автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Исследование многопереходных процессов формовки-вытяжки деталей летательных аппаратов

УДК 621.7.04:629.7.

На правах рукописи

Ульвис Николай Витальевич

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВКИ-ВЫТЯЖКИ ДЕТАЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.07.02 «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 С о;-;

| Ш

Москва 2011

д

4858139

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «МАТИ - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского» на кафедре «Технология производства летательных аппаратов»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Чумадин Анатолий Семенович

Официальные оппоненты1.

доктор технических наук, профессор Галкин Виктор Иванович

кандидат технических наук, доцент Баскаков Владимир Дмитриевич

Ведущая организация:

ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева

Защита состоится «.X» . /У 2011 г. в /3^Гасов на заседании диссертацион-

иого совета Д 212.110.02 при ФГБОУ ВПО «МАТИ — Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского», по адресу: 109240, г. Москва, Берниковская наб., 14, стр. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МАТИ — Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского» (МАТИ

Автореферат разослан « 20 » __ 2011г. -)

Отзывы на автореферат в двух экземплярах (заверенных печатью учреждения) просим присылать по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д. 3, ФГБОУ ВПО

«МАТИ - Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ), ученому секретарю диссертационного совета Д 212.110.02.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.110.02, доктор технических наук, доцент

Силуянова М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В конструкциях современных летательных аппаратов (рис. 1) содержатся большое число емкостей, резервуаров, баков, баллонов, которые работают при значительных внутренних и внешних давлениях, в активных химических средах, а также используется для длительного хранения и перевозки различных веществ.

Значительное место среди деталей представленных конструкций занимают различные по конфигурации и форме днища, изготавливаемые различными методами листовой и объемной штамповки. Наибольшее распространение получили методы листовой штамповки: формовка, вытяжка, а также совмещение этих операций в одном процессе.

Днища имеют различные геометрические размеры и формы. Они изготавливаются из различных материалов: алюминиевых, титановых сплавов, сталей и т. д. В зависимости от используемого материала с его пластическими и механическими свойствами, от высоты получаемой детали, от ее геометрической формы будет зависеть количество переходов при штамповке, объем технологического оснащения, оборудования и т.д. Эти характеристики определяют в конечном итоге трудоемкость и себестоимость изготовления деталей типа днищ.

В настоящее время при изготовлении днищ сохраняется большой объем различных ручных доводочных работ, связанных с необходимостью получения днищ с заданной геометрической точностью, так как после первого и последующих переходов листовой штамповки появляется эффект упругой отдачи (пружинение) заготовки после снятия внешней нагрузки, когда ее форма изменяется по сравнению с формой формообразующей оснастки. Объем доводочных работ не может быть достаточно большим, что влечет за собой повышение трудоемкости всего процесса изготовления днищ летательных аппаратов.

Рис. I. Компоновка ракеты-носителя «Протон»

Поэтому задача совершенствования технологии изготовления днщц летательных аппаратов формовкой-вытяжкой является актуальной.

Объектом исследования являются детали летательных аппаратов типа дншц.

Предметом исследования является способы изготовления и методы расчета технологических параметров процессов формовки-вытяжки.

Целью диссертационной работы является снижения трудоемкости и повышение качества деталей, получаемых в процессах многопереходной формовки-вытяжки.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- проведен обзор способов изготовление деталей типа днищ и методов расчета технологических параметров;

- проведены теоретические исследования процессов формовки и вытяжки и определены методы решения поставленной задачи;

- разработаны новые математические модели для расчетов многопереходной формовки-вытяжки;

- созданы новые компьютерные модели расчетов параметров получаемых деталей в процессах формовки-вытяжки;

- проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность разработанных теоретических моделей.

Методические основы, использовавшиеся в работе:

- теоретический анализ процессов листовой штамповки с использованием основных положений теории пластичности;

- численные методы интегрирования дифференциальных уравнений и базовые принципы программирования и передачи информации;

- экспериментальные методы исследования и обработки результатов на образцах и натурных заготовках из тонколистового материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработаны математические модели и методы расчета многопереходных процессов формовки-вытяжки листовых полуфабрикатов с учетом реальных механических характеристик материала заготовки;

- разработаны математические модели и методы расчета упругой отдачи (пружинения) при многопереходной формовке - вытяжке деталей типа днищ;

- установлено количественное влияние технологических факторов (числа переходов, условия прижима заготовки, истории деформирования и др.) на служебные характеристики детали (распределение толщины, механические свойств и др.).

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработаны компьютерные модели и программы для оптимизации процессов формовки-вытяжки с учетом влияния реальных условий многопереходной штамповки;

- определены параметры упругой отдачи, необходимые для корректировки штамповой оснастки с целью повышения точности получаемых деталей;

- определены режимы многопереходиой формовки-вытяжки обеспечивающие снижение упругой отдачи в 2 и более раза.

В конечном итоге практическое значение работы состоит в снижении трудоемкости изготовления детален типа днищ и повышении их качества по геометрическим параметрам.

Достоверность полученных результатов подтверждается обоснованностью принятых допущений, корректностью построения математических моделей и удовлетворительным совпадением теоретических расчетов с результатами экспериментальных работ.

Апробация работы. Основные результаты работы отражены в 11 публикациях, в том числе в 3 научных статьях, опубликованных в журналах рекомендоватплх ВАК и 8 тезисах докладов на российских и международных научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех основных глав, общих выводов, списка литературы и материалов приложений. Всего 135 страница машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы и научная новизна диссертационной работы, приведена ее общая характеристика.

В первой главе дан конструкторско-технологический анализ объекта производства (деталей типа днищ), проанализированы существующие способы изготовления этих деталей методами формовки и вытяжки и рассмотрены методы расчета напряженно-деформированного состояния.

Анализ литературных источников свидетельствует, что исследованию формообразующих операций листовой штамповки посвящено большое количество работ российских и зарубежных ученых и специалистов.

Вопросы листовой штамповки, включая процессы формовки и вытяжки рассмотрены в работах A.A. Ильюшина, H.H. Малинина, А.Д. Томленова, М.В. Сторожева, Е.А. Попова, Е.И. Исаченкова, М.Н. Горбунова, О.В. Попова, В.И. Ершова, Р. Хилла, У. Джонсона, П. Мейлора, В. Бекофена, В. Хосфорда, Р. Каддела и др.

Наиболее изученными являются традиционные процессы: формовки и вытяжки, а также некоторые способы интенсификации этих процессов. Расчет напряженно - деформированного состояния в этих процессах осуществляют, как правило, инженерным методом.

Расчеты упругой отдачи при формовки и вытяжке рассмотрены в работах Е.И. Исаченкова, Э.Л. Мельникова и др.

Проведенные исследования показали, что процессы формовки и вытяжки деталей типа днищ являются достаточно изученными и широко используются на практике, однако совмещенный процесс формовки-вытяжки теоретически мало исследован, а многопереходные методы изготовления таких деталей также не достаточно изучены. В конечном итоге при изготовлении деталей типа дншц методами многопереходиой

формовки-вытяжки сохраняется большой объем ручных доводочных работ, что увеличивает трудоемкость и снижает качество деталей.

Проведенный анализ способов изготовления деталей типа днищ и методов расчета технологических параметров позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Во второй главе проведены теоретические исследования многопереходяых процессов формовки-вытяжки.

Теоретические исследования процесса формовки-вытяжки детален типа днищ содержат в себе решение двух основных задач:

1. Задачи расчета напряженно-деформированного состояния получаемой детали под действием внешней деформирующей нагрузки на каждом переходе штамповки.

2. Задачи расчета упругого изменения формы детали после снятия внешней нагрузки на последнем переходе штамповки.

Первая задача решена в два приема.

На первом - представлено общее решения задачи с учетом реальных механических свойств материала.

Расчетная математическая модель многопереходного процесса формовки-вытяжки представлена как совместное решение системы исходных уравнений, которое записано в виде дифференциального уравнения:

¿Я О

—— + <7,1п£.[-

л аР 5 *<1р\

2рсг/я 2 в '

_ар 3 А Е1

я 38ШП ^

18 й А 2 " ЗЛгЛ 2

Выражение (1) дает возможность решать задачи формовки-вытяжки в «широкой» постановке: с учетом многопереходности формовки-вытяжки, переменной толщины заготовки и детали, с учетом немонотонности деформирования из-за утяжки фланца заготовки и нестационарности внешней нагрузки.

Уравнение (1) можно записать в виде: ¿р

где 8,р,а - соответственно толщина стенки, текущий радиус и угол между осыо симметрии и касательной к элементу получаемой детали;

5с,рс,ас-тоже применительно к заготовке;

/ - коэффициент трения со стороны нагрузки;

А,п - показатели механических (прочностных) свойств материала.

В (2) известны: геометрические и механические параметры заготовки (8с,рс,ас,А,п), условия контактного трения (/) и форма получаемой дегали (а).

Решение (2) удобно реализовать методами численного интегрирования.

С использованием метода Эйлера решение имеет вид: Si =Si +/(51>/7,,...)ф2;

где , рг - граничные условия: толщина стенки и радиуса на граничном элементе детали.

При формовке-вытяжке граничные условия задаются в полюсной части заготовки, где = Ар, S:!p=S|>.

На втором - разработана математическая модель с учетом отжигов заготовки после

каждого перехода и дополнительных условий на фланце заготовки.

В результате, уравнение (Г) приводится к виду:

4Е , „-2г I7 /„ \ 2 ирО. К,„а-,

,с -—Р^АПЕ, 1-ат+ав-—р(гв{2ав-ат)—^----- ,,

а8 _ ¿V и ят а 4К,

Р С ы \ 4Е < n-i( + е„\

'~S~DPCTe' " ~~ + 3D P°S { S-j

(4)

2 UPQ . „ /?,„сг„

где выражение —---учитывает силу трения от деформирующей среды;

sin а 4R;

учитывает приращение напряжений от изгиба заготовки по перетяжным ребрам матрицы.

Рис. 2. Схема процесса формовки листовой заготовки: 1—заготовка; 2 — деталь через период времени Ат,; 3— деталь через период времени Д т2

Решение реализовано методами численного интегрирования по выражению (3). При формовке>-вытяжке граничные удобно задавали в полюсной части заготовки,

где р.р = Ар, 5 =8^,. Так как толщина в полюсе "Б " меньше, чем толщина стенки

заготовки и обычно не известна, то это граничное условие в конечном итоге подбиралось путем итераций по дополнительному условию: равенству объемов заготовки и детали в очаге деформации, по величине утяжки фланца заготовки в очаг деформации или по равенству нулю меридиональных напряжений на кромке заготовки.

Таким образом, можно записать следующую последовательность расчета уравнения (4).

Процесс формовки разбивается на расчетные (временные Дг) этапы. Число этапов - любое и задается в процессе расчета через получаемую высоту детали На на конкретном этапе.

На первом этапе расчёта (когда заготовка плоская) сначала заготовка размечается от полюса к периферии на кольцевые элементы от 1=1 до 1=700 через шаг от Ар = 0,2 1,2дш (в зависимости от размеров заготовки). На каждом шаге заполняются массивы текущего радиуса заготовки рс, толщины Sc, угла ас (90") и параметров

механических свойств: А и п. На каждом этапе расчет проводится до тех пор, пока напряжение на кромке заготовки ие становились равными или близкими к нулю.

Затем осуществляется расчет первого этапа формовки (рис. 3).

Одновременно с расчетом (4) рассчитываются все деформации и напряжения через шаг интегрирования Ар, т.е. определяется напряженно-деформированное состояние получаемой промежуточной детали. При этом, из условия постоянства элементарного объема, шаг интегрирования Ар связан с шагом разметки заготовки Арс соотношением:

р S, sin а /гч Др = ДрсЬ^.----(5)

pS sinac

Последовательность решения уравнения

Деталь после I этапа формовки — вытяжки

Рис. 3. Первый расчетный этап формовки-вытяжки

На каждом этапе расчета все массивы информации о форме, размерах и механических свойствах заготовки перезаполняются, чтобы рассматривать полученную деталь как новую заготовку для расчета следующего этапа расчета (рис. 4)

Рис. 4. Заготовка для расчета последующего (второго) этапа формовки-вытяжки

Далее осуществляется расчет второго, третьего и последующего этапов формовки-вытяжки до тех пор, пока не будет получена деталь требуемых размеров. Решение (4) осуществляется аналогично первому этапу, включая подбор нового граничного условия в полюсной части заготовки.

После каждого расчетного этапа осуществляется распечатка напряженно-деформированного состояния детали и «запоминается.» новая форма заготовки (рис.5) и ее механические свойства.

Рис. 5. Третий расчетный этап формовки—вытяжки

Дробление формовки-вытяжки на расчетные этапы дает возможность учесть не только немонотонность деформации и нестационарность процесса, но и возможные промежуточные отжиги заготовки с полным или частичным восстановлением исходных механических свойств заготовки.

В работе приведены расчеты оптимизированных процессов формовки-вытяжки и разработана методика расчета для оптимизации процесса многопереходной формовки-вытяжки с различными целями: для повышения предела текучести материала сгт, получения минимальной разнотолщинности детали, определения минимального количество переходов при формовке-вытяжке и т.д.

На рис. 6 показано распределение предела текучести ат вдоль образующей в зависимости от истории деформирования в трехпереходном процессе.

40 36 32 28 24 20 )6 12

0,0 0.15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 Я/Я,

Рис. 6. Распределение предела текучести ат вдоль образующей в зависимости от истории деформирования: 1- ф + ф +■ ф; 2- ф + в + ф; 3- в + в + ф; 4- в + ф + ф; 5- ф + ф + в; 6- в + ф + в; 7-ф + в + в;8-в + в + в (где ф-формовка, в-вьггяжка)

Это дает возможность при заданных значениях предела текучести материала, выбрать необходимую историю деформирования. Для реализации некоторых расчетов следует дополнительно учесть другие значимые технологические факторы процесса формовки-вытяжки. Это могут быть силы трения, подпор кромки заготовки и т.д.

На рис. 7 показана возможность управления распределением толщины стенки вдоль образующей по переходам штамповки в зависимости от коэффициента трения со стороны передающей давление среды.

S/Sí

1,05 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70

0,0 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1.05 1,20 1,35 R/R„

Рис. 7. Распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от коэффициента трения среды:

1- первый переход (H/D = 0,12); 2- второй переход (H/D = 0,2); 3- третий переход (H/D = 0,3); --[1= 0;-ц = 0,2;---ц = -0,2

Из рис. 7 видно, что чем больше пассивное трете среды, тем толщина заготовки в куполе будет больше и, соответственно, меньше разнотолщинность детали.

На рис. 8 показано распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от подпора кромки &т /<JS .

1.05 1,00 0,95 0,90 0.85 0,80 0,75 0,70

0,0 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 .R/R, Рис. 8. Распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от величины подпора кромки <г'я ¡<JS : 1- первый переход (H/D = 0,12); 2- второй переход (H/D = 0,2); 3- третий переход (H/D = 0,3);

--теоретический расчет при =0;

-теоретический расчет при cr'^ji7S = —0,25

Подпор кромки также позволяет уменьшить разнотолщинность получаемой детали. Из рис. 6-8 видно, что в зависимости от поставленной задачи можно получать детали с различным комплексом свойств в многопереходных процессах формовки-вытяжки.

Для повышения точности геометрических, параметров днищ разработана методика расчета пружинеиия при формовке-вытяжке.

Расчет иружияения при подвижной периферии детали (со свободными кромками) осуществляется следующим образом (рис. 9).

Деталь

Рис. 9. Система координат для расчета упругих деформаций и перемещением

1. Сначала рассчитывается напряженное состояние заготовки с использованием уравнения (I) или (4).

2. Затем с использованием уравнений связи между напряжением и упругими деформациями, а также между малыми деформациями и малыми перемещениями определяются перемещения по углу а и по радиусу Я:

~Щ1 + и)

и„ =

- Ка5 (1 - сое а)

и..

^(1 -и-К)Л-Е

Д(1 + и)

Ка5 (1 - сое а )с/£а .

(6)

(7)

' Е 4 ' Е

Расчет пружинения при неподвижной периферии детали осуществляется

аналогичным образом с учетом условия неподвижности периферии детали.

Детали нов нагрузкой

а) б)

Рис. 10. Расчет процесса формовки (а) и разгрузки (б) с жестким закреплением периферии детали

Величина пружинения в полюсе закрепленной по периферии заготовки, определяется выражением

иртл=2К-^г(\~о + аК),

(8)

где Е — модуль упругости (модуль Юнга); и - коэффициент Пуассона. Было установлено, что упругими деформациями (пружинением) можно управлять, используя многопереходность обработки и условия закрепления фланца заготовки.

На рис. 1! показано зависимость упругих деформаций от истории деформирования заготовки, в трех переходном процессе формовки-вытяжки.

КОН™"" "/»»ип"""

Контур детали после пружинения

>+ 0,527

а)

б)

Рис. 11. Упругие перемещения (пружинение) после снятия внешней нагрузки: а - последний переход-вытяжка с утяжкой фланца, б - последний переход- формовка без

утяжки фланца

Расчётами установлено, что пружинение уменьшается, если формовка преобладает над вытяжкой. Значения пружинения в этом случае на 10-15% меньше.

Определены оптимальные режимы дополнительных силовых воздействий на заготовку, которые позволяют уменьшить пружинение в 2 и более раза (рис. 12).

Рлнпшп Лршгти пт'ар пттггтж/ма

Рис. 12. Упругие перемещения (пружинение) после снятия внешней нагрузки с приложением дополнительных растягивающих усилий на фланец заготовки: а - значение пружинения без дополнительного нагружения сг'т/сгх = 0; б - значение пружинения с дополнительными растягивающими усилиями а'т /ег5 = 0,25

В последнем случае (рис. 12, б) контур получаемой детали после пружинения может быть вплотную приближен к контуру матрицы.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований. Дана методика проведения эксперимента; описаны оборудование, приспособления, приборы и инструмент.

Эксперименты включали в себя следующий круг задач:

- исследование механических свойств исходных материалов и полуфабрикатов;

- исследования процесса многопереходной формовки-вытяжки;

-исследование упругой отдачи деталей получаемых формовкой-вытяжкой

жидкостными средами;

- сопоставление полученных экспериментальных и расчетных зависимостей.

В МАТИ эксперименты по формовке-вытяжке проводились на специальной установке (рис. 13). На РКЗ ГКНПЦ им. М.В. Хруничева эксперименты проводились с использованием ручной насосной гидростанции с максимальным давлением 400 кг/см2. В качестве технологической оснастки использовалась гидроматрица с рабочим диаметром 200,0 мм (рис. 14).

Результаты испытаний образцов листовых заготовок на одноосное растяжение при многопереходном напэужении приведены на рис. 15.

1Г 0.28

б)

а) б)

Рис. 14. Жесткая матрица дли формовки-вытяжки а - вид снизу; б - вид сбоку

Рис. 15. Графики зависимости 1- кривая упрочнения сплава АМгб при стандартном испытании;

2~ кривая упрочнения сплава АМгб при многопереходном нагружении без отжига;

3- кривая упрочнения сплава АМгб при многопереходном нагружении с отжигом

Из рис. 15 видно, что отжиг заготовки (4=350°С, выдержка 1 час), полностью восстанавливает исходные механические свойства материала.

На рис. 16 приведено сопоставление теоретического расчёта и эксперимента при многопереходной формовке-вытяжке заготовок из материала АМгбМ толщиной 1,0 мм.

Установлено, что теоретические решения хорошо описывают поведение заготовки в реальном процессе по переходам. Небольшая погрешность (примерно 8%), наблюдается только в периферийных частях заготовки (которые в реальном производстве удаляются). Эта погрешность связана, вероятно, с накоплением ошибки решения при численном методе интегрирования.

/

--- -Л\ —- — —

к/ 3 -

О 15 30 45 60 75 90

Рис. 16. Распределение толщины стенки по текущему радиусу детали в трехпереходном процессе (сплав АМгбМ, толщина заготовки 1,0 мм):

1- первый переход; 2- второй переход; 3- третий переход --эксперимент;-теоретический расчет

Результаты экспериментов по упругой отдаче приведены в табл. 1,2 при открытой

гидроштамповке в матрице-кольце и при разгрузке с защемлёнными фланцем. Здесь же

дано сопоставление с теоретическим расчётом (по выражениям (4),(6) и (8)).

Таблица I

Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических работ. ________________Сплав АМгбМ, л. 0,78 мм______

Номер эксперимента (перехода) Эксперимент Расчёты по (4) и (6)

Эксперимент 1 11,18 мм ) ,1,08 мм [ Н=20 мм |<50м1'' >1 Без отжига. Отдача в полюсе и на радиусе 50 мм 1,33 и 1,15 мм

V 11 ¡ПМ 0200 мы

Эксперимент 2 Коз мм о ^ | 50 мм 1 Без отжига. Отдача в полюсе и на радиусе 50 мм 1,23 и 1,07 мм

Эксперимент 3 1,1 мм ^.....¡""X 51=30 мм 1 ^^ —1—ъ? ■ и=22а™ фиаки Без отжига. Отдача в полюсе 1,2 мм

Эксперимент 4 /1 | 1,15 мм Без отжига. Отдача в полюсе 1,08 мм

Продолжение табл. 1

Первый отжиг 350 °С , 30 мин

Эксперимент 5 ^ №49 ш 1 1 ^ После 1-го отжига, утяжка фланца до 2 мм на сторону. Отдача в полюсе 0,8 мм

Второй отжиг 350 С, 30 мин

Эксперимент 6 / 10,75 мм Г 1=57 мм | -,-А- 4=30 атм После 2-го отжига, утяжка фланца до 4 мм на сторону. Отдача в полюсе 0,76 мм

Таблица 2 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических работ. Сплав АМцМ, л. 0,91 мм

Номер эксперимента (перехода) Эксперимент Расчеты по (4) и (б)

Эксперимент 1 Н=31 мм |«2ДммТУ Без отжига. Отдача в полюсе и на радиусе 24 мм 0,48 и 0,36 мм

■ 9 атм 0200 мм

Эксперимент 2 I 0,38 мм ЛЛ. I ! 0,34 мм | 26 Н=33 мм Г^ крЮатм Без отжига. Отдача в полюсе и на радиусе 24 мм 0,47 и 0,36 мм

Эксперимент 3 | 0,3 мм Н=40 мм | I ^ П= 15 атм Без отжига. Отдача в полюсе 0,45мм

Отжиг 350 "С, 30 мин

Эксперимент 4 А I 0,26 мм ^гх -1=53 мм ( % После отжига. Отдача в полюсе 0,33 мм

В табл. 3 приведены результаты пружинения в 4 точках, после многопереходной штамповке по жесткой матрице и обрезки фланца заготовки.

Таблица 3

Величины упругой отдачи (мм) в жесткой матрице

Материал Эксперимент Расчёт по (4) и (8)

т « 0°=0,84;

Сплав АМгбМ, л.0,78 мм ^и 15°=0,80;

(результаты осреднены) ж,=45™ 30°=0,61;

) __ 0192мм обрезка фланца ^ | 45°=0,09.

Контур матрицы^ 0°=0,94;

Сплав АМгбМ, л.0,92 мм 15°=0,91;

(результаты осреднены) юг Ч = бОата 30°=0,78;

€ Р}\92м»о6аеи<а1Ьла»иа ^ 45°=0,19.

Из сопоставления результатов опытных и теоретических работ видно, что зависимости (4),(6) и (8), достаточно хорошо отражают реальные закономерности пластического формоизменения и упругой отдачи детали после снятия внешней нагрузки. Погрешность в расчетах лежит обычно в пределах 15%. Наибольшие расхождения наблюдаются только на периферии детали, что связано, вероятно, с накоплением ошибки решения при численном методе интегрирования.

Проведенные исследования дали возможность сформулировать следующие технические рекомендации для повышения точности получаемой детали и уменьшения ручных доводочных работ.

1. Повысить геометрическую точность детали можно традиционным способом путем корректировки существующей оснастки на величины пружинения с использованием теоретических моделей (6) и (8). На рис. 17 показана схема такой доработки оснастки.

2

1- контур оснастки до доработки, 2- контур оснастки после доработки

2. Для уменьшения пружинения детали, достаточно подобрать историю деформирования заготовки при многопереходной формовке-вытяжке, как видно из рис. 11.

3. Уменьшить пружинения можно в 1,5-2 раза путём воздействии дополнительных растягивающих усилий на заготовку. На рис. 18 предложен вариант такого воздействия.

Дополнительные усилия

в Щ

Дополнительное растяжение заготовки Рис. ! 8. Схема оснастки, обеспечивающая дополнительное растяжение периферии заготовки

Приведённые рекомендации позволяют повысить точность получаемых деталей и одновременно уменьшить трудоемкость ручных доводочных работ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обзор литературных источников показал, что методы расчета напряженно-деформированного состояния и упругой отдачи /истового материала в процессах формовки и вытяжки нуждаются в совершенствовании в части учета совмещенных процессов формовки-вытяжки, включая многопереходность таких процессов, реальных характеристик материала с учетом промежуточных отжигов и других факторов, сопутствующих конкретному процессу формоизменения.

2. В результате проведенных теоретических исследований была разработана новая математическая модель и методика расчета напряжённо- деформированного состояния в операциях формовки - вытяжки, которая позволяет учитывать совмещение этих двух процессов, многопереходность обработки и промежуточную термообработку. Также разработанная модель расчёта позволяет оптимизировать процессы формовки—вытяжки.

3. Сопоставления результатов теоретических исследований с данными экспериментальных работ показали, что теоретическая модель хорошо отражают реальные закономерности пластического формоизменения многопереходных процессов формовки-вытяжки. Погрешность в расчётах не превышает обычно 10%.

4. Выполнен анализ влияния различных параметров (многопереходность формовки-вытяжки, силы трения, истории деформирования и др.) на разнотолщинность изделий, на величину упрочнения материала, на количество требуемых переходов. Расчеты показали, что указанными факторами можно управлять, получая деталь с заданным комплексом свойств.

5. Разработана новая методика расчёта упругой отдачи (пружинения) материала после снятия внешней нагрузки. Выявлены параметры, которые влияют на величину упругой отдачи. Также даны рекомендации по борьбе с пружинением. Адекватность методики расчёта подтверяадена результатами экспериментальных работ. Погрешность в расчетах не превышает как правило 15%.

6. Проведённые исследования позволили сформулировать технические рекомендации, позволяющие снизить пружинение в 1,5-2 раза, что уменьшает трудоемкость изготовления и повышает качество деталей типа дншц. Ожидаемый экономический эффект от' внедрения результатов исследования составит 0,67 млн. руб. в год.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Ульвис Н.В. Экспериментальные исследования процессов многопереходной формовки-вытяжки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. Сборник трудов к 70-летию кафедры «Технология производства летательных аппаратов». Москва, 2010, с. 36-38.

2. Чумадин A.C., Ульвис Н.В. Расчеты многопереходных процессов формовки-вытяжки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. № 10,2010, с. 21-24.

3. Чумадин A.C., Ульвис Н.В., Коршмков Е.В. Учет механических свойств материала заготовки в процессах листовой штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. № 6, 2011, с. 9-11.

Другие публикации:

4. Чумадин A.C., Ульвис Н.В. Приближенный расчёт пружинения при формовке днищ. Научные труды. Выпуск 15(87), М., МАТИ, 2009, с. 148-156.

5. Чумадин A.C., Ульвис Н.В., Труханов H.A. Исследование процесса формовки-вытяжки деталей типа днищ. XXXV Международная молодежная научная конференция «Гагаринсше чтения «. М., МАТИ, 2009, с. 102.

6. Ульвис Н.В. Форма поверхности днища после пружнения. Всероссийская НТК «Новые материалы и технологии» М., МАТИ, 2010, с. 38-39.

7. Чумадин A.C., Ульвис Н.В. Расчёты пружинения при формовке днищ. Актуальные проблемы российской космонавтики. Материалы XXXIV академических чтений по космонавтике. Москва, МГТУ, 2010, с. 529.

8. Ульвис Н.В., Батурин Д.А. Совершенствование технологии изготовления днищ. XXXVI Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения». М., МАТИ, 2010, с. 5-6.

9. Чумадин A.C., Ульвис Н.В. Расчет формы детали после ее пружинения. Научные труды. Выпуск 17(89), М., МАТИ, 2010, с. 186-189.

10. Чумадин A.C., Ульвис Н.В. Исследование процессов формовки-вытяжки. Материалы XXXV академических чтений по космонавтике. Москва, МГТУ, 2011, с. 555-556.

11. Ульвис Н.В., Батурин Д.А. Сопоставление теоретических и экспериментальных работ по формовке-вытяжке деталей типа днищ. XXXVII Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения». М., МАТИ, 2011, с. 204-205.

Ульвис Николай Витальевич

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Формат 60x84/16. Усл. печ.л. 1. Печать на ризографе. Тираж 100.

Издательско-тшюграфский центр МАТИ 109383, Москва, ул. Полбина, 45

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ДНИЩ.

1.1. Классификация и конструкторско — технологический анализ днищ.

1.2. Анализ существующих процессов изготовления деталей типа днищ.

1.2.1. Традиционные методы штамповки.

1.2.2. Способы интенсификации процессов формовки и вытяжки.

1.3. Методы расчета процессов формовки-вытяжки деталей типа днищ.

1.3.1. Расчет напряженно-деформированного состояния.

1.3.2. Расчеты упругой отдачи листового материала.

1.4. Выводы.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОПЕРЕХОДНых процессов ФОРМОВКИ-ВЫТЯЖКИ.

2.1. Исходные положения.

2.2. Исходные уравнения.

2.3. Теоретические расчеты процессов формовки- вытяжки.

2.3.1. Общее решение.

2.3.2. Учет механических свойств материала заготовки для многопереходного процесса*.

2.3.3. Разработка программного обеспечения для моделирования процессов формовки-вытяжки днищ.

2.3.4. Теоретические расчеты многопереходного процесса формовки-вытяжки листовых заготовок.

2.4. Расчеты пружинения.

2.4.1. Расчет пружинения при подвижной периферии детали.

2.4.2. Расчет пружинения при неподвижной периферии детали.

2.4.3. Изменения пружинения при многопереходном процессе формовки-вытяжки в зависимости от некоторых факторов.

2.5. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИСЛЕДОВАНИЯ МНОГОПЕРЕХОДНых процессов ФОРМОВКИ - ВЫТЯЖКИ.

3.1. Условия проведения экспериментов.

3.2. Исследование механических свойств материала заготовки.

3.3. Исследование многопереходной формовки-вытяжки.

3.4. Исследование форм получаемых днищ формовкой-вытяжкой.

3.5. Рекомендации для снижения трудоемкости и повышения качества деталей, получаемых многопереходной формовкой-вытяжкой.

3.6. Выводы.

В конструкциях современных летательных аппаратов содержатся большое число емкостей, резервуаров, автоклавов, баков, баллонов, которые работают при значительных внутренних и внешних давлениях, в активных химических средах, а также для длительного хранения и перевозки различных веществ.

Значительное место среди деталей представленных конструкций занимают различные по конфигурации и форме днища, изготавливаемые различными методами листовой и объемной штамповки. Наибольшее распространение получили методы листовой штамповки: формовка, вытяжка, а также совмещение этих операций в одном процессе.

Днища имеют различные геометрические размеры и формы. Они изготавливаются из различных материалов: алюминиевых, титановых сплавов, сталей и т. д. В зависимости от используемого материала с его пластическими и механическими свойствами, от высоты получаемой детали, от ее геометрической формы будет зависеть количество переходов при штамповке, объем технологического оснащение, оборудование и т.д. Эти характеристики определяют в конечном итоге трудоемкость и себестоимость изготовления деталей типа днищ.

В настоящее время при изготовлении днищ сохраняется большой объем различных ручных доводочных работ, связанных с необходимостью получения днищ с заданной , геометрической точностью, так как после первого и последующих переходов листовой штамповки появляется эффект упругой- отдачи (пружинение) заготовки* после снятиям внешней нагрузки, когда ее форма изменяется по сравнению с формой формообразующей оснастки. Объем доводочных работ не может быть достаточно большим, что влечет за собой повышение трудоемкости всего процесса изготовления днищ летательных аппаратов.

Поэтому задача совершенствования технологии изготовления днищ летательных аппаратов формовкой-вытяжкой является актуальной.

Представленная работа выполнена на кафедре «Технология производства летательных аппаратов» ФГБОУ ВПО «МАТИ - Российском государственном технологическом университете имени К.Э. Циолковского», где были проведены основные теоретические и экспериментальные исследования. Специальные экспериментальные исследования проводились на РКЗ ГКНПЦ им. Хруничева.

В теоретическом плане работа связана с совершенствованием методов расчета многопереходной формовки-вытяжки в операциях листовой штамповки при изготовлении деталей летательных аппаратов, основы которых были заложены российскими и зарубежными учеными, в том числе А.Д. Томленовым, Е.А. Поповым, Г.А. Смирновым — Аляевым, М.Н. Горбуновым, В.Ф. Катковым, В.И. Глазковым, В.И. Ершовым и другими.

Целью диссертационной работы является снижения трудоемкости и повышение качества деталей, получаемых в процессах многопереходной формовки-вытяжки.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- проведен обзор способов изготовление деталей типа днищ и методов расчета технологических параметров;

- проведены теоретические исследования процессов формовки и вытяжки и определены методы решения поставленной задачи;

- разработаны математические модели для расчетов многопереходной формовки-вытяжки в процессах листовой штамповки;

- созданы новые компьютерные модели расчетов параметров получаемых деталей в процессах формовки-вытяжки;

- проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность разработанных теоретических моделей.

Методы исследования, использовавшиеся в работе:

- теоретический анализ процессов. листовой штамповки с использованием основных положений теории пластичности;

- численные методы интегрирования дифференциальных уравнений и базовые принципы программирования и передачи информации;

- экспериментальные методы исследования и обработки результатов на образцах и натурных заготовках из тонколистового материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработаны математические модели и методы расчета многопереходных процессов формовки-вытяжки листовых полуфабрикатов с учетом реальных механических характеристик материала заготовки;

- разработаны математические модели и методы расчета упругой отдачи (пружинения) при многопереходной формовке-вытяжке деталей типа днищ;

- установлено1 количественное влияние технологических факторов (числа переходов, условия прижима заготовки, истории деформирования и др.) на служебные характеристики детали (распределение толщины, механические свойства и др.).

Достоверность полученных результатов подтверждается обоснованностью принятых допущений, корректностью построения математических моделей и 5 удовлетворительным совпадением теоретических расчетов с результатами экспериментальных работ.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- разработаны компьютерные модели и программы для оптимизации процессов формовки-вытяжки с учетом влияния реальных условий многопереходной штамповки;

- определены параметры упругой отдачи, необходимые для корректировки штамповой оснастки с целью повышения точности получаемых деталей;

- определены режимы многопереходной формовки-вытяжки обеспечивающие снижение упругой отдачи-в 2 и более раза.

В конечном итоге практическое значение работы состоит в снижении трудоемкости изготовления деталей типа днищ и повышении их качества по геометрическим параметрам.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на конференциях в следующих организациях:

Год Организация Наименование конференции, семинара

2009 МАТИ — Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Международная молодежная научная < конференция «XXXV Гагаринские чтения». Секция № 5.

2009 МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Всероссийская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии». Секция № 3.1.

2010 МГТУ им. Н.Э. Баумана Актуальные проблемы российской космонавтики. XXXIV академические чтения. Секция № 192

2010 МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Международная молодежная научная конференция «XXXVI Гагаринские чтения». Секция № 5.

2010 МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Всероссийская научно-техническая конференция «Новые- материалы и технологии». Секция № 3.1.

2011 МГТУ им. Н.Э. Баумана Актуальные проблемы российской космонавтики. XXXV академические чтения. Секция № 19.

2011 МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Международная* молодежная научная конференция «XXXVII Гагаринские чтения». Секция № 5.

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 11 работах, в том числе в

3-х статьях опубликованных в журнале, рекомендованном ВАК, и 8-и тезисах докладов.

Личный вклад соискателя в диссертационную работу.

Все основные положения труда, включая теоретические, экспериментальные исследования и программно-расчетные работы выполнены соискателем лично.

Структура диссертации. Работа состоит из трех глав, общих выводов, списка литературы и материалов приложений.

В первой главе дан конструкторско-технологический анализ объекта производства (деталей типах днищ), проанализированы существующие: способы изготовления этих деталей методами формовки и вытяжки и рассмотрены методы расчета напряженно-деформированного состояния.

Анализ" литературных источников свидетельствует, что исследованию формообразующих операций листовой штамповки посвящено большое количество работ российских и зарубежных ученых и специалистов. .

Вопросы; листовой- штамповки, включая процессы формовки и вытяжки рассмотрены в. работах A.A. Ильюшина;, Н1Н. Малинина, А.Д. Томленова; М.В; Сторожева, Е.А. Попова, Е.И. Исаченкова, МШ.,.Горбунова, 0;В; Попова;В'.Ш Ершова; Р.? Хилла, У. Джонсона, П: Мейлора; В. Бекофена, BI Хосфорда, PI Каддела и др.

Наиболее изученными являются-традиционные процессы:, формовки й вытяжки, а также • некоторые способы интенсификации этих процессов;. Расчет напряженно- — деформированного состояния в этих процессах осуществляют, как правило, инженерным: методом. . - :

Расчеты предельного формоизменения в процессах, формовки;- и вытяжки рассмотрены в.работах А. Д. Томленова, ВЩ. Головлева," А;Д; Матвеева; Е.Д.-Деля;; В.Ф; Каткова,.В:И; Елазкова^ВМ;\Ершова;;Р.г Хилла, Е. Закса; 3;.Марчиняка идр.

Проведенные исследования показали; что процессы, формовки и вытяжки'деталей типа днищ являются достаточно изученньши и широко используются нашрактике,, однако совмещенный процесс формовки-вытяжки: теоретически, мало исследован, а многопереходные методы изготовления; деталей; также: не: достаточно изучены. В конечном, итоге, при изготовлении деталей типа* днищ методами многопереходной формовки-вытяжки сохраняется- большой объем: ручных доводочных работ, что увеличивает трудоемкость и снижает качество деталей.

Проведеннышанализ способов изготовления деталей типа1 днищ и методов расчета технологических параметров позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Во- второй главе проведены теоретические исследования многопереходных процессов формовки-вытяжки.

Разработаны новые (уточненные) математические модели формовки-вытяжки, учитывающие реальные механические характеристики материала заготовки, условия штамповки и многопереходной обработки.

Проведены расчеты: распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам, распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от истории деформирования, распределение предела текучести сгт вдоль образующей в зависимости от истории деформирования, распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от коэффициента трения, распределение толщины стенки вдоль образующей по переходам в зависимости от подпора кромки.

Разработан метод определения упругой деформации при многопереходной формовки-вытяжки при подвижной и не подвижной периферийной части детали.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований. Дана методика проведения эксперимента; описаны оборудование, приспособления, приборы и инструмент.

Приводятся результаты экспериментального исследования многопереходной формовки-вытяжки листовых заготовок, а также исследование форм получаемых деталей.

Дано сопоставление результатов опытных и теоретических работ.

В материалах приложений приведены программы расчетов при многопереходной формовке-вытяжке и расчеты пружинения, экспериментальные данные и акт внедрения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обзор литературных источников показал, что методы расчета напряженно-деформированного состояния и упругой отдачи листового материала в процессах формовки и вытяжки нуждаются в совершенствовании в части учета совмещенных процессов^ формовки-вытяжки, включая многопереходность таких процессов, реальных характеристик материала с учетом промежуточных отжигов и других факторов, сопутствующих конкретному процессу формоизменения.

2. В результате проведенных теоретических исследований была разработана новая математическая модель и методика расчета напряженно- деформированного состояния в операциях формовки — вытяжки, которая позволяет учитывать совмещение этих двух процессов, многопереходность обработки и промежуточную термообработку. Также разработанная ¡модель расчета позволяет оптимизировать процессы формовки-вытяжки.

3. Сопоставления результатов теоретических исследований с данными., экспериментальных работ показали, что теоретическая модель хорошо отражают реальные закономерности пластического формоизменения многопереходных процессов: формовки-вытяжки. Погрешность в расчетах не превышает обычно 10%.

4. Выполнен анализ влияния различных параметров (многопереходность формовки- вытяжки, силы трения, истории деформирования и др.) на разнотолщинность изделий, на величину- упрочнения материала, на количество требуемых переходов. Расчеты показали, что указанными факторами можно управлять, получая деталь с заданным комплексом свойств.

5. Разработана, новая методика расчета упругой - отдачи (пружинения) материала после снятия внешней нагрузки. Выявлены* параметры, которые < влияют на велечину упругой отдачи. Также даны рекомендации по борьбе с пружинением: Адекватность методики расчета подтверждена результатами экспериментальных работ. Погрешность в расчетах не превышает как правило 15%.

6.Проведенные исследования позволили сформулировать технические рекомендации, позволяющие снизить пружинение в 1,5-2 раза, что уменьшает трудоемкость изготовления и повышает качество деталей типа днищ. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов исследования составит 0,67 млн. руб. в год.

1. Мельников ЭЛ. Холодная штамповка днищ. -Ml: Машиностроение, 1986.-192 с.

2. Комаров А.Д. Штамповка листовых, и. трубчатых деталей полиуретаном; — JI.: ЛДНТП, 1975. 36 с.

3. Ершов В.И, Чумадин А.С. Листовая? штамповка. Расчет технологических параметров. Справочник — М.: Издательство МАИ, 1999. 516 с.

4. Горбунов М.Н. Те;хнология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. Учебник для вузов.—М:: Машиностроение, 1981. —224 с:

5. Ершов В.И:, Глазков, В.Ш, Каширин М;Ф; Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки: М.: Машиностроение; .1990 - 312'с.

6. Романовский;В:П. Справочник по холодной штамповке. .- Л.:. Машиностроение;, 1971.-782с. • . ; '

7. Исаченков-Е.Ш Штамповка резиной»шжидкостью? — Ш::Мапшностроение,;/1967. -367с.'. . ' : • ' •8; Чумадин А.С.; Ершов ВЖ,, Барвинок. В.А. и др. Учебное пособие. Основы технологии производства летательных аппаратов.- М.: Наука и технологии, 2005. 912 с.

8. Зубцов М.Е. Листовая штамповка:— Л:: Машиностроение, 1980í—432 с.

9. Marciniak Z.,.Duncan J:L., Ниv.S.J:.Mechanicsof sKeetimetal. forming. Butterworth-L I-Ieinemann, 2002 211 p.

10. Hosford W.F., Caddel R.M. Metal forming. Third edition. Cambridge University, Press. 2007.320р. . .•'•■'

11. Катков B:M. Применение- метода: характеристик: в? теории вытяжки изделий сложной формы. «Основы теории обработки металлов давлением» Машгиз, М. 1959,539с.

12. Патент СССР,545406, B21D22/2/02, B21D51/18, 02.03.77. Мельников Э.Л., Головин B.C., Буренков В.В,. Способ штамповки сферических, эллиптических и других куполообразных днищ.

13. Береговая ЕЛО:, Вдовин С.И., Москвитин С.А., Петров Н.В. Расчет переходов вытяжки.-«Кузнечно-штамповочное производство и Обработка металлов давлением», 2004, №9,с.26-28:

14. Патент РФ, 5003863/27, B21D22/20, 30.08.1994,Мельников Э.Л., Смирнов Ю.Г., Токарев В.А. Штамп для изготовления сферических, эллиптических и других куполообразных днищ.

15. Мошнин E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей. М, «Машиностроение», 1973,240с.

16. Барсуков А.П. О возможности осуществления листовой вытяжки при помощи сжиженного газа. Кузнечно-штамповочное производство. № 11, 1959. стр. 23-24.

17. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. Учебник для вузов. М.: Издательство ИГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 480 с.

18. Gutcher G., Hsein-Chin Wu, Ngaile G., Alton T. Determination of flow stress for sheet metal forming using the viscous pressure bulge test. Journal, of materials processing technology 146. 2004. l-7p.

19. Ершов В.И., Ливенко Н.Д., Архангельская Л.В.,Наделяев И.В. Формовка тонкостенных днищ. Кузнечно — штамповочное производство.19898. № 2, 12—15с.

20. Патент РФ; 94000561/08, B21D22/02, 27.11.1996 Попов И.П., Маслов В.Д. Способ штамповки полых деталей.

21. Чумадин A.C., Ершов В.И., К.А. Макаров и др. Основы« авиа ш ракетостроения: учебное пособие для вузов - М.: Инфра - М, 2008, - 992 с.

22. Под ред. Богоявленского К.Н. и Рябинина А.Г. Гидропластическая обработка металлов Л.: Машиностроение, София: Техника, 1988г — 256 с.

23. Катков В.Ф. Исследование процесса-глубокой вытяжки изделий сложной формы. Автореферат на соискание ученой, степени кандидата технических наук. Москва. 1954,20с.

24. Красов A.C. Анализ напряженно деформированного состояния при формовке с нагревом. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением.2010. Специальный выпуск. К 70- летию кафедры ТПЛА МАТИ.18-22с.

25. Красов A.C. Формовка местных глубоких полостей'с дифференцированным нагревом. Кузнечно-штамповочное производство.2000. №6 16-20с.

26. White R.T., Liebig T.J., Switzer J.K. Method and Apparatus for hot die draw forming metal sheets. US Patent, 5035133, B21D24/08,30.07.1991

27. Богоявленский К.Н. и др. Изготовление деталей пластическим деформированием-Л. Машиностроение, Ленингр. отд., 1980

28. Богоявленский К.Н., Вагин В.А., Кобышев АН. и др.; Пер. с болгарского

29. Петкова Г.К., Чалева Д.Ч.; Под ред. Богоявленского К.Н и Рябинина А.Г.97

30. Гидропластическая обработка металлов. JL: Машиностроение, Ленинградское отделение; София: Техника, 1988 -256 е.,ил.

31. Пашкевич А.Г., Архангельская Л.В. Пневматическая формовка материалов в состоянии сверхпластичности. Кузнечно-штамповочное производство. 1987. № 8.

32. Пашкевич А.Г., Орехов A.B., Тюпич Ю.П. Управление распределением толщины при> пневмотермической формовке листовых деталей в режиме сверх пластичности. Кузнечно-штамповочное производство. 1978. № 8.

33. Чумаченко E.H., Смирнов О.М., Цепин М.А. Сверхпластичность: материалы, теория, технология./ Предисл. Г.Г. Малинецкого—.М.: КомКнига,2005.-320с.

34. Пашкевич А.Г. Математическая' модель листовой штамповки деталей в условиях сверхпластичности. Кузнечно-штамповочное производство. 1989. № 9, 12—15с.

35. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М., "Машиностроение", 1977.-278 с.

36. Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла.—М.: Машиностроение, 1985.-176с.

37. Sachs G., Lubahn I.D. Failure of ductile metals in tension. TRANS. ASME, vol. 68, №4, May, 1946, p. 271-276.

38. Marciniak Z., Kuczynski K. Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal. "International Journal of Mechanical'Science", vol. 9, 1967, p. 609-620.

39. Стренг К., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977.349 с.

40. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.: Мир, 1986.318 с.

41. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир,1975.541 с.

42. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир,1979.392 с.

43. Чумадин A.C., Ершов В.И. Некоторые вопросы осесимметричной формовки деталей типа днищ из листового материала. Авиационная техника. 1988.№3, 56-59с.

44. Мошнин E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей. М.: Машиностроение, 1973.-240с.

45. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М., "Высшая школа", 1961, 538 с.

46. Ильюшин A.A. Пластичность. М.- Л. ГИТТЛ. 1948, - 376 с.

47. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М., "Машиностроение", 1977, 423 с.

48. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М., "Машиностроение", 1975, 278 с.

49. Смирнов — Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. М.-Л. ГНТИМЛ, 1956, 368 с.

50. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М., ГИТТЛ., 1956, - 407 с.

51. Смирнов Аляев Г.А., Механические основы пластической обработки металлов. Издательство «Машиностроение», 1968, 272 с.

52. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. Справочник. М.: Машиностроение, 1980. - 157 с.

53. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

54. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Том VII. Теория упругости. Издательство «Наука». ГРФМЛ. М:, 1965. - 203 с.

55. Программа для расчета напряженно-деформированного состояния и упругой отдачи деталей JIA типа днищ.

56. DECLARE SUB METOD (nper!, R!(), S!(), zin!(), dr!(), So, Ro, Rproverka)

57. PRINT " Zadacha Listovoi shtampovki"

58. DIM R(900), S(900), dr(900), zin(900), v(900)

59. OPEN "tra.txt" FOR APPEND AS #1 OPEN "PRUG.txt" FOR APPEND AS #6 OPEN "traek.txt" FOR OUTPUT AS #71. PRINT" Nomerperehoda 1"

60. PRINT #1,"--------------------------------------------------------------------------"

61. PRINT # 1," Nomer perehoda 1" WHILE So <= 0

62. PRINT "Vvedite tolshinu So dlya nachala rascheta "1.PUT So WEND1. WHILE Ro <= 0

63. PRINT "Vvedite radius Ro dlya nachala rascheta "1.PUT Ro1. WEND•So = .78dRc = .21. Ro= 103.923

64. FOR i = 1 TO 700 R(i) = dRc * i SCO = So zin(i) = 1v(i) = 2 * dRc * SCO * R(i) * 3.1416 Obemplzag = Obemplzag + v(i) Rplzag = v(i) / (2 * dRc * S(i) * 3.1416) dr(i) = dRc1. NEXT i YO = Rplzag nper 17

65. CALL METOD(nper, R(), S(), zin(), dr(), So, Ro, Y) PRINT "Obemplzag-1, Obemplzag PRINT "Rst=", YO Ytyagka = YO Y

66. PRINT "Ytyagka-', Ytyagka PRINT#1, "Ytyagka-', Ytyagka PRINT "Vvedite nomer perexoda ili 0 dlya vihoda " INPUT Nomer

67. Nomer > 0 THEN PRINT # 1," nomer perexoda", Nomer

68. Nomer > 0 THEN nper = nper + 1: GOTO 71. Nomer = 0 THEN GOTO 6 61. END

69. SUB METOD (nper, Rc(), Sc(), sinac(), drin(), So, Ro, Rproverka)

70. PRINT "Vvedite tolshinu detali S "

71. PUT S(l) PRINT " S="; S(l) WEND1. WHILE T <= 0

72. PRINT "Vvedite shag T, c kotorim pokazivati rezultat"1.PUT T PRINT "T="; T WEND

73. PRINT "Vvedite CuJly" INPUT Sila1. PRINT #1," Sila=", Silaprinti = 05'!!!!!!!!!!!!!!Icicle 'schprug = 0 two = 0 col2 = 0 triger = 0 A = 54 n = .22 M = 0

74. EMOD = 7000 PUN = .33 KOEF = .25

75. R(l) = (Sc(l) / SCI))A (1 / 2) * drin(l) B = 0dL = 0 UL = 0 dUL = 0 B1 =0

76. Rm(i) = (Ro A 2 + h A 2) / (2 * h)1. two = 0 THEN zin(i) = SQR(1 (R(i) / Rm(i)) A 2) IF two = 1 THEN zin(i) = 1: M = .1: Silaq = Sila1. (i = 1 OR i MOD T = 0) AND (printi = 1) THEN PRINT #7, i," Rm(i)=M, Rm(i)

77. Eo = LOG(R(i) / Rc(i)) En = LOG(S(i) / Sc(i))

78. E = ((-2) * En Eo) / (Eo - En)

79. Eo = 0 AND En = 0 THEN GOTO 1501. E = 0 THEN PRINT "E=0"1. E > 0 THEN1. En < 0 THEN lr = 11. En > 0 THEN lr = -11. En < 0 THEN mr = 11. En > 0 THEN mr = -11. ELSE

80. Eo > 0 THEN lr = 1 IF Eo < 0 THEN lr = -1 IF Eo > 0 THEN mr = -1 IF Eo < 0 THEN mr = 11. END IFcol = ((M * R(i) * 2 * Silaq) / (zin(i) * S(i)))

81. C = 3 * Eo / (S(i) * (Eo En) A 2)

82. Ei = (2 / SQR(3)) * SQR(En A 2 + En * Eo + Eo A 2)1. Gs(i) = A * Ei A n1. triger = 1 THEN col2 = 01. two = 1 AND R(i) > 123 AND triger = 0 THEN Rizg = 5: col2 = ((123 * Gs(i)) / (4 * Rizg)): triger = 11. two = 1 AND R(i) < 123 THEN col2 = 0

83. Go(i) = lr * (SQR(Gs(i) A 2 / (E A 2 + 1 E)>) Gm(i) = mr * (SQR(Gs(i) A2*EA2/(EA2+1- E))) d = 2 * Go(i) - Gm(i) + E * (2 * Gm(i) - Go(i)) dSc = Sc(i + 1) - Sc(i)1. SINB = R(i) / Rm(i)

84. COSB = SQR(ABS(1 (SINB) A 2))1. TANB = SINB / COSB1. CTGB = 1 / TANB1. В = ATN(TANB)dL = В B11. B1=B

85. El Y = (Gm(i) PUN * Go(i)) / EMOD E2Y = (Go(i) - PUN * Gm(i)) / EMODdRcIdR = (S(i) * R(i) * sinac(i)) / (Sc(i) * Rc(i) * zin(i))dr(i) = (dRc * Sc(i) * Rc(i) * zin(i)) / (S(i) * R(i) * sinac(i))dScIdR = (dRc * dSc) / (dr(i) * dRc)

86. Ur = E2Y * Rm(i) (UL) * CTGB1. printi = 1 THENssO = S(i) / So rrO = R(i) / Ro

87. UR1 =2* Rm(i) * (Gs(l)/EMOD) * (1 PUN + PUN * KOEF) UR2 = 2* Rm(i) * (Gs(125) / EMOD) * (1 - PUN + PUN * KOEF)1. END IF1. printi = 1 THEN

88. J(i) = (S(i) * dr(i) * R(i) * 2 * 3.1416) / zin(i) Obem = Obem + J(i) Rproverka = Rproverka + dr(i) END IF1. printi = 1 AND i = 1 THEN PRINT

89. PRINT " I"," R(I) "; " S(I) "; " En";" Gs "; " Gm(i)"; " Go(i) "; " q"; " Eo"; " Ur"; UL"

90. R(i) > Ro AND two = 0 THEN two = 11501. NEXT i1. nper <= 3 THEN ERT =. 11. printi = 0 THEN1. PRINT ELSE

91. PRINT "SI-1; S(l), "R(l)="; R(l) END IF1. ABS(Gm(700) 0) > ERT THEN

92. Gm(700) > 0 AND printi = 0 THEN S(l) S(l) + .0001 ELSE S(l) = S(l) - .00011. GOTO 51. ELSE1. printi 0 THEN printi = 1: GOTO 5 END IF ELSE ERT =. 11. printi = 0 THEN PRINT"."; ELSE

93. PRINT "SI-S(l), "R(l)="; R(l) END IF1. ABS(Gm(700) 6) > ERT THEN

94. Gm(700) > 6 AND printi = 0 THEN S(l) = S(l) + .0001 ELSE S(l) = S(l) .00011. GOTO 51. ELSE1. printi = 0 THEN printi = 1: GOTO 5 END IF END IF 2011. PRINT "Obem=", Obem

95. PRINT "Rproverka-1, Rproverka

96. FOR i = 1 TO 700 Rc(i) = R(i) Sc(i) = S(i) sinac(i) = zin(i)drin(i) = dr(i) dSc(i) = ds(i)1. NEXT i1. END SUB

97. Результата расчета трехпереходной формовки-вытяжки Nomeг perehoda 1

98. Результата расчета четырехпереходной формовки-вытяжки Nomer perehoda 11. Sila= 35

99. Результата расчета четырехпереходной формовки-вытяжки история деформированияв-в-в-ф1. Nomer perehoda 11. Sila= О

100. X i 550 102.706 0.938 0.012 27. 308 7.755- 22.592 -0. 093 -0 .044 0.045 -0. 945iskomyj radius dostignut 559 104.074 0.940 0.014 27. 774 7.339- 23.367 -0. 101 -0 .047 0.049 -0. 965

101. VI % nomer perexoda 31. Sila= 0