WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

Ф.И.О.:

ШПОРТ РОМАН ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

Тема диссертации:

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

Специальность:

05.07.02 – Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Отрасль науки:

Технические науки

Шифр совета:

Д 212.110.02

Тел. ученого секретаря диссертационного совета:

(495)915-31-29

E-mail:

dc2mati@yandex.ru

Предполагаемая дата защиты диссертации:

18 июня 2009 г. в 15-00

Место защиты диссертации:

г. Москва, Берниковская наб., дом 14, каф. ИЛА, ауд. 102-5

СВЕДЕНИЯ О СОИСКАТЕЛЕ И ПРЕДСТОЯЩЕЙ ЗАЩИТЕ

Председатель диссертационного совета

Д 212.110.02, д.т.н., профессор Соколов В.П.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 212.110.02, д.т.н., доцент Силуянова М.В.

На правах рукописи

Шпорт Роман Вячеславович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ТРУБНЫХ

ЗАГОТОВОК ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность: 05. 07. 02

"Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

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

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Макаров К.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Феоктистов С.И.

кандидат технических наук, доцент

Филимонов А.С.

Ведущая организация: ОАО «Комсомольское-на-Амуре

авиационное производственное

объединение имени Ю.А. Гагарина»

Защита состоится «___» ____________ 2009 г. в «_____» часов ___ мин. на заседании диссертационного совета Д 212.110.02 при ГОУ ВПО «МАТИ» - Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского по адресу: 109240, Москва, Берниковская наб.,14, стр. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МАТИ»- Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского.

Автореферат разослан «_____»___________2009 г.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д. 3, ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского, ученому секретарю диссертационного совета Д 212. 110.02.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.110.02

доктор технических наук, доцент Силуянова М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей, стоящей перед авиа- и 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. При этом актуальной проблемой заготовительно-штамповочного производства является изготовление высокоресурсных элементов трубопроводов, от которых во многом зависит жизнедеятельность и надежность в эксплуатации, а также ресурс летательных аппаратов в целом.

В трубопроводах современных летательных аппаратах широкое применение нашли тонкостенные конструкции, которые получают обжимом и раздачей из трубных заготовок.

Комплексное решение задачи сокращения доли ручных и доводочных работ, повышения коэффициента использования материала, улучшения условий труда при повышении требований к точности и качеству изготавливаемых деталей требует разработки перспективных вариантов процессов и штамповой оснастки, совершенствования существующих методов расчета напряжений и деформаций, возникающих при формоизменении заготовки. Сказанное подтверждает актуальность представленной диссертационной работы, в которой 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.

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

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 значимость 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 деталей;

- разработаны 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 «ХХХIV Гагаринские чтения», XXXII академических чтениях по космонавтике, Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» в 2008 г.

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 2-х приложений. Полный объем работы составляет 116 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе рассмотрено современное состояние исследуемого вопроса.

Типовые детали, получаемые методом обжима и раздачи трубных заготовок, приведены на рис. 1. В табл. 1 представлены детали самолета SSJ-100, при изготовлении которых используются операции обжима и раздачи.

Проведенный анализ способов получения тонкостенных оболочек летательных аппаратов методами обжима и раздачи трубчатых и конических заготовок показал, что наиболее широкое распространение в производстве конусообразных изделий (обтекателей, переходников, деталей внутреннего набора) получили процессы обжима и раздачи трубных заготовок с использованием жестких инструментов (матриц и пуансонов). При изготовлении корпусных деталей, сильфонов, компенсаторов – процессы раздачи средней части труб по жесткой матрице.

Рис. 1. Типовые детали, получаемые обжимом и раздачей трубных заготовок: а, б, в – переходники; г – корпус; д – тяга управления; е – емкость;

ж – шар-баллон; з, и – обтекатели

Таблица 1.

Типовые детали самолета SSJ-100, получаемые с использованием

операций обжима и раздачи

Наименование детали

Эскиз

Материал

1

Переходник системы расхода воздуха самолета

12Х18Н10Т

2

Датчик Вентуре системы расхода воздуха самолета

АК-4-1

3

Полупатрубок системы расхода воздуха самолета

12Х18Н10Т

4

Полупатрубок системы отбора воздуха от двигателя в систему расхода воздуха самолета

12Х18Н10Т

5

Труба системы отбора воздуха от двигателя в систему расхода воздуха самолета

АМг6М,

АМг3М

Существующие процессы изготовления осесимметричных и неосесиметричных деталей обжимом и раздачей трубных заготовок можно разделить на четыре класса.

К первому классу процессов относятся процессы обжима и раздачи трубной заготовки жестким инструментом (матрицей или пуансоном), процессы обжима и раздачи трубных заготовок секционным пуансоном и процессы обжима и раздачи труб ротационными методами.

Ко второму классу принадлежат процессы магнитно-импульсной обработки металлов, где носителем формы является жесткий пуансон, а деформирующее усилие передается со стороны нежесткого инструмента, эластичной матрицы или электромагнитного поля.

Третий класс представлен процессом раздачи средней части трубы передающей давление средой по жесткой матрице, который заключается в деформировании трубчатой заготовки внутренним давлением жидкости, газа

или эластичной среды и процессом раздачи конических заготовок по жесткой матрице.

Четвертый класс включает в себя процессы деформирования трубчатых заготовок с противодавлением, заключающиеся в создании дополнительного гидростатического нагружения со стороны наружной поверхности заготовки давлением жидкости.

Из рассмотренных традиционных способов обжима и раздачи трубных заготовок наибольшее распространение в производстве тонкостенных деталей летательных аппаратов получили процессы деформирования с использованием жестких матрицы или пуансона.

Основным недостатком известных процессов является интенсивное утонение материала в зоне максимального диаметра получаемой детали, что приводит к локализации деформации и преждевременному разрушению заготовки, а также вызывает значительную разнотолщинность по образующей получаемой оболочки. Это увеличивает избыточную массу детали и требует дополнительных доводочных операций. Способы характеризуются высокой трудоемкостью изготовления.

В теоретическом плане исследованию операций обжима и раздачи посвящены работы таких ученых, как М.В. Сторожев, Е.А. Попов, М.Н. Горбунов, Г.А. Смирнов-Аляев, Н.Н. Малинин, А.А. Ильюшин, Е.И. Исаченков, А.Д. Матвеев, В.И. Ершов, О.В. Попов, В.И. Глазков, А.С. Чумадин и других.

В этих работах определено напряженно-деформированное состояние, исследовано влияние дифференцированного нагрева и осевого подпора на величину меридиональных и окружных напряжений и определен оптимальный закон изменения напряжений текучести материла при получении равнотолщинных деталей для операций обжима и раздачи.

Известные решения применимы только для процессов осесимметричного деформирования.

Одним из методов, с помощью которого может быть проанализирован сложный неосесимметричный процесс, является вариационный метод расчета, в основе которого лежит принцип минимума полной энергии формообразования. Однако до настоящего времени сложные процессы неосесимметричного обжима и раздачи не исследованы достаточно полно.

Исходя из сказанного выше, были определены задачи исследования:

1. Построение уточненной математической модели и метода расчета напряженно-деформированного состояния при обжиме и раздаче трубных заготовок в условиях неосесимметричного деформирования с использованием вариационного метода расчета.

2. Разработка программного обеспечения для ЭВМ на базе полученной математической модели для обоснования выбора схемы процесса обжима или раздачи, расчета оптимальных технологических параметров и устройств, обеспечивающих получение деталей необходимого качества с минимальной избыточной массой.

3. Исследование новых направлений интенсификации процессов обжима и раздачи и перспективных вариантов конструкции штамповой оснастки для реализации разработанных процессов в промышленности.

4. Экспериментальная проверка полученных теоретических зависимостей на натурных образцах, подтверждение принятых допущений и предположений. Уточнение влияния механических свойств материала на распределение удлинений заготовки.

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»