Описанный путь повышения точности деталей дает возможность определения технологических параметров процесса калибровки в зависимости от механических свойств и геометрических размеров заготовки. Однако в данной работе имеются и недостатки:

- не рассмотрен НДС заготовки при ударе о матрицу;

- величина упругой деформации матрицы задается произвольно, независимо от параметров внешней нагрузки.

Обладая перечисленными недостатками, проведенные исследования не могут явиться окончательной рабочей методикой определения параметров штамповой оснастки, обеспечивающей требуемую точность детали. Поэтому вопрос поиска путей повышения точности деталей, штампуемых на пресс пушках, остается актуальным и требует скорейшего разрешения.

Зависимость коэффициента раздачи оболочки К от Коэффициента калибровка К₁

5.3.2 Некоторые технические решения в конструкции оборудования и оснастки

В процессах гидродинамической калибровки и локальной формовки целесообразной является концентрация энергии путем активного использования граничных поверхностей, от конфигурации которых зависит их эффективность. К граничным поверхностям относятся: поверхность гидравлической камеры, поверхность центрального тела и торец снаряда.

В процессах гидродинамического обжима основной схемой формирования канала гидравлической камеры следует считать совместимое профилирование поверхностей камеры и центрального тела.

Конфигурация центрального тела находится в прямой зависимости от формы штампуемой детали и местного рельефа (рис. 4.1). Для кольцевого рельефа целесообразно использовать конические и параболические центральные тела; для асимметричных деталей - соответственно асимметричные центральные тела, у которых площади поверхностей в плане принимаются в первом приближении пропорциональными величинами максимальной проштамповки, либо потребным для деформирования квазистатическим нагрузкам.

Ступенчатые центральные тела рекомендуется применять при изготовлении деталей с несколькими элементами рельефа, разнесенными по высоте. Ели же при этом требуется экранирование заготовки на участке между ними, следует использовать центральные тела с внутренним каналом и радиальными отверстиями на уровне деформируемого участка. При проектировании оснастки следует назначать площади поверхностей центрального тела в плане пропорционально действующим потребным нагрузкам или максимальным величинам проштамповки и направлять эти поверхности на наиболее труднодеформируемые участки заготовки. Например, оформление элементов продольного рельефа может быть осуществлено путем направления силового воздействия на них центральными телами с осевыми выборками на боковой поверхности. Область конфузорности рекомендуется располагать выше рифта.

Изложенные основные принципы выбора формы центрального тела позволяют спроектировать его поверхность практически для любой детали из трубчатых заготовок.

Эффективность применения центральных тел может быть повышена за счет увеличения амплитудного давления и длительности отражательной поверхности, имеющей кривизну одного порядка с основной (рис 4.2). Дополнительная поверхность выполняется по нормали к отражающей, а углы наклона соответствующих точек обеих поверхностей связаны соотношением

- угол между касательной к образующей дополнительной поверхности и вертикалью;

- угол между касательной к образующей основной поверхности и вертикалью;

г- угол между образующей заготовки и вертикалью (берется со знаком "плюс", когда диаметр заготовки у основания больше, и -"минус" в противном случае).

Соответствующими точками названы две точки, расположенные на поверхностях таким образом, что элементарный участок фронта волны давления, исходящей из точки основной поверхности, после отражения от заготовки падает на другую точку дополнительной.

При таком расположении поверхностей центрального тела отраженная от заготовки волна давления после взаимодействия с дополнительной поверхностью отражается на деформируемый участок.

Разработанная система бесконтактного замера скорости поршня была с успехом опробована при получении баллистических характеристик пресс-пушки ПП-11М. Замеры проводились для поршней трех различных масс: 4,88; 6,87; и 9,31 кг (Рис. 4.3). По результатам замеров построены баллистические характеристики (Рис. 4.4), позволяющие точно определять потребную величину заряда пороха.

Проведение экспериментов на промышленной установке ПП-11М имело особо важное значение, так как делало возможным создание реальных условий нагружения заготовки и матрицы, а следовательно появилась возможность более полного уяснения физической картины процесса калибровки заготовки в матрицу.

Все три осциллографа работали на внешнем запуске от датчика с пьезокерамической таблеткой ЦТС-19. Датчик устанавливался в ГК на расстоянии 55 мм ниже поверхности передающей жидкости. Принятое при проектировании ГК расстояние (190 мм) от датчика запуска до датчиков, регистрирующих параметры процесса, обеспечивало задержку начала отклонения луча осциллографа, что позволило получать развертки сигналов с хорошо обозначенными линиями запуска.

В таблице 4.1 приведены основные геометрические параметры заготовок и энергосиловые характеристики процесса калибровки. В каждой серии экспериментов для конкретного материала, диаметра заготовки, величины зазора и заряда пороха использовались по три различных массы поршней.

В процессе экспериментальных исследований получены результаты подтверждающие сложный характер многоэтапного взаимодействия заготовки с матрицей на этапе калибровки.

Так как в численных экспериментах полученные результаты соответствуют интервалы времени ? 100мкс, то для получения количественных результатов в натурных экспериментах потребовалась бы специальная сверхточная измерительная техника. Измерения же производились на электронно-лучевом запоминающем осциллографе С9-8. Полная картина кинематики заготовки и матрицы с момента начала перемещения до остановки соответствует интервалу времени 1мс. Исходя из этого, все полученные в экспериментах результаты оценивались по величине остаточного отклонения детали от равновесного положения матрицы.

Установлено, что увеличение калибровочного импульса давление в ГК до определенного значения сопровождается уменьшением величины остаточного отклонения детали, однако, при более высоких значениях давлений (различных для конкретных материалов и габаритов заготовок) наблюдается увеличение остаточного отклонения, т.е. происходит снижение точности детали (Рис. 4.5). Для более пластичных материалов (АМг2М, 12Х18Н10Т) диапазон оптимальных калибровочных давлений P_opt значительно шире, чем у титанового сплава. Графическая зависимость ?=f(Д_з) представлена для массы поршня 4,88 кг, зазора 2,5 мм и соответствующих таблице 4.1 зарядов пороха.

Экспериментально исследовано влияние массы поршня на величину остаточного отклонения детали (Рис. 4.6). Установлено, что для калибровки трубчатых заготовок малых диаметров (до 100 мм) целесообразно использовать поршни малой массы - до 5 кг. Это объясняется повышенной жесткостью трубчатых заготовок малых диаметров и необходимостью создания жесткого импульса давления в передающей жидкости в начальный момент деформирования заготовки.

Напротив, калибровка заготовок меньшей жесткости (свыше 100мм) наиболее эффективна с использованием поршней массой 9..10 кг.

Исследовано влияние исходного зазора между матрицей и заготовкой на величину остаточного отклонения (Рис. 4.7). Экспериментальная оснастка позволяла исследовать следующие зазоры: 0мм - случай, когда заготовка полностью "лежит " на поверхности матрицы: 1мм (для 63); 2,5 и 5 мм. Графические зависимости ?=f(д) построены для массы поршня 4,88 кг и зарядов пороха по таблице 4.1.

Проведена оценка влияния на остаточное отклонение детали величины заряда пороха при фиксированной массе поршня (Рис. 4.8, масса поршня 4,88 кг). С увеличением диаметра калибруемой заготовки величина потребного заряда пороха растет.

Таблица 4.1

Основные геометрические параметры заготовок и энергосиловые характеристики процесса

5.3.3 Способы интенсификации и повышения стабильности процессов гидроударной калибровки на пресс-пушках

На рис. 4.13 представлены типовые схемы процессов гидроударной калибровки элементов воздухопроводов с применением резиновых ПМ. Положительный эффект, обусловленный заметным повышением точности штампуемых деталей, был получен при калибровке резиновыми ПМ наконечников трубопровода. Как показала первая серия апробирования, стойкость модифицированных стаканов определяется, в основном, точностью выполнения на них профиля калибруемой детали.

Повышение эффективности процесса гидроударной калибровки, а, следовательно и повышение точности штампуемых деталей стало возможным с применением специальных полостных вставок (ПВ).

Способ интенсификации процесса ГДШ посредством ПВ эффективен и прост. Штамповая оснастка технологична, не требует при изготовлении дополнительных материальных затрат, хорошо работает в автоматическом цикле. Возможны варианты совмещения ПВ и ПМ.

На рис.4.14 представлены схемы типовых процессов штамповки с ПВ. Полученные при обработке серийных технологий результаты, показали заметное преимущество штамповки с ПВ, выразившееся в повышении точности штампуемых деталей, экономии энергоресурсов, увеличении срока службы штамповой оснастки. На рис. 4.15 показан результат штамповки с ПВ переходника из сплава АМг2М 120х140 мм.

ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены статические методы изготовления элементов трубопровода. Наибольшее применение находят высокоэнергетические процессы импульсной металлообработки.

2. Проанализированы дефекты тонкостенных деталей трубопроводов, полученных гидрадинамической штамповкой. Они являются следствием нарушения режимов технологических операций или наличия дефектов в заготовках. Вместе с тем, анализ показал, что систематическими и самыми трудноисправимыми являются дефекты, обусловленные пружинением материала заготовки.

3. Рассмотрены приемы интенсификации калибровочных процессов импульсной металлообработки, основанные на управлении напряженным состоянием материала трубчатой заготовки. Представлены этапы гидродинамической калибровки.

4. Изложены основные принципы выбора формы центрального тела. Эффективность применения центральных тел может быть повышена за счет увеличения амплитудного давления и длительности отражательной поверхности, имеющей кривизну одного порядка с основной. Установлено, что увеличение калибровочного импульса давление в ГК до определенного значения сопровождается уменьшением величины остаточного отклонения детали, однако, при более высоких значениях давлений (различных для конкретных материалов и габаритов заготовок) наблюдается увеличение остаточного отклонения, т.е. происходит снижение точности детали. Установлено, что для калибровки трубчатых заготовок малых диаметров (до 100 мм) целесообразно использовать поршни малой массы - до 5 кг. Напротив, калибровка заготовок меньшей жесткости (свыше 100мм) наиболее эффективна с использованием поршней массой 9..10 кг.

Исследовано влияние исходного зазора между матрицей и заготовкой на величину остаточного отклонения.

5. Проведена оценка эффективности применения присоединенных масс в процессах гидроударной калибровки на пресс-пушке. Применение резиновых стаканов дало уменьшение величины остаточного отклонения. При увеличении отношения массы резины к массе заготовки влияние присоединенной массы оказывается более существенным.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кривцов В.С., Букин Ю.М., Бобрыкин Ю.А., Воробьев Ю.А. Технология производства самолетов и вертолетов. Раздел «Сборочно-монтажные работы». Ч.1 / Учеб. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2006, - 258 с.

2. Кривцов В.С., Букин Ю.М., Бобрыкин Ю.А., Воробьев Ю.А. Технология производства самолетов и вертолетов. Раздел «Сборочно-монтажные работы». Ч.2 / Учеб. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2006, - 221 с.

3. Карпов Я.С. Проектирование деталей и агрегатов из композитов: учебник / Я.С. Карпов. - Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2010. - 768 с.

4. Карпов Я.С., Гагауз П.М., Гагауз Ф.М., Литвинова Т.А. проектирование и конструктивно-технологические решения панелей из композиционных материалов: учеб.пособие. -Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2010. - 180 с.

5. Набатов А.С. «Технологическое проектирование участков и цехов». Учеб. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2003, - 81 с.

6. Букин Ю.М. «Методические основы проектирования цехов основного производства самолетостроительных предприятий: учеб. пособие / букин Ю.М., Мельничук А.П., Хитрых Е.Е. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2010, - 100 с.

7. Бабушкин А.И., Кравченко В.Д., Гавва В.Н. Экономическое проектирование производственного подразделения предприятия: Учеб. Пособие по лаб. Практикуму. - Х.: Харьк. авиац. ин-т, 1999. - 118 с.

8. Бабушкин А.И., Березюк А.Н., Сафронов Я.В. Экономика предприятия: Сб. задач. - Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «ХАИ», 2001. - 188с.

9. Бабушкин А.И. Экономика предприятия: Учеб. Пособие. - Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «ХАИ», 2003. -449с.

10. Басов В.В., Гайдачук А.В., Кивиренко О.Б. Микроклимат произ-водственных помещений: учеб. пособие по лаб. практикуму.-Х.: Национальный аэрокосмический ун-т. "ХАИ",2001 .-46 с.

11. Степанов В. Г., Шавров И. А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки металлов - Л.: Машиностроение, 1975. - 278 с.

12. Громова А. Н., Шахназаров А. М., Сотников В. С. Импульсные процессы штамповки листовых деталей - М.: Машиностроение, 1976. - 41 с.

13. Мацукин Ю. Г. Исследование гидродинамической штамповки на пресс-пушке: Дис. … канд. техн. наук: 05.07.04 - Х.: ХАИ, 1966. - 223 с.

14. Муравьев С. Д. Разработка, исследование и внедрение технологи-ческих процессов калибровки и рельефной формовки на гидродинамических пресс-пушках с интенсификацией внешней нагрузки в формующих камерах: Дис. … канд. техн. наук: 05.07.04 - Х.: ХАИ, 1985. - 184 с.

15. Белобородов Р. А. Исследование, разработка и внедрение процесса гидроударной калибровки высокоточных элементов трубопроводов воздушных систем летательных аппаратов в условиях серийного производства: Дис. … канд. техн. наук: 05.07.04 - Х.: ХАИ, 1991. - 201 с.

16. http://ato.ru.

17. http://ru.wikipedia.org/wiki/сверхлегкая_авиация.

18. http://carbon-avtostyle.com.ua.

19. http://www.aircraftspruce.com.

20. http://aries-avia.ru.

21. http://www.leadingedge-airfoils.com.

Размещено на Allbest.ru