Введение к работе
Актуальность темы. Листоеьіє титановые сплавы широко используются как конструкционные материалы в различных отраслях промышленности от ракето-, авиа- и приборостроения до производства товаров народного потребления. Повышение значений предельных показателей шташуемости этих материалов нередко становится неразрешимой технологической задачей при использовании традиционных методов листовой штамповки. К настоящему времени достигнуты определенные успехи в области практического применения технологии высокоскоростной гидроударной штамповки. Основными достоинствами гидроударного метода обработки являются легкость переналадки на выпуск новой продукции, дешевизна оснастки, экологическая чистота процесса, безопасность источника импульсной энергии и получение качественного изделия с'формированием комплекса повышенных физико-механических и эксплуатационных свойств. Для улучшения штампу-еиастн и интенсификации процесса деформирования титановых сплавов при гидроударной формовке может использоваться предварительный нагрев заготовок. Однако необходимые для освоения этой технологии данные о влиянии степени нагрева на штампуемость листовых титановых сплавов при горячей гидроударной формовке и методики расчета параметров процесса отсутствуют. Это определяет актуальность исследования процесса гидроударного нагружения и формообразования титановых сплавов при различных температурно-скоростных условиях и требует разработки математической модели, определения оптимальных параметров процесса и обобщения результатов в удобном для практического использования виде.
Цель исследования - теоретически и экспериментально установить основные закономерности процесса формообразования листовых титановых сплавов при гидроударной формовке с нагревом и разработать рекомендации по определению оптимальных энергосилоЕЫх и температурных режимов.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса гидроударной формовки с предварительным нагревом заготовок. На основе предложенной модели определены оптимальные элергосиловые и температурные режимы процесса формовки для титановых сплавов различной прочности..
Разработана и изготовлена гидроударная установка с постом
Т '
электроконтактного нагрева заготовок. Новизна научно-технической разработки устройства для гидроударной формовки с нагревом подтверждена авторским свидетельством.
Разработаны методики измерения силовых и кинематических параметров формообразования и исследования штампуемости при гидроударной формовке с предварительным нагревом заготовок. Получены величины предельных степеней формовки титановых сплавов при различных температурах штамповки и установлена взаимосвязь между предельной степенью формовки и основными технологическими факторами. Определены оптимальные значения относительной массы бойка для различных штамповочных температур. Установлено влияние предварительного нагрева заготовок на штампуемость при двухпереходной операции гидроударной формовки.
Практическая ценность. Установлены предельные показатели штампуемости титановых сплавов при гидроударной формовке с нагревом заготовок. Определены оптимальные температурные и знергосило-вые режимы процесса гидроударной формовки. Разработана программз их расчета с помощью средств вычислительной техники. Установлен оптимальный вариант температурных режимов на переходах гидроударной формовки с нагревом. Даны рекомендации по выбору способа нагрева и вида передающей среды. Результаты исследований обобщены в виде номограмм штампуемости, предназначенных для выбора режимов гидроударной формовки титановых сплавов с предварительным нагревом заготовок.
Разработана инженерная методика проектирования технологического процесса гидроударной формовки титановых сплавов с предварительным нагревом заготовок. По этой методике разработаны технологические процессы изготовления деталей типа сферических сегментов, кольцєеьіх ребер жесткости и ступенчатого рельефа.
Результаты работы Енедрены на предприятиях НПО машиностроения г.Реутов Московской обл., п/я А-3700 г.С.-Петербург, ЛО "Экран" г.Борисов.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Математическая модель процесса гидроударной формовки труднодеформируемых материалов с нагревом.
-
Устройство для гидроударной штамповки с эдемроконтактным нагревом заготовок и способы интенсификации процесса формообразования.
-
Методики и результаты измерения силовых и кинемзтических
параметров процесса формообразования и исследования штампуемости титэноеых сплавов при гидроударной формовке с различными температурными режимами.
4. Инженерная методика определения оптимальных энергосилоЕых и температурных режимов и рекомендации по разработке технологических процессов гидроударной формовки с нагревом.
Апробация-работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных научно-технических конференциях в Таллинне (1986), Кишиневе (1987), Риге (1988), Всесоюзной научно-технической конференции по импульсным методам обработки в Харькове (1990), научно-технических конференциях БГПА и на заседании кафедры "Машины и технология обработки металлов давлением".
По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы, имеется изобретение, защищенное авторским свидетельством, составлено 3 отчета по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 157 наименований, и приложения. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 7 таблиц.