^z на каайуа из кет.'

IfO

Натяжение в опасном сечении:

7 =-^1(1-2) 1П - +---О—

п а **

г, 2 г, з. ■ г_ 2 г, а,,

®1С2-з;- 3о г2 ^4(2-3) зг(2-3) "4(2-3) 3Т(2-3)

+ ^1(2-3) 1п гг +

2 г >3 м-г-л; 'з 1м (2г-,- э„) % З(гГ.-З)

по о4 3 с' с 3 о

1шз-*)г3-" 2\(3-4)г4п г. 30®к4-1)

Ы "г? + - +

(г3-в0/2>в0 3о(2Г^ао^ ' 5 2*Сф + 3 о

Т с с о л

М(4-5;"Чс4-5; П(4-5; ь(4-5) о К 5-е;

хз0Г2г,- а0; *зоГ2г5 - зо; + з0

1(6-7) Г6

2г + в

+ 171 '

( 2 )

где

зо - исходная толщина заготовки;

о - удельная нагрузка со стороны эластомера;

р - коэффициент Лоде;

гм - радиус закругления кромки матрицы;

Ясф- радиус сферической оболочковой детали;

st(2-^)•í*t(d-*^) ~ площади исследуемых участков;

г,. г2 ......г? - радаусы, определяемые участками сферической

оболочки; '

еК1-г)' &ка-э>.....®<сб-гсопротивления деформации

(интенсивности напряжений) на различных участках очага деформации сферической оболочковой детали,-

-2)^(1-2), .... тмг4-5>,хШ4-5; - напряжен^ контактного трения.

Теоретически исследовано влияние на штенсгвность напряжения в опасной зоне всех основных параметров и факторов, вдшшеих яз эту интенсивность:

- геометрии матрицы;

- интенсивности контактного трения со стороны опорного . Бкладына;

- интенсивности контактного трения со стороны эластичной среды;

- интенсивности контактного трения на фланец заготовки со сторона матрицы;

- интенсивности форкообразундего давления со ' сторона эластичной среды;

- геометрии эластичного пуансона;

- характеристик смазочных сред и штенсгфякаторов прения.

Бо всем этим режимам в дальнейшем проведены гксперимэнтн с . установлением величины напряжения в опасной зоне. На -рис.* Б представлены графические зависимости наполнения з опасном сечения о? некоторых параметров и управляющих факторов. Для ойзт - • - юго уменьшения сил Енеинего г энтактного трения на фланце и на зктгпк» радиусе матрицы (рис- 5.1.) необходимо приближение режима трения к гидродинамическому подбором сказочных материалов эффективной (оптимальной) вязкости по заданной (известной) скорости дефорвгор-вания заготовки и величине максимальных контактных давлений не вктязаом радиусе матрицы, з также увеличение положительных сил контактного трения за пуансоне путем тщательного обезжиривания последнего, или применением изг-энсифккаторов трения (канифоли, кококоррундз) в сочетании с использованием схем штамповки, обеспечивающих прикатив штампуемой заготовки к пуансону в любой момент формообразования.

Влияние радиуса закругления рабочей. кромки матрица не

напря2енко-.деформирсва:-кое состояние заготовки,а следовательно, на

величину утонетая стенки можно судить по графику на рис. 5.2. Для

уменьшения величины утонения стенки необходимо увеличение оадиуса

гм

закругления крс.-мни матрицы (I < _ < 8).

а

о

О влиянии исходной толщины заготовки на напря.т.екиа в опасной . сечении показано на рас. 5.3. Сле девяти.тьно, чрезмерное утоаеягз сгетзси сФеркчеохоЗ оболочковой детали в процессе отачповка-еытяззз . т к ' необходимости увеличивать ее таядеву для вкзеяааетя

JOO m w m w o

Mík

0,1 0,5 i

Í64

126

hila

Puc- 5.1. 3a8tiCLLí0C7!b J&puduoHnxbHoao Hanp&sema 8 onacnoj. cenemm cm wnps&eHLfl. aomaímioao xpeuua.

i

Í50 iOO 50 ■ O

Hila

1,3 5

№. íb 1». So

Puo. 6.2. 3a8uciuocna> jjgpjávonajibHaso hcjivíus-^^I 8 anacHOJi ceneh.ju cm amocmexbHoao paSuyca 3axpj3..3HU£. pa¡Jo\eü opona jcspuya.,

iOC

SO

Míla

-----'

US

•f

Í5

2,0

So,MH

Puc.5.3. SaStxnuocmb MepuávpucutJtoao HtmpuxsKua. 6 cmcHoi ceseKua as ucxoúhoQ. mojama aa¿cmo6m.

требований конструктивной прочности деталей. Это приводит в конечном счете к увеличению расхода металла и массы детали.

Третья глаЗа составляет•основное содержание экспериментальных исследований. Ггсследования проводились на образцах оболочках достаточно больших габаритов (диаметром 150 мм) на алшиниевых сплавах АМцАМ, Д16М и образцах из нержавеющей стали Г2ХГЗНГОТ,т.е.-на материалах, наиболее характерных для авиационно-космических конструктив.

Для проведения экспериментальных исследований использовались гидравлический пресс т и па ПСУ-50 0 усилием 5000 ,кН' ж экспериментальный технологический блок (контейнер в сборе с матричным блоком),- состоящий из матрицы с опорным вкладышем и кольцеобразного эластичного пуансона с металлически:,! уплотнителем, помещенных в корпус высокого давления.

Изучение деформированного состояния производилось. ч с использованием тангирных' сеток: На внутренних) сторону заготовки наносилась координатная (делительная) сетка с микронной глубиной проникновения острого индентора в поверхность заготовки * виде концентрических окружностей с дистанцией 10 мм и радиальных лучэй, делящих заготовку гэ сектора. У готового образца по" искажению диаметра окружности сетки была получена информация для изучения:

- напряженного состояния;

- главных деформаций;

- интенсивностей деформаций, которые в последующем. использовались для сопоставления с результатами теоретических исследований ' при разных режимах нагружения.

' Были построены графические зависимости, изменения главных деформаций £а и интенсивности деформаций £{ (Рис.е.1) для

различных точек деформируемой заготовки на различных стадиях/' деформирования, а также графические зависимости. изменения деформпруккего давления по глубине вытяжки б ""роцесге деформир:.ва-

вля (рис.6.2 и 6.3).

' Проверка адекватности теоретических исследований по определению напряжений в различных сечениях- заготовки б исследуемом процессе показала достаточную достоверность полученных при атом результатов (в пределах 7,95).

При сопоставления энергетических затрат установлен ре таи •■-■•руления с минимумом энергии деформирования - это рва».; с л;!322/! шакк хелк^зого пужсэка а с.эадекпсжл емвжо! са

lll|-

<¿

Рис. 6.3. Типовая забивижость изменения давления калибровш (2-я стадия процесса) полусферы (АМцАМ, о - 1,5 лл).

стороны флнЕца заготовки. Это подтвердило правильность методики при синтезировании нового процесса: определение энергетических . затрат по . конструкции детали как произведение средней интенсивности напряжений на смещенный объем.

Экспериментальные исследования показали, что наименьшие затраты энергии соответствуют рэккму фрикционно-реварсизной вытякки с применением эффективной смазки оптимальной вязкости к интенсификатора трэния.

Эксперимента подтвердили правильность выбора смазочных срзд и интенсификаторов трения на основе обобщенного закона контактного трения с учетом скорости деформирования, контактного давления на поверхностях трения, аффективной вязкости смазочной среды.

Установлено такие, что лучшими интенсификаторэки трвЕЕя в технологическом- отношении и по величинам напрягений трения являются сухое трение и нагруженное гидродинамическое на бвзе использования монокоррунда и канифоли.

, Наибольшее утонение при' осуществлении лучшего ■ рзкжла нагружения составило 5,555. Наибольшее утонение при других режимах - 5-122. в то время как при птамповке-вытязкке в '...:12т инструментальных. штампах -25-30%.

Четвертая гллба посвящена Енедрению результатов исследований з производство и анализу технико-экономической эффективности от реализации научно-технических разработок..

Изложенные результаты теоретически и экспериментальных исследований полонены б основу разработки практических рекомендаций в виде руководящего . технического материала для применения фрикшозно-раБерсивной бктяхяи. сферообразных оболочковых деталей с высокими конструктивно-геометрическими параметрами "фрпкпионно-реверсивное формообразование эластичным пуансоном по жесткой матрице высокоточны сферообразных оболочковых деталей с минимальным утонением с теша:".

Рекомендации включают еле душив основные разделы:

- назначение;

- изложение сущности нового процесса, краткие теоретические основы н его технологические возможности;

- рекомендации по расчету параметров процесса;

- рекомендации по выбору материалов, расчету геометрии .

параметров инструмента;

- рекомендации' по выбору смазочных сред и интенсифнкаторов трения;

' - рекомендации по выбору оборудования;

- мероприятия по технике безопасности.

Экономическая эффективность достигается за счет снижения массы сферической оболочковой детали, а такаэ за счет уменьшения затрат на изготовление оболочки и снижения металлоемкости. Ожидаемая экономическая эффективность при внедрении результатов исследований з производство составит 500 0С0 руб. в год на одну сферообразную оболочку.

0епй2 выводы по работе

1. Изыскание прогрессивных технологических решений и разработка на их основе практических • рекомендаций для промышленности по производству сферссСразных оболочковых деталей с минимальным утонением стенки является одной из важных научно-технических проблем, решение которой имеет большее значение для совершенствования изделий авиационно-космической техники.

2. Впервые разработан комплексный технологический' процесс фракцаснЕО-реверсзвной игампашш-вытяаки на базе исследования напрягзнно-деформпроБадного состояния оболочки, обеспечивающий наивысшие по с-звеэяию с другими -процессами вытяша: технологические возможности по критерию минимизации толзины стенки.

3.Разработаны критерии и функции для количественного анализа напряженно-деформированного состояния в различных зонах сфэрооб-разЕсй оболочковой детали при фрикционно-реверсинной шташезке-вытяако пластичным пуансоном по кесткой матрице.

4. Установлены оптимальные условия грстэкания проц-сса фрикционно-реверсивнс? вытяжки с применением эффективных смазок и

нтенег.£икаторов трения, при которых обеспечиваются лучшие технологические возможности процесса по критерия минимального утонения стенки сферообразной ойолочкоеой детали.

5. Посредством прямых экспериментов проведено годтвержгэние методики формирования оптимальных условий протекания, процесса с .использованием эффективных смазок и интенсификгторов трения.

5. Корректность получениях зависимостей подтверждена

экспериментально. Максимальное расхождение с теорией нэ превышает 7 а £

7. Для изготовления высококачественных оболочковых деталей из листа с минимальным утонением стенки детали целесообразно изготавливать их фрикционно-реверсивной вытяекой эластичным пуансоном по жесткой матрице, используя резким нагружения с применением в качестве интенсификатора трения канифоли и..:; мелкодисперстного монокоррунда п эффективной смазки оптимальной' вязкости.

S. Разработав руководящий технический , материал "Фр'икционно-рэверсивное формообразование эластичным' пуансоном по з:естксй матрице высокоточных сферообразных -оболочковых деталей с минимальным утонением стенки" для использования в промышленности.

9. Ожидаемая экономическая эффективность при внедрении результатов исследований в производство применительно к шаровым емкостям ф 500 мм и. толщиной 4 мм аарокосмичесжого аппарата только б условиях одноразового запуска составит от 44 477 до •

293 040 долларов. - .

10. Определены перспективы дз.яьнейшего совершенствования процесса.

Основные результаты исследований огранены в следующих работах:

1. Ж: гилий C.B. Интенсификация, процессов формообразования сфероо1разных тонкостенных оболочек с равномерной толщиной стенки

- В кн.: Эффективные технологические процессы листовой штачзтовкп. Материалы семинара.- М.: ПРДЗ, IS93.-C. 133-135.

• 2. Исаченков Е.й., Еигилей С.Б.. Изыскание технологии созда-нкя ' узловых, элементов крупногабаритных космических конструкций, ■ собираемых роботом.-- Отчет о научно-исследовательской работе. Тг-3390-460

мз J» ôiroO-ОЭОТО--M. : МАЙ. Г993. - C.3S.

гст_д->

2. Зигилий С.Fs., Исаченков Е.И. Рзверсивьая Етаяювка-штяккь сфзрообразных деталей с равномерной тслциной стеккп. - Ё' юг.: "Прогрессивные технологические процессы, оборудование к осавстаа для холодзоштампозочного производства". Тезисы докладов. - Самара: Щ m, IS94. - С.57-59.

4. ЗЕягглкй С.З., Исаченков Е.И.' Фрнкцаокно-роварсавное фпрмообрг.зов'шиэ 2лаг.тичным пуансоном по гесткой ыстргза» 1"-:.-.к'.'Тсчках сфероэбрззякх оболочковнх деталей с ютамадь'дая У/...-î-î-îm стенкя.Гуковод.':с:Л тегаический катвряа*. - В справочнта»

"Обработка давлением' эластичной средой". Под ред. Е.И-ИсачеЕкова, К.М.-Закирова. - М.: Машиностроение. ISS5.

5. Заявка на изобретение % 93029034 от 24.G6.93..Способ штамповки газожидкостнсй средой (Жигилий С.В.,ИсаченковЕ.И. ). '

6. Кагялий C.B., Иоаченков Е.И. Управление напряавнко-дзформированным состоянием при реверсивной щтамповке-вытяяке сферических деталей с равномерной толщиной стенки из листа. - В сб.: Юсилейноя конференция, посвященная ЮО-летик со дня рождения проф. О.й.Бимина. - М.: МГГУ, I9S5.- С. I5I-I58.

7. нигилий С.Е.., Исаченков Е.И., Оценка эффективности режимов трения фрикционно-реверсивнсй вытяжки эластичной средой по зесткоя

■ матрице по величине' напряжений е опэсесм сечвкип. - Б сб.: Отраслевой сеглинар по прогрессивной технологии з производстве летательных ашаратов. - Химки, I9S5.

S. Жигилий С.Е., Исачэнков Е.И. Напряженно-деформированное состояние при фрикционно-реверсивной вктяаке сферических оболочковых деталей. - В сб.: Отраслевой семинар по прогрессивной технологии в производстве летательных аппаратов. - Химки, 1ЭЭ5 г.

Подписано к печати 6.10.96. Фотэмат 60x84i/IG. Бумага газетная.-Сфсэ^. печать. Объем 1,0 печ.л*. Тирах ЮОзкз. Заказ S2. Ротапринт ПОТенсельмаш'1