Разработка процессов получения оболочек сложной формы с поверхностным рельефом из листовой латуни методами сверхпластической формовки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Апатов, Константин Юрьевич

• Апатов, Константин Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Апатов, Константин Юрьевич

Введение

Глава 1. Анализ состояния и перспектив использования СПФ для производства тонкостенных сложнопрофильных изделий с рельефом.

1.1 История, признаки и условия проявления сверхпластичности.

1.2 Сверхпластичность двухфазных латуней.

1.3 Способы, инструмент и оборудование для сверхпластической формовки.

1.4 Специфика СПФ изделий утилитарно - декоративного назначения.

1.5 Автоматизация исследования, разработки и проектирования рациональных технологий СПФ.

1.6 Выводы по главе 1.

1.7. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Методика проведения исследований и исследуемые материалы

2.1 Объекты и методы исследований.

2.2 Исследуемые материалы и образцы.

2.3 Оборудование, оснастка и инструмент для СПФ.

2.4 Методика оценки формуемости поверхностного рельефа

2.5 Общая постановка задачи математического моделирования.

2.6 Программное обеспечение для математического моделирования

Глава 3. Исследование структуры и реологических свойств двухфазных сверхпластичных латуней марок ЛЖМц 59-1-1 и JI63 (0,13%Si)

3.1 Статистический анализ экспериментальных данных по исследованию микроструктуры.

3.2 Построение реологической модели для сплава ЛЖМц 59-1 -1.

3.3 Реологическая модель латуни Л63 (0,13% Si).

3.4 Выводы по главе 3.

Глава 4. Экспериментальное исследование технологических возможностей сверхпластической макро- и микроформовки сложнопрофильных изделий-оболочек.

4.1 Задачи экспериментальных исследований СПФ.

4.2 Разработка конструкции экспериментального штампового блока для исследования СПФ латуней.

4.3 Исследование основных технологических операций сверхпластической формовки.

4.3.1 Результаты опытных формовок образцов-макроформ.

4.3.2 Результаты формовки оболочек с элементами рельефа

4.4 Результаты количественного микроструктурного анализа лату- 115 ней ЛЖМц 59-1-1 и Л63 после СПФ.

4.5 Выводы по главе 4.

Глава 5. Компьютерное моделирование процессов СПФ и условий работы штампового инструмента.

5.1 Задачи математического моделирования СПФ.

5.2 Разработка методики моделирования формоизменения листового материала в состоянии сверхпластичности.

5.3 Моделирование свободной формовки.

5.4 Моделирование формовки сложнопрофильной детали с элементами рельефа на поверхности.

5.5 Сопоставление результатов моделирования и результатов экспериментальных исследований.

5.6 Анализ напряженного состояния штамповой оснастки при СПФ

Глава 6. Разработка технологий СПФ для сложнопрофильных тонкостенных оболочек.

6.1 Комплексная методика проектирование технологических процессов и оснастки под СПФ.

6.2 Разработка типового технологического процесса СПФ оболочек с рельефом.

6.3 Разработка технологии СПФ детали «мембрана».

6.5 Разработка нового способа сборки с использованием СПФ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка процессов получения оболочек сложной формы с поверхностным рельефом из листовой латуни методами сверхпластической формовки»

В настоящее время в связи с необходимостью интенсификации и развития отечественного машиностроения для повышения его конкурентоспособности стоит задача разработки и внедрения высокоэффективных наукоемких технологий, к числу которых относятся процессы обработки металлов давлением.

Сокращение объемов массового и крупносерийного производства в условиях рыночной экономики и повышения спроса на изделия, производимые мелкими сериями или в единичных экземплярах, характерно не только для потребительского рынка, но и для создания новых образцов техники и видов продукции различных отраслей машиностроительного производства.

В связи с этим возникает необходимость разработки новых и совершенствования существующих процессов обработки металлов давлением, эффективных в условиях единичного и мелкосерийного производства. К числу таких процессов относится листовая сверхпластическая формовка (СПФ) сложнопро-фильных деталей из листовых конструкционных материалов с ультрамелкозернистой структурой.

Общий рост экономики Российской Федерации и отдельных отраслей машиностроения приводит к повышению благосостояния и покупательной способности населения. Это обеспечивает повышение устойчивого спроса на продукцию, позволяющую как индивидуальным, так и корпоративным потребителям предъявлять различные требования к качеству и стоимости товаров. На начальном этапе выпуска таких товаров величина приобретаемой единичной партии ограниченна, но номенклатура его типоразмеров должна быть достаточно широкой. При этом традиционно востребованы тонкостенные изделия из листа, имеющие сложную пространственную форму и содержащие на своей поверхности различного рода функциональный или декоративный рельеф. Обычно они производятся с помощью процессов ручной или машинной чеканки, выколотки, формовки и др. - то есть методами листовой штамповки. Одним из перспективных процессов изготовления такого рода изделий единичными или мелкосерийными партиями, является СПФ, называемая также пнев-моформовкой или газостатической формовкой листовых материалов в состоянии сверхпластичности. Процессы СПФ оболочек из листа известны с 70-х годов XX века и были достаточно хорошо исследованы. К настоящему времени учеными разных стран специально для процессов СПФ по разным схемам были разработаны так называемые сверхпластичные сплавы на основе титана, алюминия, меди, железа и т. д.

Сверхпластичные латуни JI63 и ЛЖМц59-1-1, технология производства которых была разработана ОАО Институт «Цветметобработка», МИСиС и ЗАО «Кировский завод по обработке цветных металлов», хорошо зарекомендовали себя при производстве эксклюзивной продукции художественно-декоративного назначения. Эти латуни имеют достаточно высокие механические свойства, привлекательный желтый цвет «под золото», обладают повышенной адгезией с другими материалами, что облегчает нанесение на поверхность латунного изделия различных покрытий лужением, анодированием, оксидированием, чернением ит. п. Они также обладают высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью в слабоагрессивных средах. В связи с этим они могут использоваться как в производстве различных изделий машиностроения, так и при изготовлении потребительских товаров. Вместе с преимуществами СПФ это позволяет изготавливать из этих латуней широкую номенклатуру изделий. Большие перспективы открываются для их применения в архитектуре при изготовлении облицовочных стеновых панелей и других деталей декора стен и потолков, в которых сочетаются разнообразные фактуры, имитирующие эффект патины, коррозии, разного рода футуристических композиций (например оплавленных метеоритных ландшафтов), которые могут использоваться при оформлении помещений в стиле «high-tech». Также на латунных изделиях может быть имитирована фактура древней бронзы или золота при создании классических интерьеров.

Применение СПФ открывает определенные перспективы в общем и специальном машиностроении, при производстве изделий-оболочек с тонким функциональным поверхностным рельефом: мембран, сильфонов и т. д. Большие деформации, характеризующие сверхпластическую формовку в сочетании с высокой теплопроводностью латуни позволят изготавливать элементы теплообменников с большой площадью контакта с окружающей средой, и, следовательно, более интенсивным теплоотводом. Сложнопрофильные оболочки из латуни применяются при производстве различных корпусных деталей.

В связи с этим актуальной научно-технической задачей, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа, является исследование, разработка и совершенствование процессов сверхпластической формовки оболочек сложной формы с поверхностным функциональным и декоративным рельефом из листа сверхпластичных латуней с ультрамелкозернистой структурой на основе использования экспериментально-теоретических методов обработки металлов давлением и применения современных информационных компьютерных технологий

Работа является частью комплекса исследований по разработке теории и технологии эффективных наукоемких процессов обработки металлов давлением, проводимых МИСиС (ТУ) совместно с Вятским Государственным университетом (г. Киров) и в соответствии планом госбюджетной НИР № 3018053 единого заказ наряда по теме «Создание реологической теории и математической модели высокотемпературной деформации с учетом разогрева в процессах с микро- и макросдвигами и исследование их воздействия на металлы и сплавы» на 2003-2006 г.г. и по проекту № 3018001 «Исследование и разработка эффективных технологических процессов ОМД на основе физического и математического моделирования» ведомственной научной программы "Развитие научного потенциала высшей школы" на 2005 г.

Автором выносятся на защиту: комплексная методика проектирования технологий СПФ с использование вычислительной техники, методика определения качественной формуемости изделий и необходимых технологических режимов на основе геометрического анализа сложного поверхностного рельефа и макроформ, реологическая модель вязкопластического течения материала с изменяющейся структурой, результаты экспериментальных исследований СПФ деталей разнообразной геометрической макроформы и элементов поверхностного рельефа, результаты математического конечноэлементного моделирования процессов СПФ с исследованием влияния не него технологических режимов формовки, анализ нагружения штамповой оснастки в процессе СПФ и исследование электронагрева оснастки, технологические режимы и рекомендации для разработчиков оборудования и технологий СПФ.

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории Деформации сверхпластичных материалов Московского государственного института стали и сплавов (Технологического университета).

Автор выражает глубокую признательность д.т.н. проф. О.М. Смирнову за научно-методические консультации, а также благодарность всем сотрудникам НИЛ ДСГТМ и кафедры ОМД МИСиС (ТУ) за большую помощь, оказанную при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Апатов, Константин Юрьевич

Основные результаты и выводы по работе

1. Анализ технологических возможностей СПФ по данным исследований научно-технической и патентной литературы показал, что этим процессом ОМД можно получать как геометрически простые, так и сложнопрофильные изделия с тонким декоративным или функциональным рельефом. Установлено, что для латуней ЛЖМц 59-1-1 и Л63 с ультрамелким зерном ранее были разработаны и внедрены технологии изготовления методом СПФ товаров народного потребления с художественным рельефом в основном в серийном и крупносерийном производства на промышленном прессовом оборудовании. Предложено для единичного и мелкосерийного производства использовать схему «печь-штамп», как наиболее простую, гибкую и удобную для исследования, отработки и внедрения новых видов изделий.

2. Разработана комплексная методика проектирования технологий СПФ, построенная на совместном использовании методов физического и математического моделирования с применением средств вычислительной техники и программного обеспечения. Показано, что эта методика позволяет создавать геометрические математические модели деталей и заготовок, изготовляемых сверхпластической формовкой, проектировать штамповую оснастку и инструмент, осуществлять автоматизированные расчеты их конструкций и элементов на упругие деформации и прочность, оценивать характеристики и температурные режимы работы при нагреве, прогнозировать формоизменение листовых заготовок при различных схемах СПФ и определять технологические характеристики и параметры процесса производства изделий в целом.

3. Для проведения исследований процессов СПФ, условий нагружения оснастки и инструмента с использованием разработанной методики спроектирован, проверен расчетами на прочность и условия нагрева, изготовлен экспериментальный штамповый блок для СПФ по схеме «печь-штамп», на конструкцию которого был получен патент РФ №54541.

4. В результате исследования изменений структуры и реологических свойств латуней марок ЛЖМц 59-1-1 и Л63 при СПФ получены новые количественные данные о влиянии температуры на параметры реологических моделей SP - среды и вязкопластической среды с нелинейным скоростным и деформационным упрочнением. Показано, что на их основе могут быть подготовлены базы данных для адаптации существующих компьютерных вычислительных систем, используемых для решения задач ОМД методом конечных элементов.

5. В результате экспериментально-теоретических исследований процессов СПФ установлено, что при макроформовке изделий геометрически простых форм утонение стенки без разрушения оболочки не должно превышать 200 % от начальной толщины заготовки. Установлено, что при толщине стенки 0,2 мм и менее резко возрастает вероятность образования разрывов, а толщина менее 0.15 мм является предельной для оформления макроформы оболочки, что по-видимому объясняется предельной прочностью латуни на межфазных границах (а и |3 фаз).

6. В результате моделирования установлено, что решающим технологическим параметром при макроформовке является величина давления и время его воздействия на заготовку. Для предотвращения быстрого разрыва оболочки давление не должно превышать 0,4 МПа для стадии свободной формовки и 0,8 МПа для формовки конических, коробчатых и цилиндрических макроформ. Общее время макроформовки составляет при этом порядка 5-10 минут. При микроформовке тонкого рельефа на оболочке время выдержки может достигать 20-25 минут. При этом величина давления, необходимая для формирования качественного поверхностного рельефа не должна быть меньше 1 МПа, а наилучшие результаты достигаются при значениях 1,2-1,5 МПа. Выход за указанные предельные технологические режимы СПФ приводит к росту размеров структурных составляющих латуни более 10-12 мкм и потере сверхпластичных свойств и прекращению заполнения гравюры матрицы.

7. В результате проведенных экспериментально-теоретических исследований разработаны и опробованы в лабораторных условиях ряд новых процессов СПФ сложнорельефных оболочек из латуней, на некоторые из которых по заявке на изобретение № 2005132609. получено решение о выдаче патента РФ.

Методики и результаты исследования процессов СПФ использованы в учебном процессе на кафедре ОМД МИСиС (ТУ) и кафедре ОКМ ВятГУ (г. Киров) при выполнении курсовых и дипломных научно-исследовательских работ и проектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Апатов, Константин Юрьевич, 2006 год

1. Сверхпластическая формовка конструкционных сплавов // Под ред. Н. Пейтона; Ч. Гамильтона М. Металлургия, 1985. 134.

2. Бочвар А. А.; Свидерская 3. А. Явление сверхпластичности в сплавах цинка с алюминием. Изв. АН СССР, ОТН №9, 1945 с. 821-824.

3. Superplasticity in Advanced Materials-ICSАМ-94 / Editor Terence G. Lang-ton / Moscow, 1994, p. 8024. 4lh European Conference on Superplastic Forming-Euro SPF'05 / IOM communication Ltd. London 2005, p. 178

4. Панченко E. В.; Селедкин E. M. Пневмоформовка листовых заготовок в режиме сверхпластичности. Решение технологических задач: Тула 2004. -304 с.

5. Смирнов О. М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М. Машиностроение 1979. 184 с.

6. Смирнов О. М., Чумаченко Е. Н., Цепин М. А. Сверхпластичность: материалы, теория, технологии. М.: КомКнига, 2005. - 320 с.

7. Новиков И. И., Портной В. К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном, М 1981.

8. Дж. А. Верт. Измельчение зерна и ограничение его роста /Сверхпластическая формовка конструкционных сплавов М. Металлургия 1985, с. 75.78.

9. О. Sitdikov, R. Kaibyshev, Dislocation glide and dynamic recrystallization in LiF single ciystals // Materials Science and Engineering, 2002, v.328, no. 1-2, pp.147 155

10. Hamilton C.H., Chosh A.K., Wert J.A. Superplasticity in engineering alloys: a review // Metals Forum.-1985.-v.8-n.4- p.172-190.

11. Ghosh A.K., Hamilton C.H. Mechanical Behaviour and Hardening Characteristics of Superplastic Ti-6A1-4V alloy. Metallurgical Transatios ,1979, v.lOA, N 6, p.699-706.

12. W. A. Soer, A. R. Chezan, J. Th. De Hosson. Reconstruction mechanisms in coarse-grained Superplastic A1 alloys. 4th European Conference on Superplastic Forming-Euro SPF05 / ЮМ communication Ltd. London 2005, p.23-29.

13. E. H. Чумаченко. Математическое моделирование физико-механических систем и процессов (приложения в ОМД и мeдицинe)/www.kommek.ru

14. Е. Н. Чумаченко, В. К. Портной, В. С. Давыдов, Т. Бийодо. Анализ пространственного формоизменения при сверхпластической формовке оболочек с помощью критических сечений./Цветные металлы №1 2005, с. 71-77

15. Технология производства титановых самолетных конструкций/ Брату-хин А. Г., Колачев Б. А., Садков В. В. и др. М: Машиностроение, 1995, 448 с.

16. Чумаченко Е. Н., Портной В. К., Аксенов С. А., Рылов Д. С. Сверхпластическая формовка титановых оболочек в широком диапазоне температур //Наука производству, 2003 №12, с. 2-6.

17. Африкантов А. М. Разработка ресурсосберегающей технологии сверхпластичной формовки полых сложнопрофильных деталей из листовых полуфабрикатов с ультрамелкозернистой структурой. Диссертация на соискание степени канд. тех. Наук; М. 1987.

18. Поляков С. М. Разработка технологии сверхпластической формовки для производства товаров народного потребления из латуни J163. Диссертация на соискание степени канд. техн. Наук, М. 1992.

19. Абдель Рауф Ибрагим Мухаммед Миад Закономерности феноменологических и структурных изменений при растяжении для разработки сверхпластической формовки сложнопрофильных изделий из латуни: Дис. канд. техн. наук. М., 1994.

20. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов /Б. А. Колачев, В. И. Елагин, В. А. Ливанов. М: МИСИС, 1999, 413 с.

21. Портной В.К., Ефремов Б.Н., Новиков И.И. Закономерности влияния температуры на показатели сверхпластичности двухфазной латуни Л59 // Изв. вузов Цветная Металлургия.-1976.-№4.-С. 108-113.

22. Исследование режимов сверхпластичности двухфазной латуни ЛАХ-59-0.5-0.2 / М.А. Цепин, В.К. Портной, A.M. Африкантов и др. // Обработка металлов давлением. Теория и технология. (Научн. труды МИСиС). М.: Металлургия, 1984.-С. 30-34.

23. Формовка полых изделий из листа в состоянии сверхпластичности / Я.М. Охрименко, О.М. Смирнов, М.А. Цепин. М.: Машиностроение, 1976.

24. Кайбышев О. А. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Металлургия, 1984. - 264 с.

25. Hamilton С. Н. Superplastic Sheet Forming. NATO/AGARD Lecture Series on Superplasticity, September, 1987.

26. Патент США № 4269053 Method of Superplastic forming using release coatings // Rockwell Int. Co.: Agrawal S. P. Заявл. 25. 07. 79 №602536; Опубл. 26. 05.81

27. Super-Plasticforming Machines Cyril Bath Company.htm 32 РРСЗГМ Pressure Controller/Calibrator. www.DHI.com

28. Cornfield G. С. Johnson R. Н. The forming of Superplastic sheet metal. Inst. J. Mech. Science, 1970, v. 12, p. 479-490.

29. A. C. № 721178, СССР В 21 D 26/02, 1980.

30. Пат № 4426032 США B23K 31/00, 228/265, 1986.

31. Пат. Англии №1248253, В21 D 26/02 B3Q 1971.

32. Пат № 4516419 США В23К 31/00, 228/265, 1993.

33. Пат. Франции №2453693 В21 D 26/02 1980.

34. Application of Superplastic forming and diffusion bonding to hollow engine blades/ Y. W. Xun, M. J. Tan. Journal of Materials Processing Technology, 1999, №4, pp. 80-85

35. GOODRICH Aerostructures Group www. Metal Forming.htm.

36. Li Chuan Chung, Jung-Ho Cheng. Fracture criterion and forming pressure design for Superplastic bulging/ Materials science and engineering A333 (2002) p. 156-164

37. K. F. Zhang, D. Z. Wu, G. F. Wang, Z. R. Wang. Research on the controlling of the thickness distribution in Superplastic forming./ Science Direct.com.

38. J. Wittenauer. Applications of Ceramic Superplasticity Challenges and Opportunities. Superplasticity in Advanced Materials-ICSAM-97 / Bangalore, 1997 p. 653-663

39. B. Zhang, P. S. Bate, N. Ridley, S. Dover. Modeling of the Superplastic behavior of АА5083/ 4th European Conference on Superplastic Forming-Euro SPF'05 / IOM communication Ltd. London 2005, p. 173-178.

40. A. A. Kruglov, F. U. Enikeev, R. Ya. Lutfullin. Superplastic forming of a spherical shell out a welded envelope./ www.ScienceDirect.com.

41. Industrial application of Superplasticity a vision of the future. N. Chandra / Superplasticity in Advanced Materials-ICSAM-97 / Bangalore, 1997 p. 643-652.

42. Романов К.И. Механика горячего формоизменения металлов. М.: Машиностроение, 1993. 240 с.50.0ден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред: Пер. с англ. -М.: Мир, 1979. 392с.

43. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Пер. с англ. М.: Мир, 1975. 542 с.

44. Осадчий В.Я., Воронцов A.JL, Безносиков И.И. Теория и расчеты технологических параметров штамповки выдавливанием. М.: МГАПИ, 2001, 307 с.

45. Новости моделирования объемной штамповки — программа QForm / Н.В.Биба, С.А.Стебунов. САПР и графика №9, 2000.

46. Биба Н. В., Лишний, А. И., Стебунов С. А. Эффективность применения моделирования для разработки технологии штамповки. Кузнечно-штамповочное производство, 2001, № 5, с.39-44.

47. Биба Н.В., Стебунов С.А. QForm программа, созданная для технологов // Кузнечно-штамповочное производство. 2004. №9. с. 38-41

48. Басов К.A. ANSYS в примерах и задачах. М.: Компьютер Пресс, 2002. - 224с.

49. Обзор возможностей программы ANSYS /www.ansys.spb.ru

50. САПР для машиностроения /Инженерные расчеты и моделирование технологических процессов /MSC.SuperForge/ www.cad.ru

51. MSC.SuperForge компьютерная система моделирования штамповки и ковки/ www.mscsoftware.ru

52. Проектирование процессов объемной штамповки и расчет элементов штампового инструмента, оснастки и оборудования на базе вычислительного комплекса SPLEN / Е.Н.Чумаченко, М.А.Цепин, С.Е. Чумаченко, Л.Е.Рогалевич- Вестник машиностроения, М.: 2000. с 37-45

53. Харламов А., Уваров A. DEFORM — программный комплекс для моделирования процессов обработки металлов давлением // САПР и графика. 2003, №6, с. 34-36.

54. Применение системы DEFORM для моделирования процессов обработки металлов давлением // CAD/CAM/CAE Observer. 2001. №9

55. Филькенштейн, Эллен. AutoCAD 2004 библия пользователя. М.: издательский дом «Вильяме», 2004. - 1040 с.64. www.AutoCAD.ru Официальный сайт компании «utoDesk»

56. Мидлбрук М., Смит Б. AutoCad 2000 для "чайников".: Пер. с англ.: Уч. пос. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2000. - 400 с

57. Мюррей Д. Solid Works для инженеров. Пер. с англ.: - М.: Изд-во "Диалектика", 2001. ^85 с.

58. Беллок В. Компьютерные системы проектирования конструкций и технологий. Пер. с англ. Санкт-Петербург, Изд-во «Элект», 1999 , 277 с.

59. Никитина О. А. Разработка методики проектирования процесса штамповки алюминиевых панелей с односторонним ореберением на вертикальных гидравлических прессах. /Диссертация на соискание ученой степени аанд. техн. наук. М: МИСиС, 2005.

60. Цепин М. А., Поляков С. М., Апатов К. Ю. и др. Двухфазные латуни с ультрамелким зерном для листовой сверхпластической формовки художественных изделий Цветные металлы, 2005 №1.73. ields D. S. Thermoforming, IBM Jornal res. Develop. V. 9 №2 1965. c.

61. Чижиков Ю.М. Теория подобия и моделирование процессов ОМД. -М.: Металлургия, 1970, 285 с.

62. Чиченев Н.А., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследований процессов обработки металлов давлением (экспериментальная механика) М.: Металлургия 1977. 311 с.

63. Данченко В. Н., Миленин А. А., Кузьменко В. И., Гриниевич В. А. / Компьютерное моделирование процессов ОМД. Численные методы. Днепропетровск: «Системные технологии». 2005. - 448 с.

64. Оценка условий работы оснастки и инструмента при их нагреве и сверхпластической формовке изделий с художественным рельефом /М. А. Цепин, К. Ю. Апатов, М. В. Синицын и др.- Кузнечно-штамповочное производство №11, 2005, с. 28.32

65. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Гостехиздат, 1948. - 376с

66. Ленский B.C. Введение в теорию пластичности. М.МГУ, 1969.- 92с.

67. Сверхмелкое зерно в металлах /Под ред. В. В. Романеева, А. А. Гри-горьяна. М.: Металлургия, 1973. - 383 с.

68. А. Глинских. Мировой рынок CAD/CAM систем www.catia.spb.ru

69. Апатов К. Ю., Плошкин В. В. Эксплуатационные свойства штамповой оснастки, упрочненной электроэрозионным способом. Состояние, проблемы иперспективы металлургии и обработки металлов давлением: Труды МГВМИ, 2005, с. 343-348

70. Оборудование для размерной электрохимической обработки деталей машин. Под ред. проф. Седыкина Ф. В.- М.: Машиностроение, 1980.-320 с.

71. Апатов К. Ю., Цепин М. А., Поляков С. М. Устройство для листовой формовки в состоянии сверхпластичности» Патент РФ №54541.

72. Апатов К. Ю., Селедкин Е. М. Цепин М. А. и др. «Моделирование процессов сверхпластической формовки полых оболочек из листа» Известия Вузов -Черная металлургия №11, 2005, с. 21-24

73. У i верждаю» проректор по научной1. Л'' fc-г.нг В.Щ1. J \ " f ,1 --,,« »^^«ержааш» ееторпомаучной ^дте'ЭДО^СТУ) vic'raj. А-А. Аксенов20061. Г«г > TI1. АКТпередачи нау ч но-тех н и ческой информации для использования в учебном процессе

74. Файлы базы данных реологических свойств сверхпласгичных латуней марок ЛЖМц 59-1-1 и Л63 (0,13% Si) при сверхпластической деформации (СПД).

75. Файлы с примерами математическою и физическою моделирования на натурных образцах Реологические данные сверчнлаыичных латуней для ввода в базу данных материалов в вычислительных системах моделирования СПД.

76. Чер1ежи и описание конструкции экспериментальной оснастки для СПФ.1. От Разработчиков Аспиранттк1. К. Ю. Апатов

77. Научный руководитель, с.н с 5V- М. А Цепин ЗаведующитЦЩЛ ДСПМ, с.н.с ^^y^A^Z^y д. Алалыкинот Пользователей

78. Зав. кафедрой ОКМ, доценг "" 7w М. Поляков1. Утверждаю» Генер;1. С Аректор ООО2006 г.

79. Утверждаю» Проректор по научной работе МИСиС (ТУ) к.т.в. А.А. Аксенов2006 г.

80. ТЕХНИЧЕСКИЙ АКТ ВНЕДРЕНИЯ по результатам совместных научно-исследовательских и проектно-технологических работ

81. В период .с 2005 по .2006 г.г. МИСиС (ТУ), российская фирма ОАО «Стройкомплект» совместно с другими российскими организациями и предприятиями выполнил следующие работы :

82. Выполненные работы и полученные результаты Исполнители1 2 3

83. Разработчики и Пользователи отмечают.

84. Разработчики безвозмездно передают, а Пользователи принимаю i для использования в учебном процессе следующие материалы:

85. Файлы базы данных реологических свойств и структурных изменений для сверхпластичных латуней марок ЛЖМц 59-1-1 и Л63 (0,13% Si) при сверхпластической деформации и СПФ.

86. Описание методики моделирования формоизменения заготовок и расчетов штамповой оснастки для СПФ.

87. Файлы с примерами математического и физического моделирования на натурных образцах.

88. Чертежи и описание конструкции экспериментальной оснастки для СПФ и универсальный штамновый блок с комплектом матриц

89. Ответственным за использование переданных материалов на кафедре ОМД назначен ассистент кафедры ОМД Данилин А.В.

90. От Разработчиков от Пользователей

91. Научный руководитель НИЛ ДСПМ,

92. О.М.Смирнов Научный руководитель аспиранта к.т.н^е>и с1. М. А Цепин К. Ю. Апатовщий кафедрой ОМД

93. Б.А.Романцев ченый секретарь кафедры ОМД Ст. преп.1. Т.Ю.Сидорова11. На правах рукописи1. Апатов Константин Юрьевич

94. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОБОЛОЧЕК СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ПОВЕРХНОСТНЫМ РЕЛЬЕФОМ ИЗ ЛИСТОВОЙ ЛАТУНИ МЕТОДАМИ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ФОРМОВКИ

95. Специальность 05.16 05 «Обработка металлов давлением»

96. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук1. Москва 2006

97. Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории «Деформации сверхпластичных материалов» Московского Государственного института стали и сплавов (Технологического Университета)1. Научный руководитель:

98. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник1. Цепин Михаил Анатольевич1. Официальные оппоненты:

99. Доктор технических наук, профессор Романов Константин Игоревич

100. Кандидат технических наук Семенко Константин Михайлович1. Ведущее предприятие:

101. ОАО Гайский завод по обработке цветных металлов «Сплав»

102. Защита состоится «25» октября 2006 г на заседании диссертационного совета Д 212 132 09 при Московском Государственном институте стали и сплавов (технологическом университете) по адресу 117936, г Москва, ГСП-1, Ленинский проспект,

103. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного Института Стали и Сплавов (технологического университета)

104. Автореферат разослан «■> сентября 2006 г

105. Справки по телефону [phone]

106. Ученый секретарь диссертационного cowного совета ,1. Ионов С М

107. Формат 60 х 90 Vi6 Тираж 100 экз.1. Объем 1,5 п л. Заказ 1149

108. Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории Деформации сверхпластичных материалов Московского государственного института стали и сплавов (Технологического университета).

109. Автор выражает глубокую признательность д т н. проф. О.М. Смирнову за на-учно-методические консультации, а также благодарность всем сотрудникам НИЛ ДСПМ и кафедры ОМД МИСиС (ТУ) за большую помощь, оказанную при выполнении работы.

110. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

111. Экспериментально определить показатели формуемости и выбрать рациональные технологические режимы СПФ изделий в виде оболочек с поверхностным рельефом, на основе результатов экспериментально-теоретических исследований и компьютерного моделирования.

112. Научная новизна заключается в следующем.

113. Получены новые количественные данные о влиянии температуры на изменение характеристик структуры и реологических свойств латуней ЛЖМц 59-1-1 и ЛбЗ при СПФ в интервале температур сверхпластической деформации,

114. Рассчитаны значения реологических параметров моделей сверхпластической деформации латуней, которые использованы для формирования баз исходных данных специализированных компьютерных вычислительных систем, позволяющих моделировать процессы ОМД;

115. Разработана комплексная методика проектирования процессов СПФ для получения оболочек с декоративным или функциональным поверхностным рельефом с использованием различных специализированных систем автоматизированного проектирования;.

116. Предложена типовая методика автоматизированных расчетов характеристик нагрева и проверки на прочность штамповой оснастки и инструмента для СПФ по беспрессовой схеме

117. Основные публикации по теме диссертации.

118. Апатов К Ю, Цепин М А, Поляков С. М и др Двухфазные латуни с ультра-мелким зерном для листовой сверхпластической формовки художественных изделий Цветные металлы №1, 2005, с. 67 .70

119. Апатов К Ю, Цепин М А, Синицын М В и др Оценка условий работы оснастки и инструмента при их нагреве и сверхпластической формовке изделий с художественным рельефом Кузнечно-штамповочное производство №11, 2005, с 28-32

120. Апатов К Ю, Селедкин Е М Цепин М А и др Моделирование процессов сверхпластической формовки попых оболочек из листа Известия Вузов Черная металлургия №11, 2005, с, 21-24

121. Апатов К Ю Бегнарский В В, Цепин М А и др Феноменологические уравнения для скоростных характеристик сверхпластичной латуни В кн Труды всероссийской научно-технической конференции «Наука-Производство-Экология», Киров, ВятГУ, 2005, таи 3, с 41-43

122. Апатов К Ю Африкантов А. А , Цепин М А Экспериментальный штампо-вый блок для сверхпластической формовки В кн Труды всероссийской научно-технической конференции «Наука-Производство-Экоюгия», Киров, ВятГУ, 2005, той 3, с 45-46

123. Апатов К Ю Плошкин В В Эксплуатационные свойства штамповой оснастки, упрочненной электроэрозионным способом В кн Состояние, проблемы и перспективы металлургии и обработки металлов давлением Труды МГВМИ, 2005, с 343-348

124. Апатов К Ю, Цепин М А Поляков С. М и др Устройство для листовой формовки в состоянии сверхпластичности Патент РФ на полезную модель № 54541.

125. Апатов К Ю, Цепин М А , Африкантов А А и др Способ попучение изделий из листовых заготовок в состоянии сверхпластичности Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2005132609 от 24 октября 2005 г

126. Апатов К Ю, Панчев С В, Балакин В П Исследование деформационных способностей рельефной формовки ленты из сплава Х20Н80-Н Кузнечно-штамповочное производство № 5, 2006, с 14-18

127. МПа. Выход за указанные предельные технологические режимы СПФ приводит к росту размеров структурных составляющих латуни более 10-12 мкм и потере сверхпластичных свойств и прекращению заполнения гравюры матрицы

128. Практическая полезность работы.

129. Разработана новая конструкция штамповой оснастки и инструмента для экспериментального исследования и отработки технологии СПФ по беспрессовой схеме, защищенная патентом РФ.

130. Разработаны и экспериментально опробованы новые способы СПФ оболочек со сложным поверхностным рельефом, включая соединение и сборку с элементами крепления и деталями из других материалов (стали, стекла, камней и др ), признанные изобретением

131. Разработаны образцы новых изделий с декоративным рельефом и технологии их получения с использованием процессов СПФ, которые приняты к внедрению для производства отделочных панелей и архитектурных элементов.

132. Реализация результатов работы.

133. Результаты работы внедрены в ОАО «Стройкомплект» г. С Петербург, опробованы на машиностроительном предприятии и рекомендованы к использованию наряде производственных фирм

134. Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре ОМД МИСиС (ТУ) при чтении лекций по курсам «Теория обработки металлов давлением» и Технология листовой штамповки»1. Апробация работы.

135. По теме работы опубликовано 4 статьи в рецензируемых научно-технических журналах и 10 статей в сборниках материалов международных конгрессов и всероссийских научно-технических конференций, получен 1 патент РФ и 1 решение о выдаче патента

136. Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, ее научная новизна и изложены основные положения, выносимые автором на защиту.

137. В диссертации представлена общая схема разработки типового технологического процесса, использующего СПФ для получения новых изделий в виде сложно-профильных оболочек с функциональным или декоративным поверхностным рельефом

138. Основные результаты и выводы по работе