Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор способов формообразования осесимметричных деталей. 9
1.1 Анализ существующих способов формообразования переходников 10
1.2 Анализ способов формообразования сильфонов и облегченных фланцев 15
Выводы 22
2. Разработка метода теоретического анализа формообразования осесимметричных элементов из трубных заготовок .
2.1 Обзор теоретических работ в данной области 23
2.2 Моделирование кинематики пластического течения трубной заготовки при ее раздаче и осадке 31
Выводы 40
3. Определение энергосиловых параметров формообразования осесимметричных элементов трубопроводов .
3.1 Определение внутреннего давления наполнителя при раздаче трубной заготовки 41
3.2 Определение относительного напряжения осевого сжатия 44
3.3 Определение усилия осевого сжатия 48
3.4 Построение номограмм энергосиловых параметров формообразования переходников, облегченных фланцев и сильфонов 50
Выводы 60
4. Экспериментальная отработка процессов формообразования осесимметричных элементов трубопроводов .
4.1 Получение особо- и сверхтонкостенных трубных заготовок 61
4.2 Описание применяемой штамповой оснастки
4.2.1 Штамповая оснастка для формообразования сильфонов 63
4.2.2 Штамповая оснастка для формовки гофров облегченных фланцев и переходников 77
4.3 Требования к наполнителям 83
4.4 Требования к смазке 83
4.5 Численное сравнение теории с экспериментом 84
Выводы 94
5. Разработка технологических процессов и оборудования для формообразования осесимметричных элементов из трубных заготовок .
5.1 Разработка технологических процессов формообразования сильфонов, облегченных фланцев и переходников 95
5.2 Создание установки для штамповки осесимметричных деталей из труб 114
5.3 Контроль качества отштампованных деталей.
5.3.1 Металлографические исследования отштампованных сильфонов и переходников 124
5.3.2 Результаты сравнительных циклических испытаний сильфонов 134
5.4 Технико-экономическое обоснование 142
Выводы 149
Общие выводы 151
Список литературы 154
Приложения 161
- Анализ способов формообразования сильфонов и облегченных фланцев
- Моделирование кинематики пластического течения трубной заготовки при ее раздаче и осадке
- Определение относительного напряжения осевого сжатия
- Штамповая оснастка для формовки гофров облегченных фланцев и переходников
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в нашей стране находится в эксплуатации около 2,5 тыс. единиц авиатехники. Из них 800 имеют весьма преклонный для самолетов возраст - свыше 25 лет. Для повышения конкурентоспособности российских авиаперевозчиков необходимо стимулировать развитие гражданской авиации, которое невозможно без создания новых и модернизации существующих летательных аппаратов (ЛА). Усложнение конструкции, увеличение полетной массы, грузоподъемности, связанные с этим рост рабочих давлений в магистралях и увеличение их протяженности приводят к ужесточению требований, предъявляемых к надёжности, технологичности и ресурсу трубопроводных систем.
Один из возможных путей решения актуальной проблемы по повышению ресурса трубопроводных систем при одновременном снижении массы - использование в конструкции ЛА трубопроводных систем, собранных из типовых унифицированных высокоресурсных особотонкостенных трубопроводных элементов, изготавливаемых из титановых, алюминиевых деформируемых сплавов и коррозионно-стойких сталей. К особотонкостенным относят элементы со следующими параметрами: 30 < Dlt < 130, где D - диаметр трубы, t - толщина стенки.
Требования, предъявляемые к ресурсу и надежности элементов трубопроводных систем ЛА, могут быть сформулированы исходя из условия их соответствия техническому ресурсу основных конструкций планера, что составляет 30000 часов или примерно 170000 циклов нагружений до величины рабочих напряжений, возникающих в конструкциях в ходе эксплуатации изделия.
В данной работе рассматриваются вопросы получения высокоресурсных осесимметричных элементов трубопроводных систем, а именно: сильфонов, облегченных фланцев и переходников из особотонкостенных трубных заготовок.
Необходимость сведения к минимуму брака при изготовлении упомянутых выше элементов в сочетании с требованием минимальной, из условия прочности, толщины стенки значительно усложняет задачу при разработке технологических процессов и оборудования для штамповки.
Для авиационной отрасли характерна частая сменяемость изделий и сжатые сроки подготовки производства, что дополнительно усложняет задачу выбора технологических процессов. Наиболее полно этим условиям отвечают способы обработки металлов давлением с применением эластичных сред.
Основными силовыми параметрами процесса формообразования осесимметричных элементов трубопроводов раздачей внутренним давлением эластичного наполнителя с одновременной осевой осадкой являются: давление, создаваемое наполнителем внутри заготовки, и усилие осевого сжатия. Для бездефектного формообразования необходимо четко определить значения этих параметров на каждой стадии.
В настоящее время существуют расчетные методики для их определения, однако они не позволяют достичь высокой точности при расчетах или же требуют громоздких вычислений.
Таким образом, возникает необходимость в создании инженерной методики для расчета основных силовых параметров процесса штамповки, разработке способов формообразования и оборудования для их осуществления.
Диссертационная работа выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года», темы «Разработка директивных технологических процессов сборки секций фюзеляжа изделия «476» в части технологических процессов формообразования унифицированных элементов тонкостенного трубопровода из высокопрочных материалов»; заказчик - ОАО «Авиационный комплекс им. СВ. Ильюшина», договор № 951/321 от 25.07.07.
Цели н задачи исследования. Разработка и научное обоснование способов формообразования осесимметричных элементов трубопровода ЛА из особотонкостенных трубных заготовок, теоретическое и экспериментальное исследование процессов, разработка технологий и оборудования на основе полученных результатов.
Достижение цели работы требует решения следующих задач:
определить кинематику пластического течения при штамповке гофра сильфона, облегченного фланца и полуфабриката переходника в разъемных матрицах;
получить расчетные зависимости для определения силовых параметров процесса формообразования;
построить номограммы для определения силовых параметров (внутреннего давления наполнителя, относительного напряжения и усилия осевой осадки) процесса формовки сильфонов, облегченных фланцев и переходников;
создать способы и оборудование для бездефектного формообразования осесимметричных элементов трубопроводных систем эластичными средами из особотонкостенных трубных заготовок;
провести металлографические исследования и ресурсные испытания осесимметричных элементов трубопровода.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе метода верхней оценки и метода баланса работ (мощностей). Экспериментальная отработка производилась на гидравлическом прессе ДБ2432А с применением специально разработанной штамповой оснастки.
Научная новизна работы заключается в следующих результатах:
разработана математическая модель процесса формообразования осесимметричных деталей из трубных заготовок, основанная на представлении кинематики пластического течения как суперпозиции сдвига и изгиба;
сформулированы научно обоснованные рекомендации для выбора энергосиловых параметров процессов формообразования сильфонов, облегченных фланцев и переходников;
предложен комплексный подход к проектированию технологических процессов формообразования особотонкостенных осесимметричных элементов трубопроводных систем из титановых сплавов и коррозионно-стойких сталей; разработанные процессы представляют собой единую технологическую схему производства элементов трубопровода посредством получения трубной заготовки и штамповки эластичными средами;
представлены результаты металлографических исследований структуры основного металла и характерных зон сильфонов и переходников.
Практическая значимость.
Создана установка для формообразования осесимметричных деталей из труб раздачей со свободным перемещением торца заготовки.
Определены ресурсные характеристики узлов трубопровода с рассматриваемыми в работе сильф онами путем их испытаний по отраслевой методике.
С использованием основных положений теоретических и экспериментальных исследований автора разработаны технологические инструкции для ОАО «Авиационный комплекс им. СВ. Ильюшина» по определению энергосиловых и технологических параметров для бездефектного формообразования, проектированию штамповой оснастки, выбору оборудования, наполнителей, смазок и подсмазочных покрытий, применяемых при изготовлении элементов особотонкостенного трубопровода.
Разработанные технологические процессы могут быть использованы в качестве технологий двойного применения при производстве элементов облегченной трубопроводной арматуры (машины и аппараты пищевых производств), особотонкостенных оболочечных конструкций (устройства водохозяйственного оборудования - фильтры тонкой очистки жидкостей, расходомеры).
Реализация и внедрение результатов работы.
Результаты работы внедрены при постановке производства изделия «476» (ОАО «АК им. Ильюшина»),
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: IV Международная научно-техническая конференция «Материалы и технологии XXI века» (Пенза, 2006), V Международный аэрокосмический конгресс (Москва, 2006), Международная конференция «Авиация и космонавтика» (Воронеж, 2006, 2007), XXXVI Уральский семинар (Екатеринбург, 2006), Международная школа-семинар «Современные проблемы механики и прикладной математики» (Воронеж, 2007), V Международная конференция «Авиация и космонавтика» (Москва, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на способы формообразования и 1 решение о выдаче патента на конструкцию штампа. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1,7]- определение зависимостей для расчета относительного напряжения и усилия осевой осадки заготовки; [2] - разработка технологических процессов получения заготовок и формообразования сильфонов; [3,4]-определение функции, описывающей искривление срединной поверхности заготовки, [5] - расчет геометрических параметров заготовок; [9, 13]-разработка конструкции штампа для штамповки сильфонов из малопластичных сплавов; [10]-определение зависимостей для расчета скорости изменения толщины стенки трубной заготовки в вершине гофра; [11] - результаты ресурсных испытаний сильфонов; [12] - расчет оптимального значения внутреннего давления наполнителя на первой стадии процесса; [14] — оптимизация формы предварительного гофра при формовке сильфонов последовательным способом.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 57 наименований и 3 приложений. Основная часть работы изложена на 195 страницах и содержит 71 рисунок и 26 таблиц.
Анализ способов формообразования сильфонов и облегченных фланцев
Форма гофра облегченного фланца и гофра сильфонов во многом схожи (рис. 1.1), что обуславливает сходство процессов их формообразования. Поэтому способы формообразования гофров будем рассматривать применительно к формовке сильфонов.
Профилирование гофров сильфонов и облегченных фланцев можно выполнять механическим, гидравлическим и механогидравлическим методами. Характеристика основных способов формовки представлена в таблице 1.2.
Механические методы формовки, такие как формовка на давильных станках, заключаются в воздействии на стенку заготовки инструментом (давильником) с целью получения сначала предварительного, а затем и окончательного профиля гофров.
К недостаткам процесса механической формовки гофров следует отнести значительное утонение стенки заготовки, что влечет за собой снижение циклической долговечности готовых изделий. Это существенно ограничивает применение описанных способов для формовки деталей трубопроводов ЛА.
Этого недостатка лишен способ механогидравлической формовки, в ходе которого профилирование осуществляют за две операции. Сначала на заготовке накатывают кольцевые канавки глубиной 1-2 мм с шагом, равным развернутому шагу сильфона. Эту операцию выполняют на токарном станке. Затем выполняют окончательное профилирование на гидравлическом прессе с применением специального приспособления (см. табл. 1.2), сближая намеченные вершины до получения необходимого шага сильфона.
В данном случае утонение стенки заготовки значительно ниже, однако недостатком данного метода может послужить возможная потеря устойчивости заготовки с последующим искажением формы как отдельных гофров, так и готовой детали в целом.
Кроме того, предварительная формовка кольцевых канавок приводит к местному упрочнению материала. Неравномерное упрочнение материала заготовки так же негативно сказывается на дальнейшей эксплуатации изделия.
Этих недостатков лишен гидравлический метод формовки гофров раздачей внутренним давлением, который может быть осуществлен в двух вариантах.
В первом случае используют матрицу с гофрированным каналом, полностью повторяющим наружный контур сильфона, внутрь которой устанавливают трубную заготовку. Подавая в полость заготовки давление (с использованием жидкой среды) производят раздачу заготовки в полость матрицы, получая необходимую форму готового изделия. Однако в данном случае течение металла происходит в условиях недостатка материала заготовки в зоне с наибольшими тангенциальными деформациями (у вершины гофра), что так же влечет за собой утонение стенок заготовки и в конечном итоге снижение ресурса штампуемых сильфонов. Использование перечисленных выше способов формовки трубных заготовок с применением механического воздействия роликами на боковую поверхность заготовки недопустимо при производстве деталей трубопроводов ЛА в виду малого ресурса получаемых изделий.
Попытка устранения этого недостатка предпринята в описываемом ниже способе. На равных расстояниях устанавливают набор разъемных кассет и внутрь трубной заготовки подают давление, обеспечивающее плотное прилегание заготовки к кассетам. В этот момент клинья, фиксирующие положение колец, удаляют, и кассеты получают возможность перемещаться параллельно оси трубы. Под действием осевого давления трубная заготовка сжимается, образуя гофры.
Таким образом, недостаток металла в зоне вершины гофра компенсируется и утонение стенки заготовки происходит в значительно меньшей степени. Однако, гидравлическая формовка имеет серьезный недостаток, выражающийся в необходимости герметизации концов заготовки, осуществление которой сильно затруднено для особо- и сверхтонкостенных заготовок.
Ю.Г.Катаевым и О.Г.Захаровым в [15] был предложен следующий способ герметизации внутренней полости трубной заготовки при гидравлической формовке сильфонов. На рис. 1.2 представлена схема процесса. Закрепление заготовки и герметизация полости матрицы осуществляется за счет внедрения кольцевых зубьев 4 в кольцевые пазы 2. Такой тип уплотнений недолговечен и требует наличия дополнительно нескольких миллиметров длины прямого участка заготовки, которые впоследствии обрезаются и идут в отход, что само по себе нерационально. В условиях серийного производства дополнительный расход материала может обернуться значительными затратами. Аналогичный недостаток имеет описанный в [16] способ. На рис. 1.3 представлена схема формовки. Здесь так же значительная часть материала заготовки используется для обеспечения герметизации и впоследствии удаляется.
Моделирование кинематики пластического течения трубной заготовки при ее раздаче и осадке
Выполним моделирование кинематики пластического течения заготовки в начальный момент ее раздачи. При моделировании кинематики будем использовать цилиндрическую систему координат z, г, в (рис.2.4). Поле скоростей пластического течения заготовки должно удовлетворять условию несжимаемости и кинематическим краевым условиям. Процесс раздачи трубной заготовки является осесимметричным. Поэтому примем, что окружная компонента вектора скорости частиц заготовки у равна нулю. Примем, что при раздаче имеет место суперпозиция сдвига и изгиба. При сдвиге компонента vz равна нулю. Тогда для определения vr имеем уравнение: Решая данное уравнение, находим где f(z) - некоторая функция, описывающая искривление срединной поверхности заготовки в результате деформации сдвига. При раздаче пластическая деформация будет происходить только в средней части заготовки высотой h. Поэтому примем, что концевые части заготовки находятся в недеформированном состоянии. Тогда функция f(z) должна удовлетворять следующим условиям При изгибе одновременно с искривлением срединной поверхности заготовки происходит поворот нормалей к срединной поверхности. Примем, что справедлива гипотеза прямых нормалей (Кирхгофа - Лява). В результате поворота нормалей частицы заготовки, лежащие вне срединной поверхности будут иметь дополнительные скорости vz и vr. Примем, что где Р — параметр, характеризующий величину угла поворота нормалей. Тогда из условия несжимаемости находим Следовательно,
В результате поворота нормалей к срединной поверхности заготовки изменение скорости будет происходить у частиц, находящихся вне срединной поверхности. Поэтому неизвестную функцию (р (z) найдем из условия Функция f(z), моделирующая характер горизонтальной компоненты вектора скорости пластического течения при раздаче (из 2.9), должна удовлетворять следующим краевым условиям: Т.к. в некоторый промежуточный момент раздачи заготовка имеет следующую форму (рис. 2.5) в точках А и В у функции f(z) должны быть точки перегиба, т.е. Функция f(z) должна быть так же симметрична относительно середины высоты заготовки, т.е. Примем, что координаты точек перегиба равны z = kh; z = h (1-к); где к є [0,1] - некоторая константа. Тогда для функщш/(г) можно принять При этом будут выполнены условия (2.12), (2.13) и (2.14). Интегрируя (2.15), получаем Из условия (2.11) находим Графики зависимостей/ , f f(z), f "(z) при Л = 1 показаны на рис. 2.6 Вторая стадия процесса формообразования осесимметричных элементов трубопроводов - осадка трубной заготовки с одновременной раздачей внутренним давлением эластичного наполнителя. Произведем анализ кинематики пластического течения в начальный момент второй стадии процесса. Здесь с целью уменьшения утонения стенки заготовки дополнительно к внутреннему давлению q прикладывается усилие осевой осадки F (рис. 2.7). Примем, что заготовка деформируется только в пределах неподкрепленной средней части высотой h. Поле скоростей, описывающее пластическое течение заготовки, должно удовлетворять следующим краевым условиям: 1. При анализе кинематики пластического течения трубной заготовки при ее раздаче необходимо учитывать поворот поперечных сечений. 2.
Построенное в ходе теоретического анализа поле скоростей достоверно отражает пластическое течение заготовки в ходе ее деформирования, является неразрывным и энергетически оптимальным. 3. Полученное поле скоростей будет использовано для определения соотношения q и F в начальный момент второй стадии процесса формообразования осесимметричной детали, когда наиболее вероятно возникновение браковочных признаков (чрезмерно утонение стенки или начало гофрообразования). Для определения давления q, необходимого для начала раздачи заготовки в кольцевую полость матрицы штампа, используем энергетический метод, согласно которому где Nq - мощность внутреннего давления q; Nnj, — мощность пластической деформации заготовки. Мощность пластической деформации Л при осесимметричной деформации будет равна где Н— интенсивность скоростей деформаций сдвига; z, z, z, Yrz - компоненты тензора скоростей деформаций. В соответствии с построенным ранее полем скоростей (2.9) находим скорости деформаций
Определение относительного напряжения осевого сжатия
При штамповке гофров сильфонов наиболее приемлемы для реализации следующие схемы процесса формообразования: 1) Штамповка предварительных гофров сильфонов раздачей последовательным способом (т.е. формуется один кольцевой гофр) со свободным перемещением стенок трубной заготовки в зону деформирования и последующая групповая осадка предварительных гофров заготовки с применением давления эластичного наполнителя. Способ применим для материалов с высокой пластичностью (сталь 12Х18Н10Т). 2) Штамповка предварительных гофров сильфонов раздачей последовательным способом со свободным перемещением стенок трубной заготовки в зону деформирования и на втором этапе — последовательная осадка предварительных гофров заготовки с применением давления эластичного наполнителя. Способ применяется для титанового сплава ВТ 1-0. 3) Штамповка предварительных гофров сильфонов со специальной геометрией раздачей последовательным способом гофров и последующая осадка до получения гофрами омегообразной формы. Данный способ применим для титановых сплавов с ограниченной пластичностью (ПТ-7М). Для реализации первой схемы формообразования был использован штамп, конструкция которого представлена на рис. 4.5. Штамп состоит из нижней плиты 1, с установленной на ней секцией матрицы 2, в которой размещены направляющие колонки 8. С направляющими колонками 8 контактируют полусекции матрицы 4, 5, 7 и проставки 6, которые определяют форму и количество гофров сильфона. Сверху колонки 8 фиксирует секция матрицы 12, в которой установлены эластичный прижим 13 и поршень 14. Секция матрицы 12 посредством фланца 15 и болтов 16 крепится к верхней плите 17.
Штамп работает следующим образом. Трубную заготовку 11 устанавливают в ручей штампа. В трубной заготовке 11 размещают жёсткие шайбы 9, диаметр которых меньше внутреннего диаметра заготовки, и шайбы из эластичной резины 10. Секция матрицы 12 закрывает ручей и предотвращает радиальные смещения направляющих колонок 8 и полусекций матрицы. После закрытия матрицы верхняя плита 17 перемещает поршень 14, сжимающий эластичный прижим 13.
Прижим 13 смыкает полусекции матрицы и сжимает эластичную среду 10, которая формует технологический гофр 26, предназначенный для удержания трубной заготовки от осевого смещения, одновременно формуется первый предварительный гофр 27 (рис. 4.5, а). При этом происходит утяжка трубной заготовки 11 в зазор между шайбами 9 и полусекциями матрицы 7. Затем отводят верхнюю плиту 17 вместе с верхней секцией матрицы 12, сбрасывая усилие и внутреннее давление до нуля. Из трубной заготовки 11 удаляют одну жёсткую шайбу 9 и переносят её под эластичный прижим 13, т. е. в верхнюю часть трубной заготовки. Следующим рабочим ходом, сжимая эластичную среду 10, формуют второй предварительный гофр 28 и одновременно калибруют первый гофр 27 (рис. 4.5, б).
Аналогично формуют последующие гофры, перенося жёсткие шайбы 9 из нижней части трубной заготовки в верхнюю.
При формообразовании окончательных гофров применяют тот же штамп, но меняют полусекции матрицы 7, имеющие форму предварительных гофров, на полусекции 21, имеющие форму окончательных гофров. Между полусекциями 21 при сборке штампа установлены проставки 19 (рис. 4.5, в), которые после сборки штампа удаляют. При рабочем ходе поршень 14, сжимая эластичный прижим 13, смыкает полусекции матрицы штампа, т. е. происходит осевое сжатие, одновременно эластичные шайбы 25 создают внутреннее давление и формуют окончательные гофры сильфона 24 (рис. 4.5, г).
Для изготовления сильфонов из сплава ВТ1-0 (вторая схема формообразования) применялась та же штамповая оснастка, что и для сильфонов из стали 12Х18Н10Т. На 1 этапе последовательной раздачей формуются предварительные гофры, затем проводится отжиг согласно ПИ 685-76 для снятия напряжений, т. к. запас пластичности материала исчерпан.
Так как при групповом осевом сжатии с внутренним давлением эластичного наполнителя происходила недоформовка последних гофров (находящихся в нижней части штампа), из-за потерь на трение давления эластичного наполнителя, 2 этап проводили последовательно. Т. е. в нижнюю часть заготовки сильфона помещали жёсткие шайбы и удаляли только верхние проставки 19. При рабочем ходе поршень 14, сжимая эластичный прижим 13, смыкает полусекции матрицы, а эластичная среда формует верхний окончательный гофр сильфона. Аналогично формовали последующие гофры, т. е. проставки удаляли последовательно и тем самым окончательные гофры формовали последовательно, по одному.
Третья схема штамповки (последовательная раздача гофров со специальной геометрией) применялась для изготовления сильфонов из малопластичного титанового сплава ПТ-7М. Процесс штамповки проходит в жёсткой матрице 2 (рис. 4.7), где пуансон 1 сжимает эластичную среду 3, формуя технологический гофр 5 и первый предварительный гофр 6. При этом предварительные гофры 6 имеют специальную геометрию: угол конусности при вершине а = 10 + 15; радиус у основания гофра 8 Rx = 0,486/z — 0,9; радиус у вершины гофра 9 Я2 — 0,773/г —1,987; высота гофра h = 0,LD, где D—диаметр проходного сечения сильфона [21]. При последовательном формообразовании гофров происходит утяжка трубной заготовки 4 в зазор между жёстким упором 11 и тороидальными полостями штампа 7.
Штамповая оснастка для формовки гофров облегченных фланцев и переходников
Для формообразования облегченных фланцев применялась спроектированная для использования в условиях единичного и мелкосерийного производства оснастка, состоящая из штампа для обжима технологического конца трубной заготовки и штампа для формообразования и калибровки облегченных фланцев. На рис. 4.12 представлена схема штампа для обжима технологического конца трубной заготовки, на рис. 4.13 представлен сам штамп. На рис. 4.14 изображена схема штампа для формообразования и калибровки облегченных фланцев, на рис. 4.15 — фото штампа. Отштампованные в ходе отработки процесса типоразмеры облегченных фланцев представлены в таблице 4.2.
Отработка процесса штамповки полуфабрикатов переходников производилась с использованием штампа, схема которого представлена на рис. 4.16, а сам штамп на рис. 4.17. Отштампованные в ходе отработки процесса типоразмеры переходников представлены в таблице 4.3.
При формообразовании осесимметричных элементов трубопроводных систем ЛА используются эластичные, легкоплавкие и комбинированные наполнители, необходимые для создания давления на внутреннюю поверхность трубной заготовки. С ростом прочностных характеристик материала должна возрастать твердость наполнителя. В качестве пластичных наполнителей возможно применение следующих материалов: парафины (ГОСТ 23683-89), полиэтиленгликоль ПЭГ-115 (ТУ-14-826-82). Для формообразования элементов трубопровода из коррозионно-стойких сталей и титановых сплавов в качестве эластичных наполнителей рекомендуются: резина марок 56, 3826, 2671, 3687, 5168 твердостью от 40 до 80 единиц по Шору и относительным удлинением от 200 до 500 % (ТУ 38.005.1165-83), полиуретан марки СКУ-8Л (ТУ 84-404-88). Возможно применение комбинированного наполнителя из резины с установленными на торцах заготовки полиуретановыми шайбами, которые служат для предотвращения вытекания резины из полости заготовки при высоких давлениях наполнителя и предотвращения расслоения боковых поверхностей концевых элементов наполнителя. Эластичный наполнитель необходимо помещать в полость трубной заготовки в виде шайб с минимальным зазором между стенкой трубы и шайбой от 0,1 до 0,15 мм, толщина шайб 5-10 мм. Подсмазочные покрытия при формовке опытных образцов наносятся на чистую от окислов поверхность заготовки. Для труб из коррозионно-стойких сталей в качестве подсмазочного покрытия рекомендуется применять оксалатирование [25]. На поверхность заготовки окунанием наносится слой лака марки ХВ-5179 ТУ-6-10-1244-82) толщиной от 0,1 до 0,15 мм и с последующей сушкой в подвешенном состоянии на открытом воздухе. После покрытия заготовки лаком производится смазка наружной поверхности одним из следующих способов: - окунанием в раствор хозяйственного мыла концентрацией 50-130 г/л при температуре 50...70 С с последующей сушкой; - натиранием влажным куском детского мыла (ГОСТ 28 546-90); - нанесением кистью смазки «Гольвив» (ТУ 205 БССР-684-82); - нанесением смазки «Укринол-7» (ТУ-21-25-106-83).
После сушки заготовок производят формовку. Штамповка опытных образцов производилась в следующей последовательности. Подготовленную согласно описанной выше технологии заготовку помещали в штамп, полуматрицы смыкались и после этого производилось ступенчатое повышение давления наполнителя (т.е. усилия на пуаЕісоне пресса) до наступления момента начала раздачи заготовки. Начало процесса раздачи фиксировалось при помощи калибра, увеличение диаметра заготовки на 0,1 мм считалось началом раздачи, соответствующее значение давления в гидроцилиндре пресса фиксировалось и по нему после пересчета определялось давление наполнителя в зоне формоизменения. Калибр представляет собой плиту из сплава Д16Т с двумя отверстиями, диаметр одного из них равен номинальному диаметру заготовки (с учетом толщины смазочного покрытия, которая составляет 0,15.. .0,2 мм), а второго - на 0,1 мм больше. Значения давлений контролировались по величине давления в гидроцилиндре пресса, в связи с чем производился пересчет значений давления исходя из соотношения диаметров цилиндра пресса, внутреннего диаметра заготовки и диаметра пуансона по следующей зависимости: где Ц - диаметр цилиндра пресса, Ц = 250 мм. т - внутренний диаметр трубной заготовки В ходе процесса штамповки эластичный наполнитель (резина) контактирует с внутренней поверхностью трубной заготовки, следовательно, давление наполнителя уменьшается из-за потерь на трение, что создает необходимость учета этих потерь. Давление наполнителя с учетом потерь определялось по зависимости [35]
