Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Исследование процессов обжима и раздачи трубных заготовок при изготовлении деталей летательных аппаратов

Диссертация: Исследование процессов обжима и раздачи трубных заготовок при изготовлении деталей летательных аппаратов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В последние годы в производстве деталей летательных аппаратов все острее стоят проблемы, связанные с сокращением доли ручных и доводочных работ, уменьшением общей трудоемкости изготовления деталей и изделия в целом, повышением коэффициента использования материала, улучшением труда рабочих и др. Вместе с тем неуклонно повышают требования к качеству изготавливаемых деталей: точности геометрических… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Анализ существующих процессов изготовления осесимметричных и неосесимметричных деталей обжимом и раздачей трубных заготовок
    • 1. 2. Анализ основных путей интенсификации процессов обжима и раздачи в производстве тонкостенных осесимметричных и неосесимметричных деталей
    • 1. 3. Оборудование и технологическая оснастка для обжима и раздачи трубных заготовок
      • 1. 3. 1. Оборудование и оснастка для ротационного обжима
      • 1. 3. 2. Оборудование и особенности конструкции штамповой оснастки для обжима
      • 1. 3. 3. Особенности конструкции штамповой оснастки для раздачи трубных заготовок
    • 1. 4. Обзор предшествующих теоретических исследований процессов раздачи и обжима трубных заготовок
      • 1. 4. 1. Напряженно-деформированное состояние при раздаче концевых участков труб на жестком пуансоне
      • 1. 4. 2. Напряженно-деформированное состояние при обжиме концевых участков труб по жесткой матрице
      • 1. 4. 3. Теоретические решения неосесимметричных задач
    • 1. 5. Краткие
  • выводы и задачи исследования
  • Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ТРУБ В УСЛОВИЯХ ОСЕВОЙ СИММЕТРИИ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ
    • 2. 1. Исследование процесса обжима труб в жесткой матрице
    • 2. 2. Теоретические исследования процесса раздачи труб по жесткому пуансону
  • Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ НЕОСЕСИММЕТРИЧСНЫХ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ТРУБ
    • 3. 1. Исследование процесса неосесимметричного обжима
    • 3. 2. Теоретические исследования процесса раздачи труб по жесткому пуансону
    • 3. 3. Выводы по результатам теоретических исследований
  • Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 4. 1. Условия проведения экспериментов
    • 4. 2. Предварительные экспериментальные исследования
      • 4. 2. 1. Экспериментальные исследования процесса осесимметричной раздачи
      • 4. 2. 2. Экспериментальные исследования процесса осесимметричного обжима
      • 4. 2. 3. Экспериментальные исследования процесса неосесимметричной раздачи
    • 4. 3. Экспериментальные исследования осесимметричного деформирования
      • 4. 3. 1. Экспериментальные исследования процесса осесимметричной раздачи
      • 4. 3. 2. Экспериментальные исследования процесса осесимметричного обжима
    • 4. 4. Экспериментальные исследования неосесимметричного деформирования
      • 4. 4. 1. Экспериментальные исследования неосесимметричной раздачи
      • 4. 4. 2. Экспериментальные исследования неосесимметричного обжима
    • 4. 5. Выводы по результатам экспериментальных исследований

Исследование процессов обжима и раздачи трубных заготовок при изготовлении деталей летательных аппаратов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Важнейшей задачей, стоящей перед авиаи ракетостроением, является интенсификация существующих, разработка и освоение новых технологических процессов, обеспечивающих повышение производительности труда, качества изделий и эффективности производства. Ведущее место в этом принадлежит процессам листовой штамповки, методами которой изготавливается до 75 — 80% деталей планера летательного аппарата.

В последние годы в производстве деталей летательных аппаратов все острее стоят проблемы, связанные с сокращением доли ручных и доводочных работ, уменьшением общей трудоемкости изготовления деталей и изделия в целом, повышением коэффициента использования материала, улучшением труда рабочих и др. Вместе с тем неуклонно повышают требования к качеству изготавливаемых деталей: точности геометрических параметров, равно-толщинности, равнопрочности, к весовым характеристикам.

Расчеты показывают, что уменьшение веса планера летательного аппарата на 2 — 3% увеличивает дальность полета на 6 — 8% при той же полезной нагрузке. Это приводит к необходимости использования в конструкции летательного аппарата деталей и узлов с минимальной избыточной массой и повышенными механическими характеристиками.

Решение задачи получения детали с минимальной избыточной массой не может осуществляться в отрыве от их эксплуатационных качеств и экономической эффективности производства. Комплексное решение указанных задач возможно только путем разработки новых и совершенствования существующих технологических процессов изготовления деталей, которые наряду с экономической, эффективностью производства обеспечивали бы в деталях комплекс требуемых характеристик. Это в свою очередь требует совершенствования существующих методов расчета напряжений и деформаций, возникающих при формоизменении заготовки.

В диссертационной работе приведены результаты дальнейшего исследования способов формоизменения трубных заготовок — процессов обжима и раздачи.

Работа является одним из направлений в комплексе исследований, осуществляемых сотрудниками кафедры «Технология производства летательных аппаратов» МАТИ-РГТУ им: К. Э. Циолковского.

При решении теоретических задач использованы работы: М.В. Сто-рожева, Е. А. Попова, М. Н. Горбунова, Г. А. Смирнова-Аляева, Н.Н. Малини-на, А. А. Ильюшина, Е. И. Исаченкова, А. Д. Матвеева, В. И. Ершова, О. В. Попова, В. И. Глазкова, А. С. Чумадина и других авторов.

Целью работы является сокращение сроков технологической подготовки производства и трудоемкости изготовления деталей летательных аппаратов, получаемых неосесимметричными обжимом и раздачей трубных заготовок.

Методика, материалы, условия исследований. Теоретический анализ процессов обжима и раздачи выполнен с использованием теории пластичности и вариационных методов' расчета. Экспериментальные исследования проведены на натурных образцах и макетах в лабораторных условиях, в условиях опытного производства и мелкосерийного производства.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— разработана новая математическая модель и метод расчета напряженно-деформированного состояния при обжиме и раздаче трубных заготовок в условиях неосесимметричного деформирования;

— разработана методика для обоснования выбора схемы деформирования и определения оптимальных технологических параметров исследуемых процессов;

— предложены эффективные пути оптимизации форм и размеров штамповой оснастки.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

— разработаны новые способы деформирования заготовок и рекомендации по разработке перспективной штамповой оснастки, обеспечивающие сокращение сроков технологической подготовки производства и трудоемкости изготовления деталейразработаны программы расчета на ЭВМ напряженно-деформированного состояния заготовок, которые могут быть использованы для обоснования выбора схемы процесса обжима или раздачи, расчета технологических параметров процесса и устройств для его реализации;

— предложены упрощенные формулы для расчета основных технологических параметров процессов обжима и раздачи.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной молодежной научной конференции «XXXIV Гагаринские чтения», XXXII академических чтениях по космонавтике, Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» в 2008 г., изложены в научных статьях, приведенных в списке публикаций.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 работах, в том числе 2 статьях в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Анализ существующих способов изготовления деталей обжимом и раздачей трубчатых заготовок показал, что усложнение форм деталей, повышение требований к точности и качеству их изготовления при сокращении ручных доводочных работ, использование современных высокопрочных материалов требует совершенствования, используемых в настоящее время, оборудования, технологических процессов и методов расчета технологических параметров.

2. С использованием вариационных методов теории пластичности построены уточненные математические модели и методы расчета напряженно-деформированного состоянияпри обжиме и раздаче трубных заготовок в условиях осесимметричного и неосесимметричного деформирования. Полученные теоретические зависимости позволяют определить изменение толщиньг и длины заготовки в очаге деформации, а также усилие деформирования в зависимости от геометрических размеров пуансона и заготовки.

3. На базе полученной математической модели разработано программное обеспечение для ЭВМ для обоснования выбора схемы процесса обжима или раздачи, расчета оптимальных технологических параметров и устройств, обеспечивающих получение деталей необходимого качества и требуемых геометрических размеров.

4. В результате проведения экспериментальных исследований были подтверждены принятые в теоретическом анализе допущения и предположения, уточнено влияние механических свойств материала на распределение удлинений. Определены силовые параметры исследуемых процессов. Погрешность в расчете технологических параметров не превышает 15−20%.

5. Предложены эффективные пути оптимизации форм и размеров штамповой оснастки для реализации разработанных процессов в промышленности.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Технология самолетостроения / A. JL Абибов, Н. М. Бирюков, В. В. Бойцов и др. — М.: Машиностроение, 1970. — 598 с.
  2. Тонкостенные оболочки конструкции / Под ред. Э. И. Григолюка, пер. с английского. — М.: Машиностроение, 1980. 607 с.
  3. П.Н. Производство широко фюзеляжных самолетов. — М.: Машиностроение, 1979. -358 с.
  4. М.Н. Основы технологии производства самолетов. — М.: Машиностроение, 1976. — 260 с.
  5. А. с. 511 127СССР, МКИ В21 Д22/18. Способ изготовления толстостенных днищ / Березин И. В. 1976.
  6. В.Г., Шавров И. А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов. — Л.: Машиностроение, 1975. — 278 с.
  7. М.А., Антоненков Ю. П., Жбанов Ю. П. Штамповка взрывом. -М.: Машиностроение, 1972. 149 с.
  8. Штамповка элементов корпусных конструкций / В. Г. Степанов, М. В. Брук, В. П. Понкратов и др. JL: Машиностроение, 1972. —279 с.
  9. В.П. Справочник по холодной штамповке. — JL: Машиностроение, 1979. 520 с.
  10. Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей. — М.: Машиностроение", 1973. 240 с.
  11. М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. — М.: Машиностроение, 1971. 232 с.
  12. М.Е. Листовая штамповка. — Л.: Машиностроение, 1980. —432 с.
  13. Patent 3 895 436 U.S., CI. В23 ЛЗ/02. Forming metal / L.E. Summers, J.F. Cornu-Rickard, D.S. Underhill. 1975.
  14. М.Н. Штамповка деталей из трубчатых заготовок. — М.: Машгиз, 1960. 190 с.
  15. Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машгиз, 1962.-328 с.
  16. Petersen W.A., Lang F.N. Forming superplastic alloys by internal’pressure // Metals Engineering Qnarterly. February, 1975. P. 31−32.
  17. C.C. Значение трубных заготовок и местного подогрева для сокращения трудоемкости формоизменяющих операций // Новое в технологии высокопроизводительной штамповки: сборник статей. — М.: Машгиз, МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1959. С. 106−130.
  18. Е.И. Развитие технологических процессов штамповки эластичными и жидкими средами // Кузнечно-штамповочное производство, 1981,№ 9.-С. 20−30.
  19. М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1970. 351 с.
  20. A.M. Исследование процесса формообразования оболочек замкнутых контуров растяжением // Новое в технологии штамповки: сборник статей «Труды МАТИ, № 65». М.: Машиностроение, 1966. — С. 60−85.
  21. А. с. 735 357 СССР. Штамп для раздачи конических заготовок / Ю. Л. Поляков. 1980, БИ № 19.
  22. А. с. № 738 719 СССР. Штамп / А. Ю. Аверкиев, А. Н. Шипилов. 1980, БИ№ 21.
  23. М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. — М.: Машиностроение, 1981. — 224 с.
  24. А. с. 1 044 388 СССР, МКИ В21Д41/02. Инструмент для формовки раструбов на концах полых цилиндрических заготовок / В. К. Удовенко, Г. Е. Игнатов, В. З. Баскелович и др. 1983.
  25. Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. — М.: Машиностроение, 1967. 367 с.
  26. В.А. Проектирование, изготовление и эксплуатация штампов полиуретаном. Пермь, 1975. — 369 с.
  27. А. с. 835 568 СССР, МКИВ21Д22/10. Способ формовки полых деталей эластичным пуансоном в жесткую матрицу / А. П. Бельков, В. А. Ходырев, Н. П. Пелечева. 1981.
  28. А. с. 635 665 СССР. Способ раздачи труб / Е. А. Близнюков, Д. Е. Рохман. 1979, БИ№ 23.
  29. М.В., Коняев Ю. С. Увеличение пластичности металлов и сплавов в условиях высоких давлений / Кузнечно-штамповочное производство, 1980, № 4.-С. 4−5.
  30. А. с. 182 096 СССР. Способ изготовления деталей типа дисков и от-бортовок у труб с использованием центробежных сил / А. В. Алтыкин, Г. А. Лившиц, В. П. Рабинович. 1972, БИ № 27.
  31. М.Н. Значение местного нагрева заготовки в повышении производительности процессов листовой штамповки // Новое в технологии высокопроизводительной штамповки: сборник статей. — М.: Машгиз, МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1959. С. 85−105.
  32. В.И. Об одном способе расширения технологических возможностей осесимметричного деформирования // Известия вузов. Авиационная техника, 1974, № 4. С. 45−50.
  33. М.Н., Глазков В. И. Раздача трубчатых заготовок с подпором по кромке // Кузнечно-штамповочное производство, 1986, № 8. — С. 22−26.
  34. Интенсификация процессов раздачи полых цилиндрических заготовок / А. Г. Пашкевич, В. И Глазков, В. И. Ершов и др. // Кузнечно-штамповочное производство, 1975, № 7. С. 17−19.
  35. А. с. 462 633 СССР. Штамп для раздачи с подпором трубчатых заготовок / В. И. Ершов, В. И. Глазков, А. Д. Ковалев и др. 1975, БИ № 9.
  36. А. с. 719 760 СССР. Штамп для раздачи труб / А. Г. Пашкевич, А. В. Орехов, Н. Ю. Каратаева и др. 1980, БИ № 9.
  37. А. с. № 735 358 СССР. Устройство для раздачи тонкостенных конических оболочек / В. И. Глазков, В. И. Ершов, М. Ф. Каширин и др. 1980, БИ№ 19.
  38. В.Н. Гидравлическая вытяжка гофров в полой цилиндрической заготовке // Вестник машиностроения, 1956, № 10. С. 51−54.
  39. Е.И. Новые способы штамповки-вытяжки М. — JL: Маш-гиз, 1955.-52 с.
  40. А. с. 631 242 СССР. Устройство для гидравлической раздачи труб с осевым подпором / В. И. Степунин, O.JI. Толоконников, А. И. Родинов и др. 1978, БИ № 41.
  41. А. с. 946 728 СССР, МКИ В21Д22/10. Штамп для раздачи эластичной средой цилиндрических заготовок с осевым подпором / Н. В. Потекушин. 1982
  42. А. с. 854 516 СССР, МКИ В21 Д41/02 Устройство для раздачи тонкостенных оболочек / В. И. Глазков, В. И. Ершов, М. Ф. Каширин и др. 1981, БИ № 30.
  43. Способ штамповки конических заготовок / В. К. Моисеев, В. Д. Щеголеватых, А. Д. Комаров и др. Положительное решение по заявке № 2 587 329/25−27. 1978.
  44. А. с. 615 995 СССР, МКИ В21Д22/10. Инструмент для листовой штамповки / В. К. Моисеев, В. Д. Щеголеватых, А. Д. Комаров и др. 1978.
  45. А. с. 893 337 СССР. Способ раздачи труб / В. И. Глазков, В. И. Ершов, М. Ф. Каширин. 1981, БИ № 48.
  46. JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. — М.: Машиностроение, 1964. — 375 с.
  47. С.С. Исследование формовки удлиненных фасонных деталей с замкнутыми поперечными сечениями // Сборник трудов Московского станкостроительного инструмента, 1958, № 4. С. 183−221.
  48. С.С. Исследование рациональных методов штамповки гильз протезов: автореф. дисс.. канд. техн. наук. —М., 1959. — 15 с.
  49. Е.А. Анализ операций осесимметричного обжима, раздачи и отбортовки // Основы теории обработки металлов давлением / Под ред. М. В. Сторожева. М.: Машгиз, 1959. — С. 423−441.
  50. Е.А. Основы теории листовой штамповки. — М.: Машиностроение, 1977.-278 с.
  51. М.В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. — 423 с.
  52. И.И. Расчеты процессов обжима и раздачи труб // Вестник машиностроения, 1959, № 6. — С. 48−51.
  53. А.А. Пластичность. M.-JL, 1948. Ч. 1. — 376 с.
  54. Н.Ф. Об обжатии, раздаче и волочении труб // Инженерный сборник. АН СССР, ОНТ, 1950. — Т. VI. — С. 3−16.
  55. JI.B., Малинин Н. Н. Напряжения и деформации при формоизменении тонкостенных труб // Известия вузов. Машиностроение. 1965, № 10.-С. 199−203.
  56. .П. Определение напряжений и деформаций приближенным интегрированием по правилам трапеций и прямоугольников // Основы теории обработки металлов давлением / Под ред. М. В. Сторожева. — М.: Машгиз, 1959. С. 349−368.
  57. В.И. Исследование процесса раздачи тонкостенных трубчатых заготовок с осевым подпором: автореф. дисс.. канд. техн. наук. — М.: МАТИ, 1968.-24 с.
  58. В.И. Раздача трубчатых заготовок при переменном сопротивлении деформированию // Кузнечно-штамповочное производство, 1965, № 2.-С. 14−19.
  59. О.В. Изготовление цельноштампованных тонкостенных деталей переменного сечения. — М.: Машиностроение, 1974. 120 с.
  60. А.С. К расчету напряженно-деформированного состояния при листовой штамповке // Кузнечно-штамповочное производство, 1987, № 8. С. 27−29.
  61. А.А. Обжатие труб // Инженерный сборник АН СССР.1941.-Т. 1. Вып. 1.
  62. Листовая штамповка. Расчет технологических параметров: Справочник / В. И. Ершов, О. В. Попов, А. С. Чумадин и др. М.: Изд-во МАИ, 1999.-516 с.
  63. Теория обработки металлов давлением / И. Я. Тарновский, А. А. По! здеев, О. А. Гонаго и др. — М.: Металлургиздат, 1963. — 745 с.
  64. В.Л. Механика обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. — 688 с.
  65. В.И. и др. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки / В. И. Ершов, В. И. Глазков, М. Ф. Каширин. — М.: Машиностроение, 1990. 312 с.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?