автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка методов и алгоритмов проектирования процессов формообразования тонкостенных профилей стесненным изгибом с устранением потери устойчивости краевых элементов

На правах рукописи

КУПРИН ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОФИЛЕЙ СТЕСНЕННЫМ ИЗГИБОМ С УСТРАНЕНИЕМ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ КРАЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 2004

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете и ФГУП «Ульяновский НИАТ» - научно-исследовательском институте авиационной технологии

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Попов П.М.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Костышев ВА

кандидат технических наук, профессор Комаров А.Д.

Ведущая организация ОАО «Авиастар-СП»

Защита состоится « 26 » марта 2004 г. на заседании диссертационного совета Д 212.215.03 в Самарском государственном аэрокосмическом университете им. академика СП Королева по адресу:

443086, г. Самара, Московское шоссе, 34. '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного аэрокосмического университета.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения) просим направлять по адресу:

443086, г. Самара, Московское шоссе, 34 СГАУ Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика СП. Королева, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.215.03.

Автореферат разослан « 24 » февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.Р. Каргин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные летательные аппараты (ЛА) проектируют и производят с учетом особых требований к надежности и ресурса конструкции в чрезвычайно жестких условиях эксплуатации. Эти требования определяют необходимость разработки новых технических решений, которые связаны с изготовлением профильных деталей силового набора планера ЛА на малогабаритных профилегибочных станках в роликовых парах с целью повышений мобильности производства Применение традиционных много-клетьевых станков из-за высокой стоимости оборудования, большого количества роликовой оснастки, длителььных временных потерь на переналадку ограничивает инвестиции небольших компаний в эту сферу из-за малой мобильности производства и требует большого первоначального капитала.

В условиях мелкосерийного производства стесненный изгиб (СИ) в валках является наиболее эффективным методом изготовления широкого сортамента длинномерных тонкостенных высококачественных профилей из труднодеформируемых авиационных материалов на относительно не дорогом универсальном малогабаритном оборудовании, имеющем быструю смену объекта производства (малое время переналадки с одного профиля на другой), малые габаритные размеры и низкие энергозатраты.

Работа выполнена "в Ульяновском государственном техническом университете в соответствии с тематическим планом и ФГУП «Ульяновский НИАТ» в рамках хозяйственных договоров с промышленными предприятиями: ЗАО «Авиакор-Лизинг» (г. Самара), ОАО «ПЗТСК» (г. Первоуральск), ЗАО «АРС Профнастил» (г. Екатеринбург), ЗАО «Промышленная группа ИНСИ» (г. Челябинск), ОАО «Буково» (г. Москва) в 1998 - 2003 г.г.

Цель исследований - разработка методов формообразования тонкостенных профилей (ТП) с устранением потери устойчивости краевых элементов (КЭ).

Объект исследований - гнутые незамкнутые ТП, используемые в ЛА в качестве подкрепляющих силовых элементов более сложных тонкостенных конструкций: Z- образные, корытообразные, швеллерные, уголковые из листовых атюминиевых сплавов толщиной 5 = 0,4 - 2,0 мм с плакированным поверхностным слоем.

Методика исследования включает методы механики деформируемого твердого тела; методы статистического анализа с использованием прикладных программ MathCAD2001i и EXCEL2000; геометрические методы измерения линейных и угловых величин; косвенный метод оценки остаточных продольных деформаций (ОПД).

Научная новизна работы заключается в разработке: математических моделей формообразования плоских, многоэлементных и криволинейных в плане краевых подгибаемых полок в очагах деформации переходов предварительного формообразования (ППФ), критерии устойчивости перечисленных элементов после отформовки и моделей устойчивости КЭ, сжатых торцевыми силами на переходах окончательного формообразования (ПОФ), С

| рОСлГчЦчиил""" - ' БИБЛИОТЕКА С. Петер

03 адо7««т 16о \

Л_ ■

разработкой алгоритмов для автоматизированного расчета технологических параметров роликового инструмента, гарантирующего отсутствие потери КЭ профилей; методика косвенной экспериментальной оценки ОПД в элементах отформованных профилей по величинам продольной кривизны симметричных профилей и угла крутки асимметричных профилей и др.

Практическая ценность работы. Разработанные алгоритмы расчета параметров валковых пар позволяют проектировать валковую оснастку и максимально использовать возможности гибочно-прокатного оборудования (1 ПО) для изготовления высококачественных ТП методом СИ с гарантированным отсутствием потери устойчивости КЭ

• Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены па предприятиях РФ: ЗЛО «Авиакор-Лизинг» (г. Самара), ОАО «ПЗТСК» (г. Первоуральск), ЗАО «АРС Профнастил» (г. Екатеринбург), ЗАО «Промышленная группа ИНСИ» (г. Челябинск) в 1998 - 2003 гг., алгоритм и математические модели применяются разработчиками технологии в ФГУП «Ульяновский НИАТ».

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и представлены на научно-технических конференциях УлГТУ (г. Ульяновск, 1999-2003 г.г.), на международных и всероссийских научно-практических конференциях (г. Пенза, 1999-2002 г.г.); на международной молодежной научной конференции "XXVII Гагаринские чтения" (г. Москва, 2001 г.); на кафедре "Самолетостроение" и НТС ФГУП "Ульяновский НИАТ"' (г.Ульяновск, 2003 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 19 научных работах, в том числе статей - 12; тезисов докладов — 5; заявок на патент (положительное решение ФИПС) - 2.

Достоверность результатов обеспечивается совпадением теоретических и экспериментальных данных и данных других авторов, в большинстве случаев, в пределах 10-25 %, результатами внедрения, а также использованием современных средств вычислительной техники и CAD/САМ систем (AutoCAD 2000, MathCAD 200li, Solidworks).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения: основных результатов и выводов, списка литературы из 159 наименований (в т.ч. на 4-х иностранных языках), приложения и включает 139 рисунков, 21 таблицу; общий объем работы 225 страниц.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели очагов деформации подгибаемых КЭ на ППФ с критериями их устойчивости после формообразования, предельные углы подгибки за проход.

2. Критерий устойчивости сжимаемых КЭ на ПОФ, предельные значения осадки торцов полок за проход.

3. Алгоритмы для расчетов минимального числа переходов, оптимальных углов подгибки по переходам и межклетьевого расстояния, энергосиловых параметров формообразования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из четырех разделов:

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, цель и задачи работы, практическое значение, даны краткая характеристика работы по разделам и основные результаты работы, выносимые на защиту.

В первом разделе проведен обзор работ, освещающих вопросы применения гнутых ТП в авиастроении и других отраслях, современное состояние технологии их производства и соответствующих теоретических разработок. Анализ современных способов изготовления ТП, используемых в качестве силового набора планера ЛА, свидетельствует, что наиболее продуктивнее и экономичнее изготовление их из листовых высокопрочных материалов на гибочно-прокатных станках (машинах) Тенденции развития отечественного и зарубежного оборудования, технологии производства деталей авиационной техники из длинномерных ТП, показывают, что в последнее время необходимо малогабаритное относительно не дорогостоящее ГПО для изготовления профилей в роликах и технологии, позволяющие потери устойчивости КЭ при достаточно интенсивном режиме формообразования. Подобное оборудование наиболее лучше приспособлено к мелкосерийному производству и имеет малые сроки окупаемости. Анализ методов изготовления гнутых профилей показывает преимущества метода СИ в роликовых парах по сравнению с гибкой на кромкогибочных машинах, штампах, волочением его через инструментальную фильеру или в роликах, и со многими другими методами, как с технологической, так и с экономической сторон.

Обзор литературных источников показывает, что теоретические и практические разработки в области профилирования рассмотрены в работах ученых: Арышенского Ю.М., Богоявленского КН., Григорьева А.К., Гуна Г.Я., Давыдова В.И., Докторова М.Е., Ершова В.И., Калужского В.Б., Клепанда В.В., Максакова М.П., Попова Е.А., Проскурякова Г.В., Ренне И.П., Смирнова-Аляева ГА, Тришевского И.С., Чекмарева А.П. и др.

Отличительная особенность формообразования профилей в роликовых парах методом СИ от схем классического профилирования состоит в интенсификации режимов формовки па всех стадиях изготовления:

• использование малого числа переходов (3 - 6) с большими углами подгибки КЭ за проход £ 20 - 45°;

• приложение торцевых сил сжатия к КЭ на ПОФ при избыточной ширине исходной заготовки по сравнению с шириной развертки закрытых калибров роликовых пар и скоростях профилирования в диапазоне от 4 до 40 м/мин;

• придание подгибаемым элементам волнообразной геометрии поперечного сечения на ППФ с последующей переформовкой ее нормальными (осаживающими) силами заготовки на ПОФ.

Выполнена классификация дефектов, встречающихся при изготовлении ТП, произведен анализ причин их возникновения. В большинстве случаев ог-рашгчивающим фактором, препятствующим интенсификации процесса формовки, является потеря устойчивости КЭ, выражающаяся в появлении волнистости или периодических изломов на периферийных участках с относитель-

ной шириной более 20 Проанализированы схемы и силовые факторы процессов формообразования ТП в роликах из литературных источников и описаний изобретений в различных диапазонах геометрических параметров поперечных сечений профилей и толщин заготовок ^ = 0,5 - 3,0 мм) В результате выявлено, что повышение качества профилей и ужесточение режимов формовки зависит от многих факторов, конфигурации поперечного сечения профиля и отношений линейных размеров сечения формируемых КЭ к толщине заготовки, межклетьевому расстоянию, углов подгибки и условий захода элементов профиля в рабочих калибр, ширины исходной заготовки, числа технологических переходов, точностных характеристик ГПО и роликового инструмента, и настроечных параметров оборудования.

Аналитический обзор позволил сформулировать цель и выделить задачи, подлежащие решению:

1. Разработать алгоритмы для автоматизированного проектирования валкового инструмента на основе моделей формообразования подгибаемых КЭ ТП различной конфигурации поперечного сечения в очаге деформирования ППФ и их устойчивости в отформованных профилях для определения предельных углов подгибки КЭ за проход, по технологическим переходам и требуемого числа технологических предварительных переходов.

2. Провести исследование процессов формообразования ТП на ПОФ с созданием алгоритма для установления зависимости предельных величин осадки торцов полок за проход, минимально достижимых радиусов зон сгиба и требуемого числа ПОФ, при условии отсутствия потери устойчивости КЭ.

3. Провести экспериментальную верификацию теоретических данных по определению предельных режимов формообразования ТП.

4. Создать методики расчета геометрических параметров технологической валковой оснастки для производства тонкостенных профилей Z-образного и корытообразного сечений методом СИ с интенсивным деформированием на ППФ и гарантированным отсутствием гофрообразования КЭ.

5. Разработать алгоритм автоматизированного расчета энергосиловых параметров процесса профилирования, требуемых для изготовления конкретного сортамента ТП, с целью выбора подходящего ГПО и дальнейшей оптимизации его основных параметров.

Во втором разделе исследованы механизмы возникновения гофрообразования КЭ тонкостенных профилей на ППФ и ПОФ и рассчитаны предельные режимы деформирования КЭ, при которых еще не возникает их потеря устойчивости. В первом случае потеря устойчивости обусловлена неравномерным распределением ОПД по сечению профиля, во втором случае КЭ являются зоной передачи торцевых усилий сжатия.

Поверхность очага деформации (зоны плавного перехода) подгибаемого КЭ найдена из теории оболочек и пластин и функционально зависит от ширины подгибаемого КЭ Ъ (длины дуги сектора), межклетьевого расстояния А, угла подгибки за технологический переход а, центрального угла в и радиуса сектора Я для криволинейного в плане КЭ. Для плоской полки поверхность зоны плавного перехода функционально задается изменением утла

подгибки вдоль продольной оси ОХ (рис 1)

а(х) = агс51гфт(а) •[(/?;* + С^с/гДх + (С4&х -1) -лЛ/?,*]], (1) где х - текущая координата рассматриваемого сечения, а = а, - аа, и а,.; -соответственно углы подгибки КЭ на актуальном г и предыдущем I -1 переходах;^, = я!2Ь,\ = я4/2Ь .С, •["М^2^))2 !

Рис. 1. Схема процесса профилирования и правки профиля (а); схема приведения толщины криволинейного КЭ (б); форма периодических изломов (в)

Сг = [(я А/2Ь)[ - ]+• ¡М/26)2 [((й(ж4/2й))2 -1]+(/Л(®4/2б))2].

Закон изменения угла подгибки криволинейной полки (по кромке) в очаге деформации:

а{х) = аг^{х)-2-1(х)\ (2)

ь ь

где Г(х) = | Бт^а, (лг, АЬ)+= [сс^Да, (х,АЬ)+2АЬЬ~1ак1Л ]с7Д6; о о

Да, (х, АЬ) = ап»ш[зш(2 АЬ •Ь(акак,_})) • [(Д *+С, ]с!г&х+(С4Дл - фЛД л]]; А ¡(ЛЬ) = л-[2(Ь-АЬ)]~1; ак, и сЛ^ - соответственно углы подгибки полки (по кромке) на актуальном г и предыдущем I -1 переходах; АЬ - длина дуги (в поперечном сечении очага деформации) от любой материальной точки сектора полки до точки сопряжения полки с недеформируемым внутренним элементом профиля.

Длина зоны плавного перехода Ь, необходимая при назначении оптимального межклетьевого расстояния в процессе проектирования нового ГПО (особо для широкополочных профилей Ь/А ;> 0,1 - 0,2), определялась из условия приближения функциональных зависимостей углов подгибки (1), (2) к бесконечно малой величине а(х)= аф, где ф—*0. Далее найдено положение трансверсального сечения в очаге деформации хкр с максимальным уровнем продольных деформаций растяжения, вычитая га которых упругие деформа-

ции получены зависимости распределения ОПД по ширине отформованных КЭ. Распределение ОПД по ширине плоского отформованного КЭ:

£0ст(р) = Ъ,Ьр\д{а(х))1дхУ I -а,/Е, (3)

где р - расстояние от рассматриваемой материальной точки срединной плоскости полки до зоны угловых деформаций; о, и Е - соответственно условный предел текучести и модуль упругости материала заготовки.

Для криволинейных подгибаемых полок в виде круговых секторов.

£ост^0,5\2Ь{2а(х))-л-ък{0,5тА -(2а«))]2 -(Д ■ ЬЬЬА -5(ф))/&)2 |(4)

Из-за сплошности металла краевые растянутые участки оказываются сжатыми и могут терять устойчивость, как до прохождения осевой плоскости валков, так и в очаге правки при попытке получения прямолинейных профилей (см. рис.1). Сформулированы энергетические критерии устойчивости КЭ, позволяющие объединить геометрические параметры подгибаемого КЭ, очага деформации и накопленных в ппоттессе фопмообпазования ОПД

1,33-7Г3 -(с-5)2 •[£, •Ъ2] +1пЬ = 0, (5)

где 5 - толщина заготовки; е, - среднее интегральное значение распределения ОПД растяжения по ширине полки (3) или (4); с - коэффициент приведения толщины заготовки для криволинейных КЭ:

с = [1 + 7,03 • 10-3 -в2-Ь2^'2 ]0,5 - К<\2- c = l0,05■b2•R-í^S-l}o■, - ^>12;

- "параметр кривизны" поперечного сечения сектора КЭ. Приведенная толщина для криволинейных КЭ - зпр - с я в равенстве (5), найдена в результате уравнивания критических напряжений сжатия цилиндрической панели толщиной 5 с критическими напряжениями сжатия пластины толщиной с -S с такими же условиями закрепления сторон (рис. 1.6).

С целью определения предельных углов подгибки КЭ за технологический переход в среде МаШСА0200Ь решены системы трансцендентных уравнений относительно угла а, состоящие: для плоских КЭ - из выражений (1), (3) и (5); для криволинейных КЭ - из зависимостей (2), (4), (5) (рис. 2).

Диапазоны предельных углов подгибки за проход в зависимости от параметра тонкостенности КЭ к = Ь/5:

• Для плоских КЭ - а = 45...60° при к е [10; 25]; а = 25...45° при к е [25; 50];

8

а= 15...25" при к е [50,100], а-» 8® при к-то.

• Для криволинейных КЭ (Ж ~ 1 - 5) - а = 60.. .90® при к е [10, 25]; а = 40. .60® при к е [25; 50], а = 20...40е при к е [50; 100]

В случае превышения критических значений угла подгибки за проход возникает синусоидальная волнистость плоских КЭ с амплитудой по кромке ' а>и = (Т¡л)-[е0СТ{ЬУ^' (рис 3 а), где Г- длина периода волнистости, еост (3) При превышении предельных углов подгибки криволинейные КЭ теряют устойчивость в виде периодических изломов (рис.1.в) с амплитудой <йм (рис.3.б), определяемой трансцендентным уравнением, где гост из выражения (АУ

ьОСТ

(Ь) = Г1

|| + (</[сои ехр(-а2л2)]/с£с)2]°'5йЬс-/ -42

(6)

В95 А в 400 мм а.°: |Г" * " 0,8 м""!

1 20* 2 25' ^т-»»1,0мм|

3. 30; 4.'40.'

4,0 СОм.мм 2,0 1,0 0

• •8» 0,4мм; ■ • в ■ 0,5 мм

3, <2 ■ •

Д16АМ Ь а 28 мм Т - 60 мм а®« 1.45( 2.67(3.90

1 в 12 18 24 30 длина излома мм

О 10 20 30 Ь,мм 50

а б

Рис. 3. Амплитуда: а-волнистости КЭ; б-периодических изломов

Для профилей изготовленных без правки определены - прогиб швеллеров (оу и крутка /-образных профилей фпм на одном погонном метре длины от ОПД (рис. 4) на основе решения равенств значений ОПД Сосг - соответственно (3) и (4) с геометрическими выражениями деформаций по кромкам отформованных КЭ относительно соу и <рпм, для соу (еосг - зависимость (3)):

где В - ширина стенки швеллера, Ь = 1 м п

Отдельно рассмогрено моделирование устойчивости зоны передачи торцевых усилий на ПОФ (рис 5 а) Сжатие торца КЭ начинается еще до захода в калибр (до осевой плоскости валков), там же возможна и потеря устойчивости КЭ. Сжимаемая полка представлена в виде пластины высотой Ь и толщиной s, длину полки считаем намного большей ее высоты (рис. 5 б)

Удельная тангенциальная сжимающая нагрузка ду воздействует на кромку заготовки на участке зоны передачи усилий ЬК = (2АЬК)06м передается через уступ радиусом Я, где значение осадки торца полки ЛЬ = Ь^ - Ь, определено на основе геометоически*хягзяктеоистик зоны сгиба (рис. 6).

АЬ = 2(гм-г,Х1-х/4)+!а!, (8)

где - соответственно ширина полки и внутренний радиус зоны

сгиба на предыдущем ¡-1 и актуальном I переходах; к = к (г, 6) - коэффициент избытка ширины заготовки, предусмотренный для одной зоны сгиба, учитывающий запас материала на утолщение уголковой зоны и увеличение нейтрального радиуса при гибке с тангенциальным сжатием q.

Рис. 6. Изменение геометрических параметров уголковой зоны в процессе формоизменения

Аксиального натяг, создаваемый увеличением основных диаметров валков от перехода к переходу представлен в виде удельной

нагрузки растяжения дх. Значения критических усилий сжатия при их равномерном распределении по длине ЬК определено, используя энергетический критерий1^0"0"0' . ..

2к1р\Ъ-1 + 3 ¿У + (2 - 4мУ21+ 6Ь2а2д, ~" [2лЬк/а-1т(2^/а)] • (9)

где а - длина полуволны формы потери устойчивости (аппроксимирующей функции); Б = Е53/12(1-ф; ц - коэффициеот Пуассона.

Минимизируя выражение (9) по параметру а, получим функциональную зависимость минимальных критических нагрузок сжатия qyкрот геометрических параметров заготовки, в&тковой оснастки и механических свойств исходного материала, сравнивая которые с нагрузками торцевого поджатая, необходимыми для формообразования зон сгиба заданного внутреннего радиуса, получен критерий устойчивости, позволяющий найти предельное значение осадки торца полки силами сжатия без возникновения волнистости КЭ На рис.7.а показана зависимость критический напряжений торцевого поджатая полки шириной Ь = 30 мм в зависимости от радиуса уступа валка Я = 50.,. 80 мм для материала В95АМ толщиной 5 = 0,6; 0,8; 1,0 мм (что соответствует кривым-1,2,3), гЛ = 4 мм; г, = 0,8 мм. Рис. 7.6 показывает влияние на критические напряжения сжатия внутреннего радиуса зоны сгиба на окончательных переходах тх = 0,8, 1,2; 1,6; 2,4 мм (кривые 1, 2, 3, 4), Ъ = 10... 50 мм; материал заготовки В95АМ; 5 = 0,8 мм; Я = 70 мм; г,.] = 4 мм.

60 55 60 65 70 К,ММ 80 0.01 0.02' 0.03 Ь,М 0.«5

а б

Рис. 7. Зависимости критических напряжений сжатия: а —от радиуса уступа валка; б-от окончательного внутреннего радиуса зоны гиба

На основе проведенных теоретических исследований разработаны алгоритмы для автоматизированного расчета предельных углов подгибки КЭ за проход на ППФ (назначении углов подгибки за проход для профилей с плоскими в плане подгибаемыми КЭ и углов подгибки по переходам для профилей с криволинейными полками, вычисления амплитудных значений волнистости кромок или периодических изломов для прямолинейных профилей и поводок для профилей, не подвергавшихся правке) (рис. 8) и предельной величины осадки торцов полок на ПОФ с целью получения минимальных радиусов гибки для труднодеформируемых материалов.

В третьем разделе приведена программа экспериментальных исследований с используемыми средствами по определению предельных возможностей процесса изготовления ТП на ППФ и ПОФ и сопоставления экспериментальных данных с теоретическими результатами. Верификация теоретических зависимостей производится как прямыми, так и косвенными методами в постановочных экспериментах и при помощи методики математическо-

го планирования эксперимента по специально разработанным программам для автоматизированного расчета Экспериментально проверена адекватность теоретических зависимостей длины распространения очагов деформации и изменения углов подгибки полок плоских (1) (рис 9), многоэлементных и криволинейных (2) в плане периферийных подгибаемых элементов в межклетьевых промежутках при интенсивном формообразовании ТП на

Рис. 8. Алгоритм расчетов предельных углов формовки элементов профилей, параметров гофрообразования и поводок тонкостенных профилей

ППФ. Варьировали углы подгибки за проход а = 15...90'; ширину Ъ = 10...60 мм; толщину подгибаемых КЭ 5 = 0,4... 2,0 мм; межклетьевое расстояние А = 400, 800, 1200 мм; материал заготовок - Д16, В95, Ст.08 и др. Влияние толщины подгибаемых элементов и механических свойств заготовки на геометрические характеристики зон плавных переходов незначительно

а б

Рис. 9. Верификация теоретических зависимостей геометрии очагов деформации КЭ тонкостенных швеллеров:а - изменение угла подгибки в меж-клетьевом промежутке; б - длина очага деформации

(менее 5% в исследуемых диапазонах). Влияние межклетьевого расстояния заметно сказывается на увеличении длины плавного перехода лишь для широких полок

Для сопоставления теоретически рассчитанных ОПД в КЭ профилей (3), (4) сравнивались линейные размеры отверстий на подгибаемых КЭ отформованных профилей с размерами таких же отверстий на исходной недеформированной заготовке. Оценка накопленных ОПД при интенсивном профилировании производилась косвенным методом по замерам прогибов швеллеров (см. рис. 4.а) и угла крутки Z-образных профилей (см. рис. 4.6), не подвергавшихся правке после формообразования, данные замеров согласуются с теоретическими с точностью 15 - 25 %.

Проведены полные факторные эксперименты 23 для нахождения уравнений регрессии амплитуды кромковой волнистости и периодических изломов КЭ в зависимости от угла подгибки за проход, ширины и толщины подгибаемых КЭ - соответственно для плоских полок тонкостенных швеллеров и криволинейных в плане полок Z-образных ТП (5 < 1,0 мм). Уровни факторов и интервалы варьирования выбраны по результатам поисковых экспериментов: для швеллеров - Ь = 40±10 мм, s = 0,8±0,2 мм, а = 30± 10'; для Z-образных ТП - Ь = 25,5±2,5 мм, 5 = 0,45*0,05 мм, а = 78,5±11,5\ Обработку результатов проводили в среде МайСЛ0200Н. Отличие результатов экспериментальных исследований с теоретическими по определению предельных углов подгибки за проход подгибаемых полок (см. рис.2), и в случае их превышения. - амплитуды гофров по кромке (см. рис.3), не превышало 15-20 %.

Найдены опытным путем предельные величины осадки торцов полок тонкостенных швеллеров и требуемой ширины заготовок с целью формообразования ТП на ПОФ С минимальными радиусами без возникновения волнистости полок (рис. 10). Экспериментальные значения минимально достижимых внутренних радиусов зон сгиба при отсутствии гофрообразования сжимаемых полок в сравнении с теоретическими данными имели расхождение не более 25%.

Четвертый раздел посвящен определению основных технологических параметров процесса на основе теоретических и экспериментальных исследо-

Рис. 10 Экспериментальная проверка адекватности теории по определению минимальных радиусов зон сгиба для профилей швеллерного сечения п,

ваний Рассмотрены вопросы проектирования технологического оснащения, в частности, автоматизированного расчета углов подгибки 1ШФ элементов и расчета ширины заготовки для зетобразных и корытообразных профилей с отбортовками и без них из условия устойчивости криволинейных в плане подгибаемых КЭ Применительно к ТП сложной конфигурации приводятся конструкции вспомогательной оснастки для воздействия на очаг деформации краевых подгибаемых участков профиля - проводковые устройства качения (роликовые) и скольжения, позволяющие интенсифицировать процесс формообразования на ППФ - увеличение углов подгибки КЭ за проход 30 -60 %, что позволило уменьшить число переходов на 20 - 40 %

Приведен критерий устойчивости и найдены предельные углы подгибки за проход КЭ для ТП швеллерного сечения с заданной продольной кривизной. На примере изготовления профиля швеллерного сечения определено минимальное количество требуемых технологических переходов для формообразования без потери устойчивости полок (рис. 11) Необходимое количество клетей нтЛ для получения кондиционных ТП найдено в зависимости от окончательного угла подгибки полок ап и критического угла подгибки КЭ за проход акр с запасом до углу, определяемым коэффициентом запаса к = 0,05:

станка для изготовления определенной номенклатуры профилей; межклетье-вых расстояний для направляющего устройства с клетью направленной потери устойчивости На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований по оптимизации параметров ГПО и энергосиловых параметров процесса формообразования создан алгоритм автоматизированного проектирования ГПО под конкретный сортамент ТП.

Далее рассмотрены технические условия на профили, подлежащие изготовлению, а также требования к исходным материалам и методам контроля. На основе оценки технологических параметров профилей к внедрению на предприятии по расчетному числу ППФ и ПОФ, межклетьевого расстояния и других характеристик назначения оборудования был признан подходящим станок ГПС-500М6 (рис.12).

Станки для предприятий-заказчиков были изготовлены на Ульяновском станкостроительном заводе и подвержены автором приемочным испытаниям. В процессе отладки и опытной эксплуатации по предложению автора проведены мероприятия по совершенствованию оборудования,' в частности, конструкции межклетьевых неприводных клетей, проводковых устройств, подающей клети, смазывающего устройства.

Проведенные исследования геометрических параметров поперечного сечения, продольной формы и структуры металла профилей выявили их соответствие требованиям нормативно-технической документации.

'VL*"* ""bis* vj"«' -О," vJx* vj""

Рис. 12. Схема гибочно-прокатного станка ГПС-500М6:1-станина; 2 - коробка распределительная; 3 - рама; 4-устройство направляющее;. 5 -устройство для протирки и смазки ленты; б - клеть предварительного формообразования; 7 - клеть профилирующая; 8 - клеть промежуточная; 9 -устройство правильное; 10- серьга; 11- серьга; 12 - электродвигатель; 13 - редуктор

Результаты исследований внедрены на четырех предприятиях РФ в виде сдачи "ключ" автоматизированных линий и реализованных на них технологий для изготовления тонкостенных профилей, используемых в качестве стрингерного набора фюзеляжа самолета АН-70 (ЗАО "Авиакор -Лизинг" г Самара) и профилей применяемых в строительстве

Здесь же производится расчет экономической эффективности от внедрения оборудования и технологии на предприятии ЗАО «Авиакор - Лизинг». Окупаемость оборудования достигается менее чем за 1,5 года при изготовлении профилей суммарной длиной 100.000 погонных метров.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны алгоритмы для автоматизированного расчета предельных углов подгибки за проход плоских КЭ, распределения углов подгибки по переходам для криволинейных в плане КЭ и требуемого числа переходов в зависимости: от ширины, толщины и формы поперечного сечения КЭ, межклетьевого расстояния, радиуса продольной кривизны профиля и механических свойств заготовки, что позволило производить выбор схемы формовки и проектировать роликовый инструмент для формообразования ТП на интенсивных режимах формовки с относительной шириной полок в диапазоне 20-100 без их потери устойчивости.

2. Проведены исследования процессов формообразования ТП на ПОФ путем рассмотрения комплексной модели устойчивости зоны передачи усилий торцевого поджатая — КЭ профиля и формоизменения уголковой зоны данными сжимающими усилиями. Разработан алгоритм для автоматизированного расчета предельных величин осадки торцов полок за проход, минимально достижимых радиусов зон сгиба и требуемого числа ПОФ в зависимости от ширины и толщины полки, геометрических параметров роликовых пар и предварительной заготовки с ее механическими свойствами, что позволило проектировать роликовые пары ПОФ для изготовления высококачественных, широкополочвых ТП с относительными радиусами зон сгиба r/s = 1,0 - 3,0 без потери устойчивости полками.

3. Экспериментально подтверждены адекватность теоретических расчетов предельных углов подгибки полок и предельных величин осадки торцов полок за технологический переход, геометрических параметров очагов деформации подгибаемых КЭ, амплитуды гофрообразования и уровней продольных деформаций в полках с точностью 10-30 % для диапазона ширины и толщины КЭ соответственно 10 ... 60 мм и 0,4 .. 2,0 мм.

4. Созданы методики расчета технологической валковой оснастки для производства тонкостенных широкополочных профилей Z-образного и корытообразного сечений методом СИ с интенсивным деформированием

на ППФ и гарантированным отсутствием гофрообразования полок.

5. Разработал алгоритм автоматизированного расчета крутящего момента, мощности и др. в зависимости от геометрических параметров профиля, количества переходов, межклетьевого расстояшиг, геометрических параметров валков и механических свойств заготовки, что позволило оптими-

зировать параметры специализированного ГПО и произвести выбор имеющегося ГПО для изготовления конкретного сортамента ТП.

6. Созданные алгоритмы и методики расчета оптимальных параметров технологического оснащения и оборудования позволили создать технологию производства высококачественных ТП на изделия АН-70 и АН-140.

7. Результаты проведенных исследований и разработок внедрены на четырех предприятиях РФ, в том числе одна автоматизированная линия в ЗАО «Авиакор-Лизинг» (г. Самара) для изготовления двух типов Z-образных профилей, используемых в качестве стрингеров в фюзеляже самолета АН-70. Окупаемость оборудования достигается менее чем за 1,5 года при изготовлении профилей суммарной длиной 100.000 погонных метров.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Патент 2148455, МПК7 B21D/06 Устройство для изготовления тонкостенных профилей из листовых заготовок. / И.М. Колганов, П.Н. Куприн, Н.А. Щавлева, Е.В. Мансуров - Опубл.: в БИ, 2000, №3

2. Патент 2179598, МПК7 B21D/06 Способ термомеханической обработки листовых труднодеформируемых алюминиевых сплавов / И.М. Колганов, П Ю. Пакшин, П.Н. Куприн, А.В. Киселев - Опубл.: в БИ, 2000, №5

3. Куприн П.Н, Колганов И.М. Влияние аксиального натяга полосы на устойчивость топких краевых элементов заготовки при их торцевом сжатии в роликовых парах окончательных переходов // Сборник научных трудов ИАТУ. - Ульяновск, 2002. - С. 123 - 129.

4. Куприн П.Н, Колганов И.М. Критические углы подгибки плоских тонкостенных полок при профилировании // Сборник научных трудов ИАТУ. -Ульяновск, 2003. - С. 78 - 81.

5. Куприн П.Н, Колганов И.М. Математическая модель устойчивости сжатой полки в рабочем калибре роликовой оснастки // Авиационная техника. -2003, №2.-С. 51-54.

6. Куприн П.Н, Колганов И.М. Оптимизация основных параметров гибочно-прокатных станков // Авиационная промышленность. - 2003, № 8, С. 79 -82.

7. Куприн П.Н, Колганов И.М. Факторы, гарантирующие качество гнутых тонкостенных профилей проката // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. - Пенза, 2001. - С. 98 -102.

8. Куприн П.Н, Колганов И.М, Антонов А.Н. Повышение ресурса и снижение массы транспортных самолетов - важнейшая задача ОКБ и производства: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 1999. - С. 45 -52.

9. Куприн П.Н., Колганов И.М., Антонов А.Н. Снижение массы и ресурса ЛА при внедрении гнутых профилей и перспективных материалов - МА-ТИ, 1999, №4, С. 838 - 839. (тезисы)

Ю.Куприн П.Н., Колганов И.М., Ахмедзянов P.P. Влияние на качество гнутых профилей схем формообразования и условий профилирования // Пер-

спективные методы и средства обеспечения качества летательных аппаратов: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 2000. - С. 45 -52.

П.Куприн ПН., Колганов И.М., Киселев А.В. Создание условий повышения качества гнутых профилей. - УлГТУ, 33 к/т кон, 2001. - С. 69. (тезисы)

12.Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е.В. Дефектность и бездефектность гнутых профилей и пути повышения их надежности. - Ульяновск, УлГТУ, 2000. -, С. 39 - 40. (тезисы)

13.Куприн ПН, Колганов И.М., Мансуров Е.В. Проблемы устойчивости краевых элементов и повышение качества гнутых профилей. // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. - Пенза, 1999. - С. 117 -121.

Н.Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е.В. Решение одной задачи повышения качества гнутых профилей. // Сб. Прогрессивные технологии, материалы и конструкции. - Ульяновск, УлГТУ, 1999. - С. 89-93.

15.Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е В. Факторы, определяющие качества и точностные характеристики гнутых профилей. // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. -Пенза, 1999, С. 73 - 75.

16.Куприн П.Н., Колганов И.М., Щавлева Н.А. Формирование гнутых профилей с устранением потери устойчивости краевых элементов и обеспечением экологии. // Сб. Экономика природопользования и природоохра-ны-2000, Ш Международная научно-практическая конференция. - Пен-за,2000, С. 59 - 62.

17. Куприн П.Н., Пакшин П.Ю. Устранение кромковой волнистости при изготовлении гнутых тонкостенных профилей // Тезисы международной молодежной научной конференции "XXVTI Гагаринские чтения". - Москва, 2001.-С. 151.

18.Филимонов В.И., Филимонов СВ., Марковцев В.А., Куприн П.Н. Изготовление С-образных профилей с рифтами в донной части // Современные технологии в машиностроении. Всероссийская научно-практическая конференция. Сборник материалов. - Пенза, ПДЗ, 2002. - С. 168 - 170.

19.Формующий инструмент определяет качество гнутых профилей. Куприн П.Н., Колганов И.М., Антонов А.Н., Киселев А.В. - Пенза, НТЗ, 1999. - С. 43-44.

КУПРИН Павел Николаевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОФИЛЕЙ СТЕСНЕННЫМ ИЗГИБОМ С УСТРАНЕНИЕМ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ КРАЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Автореферат

Подписано в печать 17.02.2003. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. п. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,00. Тираж 100 экз. ЗаказЗ*л Типография УлГТУ. 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32

Ло г, J

Основные обозначения и сокращения, принятые в работе.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Применение гнутых тонкостенных профилей в конструкциях летательных аппаратов.

1.2. Качественные характеристики профилей, изготовляемых различными технологиями и обоснование выбора изготовления методом стесненного изгиба в валковых парах.

1.3. Гибочно-прокатное оборудование.

1.4. Анализ работ по теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов формообразования гнутых тонкостенных профилей в роликовых парах.

1.5. Анализ дефектов и причины их возникновения при формообразовании гнутых тонкостенных профилей по интенсивным режимам в валковых парах.

1.6. Постановка задач исследований процесса изготовления тонкостенных профилей методом стесненного изгиба с предотвращением потери устойчивости краевыми элементами и пути их решения.

1.7. Выводы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Исходные допущения при разработке моделей очагов деформации краевых подгибаемых элементов.

2.2. Моделирование процесса формообразования плоского подгибаемого элемента в очаге деформации предварительного перехода.

2.3. Критерий устойчивости плоской полки с продольными остаточными деформациями, полученными в процессе профилирования на переходах предварительного формообразования.

2.4. Оценка амплитуды кромковой волнистости при подгибке полок тонкостенных профилей на закритические углы.

2.5. Модель очага деформации многоэлементной подгибаемой полки тонкостенного профиля

2.6. Модель очага деформации криволинейного подгибаемого элемента и условие устойчивости последнего после отформовки.

2.7. Амплитуда периодических изломов криволинейных полок при их подгибке на запредельные углы.

2.8. Оценка значений прогибов симметричных профилей и крутки асимметричных профилей от накопленных в процессе формообразования продольных остаточных деформаций.

2.9. Моделирование процесса формообразования профиля на окончательных переходах и формирование критерия устойчивости периферийных сжимаемых элементов

2.10. Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Геометрические параметры очагов деформации краевых подгибаемых элементов и в зависимости от ширины элементов, геометрии поперечного сечения профилей, схем формообразования, механических свойств заготовок и межклетьевого расстояния.

3.2. Оценка уровня продольных остаточных деформаций в краевых элементах профилей прямым и косвенным методами.

3.3. Исследование зависимости предельных углов подгибки краевых элементов тонкостенных профилей на предварительных переходах от геометрических параметров элементов, межклетьевого расстояния и механических свойств заготовок.

3.4. Исследование процесса формообразования минимальных внутренних зон сгиба силами торцевого сжатия на окончательных переходах без потери устойчивости краевыми элементами тонкостенных профилей

3.5. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ.

4.1. Разработка технологических схем формообразования профилей, используемых в конструкциях летательных аппаратов.

4.2. Разработка оснащения для изготовления специальных тонкостенных профилей сложной формы поперечного сечения.

4.3. Изготовление профилей с заданной продольной кривизной и предотвращением потери устойчивости элементами профилей обращенными внутрь кривизны.

4.4. Оптимизация параметров гибочно-прокатного оборудования для изготовления тонкостенных широкополочных профилей с отсутствием потери устойчивости краевых элементов.

4.5. Изготовление инструмента и требования к нему.

4.6. Внедрение оборудования и технологии изготовления тонкостенных профилей.

4.7. Технико-экономические показатели применения гнутых из листа профилей.

4.8. Выводы.

Авиа- и ракетостроение всегда были и остаются отраслями самой передовой науки, техники и технологии, где постоянно ведется поиск новых материалов, прогрессивных технологических процессов и наиболее совершенного оборудования для их реализации.

В связи с повышающимися требованиями к конструкциям летательных аппаратов (ЛА) в части прочности, жесткости и ресурса значительно возросла потребность в производстве узлов и деталей, изготовленных из листовых материалов, особенно плакированных, обладающих повышенными коррозионными свойствами. Отличительной особенностью листовой штамповки является ее высокая производительность, рациональное использование исходного материала, широкие возможности механизации и автоматизации технологических процессов, достаточно хорошая точность воспроизведения размеров деталей, возможность изготовления жестких деталей при небольшой их массе. Тонкостенные профили из традиционных алюминиевых сплавов и высокопрочных авиационных материалов обычно изготавливают в заготовительно-штамповочном производстве штамповкой в прессах. Однако производство штамповкой тонкостенных профилей из высокопрочных сплавов с малыми относительными радиусами зон сгиба затруднено из-за малой стойкости калибра матрицы, низкого качества и больших допусков на толщину. Известные способы изготовления профилей в штампах на кривошипных прессах, в штампах на специальных гибочных прессах, кромкогибочных устройствах и протяжкой являются малопроизводительными, приводят к большим потерям металла. Процесс получения профилей со сложной конфигурацией поперечного сечения весьма затруднителен, узкий диапазон по длине, ширине и толщине исходных заготовок и высокая себестоимость гнутых профилей, полученных штамповкой, гибкой на прессах или протяжкой, резко ограничивает области их применения. Профилирование по традиционным схемам в авиационном производстве не используется из-за малой жесткости профилей, значительных габаритных размеров профилегибочных станов, большого количества роликовых пар и соответственно длительной переналадки.

Необходимость повышения летно-технических характеристик ЛА приводит к использованию в элементах конструкции высокопрочных материалов, обладающих, как правило, малой пластичностью.

Промышленностью освоены профили, гнутые из алюминиевых, титановых и других высокопрочных материалов, имеющие в зоне сгиба внутренние радиусы равные, как правило, трем - пяти толщинам исходной заготовки. Они из-за нерационального соотношения размеров по своим прочностным и жесткостным характеристикам заметно уступают прессованным. Для того чтобы характеристики профилей, гнутых из листа, соответствовали бы характеристикам прессованных и горячекатаных, необходимо их изготавливать с минимальными радиусами и утолщением материала в зонах сгиба. При обычном пластическом изгибе листовых заготовок это сделать не удается из-за опасности разрушения растянутых волокон по внешней поверхности и утонения материала в угловой зоне. Процесс формообразования профилей из листовых труднодеформируемых материалов часто ведут с нагревом заготовок, что повышает трудоемкость и себестоимость, цикл изготовления и металлоемкость технологического оснащения. Коэффициент использования металла обычно не превышает 0,6 -0,7, качество и точность - невысокие.

Устранить существующие недостатки гнутых профилей оказалось возможным при изготовлении их гибкой-прокаткой на специальных гибочно-прокатных станках методом стесненного изгиба. Характерной особенностью роликового инструмента является наличие уступа, который позволяет замкнуть рабочий контур с созданием в заготовке дополнительных сжимающих напряжений, компенсирующих растяжение наружных волокон угла гиба. Деформация осуществляется в условиях сжатия, что позволяет получать профили из высокопрочного листового материала, приближаясь к выгодной геометрии прессованного профиля в зонах сгиба. Оборудование для изготовления гнутых тонкостенных профилей менее сложно, чем прокатное или прессовое, его изготовление дешевле, а обслуживание - легче и проще. Капиталовложения и эксплуатационные расходы при организации производства гнутых профилей значительно меньше, чем при других видах обработки металлов давлением, и первоначальные затраты окупаются в короткий срок.

Однако дальнейшая интенсификация процессов формообразования тонкостенных профилей в роликовых парах ограничивается потерей устойчивости краевых элементов профилей.

Для гарантированного обеспечения качества тонкостенных профилей, в частности, недопущения гофрообразования периферийных участков профилей необходимо назначение расчетных схем и режимов формовки, требуемых параметров роликового инструмента и оборудования, что требует теоретического исследования механизмов возникновения потери устойчивости применительно к формообразованию в валковых парах.

Следовательно, актуальной задачей исследования в настоящей работе становится разработка моделей процессов формообразования краевых элементов профилей на предварительных и окончательных технологических переходах с исследованием факторов интенсификации и предельных возможностей процессов формовки в валках с позиции недопущения гофрообразования по кромкам, повышения качества изготовления катаной продукции и расширения технологических возможностей данного способа изготовления.

Объект исследования - гнутые незамкнутые тонкостенные профили используемые в авиационных конструкциях в качестве подкрепляющих силовых элементов более сложных тонкостенных конструкций: Ъ- образные, корытообразные, швеллерные, уголковые и сложных поперечных сечений из листовых алюминиевых сплавов толщиной 5 = 0,4 - 2,0 мм с плакированным поверхностным слоем.

Цель диссертационной работы - разработка на основе комплексных теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованных методов и алгоритмов проектирования технологического оснащения и выбора оптимальных параметров малогабаритных гибочно-прокатных станков для формообразования гнутых тонкостенных профилей методом стесненного изгиба с устранением потери устойчивости краевых элементов. Следовательно, основными направлениями исследования являются:

1. Исследование геометрических и деформационных параметров зон плавных переходов подгибаемых полок различной конфигурации поперечного сечения при интенсивных схемах формовки на переходах предварительного формообразования с формированием условия, определяющего предельные режимы подгибки полок по технологическим переходам и минимального числа технологических переходов для изготовления профилей без гофрообразования краевых участков.

2. Исследование влияния геометрических и силовых параметров в зонах передачи сжимающих торцевых усилий на окончательных переходах с выражением критерия устойчивости для краевых участков в целях определения предельных величин осадки кромок полок за проход с минимально достижимыми радиусами зон гиба.

Научной новизной в настоящей работе обладают следующие результаты:

1. Концептуальные математические модели формообразования плоских, многоэлементных и криволинейных в плане подгибаемых полок в очагах деформации предварительных переходов, позволяющие функционально определить геометрические характеристики очагов деформации, продольные деформаций растяжения в подгибаемых элементах, и сделать выбор оптимального межклетьевого расстояния при разработке номенклатурно-ориентированного оборудования для производства тонкостенных профилей с позиции предупреждения гофрообразования.

2. Критерии устойчивости тонкостенных краевых элементов плоского и криволинейного поперечных сечений с накопленными продольными деформациями, разработанные для определения предельных углов подгибки данных элементов за технологический переход при изготовлении прямолинейных профилей и профилей с заданной продольной кривизной.

3. Методика для нахождения минимально необходимого числа технологических переходов предварительного формообразования с целью получения бездефектных тонкостенных профилей и оптимального распределения углов подгибки плоских и криволинейных в поперечном сечении элементов по этим переходам.

4. Априорная модель устойчивости краевых элементов от торцевых сжимающих сил на окончательных переходах с формулировкой критерия, определяющего предельные величины осадки торцов полок за технологический переход и минимально достижимые радиусы зон сгиба при отсутствии гофрообразования периферийных участков профилей.

5. Метод косвенной экспериментальной оценки остаточных продольных деформаций растяжения в элементах отформованных профилей по величинам продольной кривизны симметричных профилей и угла крутки асимметричных профилей.

6. Моделирование зоны свободного формоизменения и уголковой зоны для автоматизированного расчета энергосиловых параметров формообразования тонкостенных профилей интенсивным деформированием на предварительных переходах (необходимых крутящих моментов и мощности на валах станка).

Диссертационная работа состоит из четырех разделов:

В первом разделе рассмотрены вопросы применения профилей в изделиях отрасли. Проведен анализ теоретических и технологических работ, посвященных производству тонкостенных профилей в валковых парах. Здесь же рассмотрены технологические проблемы, возникающие при попытке интенсификации процесса изготовления тонкостенных профилей в роликах методом стесненного изгиба. В выводе выделен ряд задач, подлежащих решению.

Во втором разделе разработаны модели процесса деформирования краевых подгибаемых элементов различной поперечной конфигурации на переходах предварительного формообразования и критерий устойчивости последних, позволяющий определить предельные значения углов подгибки на каждом технологическом переходе. При режимах формообразования, превышающих предельные, определены значения амплитуды кромковой волнистости для плоских элементов и амплитуды периодических изломов для криволинейных в плане полок. Найдены величины продольных прогибов для симметричных профилей и крутки асимметричных профилей от накопленных в процессе профилирования продольных остаточных деформаций. Рассмотрена модель устойчивости периферийных элементов профиля при формообразовании на окончательных переходах. На базе теоретических исследований разработаны алгоритмы, необходимые для автоматизированной разработки технологии изготовления профилей (назначении углов подгибки за проход для профилей с плоскими в плане подгибаемыми полками и углов подгибки по переходам для профилей с криволинейными полками), вычисления амплитудных значений волнистости кромок или периодических изломов для прямолинейных профилей и поводок для профилей не подвергающихся правке.

В третьем разделе приведена программа экспериментальных исследований по определению предельных возможностей процесса изготовления тонкостенных профилей на переходах предварительного и окончательного формообразования и сопоставления экспериментальных данных с теоретическими результатами. Верификация теоретических зависимостей производится как прямыми, так и косвенными методами в постановочных экспериментах и при помощи методики математического планирования эксперимента по специально разработанной программе для автоматизированного расчета.

Четвертый раздел посвящен определению основных технологических параметров процесса на основе теоретических и экспериментальных исследований. Рассмотрены вопросы проектирования технологического оснащения, в частности, автоматизированного расчета углов подгибки по предварительным переходам элементов и расчета ширины заготовки для зетобразных и корытообразных профилей с отбортовками и без них из условия устойчивости краевых криволинейных в плане элементов. Применительно к тонкостенным профилям сложной конфигурации приводятся конструкции вспомогательной оснастки для воздействия на очаг деформации краевых подгибаемых участков профиля - проводковые устройства качения (роликовые) и скольжения, позволяющие интенсифицировать процесс формообразования на предварительных переходах. На примере изготовления профиля швеллерного сечения определено минимальное количество требуемых технологических переходов для формообразования без возникновения гофрообразования полок. Предложены рекомендации по выбору оптимальных параметров основных частей гибочно-прокатного оборудования: длины валов и межосевого расстояния рабочих клетей станка для определенной номенклатуры профилей; межклетьевых расстояний для направляющего устройства с клетью направленной потери устойчивости. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований по оптимизации параметров оборудования и энергосиловых параметров процесса формообразования создан алгоритм для автоматизированного проектирования гибочно-прокатного оборудования под конкретный сортамент тонколистовых профилей.

Далее рассмотрены технические условия на профили, подлежащие изготовлению, а также требования к исходным материалам и методам контроля. На основе оценки технологических параметров профилей к внедрению на предприятии по расчетному числу предварительных и окончательных переходов, межклетьевого расстояния и других характеристик назначения оборудования был признан подходящим станок ГПС-500М6. Станки для предприятий-заказчиков были изготовлены на Ульяновском станкостроительном заводе и подвержены автором приемочным испытаниям. В процессе отладки и опытной эксплуатации по предложению автора проведены мероприятия по совершенствованию оборудования, в частности, конструкции межклетьевых неприводных клетей, проводковых устройств, подающей клети и др. Проведенные исследования геометрических параметров поперечного сечения, продольной формы и структуры металла профилей выявили их соответствие требованиям нормативно-технической документации.

Результаты исследований внедрены на трех предприятиях РФ в виде сдачи "ключ" автоматизированных линий и реализованных на них технологий для изготовления тонкостенных профилей, в том числе, используемых в качестве стрингерного набора фюзеляжа самолета АН-70 (ЗАО "Авиакор-Лизинг" г. Самара) и профилей применяемых в строительстве. Здесь же производится расчет экономической эффективности от внедрения оборудования и технологии на предприятии ЗАО "Авиакор - Лизинг".

В разделе "Заключение: Общие выводы вследствие проведенных исследований и экспериментов, обосновывается научная новизна работы, и формулируются ее результаты.

В списке литературы внесено 159 первоисточников (в т.ч. на 4-х иностранных языках), из которых использовалась хотя бы одна строчка информации для написания настоящей работы.

В приложении имеются акты о внедрении технологии и оборудования на площадях промышленных предприятий-заказчиков.

Автору в настоящей работе принадлежат:

• Математические модели очагов деформации краевых элементов тонкостенных профилей на переходах предварительного формообразования в зависимости от ширины и формы поперечного сечения элемента, угла подгибки за проход и межклетьевого расстояния.

• Алгоритм для автоматизированного расчета предельных углов подгибки за проход для плоских полок и распределения углов подгибки по переходам для криволинейных в плане полок на переходах предварительного формообразования, полученные из критерия устойчивости периферийных элементов с накопленными продольными деформациями, в зависимости от ширины, толщины и формы поперечного сечения элемента, межклетьевого расстояния, радиуса продольной кривизны профиля и механических свойств профилируемой заготовки.

• Алгоритм для автоматизированного расчета предельных величин осадки торцов полок за проход на переходах окончательного формообразования (собственно стесненный изгиб), полученный из критерия устойчивости краевых участков, являющихся зоной передачи торцевых усилий сжатия, в зависимости от ширины и толщины полки, радиуса уступа, величины аксиального натяга и предварительной заготовки, механических свойств заготовки.

• Алгоритм для автоматизированного расчета минимального числа технологических переходов для бездефектного изготовления профилей, энергосиловых параметров профилирования (крутящего момента и мощности) в зависимости от геометрических параметров рассматриваемого профиля, межклетьевого расстояния и механических свойств заготовки.

• Косвенные методы определения уровня продольных остаточных деформаций в элементах отформованных профилей - по величинам прогиба и крутки готовых неправленых профилей.

• Результаты внедрения технологии и оборудования в опытное и серийное производство.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю за ценные рекомендации, сотрудникам "Ульяновского НИАТ" и кафедры "Самолетостроение" института авиационных технологий и управления Ульяновского гостехуниверситета за оказанную помощь в процессе выполнения работы.

Основное содержание диссертации опубликовано в 19 научных работах, включая 2 заявки на патент (положительное решение ФИПС).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выполненные в работе исследования и их результаты позволяют сделать следующие выводы:

1. Разработаны алгоритмы для автоматизированного расчета предельных углов подгибки за проход для плоских краевых элементов, распределения углов подгибки по переходам для криволинейных в плане элементов и требуемого числа переходов в зависимости: от ширины, толщины и формы поперечного сечения краевых элементов, межклетьевого расстояния, радиуса продольной кривизны профиля и механических свойств заготовки, что позволило производить выбор схемы формовки и проектировать роликовый инструмент для формообразования тонкостенных профилей на интенсивных режимах формовки с относительной шириной полок в диапазоне 20-100 без их потери устойчивости.

2. Проведены исследования процессов формообразования тонкостенных профилей на окончательных переходах путем рассмотрения комплексной модели устойчивости зоны передачи усилий торцевого поджатия — краевых элементов профиля и формоизменения уголковой зоны данными сжимающими усилиями. Разработан алгоритм для автоматизированного расчета предельных величин осадки торцов полок за проход, минимально достижимых радиусов зон сгиба и требуемого числа окончательных переходов в зависимости от ширины и толщины полки, геометрических параметров роликовых пар и предварительной заготовки с ее механическими свойствами, что позволило проектировать роликовые пары окончательных переходов для изготовления высококачественных широкополочных тонкостенных профилей (без потери устойчивости полками) с относительными радиусами зон сгиба r/s = 1,0 - 3,0.

3. Экспериментально подтверждены адекватность теоретических расчетов предельных углов подгибки полок и предельных величин осадки торцов полок за технологический переход, геометрических параметров очагов деформации подгибаемых краевых элементов, амплитуды гофрообразования и уровней продольных деформаций в полках с точностью 10 - 30 % для диапазона ширины и толщины краевых элементов соответственно 10 . 60 мм и 0,4 . 2,0 мм.

4. Созданы методики расчета технологической валковой оснастки для производства тонкостенных широкополочных профилей Z-образного и корытообразного сечений методом стесненного изгиба с интенсивным деформированием на переходах предварительного формообразования и гарантированным отсутствием гофрообразования краевых элементов.

5. Разработан алгоритм автоматизированного крутящего момента, мощности и др. в зависимости от геометрических параметров профиля, количества переходов, межклетьевого расстояния, геометрических параметров валков и механических свойств заготовки, что позволило оптимизировать параметры специализированного гибочно-прокатного оборудования и произвести выбор имеющегося оборудования для изготовления конкретного сортамента тонкостенных профилей.

6. Созданные алгоритмы и методики расчета оптимальных параметров технологического оснащения и оборудования позволили создать технологию производства высококачественных тонкостенных профилей на изделия АН-70 и АН-140.

7. Результаты проведенных исследований и разработок внедрены на четырех предприятиях РФ, в том числе одна автоматизированная линия в ЗАО «Авиакор-Лизинг» (г. Самара) для изготовления двух типов 2-образных профилей, используемых в качестве стрингеров в фюзеляже самолета АН-70. Окупаемость оборудования достигается менее чем за 1,5 года при минимальной партии профилей 100.000 погонных метров.

1. АС 309761 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей / И.С. Тришевский, Э.С. Дахновский, В.И. Мирошниченко и др. -Опубл. В Б.И., 1971, №23

2. АС 294406 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей коробчатого сечения. / И.С. Тришевский, Э.С. Дахновский, В.В. Клепанда, А.Н. Коновалов Опубл.: Б.И., 1972, № 27.

3. АС 385646 СССР, МПК5 B21D5/06 Устройство для гибки полосы / Г.В.

4. Проскуряков, Д.П. Аникин, Н.И. Гурченков Опубл. в Б.И., 1973, №26.

5. АС 679282 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей./ Шварцман З.М., Антипанов В.Г., Анисимов В.И. и др. Опубл.: Б.И., 1979, №30.

6. АС 374906 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ производства гнутых профилей проката. / И.С. Тришевский, В.В. Клепанда, Э.С. Дахновский, A.C. Кузнецов Опубл.: Б.И., 1981, № 30.

7. АС 1068199 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей проката. / И.С. Тришевский, М.Е. Докторов, Э.М. Темников -Опубл.: Б.И., 1985, №3.

8. АС 1138206 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей. / И.С. Тришевский, А.П. Игнатенко, Я.В. Хижняков, В.Б. Калужский Опубл.: Б.И., 1985, № 5.

9. АС 1114482 СССР, МПК6 B21D/06 Способ изготовления гнутых профилей из труднодеформируемых листовых материалов и устройство для его осуществления./ И.М. Колганов, С.И. Беляуш. Опубл. в Б.И., 1984, №35.

10. АС 1215792 СССР, MTIK6B21D/06 Способ изготовления тонкостенных профилей и устройство для его осуществления / И.М. Колганов, Г.В. Проскуряков, В.И. Колганов. Опубл. В Б.И., 1986, № 9.

11. АС 1248690 СССР, МПК6 B21D/06 Способ изготовления листовых профилей с отбортовками./ И.М. Колганов, Г.В. Проскуряков, В.И. Филимонов и др. Опубл. в Б.И., 1986, №29.

12. АС 1319967 СССР МПК6 B21D/06 Устройство для изготовления тонкостенных профилей. / И.М. Колганов, В.И. Колганов, К.С. Собакинский. Опубл. в Б.И., 1987, №24.

13. АС 1660288 СССР, МПК6 B21D5/06 Способ изготовления гнутых профилей. / В.И. Филимонов, Г.В. Коновалов Опубл.: Б.И., 1990, № 7.

14. Абдулин Ф.З., Филимонов В.И., Проскуряков Г.В. Изготовление тонкостенных гнутых профилей из сплава 01420. // Авиационная промышленность, 1987, №3, С.34 36.

15. Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1991. - 336 с.

16. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1,2,3. М.: Машиностроение, 1982,- 576 е., 584 е., 736 с.

17. Антипенко А.П. К вопросу определения минимальных внутренних радиусов мест изгиба замнутых сварных профилей. В сб.: Освоение производства и повышение качества гнутых профилей проката. Харьков: УкрНИИМет, 1985, С.30-34.

18. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов. М.: Металлургия, 1990.- 304 с.

19. Белянин П.Н. Производство широкофюзеляжных самолетов. М.: Машиностроение, 1979. - 360 с.

20. Берлет Ю.Н., Марковцев В. А., Филимонов В.И., Филимонов C.B. Деформационные характеристики подгибаемых полок и оптимизация углов подгибки при профилировании // Кузнечно-штамповочное производство. -2002,№6.-С. 8-16

21. Бидерман B.JI. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977. - 488 с.

22. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов. Учебное пособие.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1986. 560 с.

23. Богоявленский К.Н., Григорьев А.К. Изготовление тонкостенных профилей из титана и его сплавов на профилегибочном стане В кн.: Обработка металлов давлением. Труды ЛЕИ, M.- JL: Машгиз, 1963, вып.222 ф. С.148-150.

24. Братухин А.Г. Развитие авиационной промышленности в условиях конверсии и рыночной экономики. // Авиационная промышленность, 1992, №5, С. 3 7.

25. Высокоэкономичные гнутые профили проката. / Под ред. И.С. Тришевского.- М.: Металлургия, 1965,- 240 с.

26. Гайнутдинов Р.Г. Усталостная прочность и коррозионная стойкость фюзеляжных стрингеров из прессованных и катаных полуфабрикатов. // Авиационная промышленность, 1985, №5, С.19 20.

27. Гарбуз В.Ф., Юрченко А.Б. Некоторые особенности формы очага деформации при профилировании и их связь с энергосиловыми napiaMerpaMH процесса. В. сб.: Теория и технология производства гнутых профилей проката. Харьков: УкрНИИМет, 1982, С. 12 -18.

28. Гиммельфарб A.JI. Основы конструирования в самолетостроении. М.: Машиностроение, 1980.- 367 с.

29. Гнутые профили проката. Справочник. И.С. Тришевский, Н.М. Воронцов, В.В. Клепанда и др. М.: Металлургия, 1967. - 379 с.

30. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ впроизводстве летательных аппаратов. — М.: Машиностроение,! 981224 с.

31. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 17 с.

32. Григолюк Э.Г., Кабанов В.В. Устойчивость круговых цилиндрических оболочек. Итоги науки и техники. Механика твердых деформируемых тел. 1967.-М.: ВИНИТИ, 1969.-348 с.

33. Григолюк Э.Г., Кабанов В.В. Устойчивость оболочек. М.: Наука, 1978. -360 с.

34. Григолюк Э.Г., Мамай В.И. Нелинейное деформирование тонкостенных конструкций. М. Наука. Физматлит, 1997. - 272 с.

35. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия,1978.- 360 с.

36. Гуляев A.A., Проскуряков Г.В., Филимонов В.И. Граничные условия в задачах гибки с торцевым поджатием // Авиационная промышленность, 1987, №4, С.54 -55.

37. Гурченков Н.И. Исследование процессов формообразования листовых профилей стесненным изгибом при гибке-прокатке. Дис. канд. техн. наук, Куйбышев, 1975.- 197с.

38. Давыдов В.И., Максаков М.П. Производство гнутых тонкостенных профилей. М.; Металлургиздат, 1959. - 240 с.

39. Дель Г.Д. Технологическая механика. М., «Машиностроение», 1978.- 174 с.

40. Докторов М.Е., Пшеничная Н.В. Некоторые особенности технологии изготовления гнутых профилей с отбортовками. В. сб.: Теория и технология производства гнутых профилей проката. Харьков: УкрНИИМет, 1982, С.47-52.

41. Ершов В.И. Изгиб со сжатием в тангенциальном направлении листов из титановых сплавов и стали ВНС-2 // Авиационная промышленность, 1974, №8, С. 46 48 .

42. Ершов В.И. К расчету процессов формоизменения под действием нескольких нагрузок // Изв. ВУЗов. Сер. Авиационная техника. Казань,1980,№1,С.103-117.

43. Изготовление гнутых листовых профилей повышенной жесткости из труднодеформируемых материалов. / И.М.Колганов, Ф.З.Абдулин, Г.В.Проскуряков и др. // Кузнечно-штамповочное производство, 1987, №3, С.18 21.

44. Изготовление профилей методом стесненного изгиба из листовых заготовок сплавов марки 1430 и 1451 (Технологические рекомендации, временные) /

45. И.М.Колганов, Н.И. Колобнев, В.И.Филимонов и др. НИАТ, Ульяновск, 1992.- 32 с.

46. Изготовление уголковых профилей гибкой с осадкой листовых заготовок В.И.Ершов, В,Д.Гаврилин, Ю.Р.Медведев. // Авиационная промышленность, 1993, № 6, С. 39 41.

47. Исследование анизотропии заготовок и интенсификация процессов получения профилей методом стесненного изгиба (Техн. отчет). Рук. Арышенский Ю.М., № гос. регистрации 0186009208, инв. № 4084 -Куйбышев, КуАИ, 1988. 81 с.

48. Калибровка валков для производства гнутых профилей проката. / Под ред. Тришевского И.С. Киев:Техника,1980. - 535с.

49. Калужский И.И., Проскуряков Г.В. Гибка листов на малые радиусы (стесненный изгиб). В кн.: Теоретические основы расчетов технологических процессов кузнечно-штамповочного производства. -Куйбышев (КуАИ), 1973, С. 74 - 81.

50. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. -М.: Наука, 1976.-576 с.

51. Клепанда В.В., Тришевский И.С. Механические свойства гнутых профилей проката. Киев, Техника, 1977, - 144 с.

52. Колганов И.М, Беляуш С.И. Волочильно-прокатная установка модели ВПУ-120/5,5 // Авиационная промышленность, 1987, №12, С. 11-12.

53. Колганов И.М. Исследование процесса волочения тонкостенных профилей из листа в условиях стесненного изгиба.//Кузнечно-штамповочное производство, 1985, №6, С.29 31.

54. Колганов И.М. О достижениях и перспективах развития стесненного изгиба. // Сб. Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли. НИАТ, 1992, С.5 -10.

55. Колганов И.М. Разработка и внедрение процессов формообразования листовых профилей авиационных конструкций стесненным изгибом при волочении. Дисс. канд. техн. наук. Куйбышев, изд-во КуАИ,1983. - 296 с.

56. Колганов И.М., Проскуряков Г.В., Колганов В.И. Формообразование профилей повышенной жесткости при волочении // Кузнечно-штамповочное производство. 1982. - №5. - С.21 - 23.

57. Колганов И.М., Проскуряков Г.В., Ломакин В.П. Исследование процесса формообразования профилей стесненным изгибом в роликовых фильерах.//Авиационная промышленность, 1982, №7, С.32 39.

58. Колганов И.М., Филимонов В.И., Филимонов C.B. Применение модели пластического формоизменения профилирования // Авиационная промышленность. 1996. - № 3 - 4. - С.26-30.

59. Комаров А.Д., Барвинок В.А., Моисеев В.К., Хромова Е.А. Пружинение прямолинейных бортов при стесненном изгибе листовых деталей эластичной средой // Авиационная техника. 2000. - № 3.- С. 46 - 48.

60. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. - 832 с.

61. Коцарь С.Л., Третьяков В.А., Цупров А.Н., Поляков Б.А. Динамика процессов прокатки: Учебное пособие. М.: Металлургия, 1997. - 255 с.

62. К расчету технологических параметров гибки-прокатки с аксиальным сжатием./ В.И. Филимонов, Г.В. Проскуряков, В.А. Марковцев, И.М. Колганов//Вопросы авиационной науки и техники. Сер. Авиационная технология, 1986, №2, С.30 -35.

63. Куприн П.Н, Колганов И.М. Влияние аксиального натяга полосы на устойчивость тонких краевых элементов заготовки при их торцевом сжатиив роликовых парах окончательных переходов // Сборник научных трудов ИАТУ. Ульяновск, 2002. - С.123 - 129.

64. Куприн П.Н, Колганов И.М. Критические углы подгибки плоских тонкостенных полок при профилировании // Сборник научных трудов ИАТУ. Ульяновск, 2003. - С. 78 - 81.

65. Куприн П.Н, Колганов И.М. Математическая модель устойчивости сжатой полки в рабочем калибре роликовой оснастки // Авиационная техника. -2003, №2.-С. 51-54.

66. Куприн П.Н, Колганов И.М. Оптимизация основных параметров гибочно-прокатных станков // Авиационная промышленность.- 2003, № 8, С. 79 82.

67. Куприн П.Н, Колганов И.М. Факторы, гарантирующие качество гнутых тонкостенных профилей проката // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. Пенза, 2001. - С. 98 -102.

68. Куприн П.Н, Колганов И.М, Антонов А.Н. Повышение ресурса и снижение массы транспортных самолетов важнейшая задача ОКБ и производства: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 1999. - С.45 -52.

69. Куприн П.Н., Колганов И.М., Антонов А.Н. Снижение массы и повышение ресурса JTA при внедрении гнутых профилей и перспективных материалов тезисы МАТИ, 1999, №4, С. 838 - 839 (тезисы).

70. Куприн П.Н., Колганов И.М., Киселев A.B. Создание условий повышения качества гнутых профилей. УлГТУ, 33 к/т кон., 2001. - С. 69 (тезисы).

71. Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е.В. Дефектность и бездефектность гнутых профилей и пути повышения их надежности. Ульяновск, УлГТУ, 2000. - С. 39 - 40. (тезисы).

72. Куприн П.Н, Колганов И.М., Мансуров Е.В. Проблемы устойчивости краевых элементов и повышение качества гнутых профилей. // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. Пенза, 1999. - С. 117 - 121.

73. Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е.В. Решение одной задачи провышения качества гнутых профилей. // Сб. Прогрессивные технологии, материалы и конструкции. Ульяновск, УлГТУ,1999. - С. 89-93.

74. Куприн П.Н., Колганов И.М., Мансуров Е.В. Факторы, определяющие качества и точностные характеристики гнутых профилей. // Сб. Современные технологии в машиностроении. Научно-практическая конференция. Пенза, 1999, С. 73-75.

75. Куприн П.Н., Пакшин П.Ю. Устранение кромковой волнистости при изготовлении гнутых тонкостенных профилей // Тезисы международной молодежной научной конференции "XXVII Гагаринские чтения".- Москва, 2001.-С. 151.

76. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций. -М.¡Машиностроение, 1976.- 408 с.

77. Марковцев В.А. разработка и внедрение технологии и оборудования для изготовления листовых профилей для изготовления авиационных конструкций методом стесненного изгиба. Дисс. канд. техн. наук. М., 1991.-202 с.

78. Марковцев В.А., Проскуряков Г.В., Коновалов Г.В. Выбор диаметров роликов при формообразовании профиля стесненным изгибом. // Авиационная промышленность, 1990, №8, С.8 11.

79. Марковцев В.А., Проскуряков Г.В., Филимонов В.И. Выбор конструктивных параметров правильного устройства на основе анализа динамического режима. // Авиационная промышленность, 1988, №9, С.32 35.

80. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. / Ю.Г.Гуляев, С.А.Чукмасов, А.В.Губинский. Киев: Наукова думка. 1986. -240 с.

81. Мударисов З.Х. Гибочно-прокатный станок ГПС-200М // Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли: Материалы совещания. НИАТ, 1990. - С. 23 - 25.

82. Мударисов З.Х., Проскуряков Г.В., Пигалов Б.М. Гибочно-прокатный станок ГПС-200М // Авиационная промышленность, 1989, № 12. С.9 - 11.

83. Несис Е.И. Методы математической физики: Учебное пособие. М.: Просвещение, 1977. - 199 с.

84. Никольский Л.А., Фиглин С.З., Бойцов В.В., Калинин Ю.Г., Бахарев A.B. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение,1975 - 285 с.

85. Определение технологических параметров при стесненном изгибе./ Ю.М.Арышенский, А.В.Цветков, А.Ю.Матвеев и др. // Сб.Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли.- НИАТ, 1992, С.26 30.т

86. Патент 2148455, МПК' B21D/06 Устройство для изготовления тонкостенных профилей из листовых заготовок. / И.М. Колганов, П.Н. Куприн, H.A. Щавлева, Е.В. Мансуров Опубл.: в БИ, 2000, №

87. Патент 2179598, МПК7 B21D/06 Способ термомеханической обработки листовых труднодеформируемых алюминиевых сплавов / И.М. Колганов, П.Ю. Пакшин, П.Н. Куприн, A.B. Киселев Опубл.: в БИ, 2000, №5

88. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. -М.:Машиностроение,1977,- 273.с.

89. Предотвращение волнистости на профилях с покрытием. Стукалов В.П., Дахновский Э.С., Мирошниченко В.И., Юрченко А.Б. В сб.: Разработка и исследование технологии производства гнутых профилей проката. Харьков: УкрНИИМет, 1984, с.99 -100.

90. Применение осевого подпора при формообразовании профилей из листа гибкой-волочением в условиях стесненного изгиба./Ф.З.Абдулин, И.М.Колганов, Г.В.Проскуряков, В.И.Филимонов. // Авиационнаяпромышленность, 1984, №8, С. 36 -38.

91. Производство гнутых профилей (оборудование и технология). / Под общ. ред. И.С.Тришевского и др. -М.: Металлургия, 1982,- 384 с.

92. Производство и применение гнутых профилей проката. Справочник. / Под общ. ред. И.С.Тришевского и др. М.: Металлургия, 1975. - 536 с.

93. Проскуряков Г.В. Исследование стесненного изгиба. Дисс. канд. техн. наук. Харьков, 1966. - 195с.

94. Проскуряков Г.В. Стесненный изгиб. // Авиационная промышленность, 1966, №2, С. 9-13.

95. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 744 с.

96. Разработка, изготовление и внедрение технологии и оборудования для производства гнутых профилей (Техн. отчет). (УлНИАТ), г.Ульяновск. Рук. Марковцев В.А., инв.№ 806.27.08.98,1999.- 42 с.

97. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. -JI.Машиностроение, 1979.- 520 с.

98. РТМ 1.4.2005 90. Изготовление профилей из листовых алюминиевых материалов Д16,В95,1420 методом стесненного изгиба. - НИАТ, 1990.

99. Самолеты ближайшего будущего // Гражданская авиация. 1990. - 3. С. 22-27.

100. Свиницкий A.M., Воронкин Н.Ф., Карлашов A.B., Гайнутдинов Р.Г. Исследование коррозионной активности фюзеляжного конденсата пассажирских самолетов. // Физико-химическая механика материалов. -1982.-5-С. 70-72.

101. Смирнов-Апеев Г.А. Сопротивление металлов пластическому деформированию. Л.:Машиностроение,1978,- 368 с.

102. Скрипачев A.B. Изготовление из листа профилей повышенной жесткости стесненным изгибом на кромкогибочных машинах. Дисс. канд. техн. наук. -Тула, 1983.-242 с.

103. Современные технологии авиастроения / Коллектив авторов; Под. Ред.

104. Братухина А.Г., Иванова Ю.Л. М.: Машиностроение, 1999.- 832 с.

105. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. -М.: Машиностроение, 1981.- 184 с.

106. Способ гибки профилей проглаживанием по пуансону. Арышенский А.Ю., Ненашев В.Ю., Матвеев А.Ю, Гречников Ф.В.// Состояние и перспективы изготовления и применения листовых профилей в изделиях отрасли: Материал совещания. НИАТ, 1990. - С. 30- 33.

107. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977, - 428 с.

108. Тарновский И.Я., Поздеев A.A., Ганаго O.A. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1963. - 672 с.

109. ТР.1.2.1910-88. Изготовление деталей из профилей, гнутых методом стесненного изгиба из плакированных листовых материалов Д16, 1163, В95./A.C.Москвин, В.И.Филимонов, О.Г. Сенаторова. НИАТ, 1988.

110. Тришевский И.С., Докторов М.Е. О возникновении гофров в процессе образования гнутых профилей проката. В сб. "Обработка металлов давлением в машиностроении", вып. 9. Харьков, изд-во ХГУ, 1973, С. 23-30.

111. Тришевский И.С. Исследование профилирование в валках, создание и освоение промышленной технологии производства гнутых профилей проката. / Автореферат, дисс. д- ра техн. наук, 1967.- 42 с.

112. Тришевский И.С., Докторов М.Е. Теоретические основы процессов профилирования. М.: Металлургия, 1980.- 288 с.

113. Уманский A.A. Строительная механика самолета. Изд-во.: Оборонгиз, 1961.-521 с.

114. Филимонов В.И. Интенсификация процесса формообразования стесненным изгибом профилей для авиационных конструкций. Дисс. канд. техн. наук. -Самара, СГАКУ, 1993.- 190 с.

115. Филимонов В.И., Марковцев В. А., Москвин A.C. Определение протяженности зоны плавного перехода при формообразовании стесненным изгибом .//Авиационная промышленность, 1992, №7, С. 5 7.

116. Формующий инструмент определяет качество гнутых профилей. Куприн П.Н., Колганов И.М., Антонов А.Н., Киселев A.B. Пенза, НТЗ, 1999.-С.43-44.

117. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. М.: Машиностроение, 1974,4.1-472,4.2 - 368 с.

118. Чекмарев А.П., Калужский В.Б. Гнутые профили проката. М.: Металлургия, 1974.- 264 с.

119. Шалин P.E. Новые материалы для самолетов и двигателей. // Авиационная промышленность, 1981, №3, С. 17-20.

120. Шофман JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964, - 375с.

121. Экспресс-информация. Сер. Авиастроение, 1998 2003.

122. Энциклопедия машиностроения. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин. Т2. В 2-х кн.1 / Колесников К.С., Александров Д.А., Асташев В.К. и др., Под. общ. ред. Колесникова К.С., 1994.

123. Шенх Х.Я. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972 - 381с

124. Aluminum alloy development well improve performance // Aviation week and space technology. 1988. - v.129. - 14. - P. 57 - 58.

125. Centre of attention// Sheet metal industry, 1999. № 9. - P.6.

126. Developments in roll forming and bending // Welding and metal fabrication. -1986. V. 54. - 8. - P. 354 - 356.

127. Erweiterte Fertigungsmoglichkeiten beim Stanz-Biegen // Blech, Rohre, Pro file, 1997.44, № 6.-S. 28-29.

128. Hosford William, Duncan John Sheet metal forming: a review // Journal of minerals, metals and materials society, 1999-51, 11. P. 39-44.

129. Kopp Reiner, Bemrath Gottfried The determination of formability for cold and hot forming conditions. // Steel Res., 1999.-70, № 4-5. C. 147 - 153.

130. Lignes de profilage // Machines et production, 1999, 706e. P. 67.

131. Nuevas tecnologías para el perfilado en frió // Novamaquina. 1986. - 126. - P. 133-137.

132. Pat. 19718844 Ger. , МПК6 B21D5/14 Maschine zum Proflieren der Randbereiche von Blechen//Bartolosch Friedhelm. Ver. 12.11.98.

133. Pat. 19708488 Ger. , МПК6 B21D1/05 00 Vorrichtung zum Biegerichten von Metallband //Mucke Gert, Neuershutz E., Thies H. Ver. 10.09.98.153. 2.500000 pounds contract // Sheet metal industry, 1992. 69, № 1. P. 26.

134. Pfeiffer W. Eigenspannungen messen, berechnen end nutzen. Optimiertes Vorgehen macht Bauteile stabiler. // Industrie Anzeiger. 1999 - 121, № 27 - 28. -S.363.

135. Profil Walzanlagen van Otterloo // Blech - Rohre - Profile. - 1985. - V 32. -10. S. 569-571.

136. Roll forming automotive components // Fabricator. 1998. - 5. - № 2. - P. 12 -16.

137. Roll forming line for USSR // Sheet metal industry, 1992. № 9. p.40.

138. Stelson K.A., Kramer A. Distortion of V-channel stctions in plastic bending // Trans. ASME: J. Manuf. Sei. And Eng., 1999-121, № 2. P. 208 - 213,

139. Yang S., Nezu K. Concurrent design of sheet metal forming product and process // Trans. ASME: J. Manuf. Sei. And Eng., 1999 121, № 2 - P. 189 - 194.1. Главку^ инженерийкор-авиационны й2001 г.1. ТЕХНИЧЕСКИЙ АКТ ВНЕДРЕНИЯ"2001 г.

140. Перечень выполненных работ1. Наименование Исполнитель

141. Проведение теоретических и экспериментальных исследований и разработка технологических схем и режимов формообразования Марковцев В.А. Филимонов C.B. Филимонов В.И.

142. Проектирование технологического оснащения Куприн П.Н. Филимонов C.B.

143. Доработка, отладка оборудования и внедрение технологического оснащения. Внедрение технологического процесса Куприн П.Н. Лапшин В.И. Филимонов C.B.

144. От ФГУП «Ульяновский НИАТ» Руководитель темы, зам. ген. директора, к.т.н.1. ВтАгМарковцев1. Начальник ОХШ6АО «Авиакор-авиационный завод»+