Разработка методики проектирования технологических процессов гибки листовых деталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат технических наук Васильева, Анжелика Вячеславовна

• Васильева, Анжелика Вячеславовна
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Васильева, Анжелика Вячеславовна

Введение

Принятые обозначения

1. Анализ современного состояния вопросов теории и практики 18 изгиба заготовки и задачи исследования

1.1. Основные положения теории изгиба заготовки

1.1.1. Определение положения нейтрального слоя 23 напряжений и деформаций

1.1.2. Определение усилия Ц- образной гибки

1.2. Выводы по главе 1 и задачи исследования

2. Разработка теоретических основ процесса изгиба заготовки

2.1. Сущность метода и основные допущения

2.2. Исследование деформированного состояния заготовки

2.2.1. Определение положения нейтральной поверхно- 55 сти в участке изгиба

2.2.1.1. Описание нейтральной линии уравнением эл- 61 липса

2.2.1.2. Описание нейтральной линии уравнением 65 параболы

2.2.1.3. Описание нейтральной линии уравнением 68 гиперболы

2.2.2. Определение параметров линий тока в участке изгиба

2.2.2.1. Определение параметров линий тока при описа- 71 нии нейтральной линии уравнением эллипса

2.2.2.2. Определение параметров линий тока при описа- 77 нии нейтральной линии уравнением параболы

2.2.3. Поле скоростей течения материальных точек в 80 участке изгиба

2.2.3.1. Поле скоростей течения по траекториям, 84 описываемых уравнение эллипса

2.2.3.1.1. Определение радиальной компоненты скоро- 85 сти

2.2.3.1.2. Определение трансверсальной компоненты 88 скорости

2.2.3.1.3. Установление угла между абсолютной скоро- 90 стью материальной точки и ее трансверсальной составляющей

2.2.3.2. Поле скоростей течения по траекториям, 94 описываемых уравнением параболы

2.2.3.2.1. Определение радиальной компоненты скорости

2.2.3.2.2. Определение трансверсальной компоненты 100 скорости

2.2.3.2.3. Установление угла между абсолютной скоро- 102 стью материальной точки и ее трансверсальной составляющей

2.2.4. Поле скоростей деформаций в участке изгиба за- 104 готовки

2.2.4.1. Поле скоростей деформаций при описании линий тока уравнением эллипса

2.2.4.1.1. Определение радиальной составляющей

Скорости деформации

2.2.4.1.2. Определение трансверсальной составляющей скорости деформации

2.2.4.1.3.Определение скорости деформации сдвига

2.2.4.2. Поле скоростей деформаций при описании ли- 115 ний тока уравнением параболы

2.2.4.2.1. Определение радиальной составляющей ско- 115 рости деформации

2.2.4.2.2. Определение трансверсальной составляющей 117 скорости деформации

2.2.4.2.3. Определение скорости деформации сдвига

2.2.5. Интенсивность скорости деформации сдвига

2.2.5.1. Интенсивность скорости деформации сдвига 121 при описании линий тока уравнением эллипса

2.2.5.2. Интенсивность скорости деформации сдвига 123 при описании линий тока уравнением параболы

2.2.6. Компоненты тензора деформаций и интенсив- 125 ность деформаций

2.2.6.1. Компоненты тензора деформаций при описании 127 линий тока уравнением эллипса

2.2.6.2. Компоненты тензора деформаций при описании 128 линий тока уравнением параболы

2.3. Исследование напряженного состояния

2.3.1. Определение поля напряжений а участке изгиба при описании линий тока уравнением эллипса

2.3.2,Определение поля напряжений а участке изгиба при описании линий тока уравнением параболы

2.4.Установление усилия, требуемого для изгиба заготовки

2.5. Выводы по главе 2 155 3. Экспериментальные исследования процесса изгиба заготовки

3.1. Материалы для исследований

3.2.Исследование течения материала в сечении участка изгиба

3.3. Определение усилия, требуемого для изгиба заготовки

3.4. Определение напряжений в участке изгиба

3.5. Пути дальнейшего исследования процесса изгиба

3.6. Выводы по главе

4. Исследование механических характеристик металла 181 при изгибе заготовок

4.1. Определение остаточных напряжений в изогнутых заго- 185 товках, деформированных по различным схемам

4.2. Усталостные испытания заготовок, деформированных по 187 различным схемам

4.3. Выводы по главе

5. Разработка и освоение технологических и практических ре- 190 комендаций

5.1. Разработка технологического процесса изготовления ТГ- 190 образных деталей в штампе с жестким прижимом

5.2. Разработка рекомендаций к изготовлению LI - образных 195 деталей по прямой и обратной схеме гибки

5.3. Экономическая эффективность

5.4. Выводы по главе 5 197 Выводы по диссертации 199 Литература 204 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики проектирования технологических процессов гибки листовых деталей»

Улучшение основных параметров двигателя летательного аппарата, его надежность, ресурс работы, а так же экономичность тесно связаны с качеством изготовления деталей. Высокая точность, исключительно высокие требования к качеству и физико-механическим свойства материала -характерные особенности современного авиационного двигателестроения.

В этой связи, ускорение научно-технического прогресса, интенсификация производства, дальнейшее развитие и внедрение в производство авиационных двигателей прогрессивной, научно обоснованной технологии обработки металлов давлением приобретает первостепенное значение.

Пластическое формообразование относится к малоотходным, высокопроизводительным и точным методам обработки с высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов.

Основной базой для теории обработки металлов давлением является наука о пластической деформации металлов. Только на основе теоретического анализа становится возможным научное прогнозирование и разработка новых высокоэффективных методов, которые могут быть применимы в ближайшем и отдаленном будущем.

Теория обработки металлов давлением создана трудами многих ученых. К плеяде отечественных ученых относятся: С. И. Губкин, В. П. Север-денко, А. Д. Томленов, А. А. Шофман, А. А. Ильюшин, Ю. А. Ильюшина, Г. А. Смирнов-Аляев, Е. А. Попов, М. В. Сторожев, Е. И. Исаченков, М. Н. Горбунов, Е. Н. Мошнин, И. П. Ренне, Е. П. Унксов, Ю. Л. Поляков, Н. Н. Малинин, Н. И. Коренев, М. И. Лысов и другие.

Среди зарубежных ученых можно выделить в первую очередь Э. Зи-беля, Э. Томсена, Г. Прандля, Б. Сен-Венана, Г. Генки, М. Губера, Р. Ми-зеса, Г. Закса, Л. Прандтля, В. Джонсона и других.

Роль теории обработки давлением в отечественной промышленности будет неуклонно возрастать в связи с непрерывно растущим значением кузнечно-прессового производства. Эта теория располагает современными методами исследования механики процессов ковки и штамповки. В каждом отдельном случае следует применять тот метод (или ту комбинацию методов), который обеспечивает наиболее простые, удобные и достоверные решения той или иной задачи.

Одним из методов изготовления различных деталей газотурбинных двигателей (ГТД), деталей обшивки самолета является листовая штамповка. Листовая штамповка представляет собой процесс изготовления самых разнообразных по форме, размерам и назначению деталей из листовой заготовки в холодном состоянии и является одним из наиболее прогрессивных методов их изготовления. Совершенствование технологии, конструкции штампов и используемого оборудования привело к тому, что листовая штамповка применяется для изготовления деталей самых разнообразных размеров (от долей сантиметра до нескольких метров) и конструкций (от плоских деталей до сложных пространственных, типа облицовочных деталей самолета). Тем не менее, процесс развития листовой штамповки не завершен; в настоящее время наблюдается тенденция все более интенсивного совершенствования способов штамповки, оснастки и оборудования, применяемых для штамповки.

В этих условиях особенно актуальной становится задача разработки научных основ построения рациональных технологических процессов, дающих минимальные трудоемкость и себестоимость изготовления заданных деталей при наилучшем их качестве.

При формоизменяющих операциях листовой штамповки напряжения и деформации, которые имеют место в очаге деформации, в большинстве случаев определяют величину допустимого формоизменения заготовки. Величина допустимого формоизменения в операциях листовой штамповки ограничивается или разрушением заготовки, или потерей устойчивости, приводящей к недопустимому искажению формы. Анализ процесса деформирования заготовки в операциях листовой штамповки с использованием теории пластичности позволят оценить характер и степень влияния отдельных факторов на величину допустимого формоизменения заготовки.

Аналитическое и численное решение задач, связанных с отысканием полей напряжений и деформаций, и определение на основе этого решения величины допустимой степени деформации с учетом влияния основных факторов составляет первую задачу, решаемую теорией листовой штамповки. Следующей задачей, которую решает теория листовой штамповки, является выяснение механизма деформирования заготовки, оценка характера и степени влияния отдельных факторов на процесс деформирования для нахождения причин образования дефектов штампуемых деталей и способов борьбы с ними.

Точность штампованных деталей, служащая одним из показателей их качества зависит от условий штамповки и величины напряжений и деформаций, возникающих в заготовке при ее деформировании. Третьей задачей, решаемой теорией листовой штамповки, является оценка влияния условий деформирования и, в частности, величины и распределения напряжений, возникающих в заготовке при ее деформировании, на точностные показатели получаемых деталей.

При разработке технологических процессов и их отладке зачастую возникают трудности, связанные с получением заданных размерных и прочностных характеристик штампованных деталей. Это вызвано тем, что поле деформаций являющееся функцией поля напряжений, зависит от условий деформирования и может изменяться в процессе деформирования. Отыскания поля конечных деформаций или же величины деформаций, получаемых любым элементом заготовки в результате ее деформирования, является четвертой задачей, решаемой в теории листовой штамповки.

Большой вклад в разработку научных основ технологии листовой штамповки внесли многие отечественные и зарубежные ученые: С.И. Губкин, A.A. Шофман, Р.В. Пихтовников, А.Д. Томленов, М.Н. Горбунов,

B.Т. Мещерин, И.П. Ренне, Е.А. Попов, В.И. Исаченков, Ю.Н. Алексеев,

C.П. Яковлев, Ю.А. Аверкиев, А.Ю. Аверкиев, В.П. Северденко, М.В. Сторожев, А.Д. Комаров, А.Г. Ершов, Е.А. Антонов, Э. Томпсон, Г. Закс, Э. Эйбель, X. Свифт и другие.

Решение задач теории листовой штамповки на основе теории пластичности с учетом одновременного влияния многих факторов наталкивается на значительные математические трудности, не позволяющие в большинстве случаев получить точные решения в виде формул, функционально отражающих влияние основных факторов на процесс деформирования. Это привело к тому, что многие факторы не учитываются и математические зависимости носят приближенный характер.

Новые принципы конструирования и изготовления различных деталей современных авиа двигателей обуславливают все большее применение деталей, полученных гибкой. Такими деталями заменяют детали, ранее получаемые литьем, ковкой или из профильного проката.

Разновидностью процесса изгиба заготовок является гибка в штампе с жестким прижимом, характеризующаяся наличием течения материала вокруг кромки матрицы. При этом в зоне изгиба или очаге пластической деформации возникает растягивающее напряжение. Чем больше влияние растягивающих напряжений на процесс деформации, тем меньше величина допустимой степени деформации. При чрезмерно больших деформациях на выпуклой стороне детали образуется трещина. Наибольшую тангенциальную деформацию получает наружная поверхность заготовки, деформирующаяся под действием только тангенциальных растягивающих напряжений (узкая полоса) или же растягивающих напряжений сг^ (широкая полоса).

Установление величины допустимой степени деформации связано с отысканием поля напряжений и поля деформаций в участке изгиба (очаге пластической деформации). Известно, что для каждого металла и для каждой схемы напряженного состояния имеется своя допустимая величина деформаций, выше которой начинается разрушение. Более пластичные материалы допускают гибку с меньшими радиусами. Нахождение поля напряжения и деформации в участке пластической деформации носит сложный характер и связано с отысканием положения нейтрального слоя деформаций в участке пластической деформации.

При гибке слои металла, находящиеся внутри угла гиба сжимаются и укорачиваются в тангенциальном направлении, а, следовательно, по закону сохранения объема, растягиваются и удлиняются в радиальном направлении. Внешние слои металла растягиваются и удлиняются в тангенциальном и сжимаются в радиальном направлениях. Таким образом существует слой, который не испытывает ни удлинения, ни укорочения - нейтральный слой. Попытки оценить положение нейтрального слоя предпринимались многими учеными. Однако их мнения на этот счет столь различны, что точно определить положение, величину смещения нейтрального слоя пока не удается. Многие авторы считают, что нейтральный слой, а также линии тока представляют собой семейство кривых, описываемых уравнением окружности. Однако такая аппроксимация приводит к противоречию с гипотезой плоских сечений и кинематическими граничными условиями. Отсутствие единого мнения по определению положения нейтрального слоя не позволяет более точно устанавливать напряженно-деформированное состояние по сечению участка изгиба.

Большой вклад в установление картины течения материала, разработку методик расчета напряжений и деформаций в участке пластической деформации внес Е.А. Антонов. Задача решалась для холодного формообразования оболочек сложных форм и, в частности, были разработаны методики по установлению поля напряжений и деформаций в участках двойной кривизны заготовки на основе дифференциальных соотношений.

Исследования по установлению напряженного и деформированного состояния в участке изгиба заготовки позволяют подойти к оценке усилия, необходимого для изгиба ЦТ- образной заготовки. В формоизменяющих операциях усилие деформирования определяется максимальной величиной растягивающих напряжений, действующих в очаге пластической деформации. Существует большое количество различных математических зависимостей для определения усилия, требуемого для изгиба заготовки. Однако ни одна из существующих формул не дает возможность получить точное значение величины внешней нагрузки. Расчет по существующим зависимостям для одного и того же случая гиба дает разброс результатов.

Таким образом, препятствием для дальнейшего развития теории гибки является:

- отсутствие теории, которая отражала бы реальную картину изгиба заготовки;

- отсутствие достаточно точных методик для установления положения нейтрального слоя и линий тока по сечению в участке изгиба;

- отсутствие достоверной методики для получения оптимальных технологических параметров внешней нагрузки и, следовательно, невозможность управлять процессом.

Сделанные к настоящему времени попытки создания методик расчета перечисленных выше параметров, носят весьма ограниченный характер. Это связано с трудностями учета всех необходимых факторов, математическими трудностями в решении уравнений. Принимаемые допущения также ведут к тому, что многие теоретические исследования выполнены лишь приближенно и требуют уточнения. Некоторые из них остаются дискуссионными. Кроме того, существующие методики расчета технологических параметров построены на основе использования интегральных соотношений, определяющих взаимосвязь работы формообразования заготовки с величиной внешней нагрузки. К сожалению, применение интегральных энергетических зависимостей не позволяет в полной мере определить рациональные технологические параметры. Поэтому для анализа, а также для повышения точности определения внешней нагрузки необходима разработка дифференциальных соотношений, позволяющих устанавливать связь между параметрами внешней нагрузки и деформацией заготовки. Только на этой основе возможен целенаправленный поиск рациональных параметров процесса изгиба заготовки.

В связи с этим главной целью настоящей работы явилось изучение физических особенностей процесса изгиба заготовки, физико-механической природы пластической деформации и разработка на этой основе теоретических и экспериментальных методик определения оптимальных условий изгиба заготовок, обеспечивающих получение наилучших характеристик деталей при наименьших затратах и себестоимости деталей.

Результаты комплекса исследований по анализу особенностей изгиба заготовок в штампе с жестким прижимом позволили получить следующие научные результаты, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы формообразования заготовок:

- предложена новая модель течения материала в участках изгиба с непрерывным распределением скоростей, основанная на априорной оценке течения материала по линиям тока, описываемым уравнением эллипса, параболы и гиперболы;

- найдены параметры линий тока;

- разработана методика с помощью которой:

- найдено распределение скоростей течения материальных точек по сечению изогнутой части заготовки;

- по сечению участка изгиба заготовки установлены зоны с различными схемами деформированного состояния;

- по сечению участка изгиба установлены зоны повышенной и пониженной интенсивности деформации, приведена оценка неравномерности проработки материала пластической деформацией;

- решена задача по установлению напряженного и деформированного состояния материала по сечению участка изгиба заготовки;

- определено напряжение, действующее по границе зоны пластической деформации с недеформированной частью заготовки; выполненные исследования по установлению напряженно-деформированного состояния позволяют анализировать характер влияния параметров штамповой оснастки и характеристик деформируемой заготовки и на этой основе оптимизировать параметры штамповой оснастки и характеристики деформированной заготовки;

- разработаны методики расчета силовых параметров процесса изгиба заготовок.

Все теоретические исследования доведены до полного математического описания и решены на ЭВМ.

2. Экспериментальные исследования подтвердили высокую степень адекватности математических моделей и дали возможность:

- показать, что по границам зоны изгиба имеют место сдвиги материала, линии тока не являются окружностями, а смещение нейтральной линии происходит к внешнему радиусу, а не к внутреннему, как считают многие ученые;

- подтвердить более корректное описание линий тока в участке изгиба уравнением эллипса;

- подтвердить правомерность теоретических расчетов по нахождению параметров внешней нагрузки, требуемой для изгиба заготовки;

- подтвердить высокую степень сходимости теоретически рассчитанного напряжения, действующего по границе зоны изгиба, с данными эксперимента.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ г - внутренний радиус заготовки, мм; Я - внешний радиус заготовки, мм; в - толщина заготовки, мм; В - ширина заготовки, мм; 1 - длина заготовки, мм; <р - угол гиба, град.; ар - радиальное напряжение, МПа; с7д - трансверсальное напряжение, МПа; Гф- касательное напряжение, МПа; р - радиус нейтрального слоя напряжений, мм; ы р - радиус нейтрального слоя деформаций, мм; <7 - напряжение текучести, МПа; с - коэффициент смещения нейтрального слоя напряжений; х - коэффициент смещения нейтрального слоя деформаций; х, у - декартовы координаты; Р - усилие изгиба заготовки, Н; ъ - зазор между матрицей и пуансоном, мм; г - радиус скругления кромки матрицы, мм; г^ - радиус пуансона, мм; а^ - предел прочности при растяжении, МПа; I

7 - экстраполированный предел текучести, МПа;

П* - модуль упрочнения, МПа; л - коэффициент трения; а - большая полуось эллипса, мм;

Ь - малая полуось эллипса, мм;

Е - эксцентриситет эллипса; р - фокальный параметр параболы, мм;

Д - исходное положение линий тока от поверхности заготовки, обращенной к матрице, мм; р,9 - полярные координаты; м? - угловая скорость радиус-вектора, с~ *; I - время, с;

VрУд - компоненты скорости течения материала соответственно в радиальном и трансверсальном направлениях, мм/с; а - угол между абсолютной скоростью и ее трансверсальной составляющей, град.; и , ид- перемещения по соответствующей координате, мм; бр, 80- компоненты скорости деформации по соответствующей координате, с-*;

0р - скорость деформации сдвига, с~ ^;

Н. - интенсивность скорости деформации сдвига, с~ *; е , вд- логарифмические деформации по соответствующей координате; - интенсивность главных логарифмических деформаций; ёУ - элементарный объем, мм ; о э - элементарная площадь, мм ; Огр- предел текучести, МПа; у/ - относительное уменьшение площади поперечного сечения при растяжении; у/ - относительное поперечное сужение; ил - внутренняя мощность, затрачиваемая на пластическую деформацию, кгс.мм/с; V - скорость перемещения пуансона, мм/с; а~ внешняя мощность, кгс.мм/с; а - напряжение в протянутой части заготовки, МПа.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Васильева, Анжелика Вячеславовна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

Результаты комплекса исследований по анализу особенностей изгиба заготовок в штампе с жестким прижимом, характеризующимся наличием течения материала вокруг кромки матрицы, сформулированы в следующих основных выводах:

1. Анализ современного состояния вопросов теории и практики формообразования заготовок показал, что имеющиеся теоретические разработки по отысканию положения нейтрального слоя деформаций носят весьма разрозненный и противоречивый характер. В настоящее время вопрос о точном положении нейтрального слоя деформаций окончательно не решен и продолжает оставаться дискуссионным. По имеющимся данным трудно также установить, представляет ли собой нейтральный слой дугу постоянного радиуса или какую-либо другую кривую.

Анализ существующих методик расчета усилия, требуемого для изгиба заготовки, показал, что здесь также не единого мнения. Расчет усилия по существующим математическим зависимостям для одного и того же случая гиба дает разброс результатов до 150%.

Реализация способа 1Г- образной гибки требует дальнейшего развития теоретических основ в области производства изогнутых деталей

2. Исследование механизма течения материала в участке изгиба показало, что аппроксимация линий тока уравнением окружности неприемлема, ибо она вступает в противоречие с гипотезой плоских сечений и кинематическими граничными условиями.

На основе выполненных экспериментальных исследований предложена новая модель распределения скоростей, основанная на априорной оценке течения материальных точек по линиям тока, представляющим части семейства эллипсов, парабол и гипербол с центрами, совпадающими с центром радиуса матрицы и большой полуосью, проходящей из этого центра под углом П/4 к оси деформируемой заготовки. Данная модель удовлетворяет гипотезе плоских сечений, кинематическим граничным условиями и более точно отражает реальность, при этом впервые разработана методика расчета параметров линий тока.

Исследование математических моделей и их экспериментальная проверка показала, что наиболее адекватной является модель течения по линиям тока, представляющим части семейства эллипсов.

Эти результаты позволяют ставить и решать различные задачи, связанные с оценкой напряженного и деформированного состояния материала по сечению в участке изгиба и, в частности, дают возможность:

- установить, что течение материальных точек по сечению заготовки складывается из трех движений - поступательного, деформационного и вращательного и носит знакопеременных характер;

- установить в участке изгиба зоны с различными схемами деформированного состояния и оценить энергетические затраты мощности пластической деформации в них.

3. Выполненные исследования по установлению картины течения материала, установлению деформированного состояния в участке изгиба заготовки позволили, сопоставив различные методы определения напряжения и выявив такой, который в аналитических решениях учитывает наибольшее количество факторов, повышающих адекватность решений, и более полно отражает реальные условия деформирования, получить следующее:

- установить по сечению участка изгиба зоны с различной интенсивностью деформаций, оценить неравномерность проработки материала пластической деформацией;

- разработать методики решения плоских задач по определению напряженно-деформированного состояния по сечению участка изгиба;

- разработать методику расчета напряжения, действующего в участке изгиба, и, в частности, определить, что максимальное напряжение достигается на нейтральной поверхности в сечении участка заготовки;

- анализировать характер влияния параметров штамповой оснастки и характеристик деформируемой заготовки на напряженное и деформированное состояние материала в участке изгиба заготовки и на этой основе оптимизировать параметры штамповой оснастки и характеристики деформируемой заготовки.

4. Выполненные исследования по установлению напряженно-деформированного состояния позволили получить методику расчета усилия, требуемого для изгиба заготовки, и на этой основе обеспечивать рациональный выбор технологических параметров для широкого комплекса разновидностей процесса изгиба заготовки с течением материала вокруг кромки матрицы.

Полученные аналитические решения являются в достаточной степени универсальными и могут быть использованы при анализе процесса изгиба деталей различной конфигурации.

5. Разработаны методики, устройства и выполнены экспериментальные исследования по изучению течения материала в участке изгиба, установлению усилий и напряжений, действующих по границе зоны пластической деформации. Эти результаты позволили показать правомочность сделанных предположений и допущений, высокую адекватность предложенных математических моделей и, в частности, дали возможность:

- теоретические представления о течении материала в участке изгиба по траекториям, представляющим части семейства эллипсов, гипербол и парабол подтвердить экспериментальными данными;

- установить, что более адекватной является модель течения материала по траекториям, описываемым эллипсом - расхождение составляет 1,5-3%;

- установить усилия изгиба ТГ- образной заготовки опытным путем; подтвердить большую 5-20% степень сходимости эксперимента с теоретически рассчитанным усилием, при описании линий тока уравнением эллипса; подтвердить большую степень сходимости усилия, рассчитанного по предложенной методике в сравнении с существующими формулами по определению усилия (30-100%) и с данными эксперимента;

- определить напряжения, действующие по границе зоны пластической деформации и подтвердить высокую степень сходимости теоретически рассчитанных напряжений с данными эксперимента до 20%;

- наметить пути дальнейшего исследования процесса изгиба.

6. Предложенная модель течения материала в участке изгиба позволяет прогнозировать величину остаточных и усталостных напряжений в деталях, полученных по прямой и обратной схемам гибки. Теоретические предположения подтверждены экспериментально. Эти результаты позволяют направленно влиять на свойства деформированного металла путем рационального выбора схем и режимов деформации, обеспечивающих изменения в требуемом направлении схемы напряженного состояния и степени деформации в участке изгиба заготовки.

7. Разработаны рекомендации по изготовлению Ц- образных деталей гибкой в штампе с жестким прижимом. Формообразование ТГ- образных заготовок на базе предложенной схемы деформирования и новой оснастки позволило значительно повысить экономический эффект их производства и улучшить качество. Экономический анализ показал, что метод может быть применен не только в опытном и серийном производстве, где он наиболее эффективен, но и в массовом. Экономический эффект составил 4 ООО рублей в год.

8. Разработаны рекомендации к изготовлению деталей по прямой и обратной схеме гибки в зависимости от требуемых механических характеристик металла.

9. Разработаны практические рекомендации по применению разработанной методики применительно к деталям ГТД. Методика может быть применима: при гибке поперечной силой; при гибке с тангенциальным сжатием и растяжением при изготовлении таких деталей ГТД как стрингеры, полки нервюр, профили шпангоутов; при изготовлении сложных пространственных деталей, типа облицовочных деталей самолета, створок сопла и других.

Все практические рекомендации переданы на Открытое акционерное общество "Рыбинские моторы" г.Рыбинск.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Васильева, Анжелика Вячеславовна, 1999 год

1. Разумихин М.И., Комаров А.Д. Определение упругой отдачи листовых металлов при штамповке-гибке резиной прямолинейных бортов,- Кузнеч-но-штамповочное производство, 1962. №9.

2. Комаров А.Д. Упругая отдача листовых металлов при штамповке-гибке резиной прямолинейных и криволинейных бортов. Кандидатская диссертация, Куйбышевский авиационный институт, 1962.

3. Ренне И.П. Пластический изгиб листовой заготовки. Труды тульского механического института. М., 1950, вып. 4, с. 146-162.

4. Хилл Р. Математическая теория пластичности. Пер. с англ. Под ред. Григолюка Э.И., М., Изд-во иностр. лит., 1955. 407 с.

5. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М. Машиностроение, 1977. - 278 с.

6. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л. Машиностроение. Ленинградское отделение, 1980. - 432 с.

7. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. М. Машиностроение, 1981. - 224 с.

8. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. -М. Машиностроение, 1977. 424 с.

9. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. М. Машиностроение, 1989. - 304 с.

10. Мошнин E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей. М. Машиностроение, 1973. - 240 с.

11. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. М. Машиностроение, 1979. - 520 с.

12. Сапаровский C.B., Смеляков Е.П., Комаров А.Д. и др. Новые способы холодной штамповки. Куйбышеское книжное изд-во, 1974. - 230 с.

13. Свешников B.C. Прогрессивная технология холодной штамповки. -Лениздат, 1974. 230 с.

14. Ершов А.Г., Арутюнов B.JI. Формообразование профильных заготовок кольыевых деталей ГТД из листового материала изгибом с подпором кромок. Сб. Трудов НИАТ, №294, с.24 -30.

15. Давыдов В.И., Маскаков М.П. Производство гнутых тонкостенных профилей. М. :Металлургиздат, 1959.

16. Мошнин E.H. Гибочные и правильные машины. М. :Машгиз, 1956.

17. Сприпачев A.B., Проскуряков Г.В., Ренне И.П., Калужский И.И. Экспериментальное исследование стесненного изгиба. Кузнечно-штамповочное производство. №2, 1983.

18. Головин В.А., Ракошиц Г.С., Навроцкий А.Г. Технология и оборудование холодной штамповки. М. Машиностроение, 1978.-352с.

19. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.:Металлугриздат, 1960. т.1, 376 е., т 2, 416 е., т. 3, 306 с.

20. Соколов Л.Д. Сопротивление пластической деформации. М. :Металлургиздат, 1963. - 284 с.

21. Алексеев Ю.Н. Вопросы пластического течения металлов. Харьков: изд-во Харьковского Университета, 1958. - 191 с.

22. Крыжный Г.К., Мацукин Ю.Г. Кинематика деформирования заготовки в процессах вытяжки со стационарным полем напряжений: Сб. Импульсная обработка металлов давлением. М. : Метал лургиздат, 1957.-437 с.

23. Шехтер В.Я. Перемещения, деформации, скорости и ускорения при глубокой вытяжке из листовых материалов. М. Юборонгиз, 1951, с. 13.

24. Hank V., Kramar G. Kraftberechnen beim Tiefziehen mit Hilfe des oberen Schrankenerfahrens. Industrie Anzeigen 97. Jg .r. 101.1975, p.l 17-118.

25. Попов E.A. Общая методика анализа формоизменяющих операций листовой штамповки при осесимметричном деформировании. В кн. : Основы теории обработки металлов давлением /Под ред. М.В. Сторожева, М. :Машгиз, 1957, с. 369-404.

26. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. М. :Металлургиздат, 1947.

27. Антонов Е.А. Исследование напряженного состояния в участках двойной кривизны. Оборудование и прогрессивная технология обработки металлов давлением авиационных материалов. Межвузовский сб. Научных трудов, Ярославль, 1984.

28. Шофман JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М. Машиностроение, 1964. - 375 с.

29. Северденко В.П., Овчинников П.С., Резенберг С.Э. Брак в листовой штамповке. Минск. :Наука и техника, 1973. - 168 с.

30. Соколовский В.В. Теория пластичности. -М. :Гостехиздат, 1950.-416 с.

31. Хилл Р. Математическая теория пластичности.-М.:ГИТТЛ, 1956.-273 с.

32. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М. :Наука, 1969. - 420 с.

33. Джонсон В., Кудо X. Механика процесса выдавливания металла. М. Металлургия, 1965. - 175 с.

34. Прагер В. Проблемы теории пластичности.- М.:Физматгиз, 1958.-193 с.

35. Томленов А.Д. Теория пластических деформаций металлов. М. :Машгиз, 1951.- 378 с.

36. Бэкофен В. Процессы деформации. М. Металлургия, 1977. - 288 с.

37. Шофман Л.А. Основы расчета процессов штамповки и прессования. -М. :Металлургиздат, 1961.-291 с.

38. Неравномерность деформации при плоском пластическом течении. /И. П. Ренне, Э. А. Иванова, Э. А. Бойко, Ю. М. Филигаров, Тула: Изд-во Тульского политехнического института, 1971, с. 18-31.

39. Колмогоров В. А. Напряжения. Деформации. Разрушение. М. Металлургия, 1970. - 299 с.

40. Ильюшин А. А. Некоторые вопросы пластического течения. М. :АН СССР, 1958.-311 с.

41. Пластическое формоизменение металлов /Г. Я. Гун, П. И. Полухин, В. П. Полухин и др. М. Металлургия, 1968. - 458 с.

42. Деформация металлов жидкостью высокого давления /В.А.Уральский, В. С. Плахотин, Н. И. Шефтель и др. М. Металлургия, 1976. - 424 с.

43. Степансткий Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. -М. Машиностроение, 1979. 215 с.

44. Попов Е.А. Основы теории обработки металлов давлением. М. Машгиз, 1959.

45. Теория обработки металлов давлением /И. Я. Тарновский, А. А. Позде-ев, О. А. Ганаго и др. М. Металлургиздат, 1963. - 289 с.

46. Степанский Л.Г. О границах очага пластической деформации при выдавливании. Вестник машиностроения, 1963, №9, с.25-31.

47. Авицур В. Исследование процессов волочения проволоки и выдавливания через конические матрицы с малым углом конусности. -Конструирование и технология машиностроения. М. Мир, 1964, №4, с.48-51.

48. Костава A.A. Исследование механики пластической деформации и процессов прессования при высоких гидростатических давлениях. Докторская диссертация. М. :ЦИНИИТМАШ, 1980. - 432 с.

49. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. Пер. с англ. Под. ред. Арамановича И.Г., М. :Наука, 1974.

50. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести.-М. :Высшая школа, 1968. 512 с.

51. Смирнов-Аляев Е.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. М. .'Машиностроение, 1978. - 368 с.

52. Смирнов-Аляев Г.А., Чикидовский В. П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. Л. ¡Машиностроение, 1972. - 360 с.

53. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М. ¡Металлургия, 1986. - 688 с.

54. Пластичность и разрушение/В. Л. Колмогоров, А. А. Богатов и др. М. ¡Металлургия, 1977. - 336 с.

55. Петерсон Р. Коэффициенты конструкции напряжений. М. :Мир,1977.

56. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. Л. ¡Машиностроение, 1968. - 271 с.

57. Ершов В.И. и др. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. М. Машиностроение, 1990.-312 с.

58. Соколовский В.В. Теория пластичности. Гостехиздат, 1951.

59. Теория пластичности. М. :ГИИЛ, 1948. - 452 с.

60. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М. Машиностроение, 1964.

61. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. Пер. с англ. Под ред. Г. С. Шапиро, ИЛ, 1954.

62. Ильющин A.A. Пластичность, ОГИЗ, 1948.

63. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. ГИТТЛ, 1956.

64. Прагер В., Ходж Ф. Теория идеально пластических тел. Пер. с англ. Под ред. Г. С. Шапиро, ИЛ, 1956.

65. Чжень. Решение задач плоского прессования методом верхней границы. Конструирование и технология машиностроения. - М. :Мир, 1970, №1, с.23 - 26.

66. В. Avitzur. Metal Forming Processes and Analysis. Me Graw Hill Book Compani, 1968. -459 p.

67. Киучи, Авицур. Анализ пластического течения через клиновые суживающиеся матрицы. Конструирование и технология машиностроения. -М. :ИЛ. 1980, №2, с.213 - 221.

68. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. Пер.с англ. М. Машиностроение, 1969.-504 с.

69. Перлин И.Л. К выводу формулы Зибеля при осаживании круглого цилиндра. Вестник машиностроения, 1958 ,№2, с.44-45.

70. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. M. - JI. :ОНТИ, 1934. - 194 с.

71. Петров С.Н. Сопротивление ковкого металла сжатию между двумя параллельными плоскостями. Записки Горного института, СПБ, 1914.

72. Головин А.Ф. Прокатка ч.1. М. :ОНТИ, 1933.

73. Пригоровский Н.И. и др. Модели для исследования напряжений из оптически нечувствительного прозрачного материала с вклейками из материала ЭД6-М. Заводская лаборатория, 1958, N11, с.9 - 14.

74. Скворцов Е.В. Основы конструирования штампов для холодной штамповки. Конструкции и расчеты. М. ¡Машиностроение, 1972.

75. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М. ¡Металлургия, 1973. - 524 с.

76. Давиденков H.H. Измерение остаточных напряжений в трубах. Журнал технической физики, 1931, выпуск 1, том 1, с.115 - 119.

77. Мошнин E.H. Гибка, Обтяжка и правка на прессах. Технология и оборудование. М. ¡Машиностроение, 1969.

78. Parsaneti Nino. Dteterminazione degli sviluppi di piegatura della lamiera. «Trauciat stamp», 1979, 16, №4. 17-43 (итал.).

79. Schaub W.Fehlererscheinungen beim 180 ^-Biegen. «Ind. Anz.», 1979,101№3.

80. Grid circle analysis of stamped metals can be automated.«Prod. End.», 1979, 26, №4, 14.

81. Sobanski Andrzej, Piela Antoni, Bober Jan, Poster w badaniach tlocznosci blach. «Zesk. Nauk. PSI», 1979 №606.211

82. Kraass K-It Biegen von federharten Werkstofen. «Fertigungtechn. und Betr.», 1978, №5.

83. Ренне И.П. Изменение толщины листовой заготовки при чистом изгибе. Труды ТМИ, вып.4, 1950.

84. Макаров Э.С. Ренне И.П. Гибка пластически неоднородной полосы. Исследование в области пластичности и обработки металлов давлением. -ТПИ, Тула, 1968.

85. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М. Машиностроение, 1975.

86. Бочвар A.A. Металловедение. М. :Металлургиздат, 1956.

87. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. М. :Машгиз, 1955.

88. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. Методы расчета усилий деформирования. М. :Машгиз, 1959.

89. Северденко В.П. Теория обработки металлов давлением. Минск. :Высшая школа, 1966. - 223 с.