УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСІВ ГАРЯЧОГО ОБ’ЄМНОГО ШТАМПУВАННЯ ДЕТАЛЕЙ АВІАЦІЙНИХ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ ВАЖКОДЕФОРМІВНИХ СПЛАВІВ

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми та наведена загальна характеристика роботи, показана наукова новизна і практична значимість отриманих результатів досліджень.

В першому розділі проведено аналіз наведених науково-технічних джерел у галузі обробки металів тиском, що стосуються виготовлення деталей складної прос-торової конфігурації із важкодеформівних сплавів. Показано, що в даний час широке поширення в авіаційній та аерокосмічній техніці мають деталі з ребрами із важкоде-формівних високоміцних сплавів (алюмінієві та титанові сплави). Проаналізовано номенклатуру досліджуваних деталей і проведена їх класифікація (рис. 1).

Рисунок 1 - Типові представники деталей з ребрами

Встановлено, що в умовах сучасного виробництва літальних апаратів широко застосовується гаряче об'ємне штампування як метод виготовлення відповідальних деталей складної форми. Це пояснюється високою продуктивністю процесу при мож-ливому отриманні високих механічних властивостей деталей, можливістю досягнення заданої точності в межах встановлених відхилень.

Показано, що отримання деталей з ребрами із важкодеформівних сплавів являє собою значну трудність. Неправильно обрані співвідношення геометричних розмірів елементів поковки призводять в процесі штампування до виникнення таких дефектів: складок, затисків, незаповнень і т.д. При цьому вельми обмеженою є область сприят-ливих умов деформування. Встановлено, що основним напрямком удосконалення процесу об'ємного штампування деталей з ребрами є розробка більш досконалої технології гарячого об'ємного штампування і штампового оснащення при збереженні необхідної точності.

Наведено переваги використання штампування в умовах ізотермічного і на-ближених до нього деформування для отримання деталей досліджуваної групи.

5

Проаналізовано існуючі розробки для отримання якісних деталей з ребрами із важкодеформівних сплавів. Визначено основні технічні прийоми, вживані у виробни-чій практиці, що забезпечують отримання деталей заданої форми, точності і з необ-хідною структурою. До таких прийомів слід віднести штампування у штампах з ком-пенсаційними виступами, застосування вальцювання, управління термомеханічними режимами обробки. Однак ці методи мають ряд недоліків, які призводять до підви-щення собівартості виготовлення деталей. Показано, що доцільним є вдосконалення технологічних процесів штампування деталей з ребрами на базі запропонованого ори-гінального способу штампування.

Показана ефективність проведення комплексу чисельного й експериментально-го моделювання процесу штампування, що взаємодоповнюють одне одного і дозво-ляють стверджувати про високий ступінь адекватності проведеного дослідження при узгодженості результатів, отриманих з використанням різних моделей. При цьому кожен з цих методів має свої переваги і недоліки. Так фізичні методи моделювання характеризуються меншою точністю, у порівнянні з чисельними, але при цьому від-різняються більшою наочністю, відображаючи в більшій мірі якісну картину дослід-жуваного процесу.

У другому розділі запропоновано загальну методику дослідження та обрані методи теоретичних і експериментальних досліджень.

Загальна методика досліджень полягає в удосконаленні технологічного процесу штампування поковок з ребрами із важкодеформівних сплавів на підставі запропоно-ваного способу штампування і проведення комплексу чисельного та експерименталь-ного моделювання процесу штампування на базі розроблених моделей для підвищен-ня наукової обґрунтованості прийнятих технічних рішень.

Удосконалено технологічний процес штампування поковок П-подібної форми із важкодеформівних титанових і алюмінієвих сплавів на основі запропонованого способу штампування. Використано спосіб, у відповідності з яким, на попередній стадії штампування на поковці формуються дві бічні порожнини складного профілю. При цьому використовується штамп з двома рівчаками, попереднім і остаточним. Так попередній рівчак має рельєф, де на внутрішніх бокових стінках, відповідаючи реб-рам на поковці, виконані симетрично цим ребрам спеціальні профілі з позитивною кривизною (напрямні виступи). Це дозволяє змінити напрямок течії металу на попе-редній стадії штампування, що дає можливість переважно затікати йому в вертикальні ребра, утворюючи ребра необхідної висоти на попередній стадії штампування.

Спосіб штампування поковок реалізується наступним чином. Первинно вико-ристовується для штампування нагрітий в електропечі до температури 950+20 0С (ма-теріал заготовки ВТ20) або 430+20 0С (матеріал заготовки В95) напівфабрикат у вигля-ді заготовки з прокату або кований злиток 1 (рис. 2, а). Потім у попередньому рівчаку штампа отримують напівфабрикат 2 з виконаними в ньому порожнинами 3 (рис. 2, а). Напівфабрикат 2 знову підігрівають до тієї ж температури і на остаточній стадії процесу відбувається обтиск утворених порожнин з подальшим їх переформу-ванням в готову поковку 4 (рис. 2, б). Після цього проводять обрізку облоя в обрізно-му штампі.