автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Интенсификация процесса последовательной локальной формовки тонколистовых металлов эластичным и жестким рабочим инструментом

На правах рукописи

00305ТЭ95

Сербина Ольга Ростиславовна

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ ФОРМОВКИ ТОНКОЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ ЭЛАСТИЧНЫМ И ЖЕСТКИМ РАБОЧИМ ИНСТРУМЕНТОМ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением 05 02 08 - Технология машиностроения

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Москва 2007

003057995

Работа выполнена в Московском Государственном Техническом Университете им Н Э Баумана на кафедре «Оборудование и технологии прокатки» и в Московском Государственном Технологическом Университете «СТАНКИН» на кафедре «Системы пластического деформирования»

Научные консультанты Доктор технических наук

Феофанова Анна Евгеньевна

Доктор технических наук, профессор

Семенов

Иван Евгеньевич

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор

Артес

Алексей Эдуардович

Доктор технических наук, профессор

Васильев

Александр Сергеевич

Ведущее предприятие

ГНПП «Темп»

Защита состоится 2007 г в ■/^часов на заседании

Диссертационного Совета Д 212 142 01 при ГОУ ВПО Московском Государственном Технологическом Университете «СТАНКИН» по адресу 127994, г Москва, ГПС-4, Вадковский пер , д За

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим направлять по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ «СТАНКИН»

Автореферат разослан % 200/г

Ученый секретарь диссертационного совета

зов

''Витольд Ильич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Па сегодняшний день в жилищно-коммунальном хозяйстве, холодильной технике, а также гелиотехнике, хорошо себя зарекомендовали штампосварные теплообменные и теплоприемные панели из листовой нержавеющей стали Они занимают мало полезного объема в устройствах и в помещении, так как их габаритные размеры по толщине ограничены только диаметром подводящих патрубков Их характеризует развитая площадь поверхности при наличии достаточно глубоких и узких каналов с малым периодом (глубиной до 10 мм и шириной до 30 мм) Рельеф на поверхности заготовки получают штамповкой на гидравлических и механических прессах Однако такое энерго- и металлоемкое оборудование эффективно только в условиях крупносерийного производства, где снижение себестоимости изделия возможно за счет большого объема выпуска Кроме toi о, из-за ограничений по допустимой степени деформации при штамповке толщина листовых заготовок должна быть не менее 0,6 мм

В условиях рыночной экономики возникла необходимость в мобильных и ориентированных на потребительский спрос, ресурсосберегающих производствах, способных выпускать в сжатые сроки мелкосерийно различные изделия с низкой себестоимостью Существуют станы локальной формовки массой до 4-х тонн с мощностью электропривода до 10 кВт, имеющие небольшие габаритные размеры и достаточно низкую металлоемкость, а также простую в изготовлении сменную оснастку Станы предназначены для получения из заготовок толщиной 0,3 0,5 мм деталей отопительных радиаторов, плоских теплооб-менных и теплоприемных панелей с площадью поверхности до 2 м2, шириной каналов от 10 мм, глубиной от 2,5 мм и более Локальную формовку листовых заготовок осуществляют в матрицу с заданным профилем, при прохождении стола с заготовкой последовательно под вращающимся валом с эластичной оболочкой из полиуретана и жестким профилированным валом Метод последовательной локальной формовки дает возможность увеличить допустимую степень деформации тонколистового металла за счет равномерного распределения нагрузки под действием эластичной оболочки и уменьшить силу деформирования путем локализации очага пластической деформации в зоне, составляющей незначительную часть от общей площади обрабатываемой заготовки Сборка панелей с тонкой стенкой осуществляется методом контактной сварки двух элементов с образованием из углублений полученного рельефа замкнутых продольных каналов

Основные преимущества плоских теплообменников, получаемых методом локальной формовки, состоят в том, что при их изготовлении, в отличие от трубчатых теплообменников, не используют цветные металлы Возможность формовки заготовок толщиной менее 0,6 мм дает экономию нержавеющей стали до 50 % Плоские панели с хорошей теплопередачей, благодаря минималь-нои толщине стенки и большой эффективной площади теплообмена, находят применение в качестве абсорберов с высоким КПД в энергосберегающих водо-нагревательных установках, позволяющих преобразовывать экологически чис-

тую солнечную энергию в тепловую энергию теплоносителя, циркулирующего в системе каналов теплопрнемника

Однако метод локальной формовки не нашел широкого применения, так как технологический процесс и конструктивные возможности станов практически не изучены, нет рекомендаций по режимам обработки для различных материалов и обрабатываемых толщин Кроме того, небольшая скорость перемещения стола с заготовкой (не более 1 м/мин) и наличие холостого хода в работе стана, обусловленные его конструктивными особенностями, приводят к потерям производительности Поэтому тема работы, касающаяся дальнейшего развития теоретических и экспериментальных исследований процесса последовательной локальной формовки эластичным и жестким рабочим инструментом, а также создания новых схем оборудования, улучшающих первоначальную конструкцию для получения качественных изделий из тонколистового металла, является актуальной

Целью работы является повышение интенсивности процесса последовательной локальной формовки тонколистового металла за счет предварительного деформирования заготовки эластичным инструментом, позволяющего снизить расход металла и увеличить точность изготовления панелей теплоприем-ников для их последующей сборки

Методы исследования базируются на использовании теории напряженно-деформированного состояния, конечно-элементном моделировании процессов локальной формовки Для построения математических моделей и теоретического расчета использован программный комплекс "АКБУЗ", предоставленный МГТУ им Н Э Баумана представительством фирмы САО-БЕМ ОтВН в России

Экспериментальные исследования проводили на базе оборудования, предоставленного ЦАГИ им НЕ Жуковского При проведении экспериментальных исследований использовали метод отпечатков, а также специально изготовленную оснастку

Научная повнзна работы заключается

• в создании математических моделей для моделирования процесса последовательной локальной формовки тонколистового металла предварительно деформируемой заготовки эластичным рабочим инструментом с целью увеличения максимальной глубины формовки каналов и расширения технологических возможностей стана локальной формовки,

• в оценке опасности разрушения металла при изготовлении тепло-обменных и теплоприемных панелей из листовой нержавеющей стали на основе созданной математической модели последовательной локальной формовки,

• в установлении влияния энергосиловых параметров на точность изготовления деталей из тонколистового материала, обеспечивающих условия собираемости теплообменных и теплоприемных панелей из листовой нержавеющей стали

Практическая значимость работы заключается

• в определении режимов обработки тонколистовых заготовок толщиной 0,3 0,6 мм из материалов с различными механическими свойствами на стадии предварительной обработки валом с эластичной оболочкой,

• в рекомендациях по оптимизации технологического процесса получения элементов плоских теплообменников путем создания новых ресурсосберегающих станов и эластичного инструмента с регулируемой жесткостью

Реализация полученных результатов. Внедрение в производство новых конструкций изделий и рабочего инструмента производили в ЦАГИ им Н Е Жуковского Разработанные математические модели формовки листового металла эластичным рабочим инструментом использованы в рамках выполнения аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 г г ) Подраздел 2 12 проекта Разработка научных основ математического моделирования, создание моделей и проведение расчетов новых процессов пластического деформирования и разделения тонколистового металла эластичной средой» Результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в научно-технических журналах

Апробация работы Результаты исследований освещены в докладе на Всероссийской научно-технической конференции посвященной «100-летию со дня рождения академика А И Целикова» г Москва (апрель 2004г ), в докладе на Всероссийской научно-технической конференции посвященной 175-летию МГТУ им Н Э Баумана г Москва (май 2005г ), а также на научно-технических семинарах кафедры МТ-10 Московского государственного технического университета им Н Э Баумана (2003-2005г )

Публикации Материалы проведенных исследований отражены в 7 печатных работах и грех патентах на изобретения

Структура н объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы и приложений Работа изложена на 215 страницах машинописного текста, содержит 98 рисунков, 11 таблиц и список литературы из 99 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе научно-технической проблемы

В первой главе проведен обзор современного состояния процессов формовки тонколистового ме галла упруго-эластичным и жестким рабочим инструментом В работах Г Закса и Р Хилла был исследован процесс формовки мембраны жидкостью, представляющий собой наиболее простой случай местной листовой формовки Перспективным направлением обработки листовых металлов является формовка эластичными средами, которая даст возможность равномерно распределить деформации по сечению листовой заготовки под действием равномерного давления эчастичной среды Данный процесс, детально исследованный в работах Е И Исаченкова, А Д Комарова, В А Ходырева, А В Шагунова и др нашел применение в серийном и мелкосерийном произ-

водстве, где характерны небольшие партии и большая номенклатура изделий с частой их сменяемостью, а также сжатые сроки подготовки производства Использование листовой формовки эластичными средами существенно снижает затраты на производство продукции за счет снижения металлоемкости штампов и трудоемкости их наладки по сравнению с жесткими инструментальными штампами Однако сам процесс формовки эластичным рабочим инструментом достаточно энергоемок, особенно при обработке деталей большой площади, так как помимо деформирования листовой заготовки необходимы дополнительные силы для деформирования эластичной среды

Процесс локальной формовки листовых заготовок эластичными средами реализуют на валковых машинах с эластичным покрытием рабочего инструмента, при этом деформирование осуществляют за один рабочий ход Такие машины имеют ряд существенных преимуществ, а именно, низкие металлоемкость оборудования и энергоемкость процесса, снижение трудоемкости изготовления изделий в условиях серийного и мелкосерийного производства, а, следовательно, снижение себестоимости производимой продукции Однако хорошо изученными являются лишь процессы, относящиеся к гибке-формовке, которые были подробно исследованы в работах И М Закирова, М И Лысова Кроме того, на подобном оборудовании можно осуществлять только деформирование материалов с относительно низкими механическими свойствами

Предельное формоизменение листового металла в процессе локальной осесимметричной формовки жестким пуансоном исследовали в своих работах А Д Матвеев, А Е Феофанова и др Были изучены материалы с различными механическими свойствами и установлено, что в процессе формовки прочность заготовки возрастает, предельная глубина формуемой полости зависит от пластических свойств металла, геометрических соотношений в сечении формуемого профиля и коэффициента трения на контактных поверхностях

Процесс локальной формовки листовых заготовок с поперечной гибкой жестким вращающимся инструментом, исследованный И С Тришевским, М Е Докторовым и др , осуществляют на профилегибочных станах последовательным формообразованием в сопряженных калибрах валков до требуемой конфигурации готового профиля Возможна обработка труднодеформируемых листовых материалов, однако станы обладают большой металлоемкостью, что обусловлено наличием нескольких профилирующих клетей и высокой энергоемкостью, так как имеют приводы большой мощности

Локальная формовка вращающимся рабочим инструментом с эластичным покрытием была исследована в работах И Е Семенова Им были разработаны и введены в эксплуатацию станы локальной формовки, где образование рельефа происходит при прохождении стола с заготовкой последовательно под вращающимся валом с эластичной оболочкой и профилированным валом Такое оборудование позволяет при небольшой энергоемкости процесса производить формовку листовых заготовок большой площади (до нескольких квадратных метров) за один рабочий ход, в том числе из труднодеформируемых материалов толщиной менее 0,6 мм Сочетание обработки эластичным и жестким рабочим инструментом дает возможность увеличить допустимую степень деформации

заготовки, по сравнению со штамповкой на прессах Однако станы имеют такие недостатки как небольшая скорость перемещения стола с заготовкой (не более 1 м/мин) и наличие холостого хода в работе стана, обусловленные конструктивными особенностями, что приводит к потерям производительности Технологический процесс последовательной локальной формовки с точки зрения получения качественных изделий практически не изучен, нет рекомендаций по режимам обработки для различных материалов и обрабатываемых толщин В связи с этим необходимы и актуальны дальнейшие исследования процесса локальной формовки, для чего были сформулированы цель и задачи исследования, а именно, теоретически и экспериментально исследовать технологические возможности локальной формовки листовых металлов с различными механическими свойствами для разработки технологических процессов получения теп-лообменных и теплоприемных панелей и оборудования

Во второй главе представлены результаты теоретических исследований процесса последовательной локальной формовки тонколистового металла эластичным и жестким рабочим инструментом Исследования проводили методом конечно-элементного моделирования при помощи программного комплекса "АШУБ"

В расчетах применены основные физические соотношения для материалов с линейными свойствами, в том числе уравнение связи напряжений с деформациями

где [О] — матрица упругости, | | = { £"} — | | — суммарная деформация (выходной массив ЕРЕЬ), | 1 — век гор температурной деформации,

'^г'^ху '^хг'^уг ] — вектор полной (суммарной) деформации,

Ех,Еу,Е2 - деформация в направлении осей х,у,2, £ху>суг'е2х ~~ деформация

сдвига в плоскостях х-у, у-г, г-х

Виртуальную энергию деформации определяют выражением

5 С/, =

vol

Уравнение равновесия для одного конечного элемента имеет вид

([Ке] + [Ke]l){u} - {Fe},h = [Ме] {u"} + {Fc}pr + {Fe}"d ,

где [Кр]- матрица жесткости элемента, [К(, - матрица жесткости основания, {Fe}tl1 — вектор тепловых нагрузок для элемента, [Ме] - матрица масс элемента;

{и} — вектор узловых перемещений, {и"} — вектор ускорения (аналогичен силе

тяжести), {Ре}рг — вектор сил давления, {Р(,}'к| — вектор узловых сил

Уравнение связи между напряжением и деформацией в виде упругого потенциала Муни - Ривлина для гиперупругих материалов при допустимых деформациях сжатия до £• < 0,27 0,30, определяемых износостойкостью эластомера, имеет следующий вид

ж=Ф1+4+4-З)+С2 ,

Л-1 Лъ

где С] и Сг — коэффициенты, описывающие зависимость напряжение-деформация, X = к / /¡о — степень деформации, /г0 и к — высота недеформиро-ванного и деформированного образца

Двухпараметрическое уравнение связи между напряжением и деформацией

р=2[л-\1л2){сх-с21л),

где р — «условное» равновесное напряжение

На первом этапе теоретических исследований была создана адекватная модель эластичного рабочего инструмента Для этого по известным из литературы значениям контактных напряжений для полиуретана марки СКУ-ПФЛ методом последовательных итераций были получены коэффициенты Муни— Ривлина характеризующие механические свойства полиуретана и позволяющие адекватно описать напряженно-деформированное состояние эластичной оболочки до степени деформации по толщине гдоП = 0,27 , их значения равны С] = 0,85 и Сг = 3,2 Модель оболочки была проверена по величине затекания эластомера в полость матрицы при моделировании процесса деформирования вала с эластичной оболочкой в профилированной матрице с шириной полости В — 11,5 мм Полученные сжимающие напряжения максимальны в зоне контакта с центральной частью плоскости выступа матрицы и равны

аушах = 20,7 МПа, что примерно в 2 раза выше, чем при деформировании эластичной оболочки на плоской магрице, где сжимающие напряжения в центральной зоне пятна контакта составляют сТуЛтах =9,7 МПа Это можно объяснить тем, что выступ матрицы является концентратором напряжений, для такой схемы нагружения в этой зоне существенно увеличивается жесткость эластичной оболочки, вследствие чего происходит рост контактных напряжений

На втором этапе исследовали процесс последовательной локальной формовки элемента плоской теплоприемной панели с требуемой глубиной каналов /гтр = 2,5 мм эластичным и жестким рабочим инструментом Геометрические модели деформирования листовой заготовки в профилированную матрицу (В- 11,5 мм) показаны на рис 1 ,а, б

А А В\-1 ) 5 mi

Dan = ¿06 MV

de- 110 мм

6_

тег

4\

л

V ■ •С ч

/ /

\ t

fi 4 Ei=Jf 5il«

I 4 f> \

17 5

S.-J-

<J- 110 мм

d„=100MM

P '

2. I*'

.2 3

a)

6)

Рис 1 Геометрические модели а — этап деформирования листовой заготовки валом с эластичной оболочкой,

б — этап деформирования жестким профилированным валом

Геометрическая модель деформирования листовой заготовки валом с эластичной оболочкой (рис 1 //) состоит из жесткого вала 1, эласшчнои оболочки 2, жесткой плоской или профилированной матрицы 3, листовой заготовки 4 Геометрическая модель деформироваиия заготовки жестким профилированным валом (рис 1,6) состоит из жесткого профилированного вала 1, листовой заготовки 2, профилированной матрицы 3 Диаметр внутреннего вала dB =110 мм, материал — сталь ЗОХГСА, модуль упругости Е = 2,1*105 МПа, коэффициент Пуассона у - 0,25 Диаметр эластичной оболочки IX,, =200 мм, материал — полиуретан СКУ-ПФЛ, коэффициент Пуассона г = 0,49 Материал жесткой матрицы - стать 30, модуль упругости Е=2,1 *105 МПа, коэффициент Пуассона v-0,25 Материал листовой заготовки - сталь 12Х18Н10Т толщиной So = 0,5 мм, модуль упругости Е = 2,2* 105 МПа, коэффициент Пуассона у = 0,25 Диаметр профилированного вала dx =100 мм, диаметр выступов профиля d=\\Q мм Коэффициент трения между контактирующими поверхностями металл — полиуретан /¿-0,25, металл — металл yU=0,l

Для определения напряженно-деформированного состояния эластичной оболочки и листовой заготовки на этапе предварительной формовки эластичным рабочим инструментом с tдоП = 0,27, учитывая результаты предварительных расчетов, была создана объемная математическая модель, представленная на рис 2,а (геометрическая модель задачи показана на рис 1 ,а)

Жесткий вал и матрица были заданы элементами contac 52, эластичная оболочка — элементами hyper 58, листовая заготовка - элементами solid 185 Билинейное изотропное упрочнение пластически деформируемых элементов solid модели листовой заготовки задавали коэффициентами К1 и К2, соответствующими тангенсам угла наклона касательных к графику зависимости механических свойств материала заготовки от степени холодной деформации

Деформированная конечно-элементная модель, показанная на рис 2,6 вполне соответствует реальной картине деформирования по характеру затекания листового металла в полость матрицы

Максимальная глубина формовки при £доП = 0,27 составляет /zTCnp=0,5 мм (рис 3 ,а) Сжимающие напряжения в зоне пятна контакта меняют значения от гТуЛ = 6,8 МПа (в центре канала) до CTy'max =8,9 МПа (на плоскости выступа

матрицы) Так как сталь 12Х18Н10Т толщиной So = 0,5 мм обладает достаточно большим сопротивлением затеканию металла в узкую полость матрицы и выступ профиля матрицы не может являться концентратором напряжений как в случае деформирования эластичной оболочки в профилированной матрице без листа, то деформирование происходит практически на плоскую поверхность Это хорошо согласуется с результатами решения задачи деформирования эластичной оболочки на плоской матрице где максимальные контактные напряжения достигают значений 9,7 МПа

Из рис 4,а видно, что максимальные деформации по сечению листовой заготовки локализованы в зоне контакта с радиусной частью профиля матрицы (зона 1) и в центре формуемого канала (зона 2) Их значения составляют £эл = 0,02 , что намного меньше допустимой степени деформации £д0П = 0,31 для нержавеющей стали

Максимальные эквивалентные напряжения а^,,, по сечению листовой заготовки локализованы у плоскости выступа матрицы в центральной части (зона Г), в зоне перегиба при переходе от плоскости выступа матрицы к полости (зона 2') и по нижней поверхности заготовки над формуемой полостью (зона 3') Их значения составляют около 400 МПа, что меньше предела прочности, который для стали 12Х18Н10Т при с1'л = 0,02равен а„ = 640 МПа (рис 5,а)

Далее было определено напряженно-деформированное состояние предварительно отформованной листовой заготовки на этапе деформирования профилированным валом Для этого была создана объемная математическая модель, показанная на рис 2,в (геометрическая модель показана на рис 1,6)

Жесткий профилированный вал и матрица были заданы элементами contac 52, листовая заготовка - элементами solid 185 Билинейное изотропное упрочнение пластически деформируемых элементов solid модели листовой заготовки задавали коэффициентами К1 и К2, соответствующими тангенсам угла наклона касательных к кривой упрочнения

На рис 2,г показана деформированная конечно-элементная модель, соответствующая реальной картине деформирования по характеру затекания листового металла в полость матрицы При деформировании листовой заготовки жестким профилированным валом в матрице с продольными каналами перемещения соответствуют заданной глубине формовки h,v = 2,5 мм (рис 3,6)

в) г)

Рис. 2. Конечно - элементные модели рабочего инструмента и листовой заготовки при формовке в профилированной матрице:

• формовка эластичным рабочим инструментом (с деформацией оболочки

£доп = )'а~ пс деформирования, в - деформированная;

• формовка жестким профилированным валом; в - предварительно деформированная, г —деформирование на требуемую глубину капала /гтр = 2,5 мм

.........

-.»; ь

-.гвзц 1.1Я

б)

Рис. 3. Поля перемещений относительно плоскости выступа матрицы: а — па этапе деформирования листовой заготовки ¡¡алом с эластичной

оболочкой при =0,27;

б - на этапе деформирования жестким профилированным валом

б)

Рис. 4. Распределение полей эквивалентных деформаций £эквв листовой

заготовке:

а — на этапе деформирования валом с эластичной оболочкой при £ д0(1 = 0,27; 6 - на этапе деформирования жестким профилированным валом

6)

Рис. 5. Распределение полей эквивалентных напряжений сг'кв в листовой

заготовке:

а - на этапе деформирования валом с эластичной оболочкой при = 0,27; 5 - на этапе деформирования жестким профилированным валом

Из рис 4,6 видно, что суммарная эквивалентная степень деформации листовой заготовки из нержавеющей стали при последовательной локальной формовке эластичным и жестким валом меньше допустимой степени деформации £дОП=0,31и составляет та\= 21 При этом деформации распределяются таким образом, что большая их часть приходится на деформирование жестким валом е^ =0,19 Максимальные деформации по сечению канала локализованы не в центре (как при деформировании эластичным валом), а в зонах контакта листовой заготовки с радиусными частями профиля матрицы (зона 3) и профиля вала (зона 4) На рис 5,6 показано распределение эквивалентных напряжений Сэкв при формовке жестким профилированным валом Максимальные эквивалентные напряжения локализованы в зонах контакта листовой заготовки с радиусными частьями профиля матрицы (зона 4') и профиля вала (зона 5') Их

значения составляют ОэКВ тах = 575 МПа, что значительно меньше предела

прочности для стали 12Х18Н10Т, который при££^ах= 0,21 равен а„ = 820 МПа Это говорит о достаточном запасе прочное ги в готовой детали

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по определению технологических возможностей стана локальной формовки и проверке достоверности результатов теоретических исследований

При проведении экспериментов использован метод отпечатков, который позволяет устанавливать величины контактных напряжений до величин, не превышающих 12 МПа, путем определения величин интенсивности цветовой насыщенности отпечатков As На первом этапе исследовали оболочки из полиуретана марок СКУ-7Л и СКУ-ПФЛ Для получения отпечатков был использован штамп со специальной оснасткой, состоящей из пуансона и матрицы, которая была снабжена встроенными штырьковыми мессдозами для измерения удельных сил на контактной поверхности между радиуснои матрицей и эластичной оболочкой Образец деформировали по толщине с различными степенями деформации, задавая их соответствующим вертикальным перемещением пуансона Величины сил, приложенных к мессдозам, определяли с помощью полученных осцилограмм и тарировочного графика Накладным фоюметром измеряли величины поглощения падающего светового потока полученных отпечатков, далее косвенным методом определяли интенсивность их цветовой насыщенности Полученные зависимости интенсивности цветовой насыщенности /!, от нормальных напряжений о\ в зоне контакта с эластичной оболочкой применяли в качестве эталонных при экспериментальных исследованиях технологических возможностей эластичного рабочего инструмента стана локальной формовки

На втором этапе определяли силы и контактные напряжения при деформировании эластичных цилиндрических оболочек вала из полиуретана марок СКУ—7Л и СКУ-ПФЛ с различными степенями деформации Эксперименты проводили на стане локальной формовки для производства элементов панелей плоских теплообменников, представленном на рис 6

нажимной мех

траверса

вал с власти обо,-точкой

матрица

Рис. 6. Экспериментальный стан с демонтированным жестким валом

При помощи нажимного механизма последовательно задавали перемещения вала, соответствующие степеням деформации эластичной оболочки по

толщине еэл = 0,04; 0,09; 0,13; 0,18; 0,22; 0,27. Накладным фотометром определяли интенсивность цветовой насыщенности Л, и ширину пятна А полученных отпечатков. По эталонному графику зависимости контактных напряжений от интенсивности цветовой насыщенности отпечатка Ая определяли соответствующие напряжения п. на контактной поверхности эластичной оболочки.

При сравнении теоретических и экспериментальных значений напряжений в зоне контакта эластичной оболочки из полиуретана марки СКУ-ПФЛ с плоской матрицей, было установлено, что при одинаковой степени деформации

£доп ~ 0,27 теоретическое значение максимальных контактных напряжений равно СТ^тдх = 9,7 МПа, а экспериментальное значение ст^ах = 9,5 МПа. Кроме того, теоретические значения максимальных напряжений при деформировании тонколистовой заготовки из стали 12X18П1 ОТ толщиной $)=0,5 мм валом с эластичной оболочкой в профилированной матрице [В, 11,5 мм) составляют

Рутах = МПа, такая схема нагружения эластичной оболочки подобна схеме

деформирования на плоской матрице. Различие результатов численного моделирования и экспериментальных исследований в данном случае не превышает 7%.

Па третьем этапе экспериментальных исследований изучали технологические возможности стана локальной формовки при деформировании листовых металлов с различными механическими свойствами в матрицы четырех типоразмеров (В = 11,5; 21; 26; 58 мм). Исходные материалы: оцинкованная сталь марки СтЗ (толщиной Я» — 0,55 мм); нержавеющая сталь марки 12Х18П10Т {5^=0,3..,6,5 мм); титан ВТ1 - 0 (5о = 0,3 мм); три металл: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (5ц = 0,1 мм) на внешних слоях и сталь 08кп ~ 0,4 мм) во внутреннем слое. Были получены зависимости формуемой глубины канала от толщины заготовки (Уо=0,3.. .0,6 мм, геометрии матрицы и с тс и с ни деформации эластичной оболочки. При сравнении теоретических и экспериментальных значений для случая деформирования листовой заготовки из стали 12Х181П0Т толщиной 0,5мм в матрице Ш=11,5мм) с =0,27 теоретическое значение

максимальной глубины отформованного в заготовке канала равно йтсор=0,5 мм, экспериментальное значение /гжсп=0,45мм, при этом различие составляет не более 10%

В отсутствии предварительной обработки листовой заготовки (сталь 12Х18Н10Т, 5"о=0,5мм) эластичным рабочим инструментом и деформировании профилированным валом в матрице (5=11,5мм) на требуемую глубину /гф=2,5 мм, по поперечному сечению заготовки образовывались гофры и зажимы металла В некоторых местах наблюдались разрывы металла (зона 4 на рис 4,6) в продольном направлении формуемых каналов, вследствие возникновения

предельных толщинных деформаций £^ах > £дОП =0,31, что согласуется с результатами теоретических расчетов, согласно которым даже при последовательной формовке эластичным и жестким инструментом в этих зонах локализуются наибольшие деформации

На четвертом этапе экспериментальных исследований определяли возможные пути увеличения контактных напряжений для эластичной оболочки При этом исходили из предположения о том, что напряжения можно повысить, увеличив условный модуль упругости эластичной оболочки путем предварительного сжатия элементов эластичной оболочки в осевом направлении Была изготовлена модель вала с одним эластичным элементом, деформируемым в осевом направлении при помощи двух упорных шайб и рсчьбово! о соединения

на валу-винте При деформировании с £д^п = 0,27 предварительно сжатого в осевом направлении эластичного элемента на плоской матрице (со степенью деформации элемента е^ =0Д5) удалось повысить контактные напряжения до 30 % Это дало возможность увеличить глубину формовки в первом технологическом переходе на 25 % и наиболее равномерно распределить суммарные деформации по поперечному сечению формуемой детали при деформировании эластичным и жестким рабочим инструментом

В четвертой главе представлены конструкции плоских теплообменников, рабочего инструмента, полученные в результате разработанного технологического процесса на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса последовательной локальной формовки эластичным и жестким рабочим инструментом

1 Конструкции теплообменных панелей с широкими каналами (рис 7,а, б) и теплоприемных панелей (рис 8,а, б), состоящих из двух элементов с отформованными в них каналами вместо первоначальной конструкции, состоящей из внешнего элемента, с продольными каналами, и внутреннего, в виде плоской стенки Полученная при сборке овальная форма канала снижает опасность образования воздушных пробок и засоров в системе каналов теплоприем-пика

а) в)

Рис. 7. Тегогообменная панель: а эскиз (7 - элемент теплообменной панели, — сборный канал, 3 — каналы теплообменной панели); ñ фотография

i

Рис. 8. Тепло приемная панель: а — эскиз (1 - элемент панели, 2 - сборный канал, 3 — каналы теи попри ем пой панели); б - фотография

2. Конструкция рабочего инструмента с регулируемой жесткостью эластичной оболочки (патент РФ № 2246370), позволившая увеличить его износостойкость и оптимизировать технологический процесс производства теп-лообменных и тешюприемных панелей па первом технологическом переходе получения рельефа, а именно увеличить глубину формуемых каналов в среднем на 25 %, повысить качество выпускаемых изделий, исключив возможность появления дефектов в виде разрывов металла и гофр.

Разработанные схемы ресурсосберегающих станов локальной формовки (патенты РФ № 2246368, № 2246369), позволяющие устранить холостой ход, увеличить производительность стана в 2 раза, обеспечить уменьшение энергозатрат на единицу продукции на 50%, снизить металлоемкость стана на 20%, позволили провести комплекс работ для производства панелей теплоприемни-кон па предприятии 11ПП «Радуга-Ц» в ЦЛГИ им, Н.Е. Жуковского в 2004 году производство (акт о внедрении от 7 мая 2004 года).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате анализа современного состояния процессов листовой формовки установлено, что в настоящее время практически отсутствуют технологии изготовления плоских теплообменников с низкой себестоимостью в условиях мелкосерийного производства, поэтому актуальным является исследование ресурсосберегающего процесса последовательной локальной формовки на основе предварительного деформирования заготовки эластичным инстру-

ментом, позволяющего увеличить глубину формуемых каналов и снизить расход металла, а также создание новых схем оборудования для производства теп-лообменных панелей из нержавеющих сталей

2 Разработанные математические модели оценки опасности разрушения металла дают возможность проводить технологические расчеты процессов рельефной формовки деталей из материалов с различными механическими свойствами с предварительным деформированием заготовки эластичным рабочим инструментом (деформация эластичной оболочки £доП =0,27, деформация

заготовки 8дЛ = 0,02), а также установить поля напряжений и деформаций в стенках формуемого канала требуемой глубины во избежание его разрушения

3 По результатам экспериментальных исследований процесса локальной формовки материалов с различными механическими свойствами (сгв=300МПа 650МПа) на этапе предварительного деформирования заготовки эластичным рабочим инструментом установлены зависимости глубины формовки от технологических параметров (начальной толщины заготовки 5(1=0,3 0,6 мм, геометрии матрицы, степени деформации эластичной оболочки) и подтверждена достоверность результатов математического моделирования (с отклонением не превышающим 10 %)

4 Разработанный на основании теоретических и экспериментальных исследований рабочий инструмент с регулируемой жесткостью эластичной оболочки обладающий большей износостойкостью, позволяет увеличить глубину формовки па 25 % в первом технологическом переходе и более равномерно распределить суммарные деформации по поперечному сечению детали за счет увеличения контактных напряжений до 30%

5 Интенсификация технологического процесса последовательной локальной формовки листовых заготовок из нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т позволила повысить качество элементов плоских теплообменников, исключив возможность появления дефектов в виде разрывов металла и гофр и обеспечить условия собираемости новых конструкций теплообменных и тепло-приемных панелей, позволяющих снизить опасность образования воздушных пробок и засоров в системе каналов теплообменника в процессе эксплуатации

6 Разработанные ресурсосберегающие схемы станов локальной формовки позволили повысить производительность оборудования до двух раз, уменьшить энергозатраты до 50%, металлоемкость на 15 20%, габаритные размеры на 10 30%

Схемы ресурсосберегающих станов защищены патентами РФ № 2246368, № 2246369 Конструкция рабочего инструмента с регулируемой жесткостью эластичной оболочки защищена патентом РФ № 2246370

Основные результаты диссертации отражены в стедующих публикациях

1 Пат 2246368 РФ, МПК 7 В2Ш 22/10 Стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников / И Е Семенов, ОР Чеканова, А Г Сербии (РФ) 2003110223/02, Заявл 10 04 2003 Опубл 20 02 2005

2 Пат 2246369 РФ, МПК 7 В2Ш 22/10 Стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников / И Е Семенов, ОР Чеканова, А Г Сербии (РФ) -№ 2003110224/02, Заявл 10 04 2003 Опубл 20 02 2005

3 Пат 2246370 РФ, МПК 7 В2Ю 22/10 Эластичный инструмент с регулируемой жесткостью для локальной формовки листового металла / ИЕ Семенов, ОР Чеканова, А Г Сербии (РФ) - № 2003110225/02, Заявл 10 04 2003 Опубл 20 02 2005

4 Семенов И Е , Сербии А Г , Чеканова О Р Современное оборудование для деформирования тонколистового металла эластичным рабочим инструментом // Сборник научных трудов 55 лет кафедре оборудования и технологии прокатки -М МГТУим Н Э Баумана, 2004 -с 35^44

5 Семенов И Е , Сербии А Г , Чеканова О Р Станы для обработки тонколистового металла эластичным рабочим инструментом // Заготовительные производства в машиностроении -2003 -№3 -с 29-33

6 Семенов И Е , Чеканова О Р , Сербии А Г Напряженно - деформированное состояние инструмента и металла при обработке на станах локальной формовки // Заготовительные производства в машиностроении —2003 -№8 —с 37-39

7 Семенов И Е , Чеканова О Р , Сербии А Г Разработка ресурсосберегающих процессов и оборудования для изготовления элементов панелей плоских теплообменников из нержавеющих сталей // Непрерывные процессы обработки давлением Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции посвященной 100-летию со дня рождения академика А И Целикова -2004 -с 29-33

8 Семенов И Е , Чеканова О Р , Сербии А Г Разработка ресурсосберегающих процессов и оборудования для элементов панелей плоских теплообменников из нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т // Непрерывные процессы обработки давлением Тезисы докладов Всероссийской научно - технической конференции -М , 2004 - с 12

9 Семенов И Е , Чеканова О Р , Сербии А Г Определение напряжений на поверхности эластичной оболочки инструмента для листовой штамповки // Кузнечно-штамповочное производство — 2004 —№6 с 25-28

10 Семенов И Е , Чеканова О Р , Сербии А Г Теоретическое определение технологических возможностей процесса локальной обработки тонколистового металла эластичным рабочим инструментом // Механика деформируемого тела и обработка металлов давлением — Тула 2003 —ч 2 — с 37^-3

Подписало в печать 28 03 2007

Формат 60\90'/i6 Бумага 80 гр/м2 Гарнитура Times

Объем 1,25 п л Тираж 50 экз Заказ № 63

Отпечатано в Издательском Центре ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» Лицензия на издательскую деятельность ЛР№01741 от 11 05 2000 127055, Москва, Вадковский пер , д За

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор современного состояния процессов листовой формовки.

1.1 Листовая формовка упруго-эластичными средами.

1.1.1. Формовка жидкостью.

1.1.2. Эластомеры и их применение в качестве рабочего инструмента в процессах обработки металлов давлением.

1.1.3. Технологические особенности формовки эластичными средами.

1.1.4. Определение глубины затекания эластомера в полость матрицы.

1.2. Листовая формовка в жестких штампах.

1.2.1. Местная осесимметричная листовая формовка.

1.2.2. Влияние сил трения на предельную глубину формуемой полости.

1.2.3. Формовка ребер жесткости на листовом металле.

1.3. Локализация очага пластической деформации при обработке листовых металлов на машинах с вращающимся рабочим инструментом.

1.3.1. Особенности деформирования листовых металлов на профилегибочном оборудовании.

1.3.2. Определение энергосиловых параметров процесса производства сортовых профилей.

1.3.3. Формообразование изделий из листовых металлов на ротационных машинах с использованием эластичных сред.

1.3.4. Определение технологических параметров процессов гофрирования и формовки эластичным рабочим инструментом.

1.3.5. Деформирование тонколистовых заготовок на станах локальной формовки.

1.3.6. Определение напряженно-деформированного состояния эластичного инструмента при контакте с профилированной матрицей.

1.4. Выводы по главе 1, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. Теоретические исследования процесса последовательной локальной формовки тонколистового металла эластичным и жестким рабочим инструментом.

2.1. Основные уравнения анализа напряженно-деформированного состояния материала методом конечных элементов.

2.1.1. Уравнения связи напряжений с деформациями.

2.1.2 Матрицы прочностного анализа.

2.1.3 Уравнение связи эквивалентных напряжений с эквивалентными деформациями.

2.1.4. Напряжения на поверхности элемента.

2.1.5. Пластическое поведение материала.

2.2. Эмпирические уравнения для описания деформирования эластомеров.

2.2.1. Деформационные свойства эластомеров.

2.2.2. Роль физических узлов при деформировании.

2.2.3. Деформационные свойства эластомеров при сжатии.

2.3. Теоретические основы деформирования гиперупругих материалов.

2.3.1 Основные положения.

2.3.2 Определение констант гиперупругого материала.

2.4. Математическое моделирование процесса последовательной локальной формовки тонколистового металла эластичным и жестким рабочим инструментом.

2.4.1. Создание математических моделей деформирования эластичной цилиндрической оболочки вала.

2.4.2. Создание математических моделей последовательной локальной формовки листовой заготовки эластичным и жестким рабочим инструментом.

2.5. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования технологических возможностей локальной формовки эластичным и жестким рабочим инструментом.

3.1. Основные задачи экспериментальных исследований.

3.2. Методика проведения экспериментов.

3.2.1. Исходные материалы.

3.2.2. Оборудование для испытаний.

3.2.3. Планирование экспериментов.

3.3. Содержание экспериментов и обработка результатов.

3.3.1. Определение зависимости контактных напряжений от степени деформации эластомеров по методу отпечатков.

3.3.2. Экспериментальное исследование процесса деформирования эластичных цилиндрических оболочек на стане локальной формовки.

3.3.3. Экспериментальное исследование технологических возможностей формовки тонколистовых металлов с различными механическими свойствами на стане локальной формовки.

3.3.4. Экспериментальное исследование по расширению технологических возможностей эластичного рабочего инструмента.

3.4. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Разработка технологических процессов и оборудования для новых конструкций изделий и результаты промышленного внедрения.

4.1. Технология получения теплоприемных и теплообменных панелей из нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т.

4.2. Разработка нового рабочего инструмента с регулируемой жесткостью для обеспечения условий собираемости новых конструкций теплообменников.

4.3- Новые схемы ресурсосберегающего оборудования.

4.4. Рекомендации по расчету станов локальной формовки с использованием созданных математических моделей.

4.5. Реализация полученных результатов и внедрение в производство.

4.6. Выводы по главе 4.

На сегодняшний день существует проблема создания эффективных, дешевых и долговечных теплообменников для таких отраслей промышленности как холодильная техника, гелиотехника, а также строительство и жилищно-коммунальное хозяйство. Из существующих конструкций известны чугунные теплообменники с низким КПД, большими габаритными размерами и массой, медные трубчатые теплообменники, плоские штампосварные теплообменники из тонколистовой стали. Штампосварные теплообменники, состоящие из двух элементов с отформованными каналами, обладают следующими стратегическими преимуществами:

• достижима существенная экономия металла за счет утонения материала формуемой детали в процессе получения рельефа;

• вес изделий сравнительно невелик;

• при их изготовлении не используют цветные металлы.

Однако такие теплообменники необходимо изготавливать из коррозионно-стойких материалов, так как конструкционные стали в условиях стопроцентной влажности и присутствия воздуха подвергаются быстрой коррозии.

Известны штампосварные теплообменники японской фирмы «Hitachi», которая специализируется на выпуске теплоприемных панелей для нужд гелиотехники, изготовляемые из листовой нержавеющей стали толщиной не менее 0,6 мм и обладающие большой эффективной площадью у теплообмена (до 2 м). При очевидных достоинствах такие изделия имеют достаточно высокую стоимость, которая складывается из высокой стоимости используемых материалов (листов из коррозионно-стойких сплавов) и больших затрат на стадии производства, так как для их изготовления применяют мощные прессы с высокой энерго- и металлоемкостью.

Существует несколько путей снижения себестоимости плоских теплообменников из коррозионно-стойких сталей:

1. Использование тонколистовых заготовок толщиной менее 0,6 мм;

2. Снижение затрат на стадии получения рельефа (исключение из процесса производства мощных прессов).

Штамповкой на прессах невозможно получить изделия из листовых заготовок толщиной менее 0,6 мм из-за технологических ограничений по допустимой степени деформации. Достижение необходимого результата возможно в случае применения технологии локальной формовки листового металла.

В середине 90-х годов в МГТУ им. Н.Э. Баумана при сотрудничестве с ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского были спроектированы и изготовлены станы локальной формовки для производства плоских теплообменных и теплоприемных панелей из коррозионно-стойких сталей. Станы были введены в эксплуатацию в Hi 111 «Радуга-Ц» (г. Жуковский).

Процесс локальной формовки, осуществляемый на данном оборудовании, дает возможность обрабатывать листовые заготовки большой площади толщиной от 0,3 мм без разрушения. Рельеф на поверхности заготовки получают последовательным деформированием в матрице с заданным профилем при помощи вращающегося вала с эластичной оболочкой и жесткого профилированного вала, что исключает применение мощных прессов.

Однако в силу конструктивных особенностей станы локальной формовки имеют в своей работе холостой ход и обладают относительно низкой производительностью. Кроме того, сам процесс последовательной локальной формовки эластичным и жестким рабочим инструментом и технологические возможности данного оборудования с точки зрения получения качественных изделий из тонколистовых металлов, применяемых материалов и толщин практически не изучены. Поэтому актуальным является исследование данного технологического процесса, а также создание новых конструкций оборудования, устраняющих указанные недостатки.

I. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССОВ ЛИСТОВОЙ ФОРМОВКИ

Формовкой называют обработку листовой заготовки с образованием рельефа за счет местных растяжений без обусловленного изменения толщины материала [38].

В машиностроении эта операция находит все более широкое распространение. Рельефной формовке подвергают в основном плоские детали, на которых хотят получить различные углубления и выступы [12, 25, 85].

Назначения рельефной формовки:

1. конструктивное (получение ребер жесткости);

2. эксплуатационное (образование упоров, фиксаторов, установочных поверхностей);

3. декоративное (нанесение рисунка);

4. получение теплообменников, применяемых в криогенной технике.

В настоящее время существуют различные методы формовки листовых заготовок толщиной 0,3. 1,5 мм, из них наиболее распространенными являются формовка жидкостью, эластичными и газовыми средами [8, 9, 11, 12, 16-18, 19-22, 24, 25, 37, 60-62, 68, 77, 85, 90, 94, 95, 97-99], импульсная формовка [43], формовка жестким рабочим инструментом [16, 17, 28, 36, 38, 39, 53, 73-76, 78-84, 87], совмещение процессов формовки эластичным и жестким рабочим инструментом [60].

В данной работе объектом исследования является процесс локальной формовки тонколистовых металлов, состоящий из двух этапов: формовка упруго-эластичной средой и формовка жестким рабочим инструментом. Проведем анализ современного состояния данных процессов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате анализа современного состояния процессов листовой формовки установлено, что в настоящее время практически отсутствуют технологии изготовления плоских теплообменников с низкой себестоимостью в условиях мелкосерийного производства, поэтому актуальным является исследование ресурсосберегающего процесса последовательной локальной формовки на основе предварительного деформирования заготовки эластичным инструментом, позволяющего увеличить глубину формуемых каналов и снизить расход металла, а также создание новых схем оборудования для производства теплообменных панелей из нержавеющих сталей.

2. Разработанные математические модели оценки опасности разрушения металла дают возможность проводить технологические расчеты процессов рельефной формовки деталей из материалов с различными механическими свойствами с предварительным деформированием заготовки эластичным рабочим инструментом (деформация эластичной оболочки £элдоп=0,27, деформация заготовки елэл=0,02), а также установить поля напряжений и деформаций в стенках формуемого канала требуемой глубины во избежание его разрушения.

3. По результатам экспериментальных исследований процесса локальной формовки материалов с различными механическими свойствами (<7в=300МПа.650МПа) на этапе предварительного деформирования заготовки эластичным рабочим инструментом установлены зависимости глубины формовки от технологических параметров (начальной толщины заготовки 5о=0,3.0,6 мм, геометрии матрицы, степени деформации эластичной оболочки) и подтверждена достоверность результатов математического моделирования (с отклонением не превышающим 10 %).

4. Разработанный на основании теоретических и экспериментальных исследований рабочий инструмент с регулируемой жесткостью эластичной оболочки обладающий большей износостойкостью, позволяет увеличить глубину формовки на 25 % в первом технологическом переходе и более равномерно распределить суммарные деформации по поперечному сечению детали за счет увеличения контактных напряжений до 30%.

5. Интенсификация технологического процесса последовательной локальной формовки листовых заготовок из нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т позволила повысить качество элементов плоских теплообменников, исключив возможность появления дефектов в виде разрывов металла и гофр и обеспечить условия собираемости новых конструкций теплообменных и теплоприемных панелей, позволяющих снизить опасность образования воздушных пробок и засоров в системе каналов теплообменника в процессе эксплуатации.

6. Разработанные ресурсосберегающие схемы станов локальной формовки позволили повысить производительность оборудования до двух раз, уменьшить: энергозатраты до 50%, металлоемкость на 15.20%, габаритные размеры на 10.30%.

Схемы ресурсосберегающих станов защищены патентами РФ № 2246368, № 2246369. Конструкция рабочего инструмента с регулируемой жесткостью эластичной оболочки защищена патентом РФ № 2246370.

Разработанные математические модели деформирования листового металла эластичным рабочим инструментом применены в качестве базовых моделей при выполнении аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 г.г.), Мероприятие 2: Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки. Подраздел 2.1.2 проекта: Разработка научных основ математического моделирования, создание моделей и проведение расчетов новых процессов пластического деформирования и разделения тонколистового металла эластичной средой».

1. Анисимов В.И., Антипанов В.Г., Шварцман З.М. Расширение сортамента металлопроката резерв экономии / Челябинск: Южноуральское книжное изд-во, 1980. 160 с.

2. А.с.1005978. СССР. МКИ5 В 21D 5/14. Валок листогибочной машины / М.А. Блинов, В.И. Пермяков (СССР). -№-3445670/25-27; Заявл. 22.10.81. Опубл. 19.03.83. Бюл. №-11. -с.53.

3. А.с.1297965. СССР. МКИ5 В 21D 5/14. Способ гибки деталей / И.М. Закиров (СССР). -№-3451985/25-27; Заявл. 11.06.82. Опубл. 19.02.87. Бюл. №-11. -с.45.

4. А.с. 1278668. СССР. МКИ5 В 01 3/10. Способ испытания листового материала на плоское двухосное растяжение. / А.Е. Феофанова (СССР). Опубл. 23.12.86. Бюл. №-47.

5. А.с.1311808. СССР. МКИ5 В 21D 5/14. Валковая листогибочная машина / И.М. Закиров (СССР). -№-3889529/25-27; Заявл. 29.04.85. Опубл. 23.05.87. Бюл. №-19. -с.54.

6. А.с.573222. СССР. МКИ5 В 21D 13/02, 13/04. Листогибочная валковая машина / А.В. Никитин, И.М. Закиров, М.И. Лысов, Ю.А. Веселков (СССР). -№-3906342/25-27; Заявл. 20.01.76. Опубл. 23.06.77. Бюл. №-35. -с.54.

7. Бартенев Г.М., Вишницкая Л.А. ЖГФ, 1952, т. 22, с. 426; Высокомол. соед., 1962, т. 4, с. 1324; Вишницкая Л.А. - Канд. дис. М., МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 1956.

8. Беляков И.Т., Исаченков В.Е. Оценка величины затекания в зазор между твердыми поверхностями эластомеров, находящихся под давлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1976. № 10. с. 20 22.

9. Беркович И.И., Никишин В.Е., Николаева A.M. Фрикционное взаимодействие полиуретанов с металлами в условиях штамповки эластичным инструментом // Трение и износ. -1985. -Т. 3, № 5.-е. 840-849.

10. Бидерман B.J1. -В кн.: Расчеты на прочность. М., Машгиз, 1958. Т. 1, с. 40 87; Изв. АН СССР. Мех и машиностр., 1962, № 3, с. 154 - 158; Бидерман B.JI., Жислин А.Я. - Междунар. конф. по каучуку и резине, Киев, 1978. Препринт, докл. В7.

11. Бирюков Н.М. Формообразование деталей из листового материала гидроэластичной средой по жесткому пуансону: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. -М.: МАИ, 1995. -120с.

12. Блинов И.А., Ходырев В.А. Формовка тонколистовых изделий на штампах с применением полиуретана // Кузнечно-штамповочное производство. 1991.№ 6.-е. 14-15.

13. Бодунов Н.М., Закиров И.М. Повышение точности изготовления деталей из профилей на станках ПГР с программным управлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1992. № 9 -10. с. 17-20.

14. Бухина М.Ф. Техническая физика эластомеров. М.: Химия, 1984. -224 е., ил.

15. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на износ, сцепление и сопротивление качению автомобильных шин /В.Л. Бидерман и др.// Сер. Производство шин, резинотехнических и асбестотехнических изд. Из-во ЦНИИТЭнефтехим; М., 1970. - 97 с.

16. Дель Г.Д. Осипов В.П., Ратова Н.В. Предельные деформации листовых заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1988. № 2. с. 25 26.

17. Ершов В.И., Глазков В.И., Каширин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1990.-312 с: ил.

18. Жиглий С.В. Интенсификация процесса формообразования из листа эластичным пуансоном по жесткой матрице сферообразных оболочковых деталей с минимальным утонением стенки: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. М.: МАИ, 1995.-180 с.

19. Закиров И.М., Лысов М.И. Гибка на валках с эластичным покрытием. -М.: Машиностроение, 1985. 144 с.

20. Закиров И.М., Лысов М.И. Исследование распределения давления при гибке прокатке с применением эластичного кольца / Труды Казанского авиац. ин-та.- 1974.-вып. 174.-е. 11-15.

21. Закиров И.М. Определение параметров эластичного покрытия валков листогибочной машины // Известия вузов. Авиационная техника. 1979. №2 с. 100- 108.

22. Закиров И.М. Технологические возможности и перспективы развития ротационного формообразования эластичной средой // Кузнечно-штамповочное производство. 1992. № 3. с. 6 7.

23. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -542 с.

24. Исаченков В.Е., Исаченков Е.И. Штамповка эластичными и жидкостными средами. -М: Машиностроение, 1976, -с.48.

25. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967.-367 с.

26. Казаков Ю.П. Способ определения коэффициента трения при пластическом течении листовых материалов // Кузнечно-штамповочное производство. 1972. № 9. с. 20 21.

27. Кобеко П.П. Аморфные вещества. М.,-Л., Изд-во АН СССР, 1952. 432 с.

28. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. 688 с.

29. Комаров А.Д. Штамповка листовых и трубчатых деталей полиуретаном. -Л.: ЛДНТП, 1975, -с.36.

30. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: Справочник. -М.: Машиностроение, 1980. -158с.

31. Лавендел Э.Э. Расчет резинотехнических изделий. М., Машиностроение, 1976. 232 с.

32. Лепетов В.А. Расчеты и конструирование резиновых технических изделий и форм. Л., Химия, 1972. 305 е.; Резиновые технические изделия. 3-е изд. Л., Химия, 1976. 440 с.

33. Локотунина Н.М., Шемшурова Н.Г. Разработка методики оценки энергосиловых параметров процесса производства гнутых профилей дорожного ограждения// Производство специальных видов проката. 2002. №10. с. 31 -34.

34. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Горбылев А.Ю. Исследование процесса художественного тиснения прокаткой с использованием эластичного формирующего инструмента // Производство специальных видов проката. 2002. №10. с. 37-39.

35. Лысов М.И., Закиров И.М. Пластическое формообразование тонкостенных деталей авиатехники. М.: Машиностроение, 1983. - 176 с.

36. Матвеев А.Д. Влияние относительной толщины на предельную деформацию при выпучивании мембраны гидростатическим давлением. // «Известия вузов» М.: Машиностроение. 1970 №6. с. 15-19.

37. Матвеев А.Д. Исследование местного прекращения деформаций и изменение формы листовой заготовки при ее растяжении в штамповочных операциях: Дис.докт. техн. наук: 05.03.05. М.: Автомеханический институт, 1971.-295 с.

38. Матвеев А.Д. Листовая штамповка: Справочник «Ковка и штамповка» Т. 4. М.: Машиностроение. 1987. 544с.

39. Матвеев А.Д. Предельная глубина ребер жесткости на листовом металле // Кузнечно штамповочное производство. 1969. № 3. с. 16-20.

40. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, в.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под общ. ред Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. 3-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 648с.

41. Метод конечных элементов / П.М. Варвак, И.М. Бузун, А.С. Гордецкий и др. Киев: Вища школа, 1981. - 176 с.

42. Никитин А.В., Закиров И.М. Специализированные двухвалковые машины // Кузнечно-штамповочное производство. 1992. № 3. с. 8 9.

43. Овдин Е.М. Исследование процесса магнитно-эластоимпульсной рельефной формовки деталей из листовых заготовок: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. Л., 1981.-157 с.

44. Определение физико-механических характеристик эластичного инструмента для листовой штамповки / A.M. Николаева, И.И. Беркович, В.Е. Никишин, В.М. Розенцвайг // Кузнечно-штамповочное производство. 1991. №5. с. 22-24.

45. Орленко Г.П. Свойства полиуретана и его применение в листоштамповочном производстве. Л.: ЛДНТП, 1975,- 20с.

46. Панова Л.П, Орленко Г.П., Суворова И.А., Протосеня Г.К., Михайлова Л.И. Влияние строения уретановых эластомеров на рабочие свойства эластичной матрицы // Кузнечно штамповочное производство. 1972. № 6. -с. 26-28.

47. Пат. 1558534 А1. СССР, МКИ5 В21 D 22/16. Инструмент для обкатки тонкостенных полых изделий / В.В. Зубарев, С.В. Хмелев, А.А. Гладких, Ю.Г. Сорокин (СССР). № 4443728/25-27; Заявл. 20.06.88. Опубл. 23.04.90, Бюл. № 15. — сЛ 25,124.

48. Пат. 1699345. СССР, МКИ5 В 21D 22/10. Устройство для изготовления изделий с выпукло вогнутым рельефом из листового металла / И.Е. Семенов, Д.Б. Кевеш, Э.А. Костюк (СССР). - № 4827535; заявл. 24.05.90. Опубл. 15.12.91. Б.И.№ 46-с. 34.

49. Пат. 2071853. РФ, МКИ5 В 21D 22/10. Устройство для изготовления изделий с выпукло вогнутым рельефом из листового металла / И.Е. Семенов, М.Н. Шапиро, Ю.Н. Игнатов, Д.Б. Кевеш. - № 94012731; заявл. 12.04.94. Зарег. в Гос. реестре изобретений 20.01.97.

50. Пат. 2246368. РФ, МПК 7 B21D 22/10. Стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников / И.Е. Семенов, О.Р. Чеканова, А.Г. Сербии (РФ). № 2003110223/02; Заявл. 10.04.2003. Опубл. 20.02.2005.

51. Пат. 2246369. РФ, МПК 7 B21D 22/10. Стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников / И.Е. Семенов, О.Р. Чеканова, А.Г. Сербии (РФ). № 2003110224/02; Заявл. 10.04.2003. Опубл. 20.02.2005.

52. Пат. 2246370. РФ, МПК 7 B21D 22/10. Эластичный инструмент с регулируемой жесткостью для локальной формовки листового металла / И.Е. Семенов, О.Р. Чеканова, А.Г. Сербии (РФ). № 2003110225/02; Заявл. 10.04.2003. Опубл. 20.02.2005.

53. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. -М: Машиностроение., 1977, с. 278.

54. Попов С.П., Томилов М.Ф., Шагунов А.В. Определение коэффициента трения и распределения давления при листовой штамповке эластичными средами // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. № 3. с. 13-16.

55. Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве. Справочное пособие / Под ред. Д.Л. Федюкина. М.: Химия, 1986. - 240 с.

56. Руководство к СПК ANSYS. 4.1 / Перевод И.Р. Идрисова, ред. Б.Г. Рубцова.

57. Сапаровский С.В., Комаров А.Д., Смеляков Е.П. и др. Штамповка резиной. Куйбышев: Куйбышевское кн. Изд-во. 1964. 107 с.

58. Семенов И.Е. Напряженно деформированное состояние эластичной оболочки вала при контакте с рельефной матрицей // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. № 11. с. 10-11.

59. Семенов И.Е. Определение деформированного состояния методом координатной сетки. Методические указания. Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2001.

60. Семенов И.Е. Разработка ресурсосберегающих технологий и оборудования для холодной штамповки коробчатых деталей: Дис.докт. техн. наук: 05.03.05. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996.-429 с.

61. Семенов И.Е., Сербии А.Г., Чеканова О.Р. Станы для обработки тонколистового металла эластичным рабочим инструментом // Кузнечно-штамповочное производство. 2004. № 3. -с. 29 33.

62. Семенов И.Е., Чеканова О.Р., Сербии А.Г. Напряженно -деформированное состояние инструмента и металла при обработке на станах локальной формовки // Заготовительные производства в машиностроении. -2003. -№8. -с. 37-39.

63. Семенов И.Е., Чеканова О.Р., Сербии А.Г. Определение напряжений на поверхности эластичной оболочки инструмента для листовой штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. 2004. -№6. с.25-28.

64. Состояние и переспективы развития штамповки полиуретаном / Блинов М.А.// Новые прогрессивные процессы и штампы в холодной штамповке: Тезисы докл. 5-й всесоюзной научно-техн. конф. штамповщиков Западного Урала. Пермь, 1980-С.15-18.

65. Специализированный комплекс программ расчета на прочность элементов авиационной конструкции ФИТИНГ: отчет о НИР (окончат.) №3974; 3975 / НИО-3, ЦАГИ; руков. В.И. Гришин. Жуковский, 1980. -204 с.

66. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

67. Степнов М.Н., Шаврин А.В. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. 2-е изд., испр. и доп. -М.: Машиностроение, 2005. 400с.

68. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. Изд. 2-е, перераб.; Под ред. д. т. н. проф. Е.П. Унксова. М., Высшая школа, 1963.-388с.

69. Тришевский И.С., Докторов М.Е. Теоретические основы процесса профилирования. М.: Металлургия, 1980. 288 с.

70. Тришевский И.С. и др. Производство и применение гнутых профилей проката. Справочник. М., «Металлургия», 1975. 536 с.

71. Фадеев М.С. Исследование процесса гибки листового металла двумя валками с эластичным покрытием одного из них: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. Воронеж: ЭНИКМАШ, 1981.-185 с.

72. Феофанова А.Е. Исследование предельного формоизменения при местной листовой формовке с целью интенсификации процесса и технологических параметров: Дис.докт. техн. наук: 05.03.05. М.: МГТУ «СТАНКИН», 2004. -289 с.

73. Феофанова А.Е. Исследование предельного формоизменения при местной листовой формовке с целью интенсификации процесса итехнологических параметров: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. М.: МАМИ, 1988.-166 с.

74. Феофанова А.Е. Исследование процесса местной листовой формовки // Машины и технология обработки металлов давлением: Сб. тр. МАМИ, 1986. с. 29-35.

75. Феофанова А.Е. Напряженное состояние листовых заготовок при совмещении формовки элементов с их одноосным растяжением // Вестник машиностроения. 2002. № 5. с. 67-69.

76. Феофанова А.Е. Предельные деформации при местной листовой формовке // Процессы обработки металлов давлением в автомобилестроении. Межвуз. сб. науч. тр. МАМИ. М. - 1988. - с. 135-152.

77. Феофанова А.Е. Прогнозирование надежности при осесимметричной формовке // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. № 4. с. 12-13.

78. Феофанова А.Е. Экспериментальные исследования предельного формоизменения при листовой штамповке // Заготовительные производства в машиностроении. 2004. № 6. с. 66 70.

79. Ходырев В.А. Применение полиуретана в листоштамповочном производстве. Пермское книжное издательство, 1973, - с.218.

80. Холодная объемная штамповка. Справочник. Под ред. д-ра техн. наук проф. Г.А. Навроцкого. М., Машиностроение, 1973, 496 с.

81. Чжан Юань Предельное формоизменение листа жестким инструментом при формовке параболических оболочек и вопросы качества // Вестник машиностроения. 1997. № 2. с. 33 36.

82. Шагунов А.В. Технологические отказы при формообразовании деталей из листа эластичными средами: Дис.канд. техн. наук: 05.03.05. Воронеж, 1998.-160 с.

83. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. М., «Металлургия», 1980. 320 с.

84. А.с. 245879. ЧССР, МКИ5 В 21D 5/14. Valec s elastickym poverchom / Ruzicka Kamil. № 735-85; Заявл. 04.02.85; Опубл. 15.12.87.

85. Davey A.B., Payne A.R. Rubber in Engineering Practice. L. N. Y., 1964. 501 p.

86. Ferri J.D. -Rubb. Chem. Technol., 1978. v. 51, p. 731 737; Polimer, 1979, v. 20, p. 1343.

87. Hill R. A theori of the Plastic Bulding of a Metal Diafragm by Lateral Pressure. / Philosophical Magazine (Ser. 7) 1950. - v.41. № 322. - p/ 11331142.

88. Hoffman. O., Sachs G. Introduction to the theori of plasticity for Engineers. / McGRAW. Hill Bock -1953

89. Payne A.R., Scott J.R. Engineering Design with Rubber. London N.Y., 1960. 256 p.

90. Larsen B. Formability of sheet metal. /Sheet Metal Industries. 1977. - v. 55 -№10.-p. 971-977.

91. Sachs G., Lubach J. Failure of ductile Metals in tension. / Trans. ASME. -1946.-v. 68, p. 271.

92. Shang H., Chau L. Hydroforming sheet metal into axisimmetrical shells with draw-in of flange permitted. / Trans. ASME. Journal of Eng. Ing. - 1985. - v. 107. №4.-p. 372-378.