Разработка процесса получения деталей из металлических композиционных материалов в кромкогибочном устройстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.05, кандидат технических наук Цветков, Александр Викторович

• Цветков, Александр Викторович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Цветков, Александр Викторович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ¥

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ {О

1.1. Металлические композиционные материалы (МКМ) и их свойства.

1.2. Вопросы механики композиционных материалов /У

1.3. Способы получения профильных деталей из МКМ. /$

1.4. Технологические способы стесненного изгиба.

1.4.1. Изгиб моментом с приложением тангенциальных усилий. й$

1.4.2. Изгиб моментом с приложением тангенциальных и осевых усилий. ^

1.4.3. Изгиб моментом с приложением тангенциальных и радиальных нагрузок.

Ч.

1.4.4. Изгиб моментом с приложением тангенциальных, радиальных и осевых усилий.

1.4.5. Стесненный изгиб профилей с локализацией очага пластической деформации

1.4.6. Метод профилирования фланцев в листовых заготовках ¿/0

1.4.7. Стесненный изгиб в кромкогибочных устройствах ЦО

1.5. Методы неразрушающего контроля композиционных материалов Ц/

1.5.1. Метод механического нагружения ¿/^

1.5.2. Теплометрический метод

1.5.3. Склерометрический метод

1.5.4. Метод акустической эмиссии ^

1.6. Вопросы теории гибки МКМ.

1.7. Основные выводы и задачи работы

2. СТЕСНЕННЫЙ ИЗГИБ НА КРОМКОГИБОЧНОЙ МАШИНЕ ££ 2.1. Существующие устройства для кромкогиба.

2.2. Разработка и изготовление усовершенствованной установки для стесненного гиба МКМ (ЭГУ)

2.3. Возможности кромкогибочных установок (кромкогибов). £~9

3. ТЕОРИЯ ГИБКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ &

3.1. Общие положения.

3.2. Основные допущения и исходные уравнения для решения задачи. $

3.3. Разложение исходных уравнений по параметру возмущения. В6

3.4. Нулевое приближение

3.5. Первое приближение ^ ^

3.6. Напряженно-деформированное состояние при гибке МКМ с

учетом нулевого и первого приближений. ^

3.7. Положение нейтрального волокна

3.8. Предельные возможности материала в процессе гибки МКМ §О

3.9. Силовые параметры гибки МКМ V

3.10. Определение величины пружинения металла после гибки 8 £

3.11. Особенности гибки композита поперек волокон

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИБКИ

/38/, /50/, /51/ м

4.1. Методика проведения экспериментов 8 ¥

4.2. Проведение эксперимента

4.3. Результаты экспериментальных исследований

5. МЕТОД АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Сущность метода акустической эмиссии (АЭ) дд

5.2. Аппаратура для регистрации параметров акустической эмиссии. -{00

5.3. Экспериментальное исследование с помощью акустической эмиссии.

6. ПОСТРОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА КРОМКОГИБОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ /Л

6.1. Порядок разработки техпроцесса гибки. МЪ

6.2. Рациональная область применения кромкогибочного устройства ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПОСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

г

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

<Ту - компоненты тензора напряжений;

(тв,сгр - тангенциальное и радиальное напряжения;

о"ф - касательное напряжение;

jUy - коэффициенты поперечной деформации;

Уу - коэффициенты Пуассона;

Ка - показатель анизотропии;

та - переходной коэффициент;

ву - компоненты натуральной деформации;

ев,е - тангенциальные и радиальные деформации;

ев - сдвиговая деформация ;

S5 - относительное удлинения материала; у/ш - относительное сужение; М - изгибающий момент; Г - усилие сжатия; 8 = ASм - малый параметр, где

ASM - относительное утолщение материала по биссектрисе угла гиба;

V = 1п—- координата выбранной системы; Рн

р - переменный радиус; рн - радиус нейтральной поверхности; R - наружный радиус; г - внутренний радиус;

zs - предел текучести на сдвиг; —

сг. = —- - относительные напряжения;

1

К =----изменение кривизны, где

Рн Рост

рост - остаточный радиус; Е{ - модуль упругости.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка процесса получения деталей из металлических композиционных материалов в кромкогибочном устройстве»

ВВЕДЕНИЕ

При конструировании и изготовлении деталей летательных аппаратов всегда стояла задача уменьшения металлоемкости изделий, повышения их качества, эксплуатационной надежности, снижения расхода материала.

Для выполнения поставленных задач приходится использовать принципиально новые виды конструкционных материалов. Дело в том, что нужны материалы, имеющие специфический комплекс свойств, - такие как жаростойкость, высокая удельная прочность, повышенная виброустойчивость, регулируемость в широком диапазоне механических характеристик и т.д.

Опыт показал, что подобный комплекс свойств не удается получить в каком-то одном сплаве. Для разрешения этой проблемы в последние годы были разработаны композиционные материалы, в которых сочетаются разнородные по свойствам составляющие (матрицы и наполнители).

Однако высокая прочность и низкая пластичность упрочняющих волокон, резкая анизотропия материала вызывает существенные трудности технологического плана. В связи с этим приходится довольно часто отказываться от традиционных способов изготовления из них деталей и разрабатывать принципиально новые. Это, в частности, относится к способам гибки. Разработке нового способа изготовления деталей из композиционных материалов - гибки со сжатием в кромкогибочных устройствах посвящена диссертация.

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

В конструкциях летательных аппаратов широко используются детали, где основной операцией, при их изготовлении, является гибка. В то же время, если деформируемым материалом является композит с низкой пластичностью, то традиционные способы штамповки не позволяют получать детали с заданным

радиусом гиба и необходимой формой. В связи с этим приходится создавать новые технологические способы гибки. Поэтому любая работа, направленная на решение данной проблемы является актуальной.

Цель работы.

Разработать и исследовать способ получения деталей небольших габаритов из металлических композиционных материалов (МКМ).

Научная новизна.

Показана возможность использования кромкогиба для деформирования МКМ. Проведен теоретический анализ стесненного изгиба с учетом особенностей, свойственных композиционным материалам. Выведены формулы для расчета основных технологических параметров процесса: минимально допустимого радиуса гиба, величины пруженения материала после гибки, усилия поджатия заготовки. Установлена зависимость между сигналами АЭ и повреждаемостью волокон композита КАС - 1 - А.

Практическая ценность.

Предложен и разработан способ изготовления малогабаритных деталей из МКМ - стесненный изгиб в кромкогибочном устройстве. Он позволил деформировать материал на более малые радиусы, чем при использовании обычного кромкогиба. Спроектировано и изготовлено гибочное устройство, необходимая оснастка. Показана последовательность ведения разработанного технологического процесса. Все теоретические соотношения доведены до уровня, необходимого для использования на производстве. Предложен способ контроля целостности волокон в процессе деформирования МКМ с помощью метода АЭ.

Публикации и апробации.

Основное содержание диссертации опубликовано в двух монографиях, 11 статьях и тезисах докладов, в одном авторском свидетельстве на изобретение. Сделаны доклады на 6 научно-технических конференциях.

Объем работы.

Диссертация изложена на страницах, включая таблицы и рисунки. Она содержит 6 глав, список использованной литературы наименований.

Уо

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Металлические композиционные материалы (МКМ) и их свойства.

Металлические композиционные материалы входят в группу волокнистых композитов, где пластичная матрица армирована проволокой, нитевидными кристаллами и т.д. Идея создания волокнисто-армированных структур состоит не в том, чтобы исключить пластическое деформирование матричного материала, а в том, чтобы при его деформации обеспечивалось нагружение волокон и использовалась их высокая прочность. В волокнистых композитах высокопрочные волокна воспринимают основные напряжения, возникающие в композиции при действии внешних нагрузок, и обеспечивают жесткость и прочность композиции в направлении ориентации волокон.

Податливая матрица, заполняющая межволокнистое пространство, обеспечивает совместную работу отдельных волокон за счет собственной жесткости и взаимодействия, существующего на границе раздела матрица-волокно. Следовательно, механические свойства композита определяются тремя основными параметрами: высокой прочностью армирующих волокон, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе матрица-волокно. Соотношение этих параметров характеризуют весь комплекс механических свойств материала и механизм его разрушения.

Рассмотрим основные механические и технологические свойства некоторых КМ с металлической матрицей. /1, 2/

В таблицах 1.1, 1.2 показано влияние направления вырезки образцов на предел прочности и относительное удлинение. При этом поперечная прочность для всех материалов значительно ниже, чем в продольном направлении. Относительное удлинение (5=4-5 %) КМ , армированных стальной проволокой, допускает небольшую пластическую деформацию при их нагружении.

Изменение механических характеристик МКМ в зависимости от направления армирования

Материал Ув, % Вырезка вдоль волокон Вырезка поперек волокон

композита Рв, МПа &;% Рв, МПа 3%

АД1-Х18Н10Т 36 580 3,8 225 5,2

АМгЗ-Х18Н10Т 36 670 3,7 380 5,0

А1-В 40 1000-1200 0,4 60-70 0,7

АД1-ВТ15+В 30 900-1000 - 350 -

МА8+В 43 1160 0,3 180 0,9

Таблица 1.2.

Механические характеристики МКМ системы А1-В

Рв, МПа Е, МПа 8, %

вдоль волокон поперек волокон вдоль волокон поперек волокон вдоль волокон поперек волокон

1200-1540 133-155 200000-230000 141000 0,6-0,8 0,6

В таблице 1.3 приведены механические характеристики КМ системы А1+В в зависимости от объемной доли армирования. Ортогонально армированные КМ имеют большее различие в свойствах при различных углах нагружения при одинаковых объемных долях армирования. С уменьшением объемной доли поперечного армирования это различие существенно возрастает. Механические характеристики КМ системы алюминий-бор и магний-бор приведены в таблицах 1.5-1.7 /1, 3/. Приведенные данные показывают, что наибольшие прочностные свойства имеют КМ, армированными волокнами бора. Однако пластичность таких КМ как в продольном , так и поперечном направления весьма мала и не превышает 1% (табл. 1.1, 1.2, 1.3).

п

Зависимость механических характеристик КМ А1 сплав 1100 - борсик от объемной доли армирования

У вол, % Е, МПа V У вол, % Е, МПа V М

0 68000 0,34 0,40 41 198000 0,26 0,32

13 115000 0,30 0,37 50 220000 0,23 -0,28

34 170000 0,27 0,31 54 220000 0,22 0,26

На прочность КМ оказывает существенное влияние как направление вырезки образцов (табл. 1.4), так и объемная доля армирования (табл. 1.5, 1.6), химический состав матрицы и армирующих волокон (табл. 1.7).

Таблица 1.4.

Прочность и жесткость ортогонально армированного боралюминия

Объемная доля волокон, % в направлении полос ой(МПа) ——-- при углах, градусы между продольным Ев(ГПа) направлением и осью нагружения

продольном поперечном 0° 45° 90°

20 20 301-306 144-173 52-71 62-67 264 - 290 140-162

25 15 326 - 354 131-147 75-87 69-71 256-296 77-91

30 10 672 - 695 196-244 66-71 93 159-160 57-83

35 5 735-773 181-228 42-50 43-52 160-178 58-71

Механические свойства материала АД1-В /3/

Объемная доля волокон, % сг„род, МПа а попер, МПа Епрод, ГПа Еп0перГПа

20 519-540 98-117 136,7 77,90

25 737-837 98-117 146,9 88,75

30 850-890 98-117 163,4 94,80

40 1070-1130 88-108 199,3 127,60

47 1213-1230 88-108 226,6 134,50

54 1200-1270 69-79 245,0 139,10

Таблица 1.6.

Механические свойства боралюминиевых композитов с легированными матрицами /3/

Материал матрицы У/, % Состояние композита сгь МПа ог, МПа Е1г ГПа Е2, ГПа

АМгб 30 После горячего 870 125 161,2 93,7

35 деформирования 885 92 187,2 103,6

42 915 57 202,0 127,1

30 После отжига 865 154 - -

35 880 128 - -

42 930 79 - -

АМг2 35 После горячего 982 174 189,0 102,9

45 деформирования 1257 168 214,7 130,5

/</

Прочность композита магний-бор

Объемная доля волокон, % О], МПа при

растяжении изгибе

25 880-920 1140

30 960 -

45 1200 -

50 1250 -

70 - -

75 1330 1600

Примечание. При сжатии и объемной доле волокон 70% О1=3200 МПа. о\, Е] - при испытании вдоль волокна, (Т2, Е2 - при испытании поперек волокна (табл. 1.6)

В настоящее время разработаны, паспортизированы и прошли испытания четыре типа отечественных волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей: алюминий-стальная проволока (КАС-1; КАС-1А), алюминий-бор (ВКА-1; ВКА -2) , алюминий-углерод (ВКУ-1) и магний-бор (ВКМ-1) со следующими свойствами (табл. 1.8). Весьма перспективными с технологической точки зрения являются КМ системы алюминий-стальная проволока КАС-1 А (АВ+ВНС-9). Композиционные материалы марки КАС-1 имеет гетерогенную структуру, состоящую из алюминиевой матрицы, в которой равномерно распределена стальная проволока марки ВНС-9 (до 40 об.%). Благодаря наличию высокопрочного стального волокна композиция обладает высокими механическими характеристиками в продольном направлении. Металлическая матрица позволяет равномерно распределять напряжение между стальными волокнами и повышает пластичность материала. Компоненты, из которых изготовлен материал КАС-1 А не дефицитны: матрица - фольга из сплава АВ, выпускаемая серийно; упрочнитель - высокопрочная коррозионностойкая проволока из стали ВНС-9 (табл. 1.9.).

Свойства ВКМ

Свойства КАС-1А ВКМ-1 ВКА-2 ВКУ-1А

Плотность, г/см1 4,74 2,15 2,65 2,4

Рв, МПа 1500 1200 1300 1150

Я-103, МПа 117 230 230 280

ав40\ МПа 750 800 800 950

а.и МПа 480 600 800 400

ак, кгсхм.±см 6,0 4,0 3,2 1,0

<7В1, МПа 280 200 200 65

амцу, МПа 520 800 950 600

С7в/у КМ 33 56 49 48

Е/у км 2470 10700 8700 11600

Таблица 1.9.

Состав композиционного материала марки КАС-1А

Матрица Упрочнитель

Сплав АВ ГОСТ Т2592-67 Проволока ВНС-9 (0=0,15 мм) 18х15Н5АМЗ, ТУ-4-850-77

65-85, % объема 15-40*, % объема

*- содержание упрочнителя составляет 15, 25, 40 объемные процентов для материалов КАС-1А]5, КАС-1А25, КАС-1А40 соответственно; с^дврЗОО МПа, Рв(внс-9)=3600 МПа.

Методами локально спектрального анализа и электронной микроскопии в композите не обнаружено заметного количества интерметаллидных фаз как в исходном состоянии, так и после нагрева до 500° С в течении 100 часов.

Механические свойства материала КАС-1А определяются свойствами

/6г

упрочняющей его проволоки, все удельные характеристики хорошо согласуются с расчетными данными и намного выше, чем у стандартных алюминиевых сплавов. Некоторые характеристики композиции при различных температурах приведены в таблицах 1.10-1.11.

Таблица 1.10.

Механические свойства при комнатной температуре (при растяжении)

Материал КАС-1А15 КАС-1А25 КАС-1А40

Полуфабрикат Толщина, мм Состояние лист 0,6-3,0 Т1 лист 0,6-3,0 Т1 лист 0,6-3,0 Т1

Направление вырезки образца вдоль поперек вдоль поперек вдоль поперек

ав, МПа 800-850 280-290 1000-1100 200-220 1500-1550 150-180

% 3-3,5 4-5 2-3 4-5 2-3 4-5

ач, МПа 270-330 - 340-370 - 420-460 -

ЧВ/у, км 23-24,7 - 25,1-27,6 - 31,6-32,7 -

Примечание: оц - циклическая прочность при числе циклов Ы=107.

Дополнительные испытания позволили для КАС-1А25 найти следующие характеристики: Е2=10000 МПа; V;2=0,22; 1/27=0,33; /42=0,34.

Таблица 1.11.

Механические свойства при высоких температурах (при растяжении)

Материал КАСТ А] 5 КАС-1А25 КАС-1Аю

Полуфабрикат Толщина, мм Состояние лист 0,8-3,0 Т1 лист 0,8-3,0 Т1 лист 0,8-3,0 Т1

Направление вырезки образца вдоль вдоль вдоль

Температура испытания, С 200 300 400 200 300 400 200 300 400

<7В, МПа 720 565 430 950 820 590 1460 1200 900-1000

% 3,8 4,2 5,0 зд 3,5 3,5 2,2 2,4 2,6

/г

1.2. Вопросы механики композиционных материалов

Вопросы механики композиционных материалов освещены во многих научных трудах /4-8/ и др. В них охвачен широкий круг проблем, связанных с особенностями строения и поведения композиционных материалов при деформировании, а также отражены тенденции их развития. Как отмечено в работе 191, к аналитическому изучению упругопластического поведения композитов можно подходить с различным уровнем требований точности моделирования.

Так, в начале, используются простейшие модели, которые дают качественное описание ранее неизвестного поведения материала. В дальнейшем модели усложнились и они могли ответить на больший круг вопросов и дать уже численные результаты.

Из множества вопросов поведения композитов, нас интересует, в основном, два:

1) определение полей напряжений и деформаций;

2) физико-механические свойства композиции, а также характер и момент ее разрушения.

Рассмотрим существующие подходы к их разрушению. В первом случае, для расчета напряжено-деформированного состояния гетерогенные материалы, к которым и относятся композиты, идеализируются как эквивалентные гомогенные материалы. Это означает переход к однородной, но анизотропной среде. Таким образом, напряженно-деформированное состояние композиционных структур может быть достаточно точно, определено с помощью теорий упругости и пластичности анизотропных сред /4, 5/.

Для определения физико-механических свойств композита используются два подхода: механистический и феноменологический /6/.

При механистическом подходе свойства композита связывают со свойствами компонентов. Этот подход удобен для определения свойств, связанных с определением характеристик композита в целом. При изучении

4В

локальных характеристик механистический подход оказывается менее эффективным.

При феноменологическом подходе неоднородный композит рассматривается как сплошная среда, математическая модель которой строится на основе экспериментально полученных данных без объяснения механизмов, определяющих поведение композита. Если при построении модели уделяется должное внимание математическим требованиям, то феноменологический подход может быть использован для инженерного описания свойств материала, определяющих как локальное поведение, так и его поведение в целом.

Несмотря на то, что механистический и феноменологический подходы удовлетворяют самым разнообразным запросам, они, разумеется не охватывают всех возможностей. Полезные результаты можно получить и при разумном сочетании этих двух подходов.

Разрушение композита обусловлено локальными физическими процессами. Для обоснования критерия разрушения при механистическом подходе необходимо, во-первых, охарактеризовать нерегулярность взаимного расположения матрицы и волокон, во-вторых, разработать во всех деталях методику исследования вне рамок классической механики сплошных сред и, в третьих, изучить физические механизмы каждой из фаз в отдельности /4/.

Наличие множества независимых и взаимно накладывающихся форм разрушения таких как излом волокон, потеря устойчивости отдельных волокон, нарушение адгезии и т.д. настолько усложняют картину, что прикладной инженерный критерий разрушения не может учесть всех перечисленных явлений /5/.

В связи с отмеченным, инженерный критерий разрушения исследуется на уровне, на котором композит считается анизотропным, но однородным /6/.

Исследования показали /10/, что в зависимости от конкретной ситуации разрушение волокна опережает распространение трещины на прилежащем участке матрицы или происходит с ней.

Вклад металлической матрицы КМ в вязкость разрушения материала сопоставим с вязкостью разрушения самого материала матрицы, так как наличие волокон, как правило, незначительно сказывается на объеме деформируемого металла.

Так в композите алюминий-бор, содержащего 50% объемной доли упрочнителя, вязкость разрушения практически не зависит от борных волокон. В этой работе также показано, что в композите алюминий-бор волокна ведут себя вплоть до разрушения упругого, а матрица - упругопластически. Отсюда делается вывод о том, что матрица будет деформироваться пластически.

В композиции алюминий-сталь, когда волокна могут подвергаться небольшой пластической деформации, несколько изменяется механизм разрушения. При растяжении, наряду с упругой областью, существует небольшая пластическая, когда и волокна и матрица деформируются пластически. Затем, при достижении предельной для волокон степени деформации, начинается их спонтанное разрушение, а следовательно, и разрушение всего композита.

1.3. Способы получения профильных деталей из МКМ.

При создании композиционных материалов возник вопрос о технологии изготовления из них деталей. Низкая пластичность МКМ, точнее его волокна, создает большие трудности при пластическом формоизменении материала. Особенно это относится к МКМ с большой долей наполнителя. Несмотря на значительное количество опубликованных работ по композиционным материалам, вопросы, связанные с их пластическим формоизменением отражены слабо.

Способы получения из МКМ профильных деталей можно разделить на несколько групп:

го

1) способы связанные с первичным получением деталей сразу при изготовлении композитов;

2) смешанные способы. Здесь использованы первичная обработка и вторичная с готовым листом. Иногда /11, 13/ первую и вторую группы объединяют;

3) получение деталей из полуфабрикатов (вторичная обработка).

Тема диссертации посвящена одному из способов, относящемуся к третьей группе. Поэтому основное внимание в обзоре будет уделено вторичной обработке МКМ. По первым же двум группам получения деталей приведем лишь несколько примеров. Предложенные здесь способы включают в себя прокатку, прессование и частичную штамповку /11, 12, 13, и др./. Причем детали получаемые такими способами, как правило, имеют большие габариты.

Так в работе /11/ описывается способ предварительной гибки с последующим горячим прессованием. Вид получаемых профилей представлен на рис. 1.1.

Способ получения профилей прессованием представлен на рис. 1.2, а прокаткой - на рис. 1.3.

Для изготовления деталей из готового полуфабриката (листа) первоначально нашли применение способы гибки с пластической прокладкой и способ, основанный на ползучести металла под нагрузкой. Им посвящены работы /12, 13, 14 и др./. При гибке с применением прокладки используют инструментальные штампы (рис.1.4.).

В качестве пластического подпора используют набор листов на алюминиевой основе, имеющих толщину и ширину е/. Для штамповки листовых МКМ в горячем состоянии конструкция штампа содержит специальные нагреватели.

Разновидность этого способа - гибка профилей в инструментальном штампе с упругим подпором (рис. 1.5). Здесь в качестве матрицы используют полиуретан.

Рис. 1.1. Профили, полученные предварительной гибкой и прессованием.

1 - заготовка;

2 - вкладыш;

3 - контейнер;

а - для уголков; б - для тавров.

Рис. 1.2. Прессование профилей из МКМ.

Валки

/1росри/1ь ВКГ1

Рис. 1.3. Получение профилей из МКМ прокаткой

Рис. 1.4. Схема гибки композиционного материала с применением

пластического подпора.

1 - деформируемая заготовка; 2 - подпор; 3 - эластичная среда; 4 - контейнер (матрица); 5 - пуансон.

Рис. 1.5. Гибка с упругим подпором.

и

На кафедре ОМД СГАУ при участии В.А.Башлыкова разработан способ получения профилей, названный гибкой с приложением критической нагрузки. Он заключается в следующем. Деформирование заготовки проводится в горячем состоянии. Для АМгб+В (33%) это температура порядка 380-400 °С. Матрица и пуансон штампа имеют нагреватели. Материал подвергается постоянной критической нагрузке. Под критической нагрузкой понимают величину усилия пуансона, вызывающую в материале малые упругопластические деформации. Изменение формы заготовки происходит за счет последействия. Нагрузка действует длительное время. Здесь можно получить малые радиусы гибки и небольшое пружинение материала.

Проводились также эксперименты по получению профилей на формоблоках с использованием эластичных сред /15/. Схема гибки представлена на рис. 1.6. Этот способ можно использовать в том случае, если радиусы гиба не менее 8-10 толщин листа.

Подводя итоги можно сказать, что в силу тех или иных причин (низкая производительность, большой расход материала из-за наличия прокладок, невозможность получения необходимых радиусов гиба) описанные способы не имеют широкого применения в серийном производстве изделий.

В связи с этим пришлось разработать другие способы гибки МКМ.

Отметим, что довольно подробная классификация способов гибки приведена в работе М.Н.Горбунова /16/ и В.И.Ершова /17/.

Из описанных способов наибольшее применение получил вариант гибки с дополнительным торцевым сжатием, названный Г.В.Проскуряковым /18/ "стесненный изгиб". Его используют при изготовлении листовых профилей из труднодеформируемых сплавов.

Созданию и развитию этого метода посвящены исследования ученых Москвы, Самары, Тольятти, Ульяновска. По этому направлению защищено более десятка диссертаций, написаны сотни статей. Данная диссертация посвящена одному из способов стесненного изгиба в кромкогибе. Поэтому он

й*

Рис.1.6. Деформирование образца эластичной средой.

описан более подробно. При этом будет показано его место среди других способов гибки.

1.4. Технологические способы стесненного изгиба.

Разработке технологии стесненного изгиба посвящены многочисленные работы Проскурякова Г.В., Горбунова М.Н., Ершова В.И., Калужского И.И., Скрипачева A.B., Калганова И.М., Марковцева В.А., Филимонова В.И., Ненашева В.Ю. и многих других авторов. Все описанные способы можно свести к четырем схемам стесненного изгиба.

1.4.1. Изгиб моментом с приложением тангенциальных усилий.

Процесс гибки со сжатием в тангенциальном направлении (стесненный изгиб в чистом виде) позволяет не только существенно уменьшить предельно допустимый радиус изгиба, но и увеличить толщину в зоне деформации.

Применяемые в настоящее время технологические схемы формообразования профилей под воздействием момента и тангенциального сжатия можно отнести к трем основным разновидностям: гибка в штампах, гибка-прокатка и гибка на кромкогибочных машинах /14-23/.

Примером формообразования в штампе является способ изготовления профилей в два перехода (рис. 1.7) /23/. При предварительном формообразовании получают заготовку с высотой вертикальных стенок больше заданной на готовом профиле. В процессе окончательного формообразования производят осадку вертикальных стенок до требуемой конфигурации, прикладывая усилия к полкам и вертикальным стенкам профиля при одновременном зажатии всех его элементов.

Реализация процессов гибки в штампах позволяет создать значительные сжимающие усилия и получить разнообразные по форме поперечного сечения детали с малыми радиусами изгиба и с большим утолщением в угловой зоне /24, 25, 26/. Однако, получение длинномерных профилей требует

Рис.1.7. Гибка в штампе за два перехода.

дорогостоящего оборудования и оснастки. Поэтому практическое применение процессов стесненного изгиба в штампах ограничено.

Процесс стесненной гибки-прокатки (рис. 1.8.) отличается от обычной гибки-прокатки тем, что ролики образуют замкнутый калибр, в котором происходит постепенное уменьшение ширины полок с соответствующим увеличением толщины заготовки в месте изгиба. К сожалению, одновременно происходит утолщение и самих полок. Это происходит вследствие переменной величины тангенциального напряжения по сечению заготовки, что связано с приложением усилия по торцам заготовки. Таким образом, недостатком этого способа, как впрочем и гибки в штампах, является практически неизбежная разнотолщинность полок.

Технологии прокатки стесненным изгибом профилей из различных сплавов посвящен ряд работ Проскурякова Г. В. и других авторов /27, 19/. В результате исследований, проведенных в работе /21/ были получены профили из листа сплава ОТ4-1 толщиной 1,2 мм с утолщением до 20% по биссектрисе угла изгиба и внутренним радиусом угловой зоны 1...2 мм.

Эксплуатация прокатных станов для осуществления стесненного изгиба показала, что они обеспечивают высокую производительность изготовления профилей. Однако, эти станы трудноуправляемы и требуют изготовления сложного комплекта валков для каждого типоразмера профиля. При гибке-прокатке требуется жесткое соблюдение размеров заготовки по ширине, так как при увеличенной ширине заготовки основное утолщение происходит в полках профиля, а не в углу, что приводит к различным поводкам, хотя в большинстве случаев эти трудности преодолимы.

Общим недостатком описанных технологических схем можно назвать приложение тангенциального усилия к кромкам заготовок. Это приводит к неравномерному утолщению полок профиля и, как следствие, различным поводкам. Кроме того, это ограничивает ширину полки из-за возможной потери ее устойчивости и коробления.

Рис. 1.8. Гибка-прокатка в замкнутом калибре.

Этот недостаток может быть устранен при осуществлении стесненного изгиба в кромкогибочных машинах /22/. Так как этому процессу посвящена диссертация, то этот метод будет подробно описан в главе 2.

1.4.2. Изгиб моментом с приложением тангенциальных и осевых усилий.

Схема реализуется при изготовлении профилей волочением и при комбинировании волочения с прокаткой /28, 29/. В качестве примера рассмотрим способ /30/, при котором волочением получают предварительный профиль, а окончательную формовку осуществляют прокаткой, при этом тянущее усилие получают в процессе прокатки. Прокатка ведется двумя парами валков в условиях стесненного изгиба. На рис. 1.9 показана схема изготовления профилей при сочетании процессов волочения и прокатки. Изготовление профилей стесненным изгибом и осевым растяжением может также осуществляться при волочении через инструментальную фильеру (рис. 1.10). Недостатком этого способа является возникновение значительных сил трения.

Общим недостатком описанных схем является, как и при гибке-прокатке, приложение тангенциального усилия по кромкам заготовки.

1.4.3. Изгиб .моментом с приложением тангенциальных и радиальных нагрузок.

Силовые факторы, воздействующие на заготовку при этой схеме позволяют значительно уменьшить предельный радиус изгиба, а также благоприятно воздействовать на процессы поперечного пружинения и утонения заготовки в очаге деформации.

Несмотря на свои широкие возможности схема не нашла достаточного применения в промышленности. Среди известных способов ее реализации выделим несколько наиболее перспективных: гибка прокаткой роликом, способ изготовления У-образных изделий, а также штамповка эластичной средой.

Сущность способа гибки прокаткой роликом ясна из рисунка 1.11, а большим достоинством его является возможность изготовления деталей с

Рис. 1.9. Гибка с сочетанием волочения и прокатки.

Рис. 1.10. Гибка волочением.

переменной площадью поперечного сечения, с переменной высотой полок, различной формы в плане. Недостаток способа - наличие зон внеконтактной деформации.

Способ изготовления У-образных изделий /31/ осуществляется в штампе (рис. 1.12). При гибке листовой заготовки пуансоном, тангенциальные напряжения возникают за счет смещения центра вращения поворотных полуматриц. Дополнительно в зоне гибки прикладываются радиальные сжимающие усилия, блокирующие распространение деформации в согнутую часть изделия. Эта особенность снижает неравномерность деформаций и позволяет повысить качество изделий при гибке с минимально допустимым радиусом.

Широкими возможностями обладает стесненный изгиб эластичной средой /32/.

1.4.4. Изгиб моментом с приложением тангенциальных, радиальных и осевых

усилий.

Практическая реализация схемы позволила бы решить большую часть задач стоящих перед гибкой. Однако, из-за сложности осуществления схема разработана слабо. Примером ее реализации является штамп для гибки заготовок /33/ (рис. 1.13). За счет продольного перемещения заготовки в матрице и воздействия на нее ступенчатого пуансона с вкладышем, создается благоприятная схема напряжений. Под ее воздействием происходит оформление угловой зоны профиля с малыми радиусами сопряжения полок, а также уменьшение пружинения. Недостатком способа является: значительные силы трения, а также приложение тангенциальных нагрузок к торцам полки заготовки.

Каждый из описанных выше технологических способов стесненного изгиба имеет свои особенности, что обуславливает область их применения. Анализируя их возможности и общие недостатки можно отметить, что

Рис. 1.11. Гибка-прокатка роликом.

Рис.1.12. Гибка в штампе У-образных деталей.

1 - пуансон; 2 - матрица; 3 - прижим; 4 - заготовка; 5 - вкладыш с прижимом 6. Рис.1.13. Штамп для гибки заготовок.

целесообразно была бы разработка новых способов стесненного изгиба, в частности с тангенциальным и радиальным сжатием, Совмещение этих нагрузок, а также их локализация в непосредственной близости от очага пластической деформации позволили бы значительно повысить предельные

возможности процесса.

1.4.5. Стесненный изгиб профилей с локализацией очага пластической

деформации

Анализируя существующие способы стесненного изгиба можно отметить, что в большинстве из них, тангенциальные усилия прикладываются к торцам полок профиля. Такая схема приложения нагрузки даже при небольшой относительной ширине полок приводит к их разнотолщинности. В случае же изгиба тонколистовых заготовок с большой шириной полки величина тангенциальных напряжений в зоне изгиба ограничивается возможной потерей устойчивости полки профиля.

В связи с этим становится целесообразным приложение тангенциальных усилий в непосредственной близости от угловой зоны, т.е. локализация пластической области. Осуществление этого, а также приложение к заготовке радиальных сжимающих усилий позволит существенно повысить предельные возможности процесса.

В результате многолетних работ по практической реализации стесненного изгиба на кафедре "Обработка металлов давлением" Самарского государственного аэрокосмического университета Ненашевым В.Ю., Арышенским Ю.М., Хардиным В.Б., Лосевым М.Г. был разработан способ, позволяющий локализовать очаг пластической деформации при осуществлении процесса /34/.

Схема приложения усилий в начальный момент гибки показана на рис.1.14(а). Заготовка предварительно изгибается на определенный радиус. При этом угол при вершине изогнутой заготовки меньше требуемого на готовом

Рис. 1.14. Способ гибки профилей проглаживанием.

профиле. Затем согнутая заготовка 1 устанавливается на рабочей кромке пуансона 2 и с двух сторон прижимается к нему прижимами 3. Усилие прижима Рпр1 рассчитывается таким образом, чтобы предотвратить проскальзывание заготовки по поверхности пуансона при формообразовании профиля. При этом в зоне рабочей кромки пуансона образуется "волна избыточного металла". Форма и размеры волны избыточного металла зависят от радиуса и угла предварительного изгиба.

Главной особенностью описываемого способа является наличие подвижных элементов матрицы 4 и 5, которые, собственно, и позволяют локализовать деформацию. С помощью подвижных элементов 4 и наружной поверхности заготовки прикладываются деформирующие усилия Рг. В процессе формоизменения подвижные элементы 4 смещаются от прижима в сторону рабочей кромки пуансона, при этом перемещается и место приложения усилий Р2. Так как усилие Р2 направлено по нормали к поверхности заготовки, то его можно разложить на две составляющие: Ян - нормальное усилие, прижимающее заготовку к пуансону, и Ре=Т - тангенциальное усилие, которое действует вдоль поверхности заготовки и разглаживает волну избыточного металла, смещая ее к ребру гибки.

Одновременно к нагруженной поверхности радиального участка заготовки с помощью подвижного элемента матрицы 5 прикладывается радиальное усилие Р-?. В результате взаимодействия подвижных элементов непосредственно в угловой зоне (рис. 1.14(6)) создается схема напряженного состояния, которая способствует повышению предельных возможностей изгиба.

Данный способ изгиба профилей был назван "стесненным изгибом с радиальным сжатием".

В этом способе деформации подвергается только небольшой участок заготовки вблизи угловой зоны. Полки профиля при этом не деформируются, поэтому отсутствует разнотолщинность полок и, как следствие, коробление профиля. Способ не накладывает ограничения на ширину полки и позволяет

получать как профили, так и панели с постоянной или переменной шириной полок даже из малопластичных материалов.

Технологическим принципам этого метода посвящена работа /35/, а также диссертации Матвеева А.Ю., /36/, Хардина М.В. /37/ и др.

Проведены исследования по использованию метода для получения профилей из МКМ. Они нашли свое отражение в монографии /38/ и диссертации /39/. Отметим, что одним из соавторов монографии является диссертант. Диссертация Л.А.Хасиса /39/ также использует материалы монографии.

1.4.6. Метод профилирования фланцев в листовых заготовках

Этот метод предложен Шитаревым И.Л. /40-42/. Он состоит в том, что исходная заготовка зажимается в универсальное приспособление, в то время как торцевая заготовка токами высокой частоты профилируется в роликовом устройстве в процессе вращения заготовки. При этом высота деформируемой части регулируется специальными приспособлениями.

Автором способа разработано несколько технологических схем, которые внедрены в производство колец авиационных двигателей.

1.4.7. Стесненный изгиб в кромкогибочных устройствах

В кромкогибочных устройствах получение профилей из плоской заготовки связано с приложением изгибающего момента и сжимающей силы в процессе формообразования угла с малым относительным радиусом. Приложение сжимающей силы происходит благодаря более короткой, чем при обычной гибке, траектории перемещения концевой части заготовки (рис.2.4). Для уменьшения траектории движения торца заготовки на величину Л в кромкогибочных устройствах, предназначенных для осуществления стесненного изгиба, смещают ось вращения поворотной части устройства в верхнюю полуплоскость относительно базовых поверхностей подвижного и

. РОССИ"

ГОС 41 г> Г -

неподвижного корпусов на расстояние к. Технологический процесс изготовления заключается в подгибке концевой части заготовки или же посредством выполнения нескольких перегибов с перемещением заготовки в направлении, перпендикулярном линии гиба.

Кромкогибочные устройства для реализации стесненного изгиба хорошо себя зарекомендовали при изготовлении профилей небольшой длины из малопластичных и композиционных (дисперсно упрочненных) материалов.

Для широкого внедрения этого метода нужны дополнительные исследования, которые изложены в диссертации.

Сразу отметим, что кромкогибочные устройства являются очень удобными для экспериментальных исследований. Эти устройства позволяют изменять усилие поджатия и угол гибки. Наконец, для проведения исследований не требуется изготовления специальной оснастки. Причем, результаты исследований на кромкогибочных устройствах могут быть, в известной степени, распространены на другие виды формообразования стесненным изгибом /22/.

Кроме того кромкогибочные устройства являются едва ли не единственным видом устройств, позволяющим производить гибку на малые радиусы (порядка одно-двух толщин заготовки) композиционных (слоистые армированные волокнами и дисперсно упрочненные) листовых материалов.

В заключении необходимо отметить глубокие исследования Марковцева В.А. /43, 44, 45/ по выявлению дефектов в процессах стесненного изгиба, методов их устранения, создание оборудования, внедрение способов в промышленность.

1.5. Методы неразрушающего контроля композиционных материалов

В настоящее время существуют следующие методы неразрушающего контроля.

4Я

1.5.1. Метод механического нагружения

Он основан на определении деформаций при приложении статических нагрузок постоянной величины для одного типа изделий. Его область применения - крупногабаритные изделия.

1.5.2. Теплометрический метод

Он основан на нагреве материала до разных температур и получения информации о свойствах среды. Несмотря на его преимущества, метод не дает возможности контроля внутренних разрушений МКМ.

1.5.3. Склерометрический метод

Его сущность состоит в том, что фиксируются параметры отпечатков при вдавливании или упругом отскоке рабочего тела при воздействии им на контролируемую среду. С помощью этого метода можно определить прочностные характеристики материала, но только в его поверхностных слоях. Метод трудоемкий, он требует многократных измерений.

1.5.4. Метод акустической эмиссии

Он основан на регистрации волн напряжений, возникающих в металле в результате микро- и макропластических деформаций, трещинообразования и разрушения.

Данный метод является наиболее перспективным для контроля целостности МКМ. В то же время он недостаточно изучен с точки зрения процессов, протекающих внутри МКМ.

1.6. Вопросы теории гибки МКМ.

Имеется ограниченное число источников, где излагаются теоретические разработки по гибке МКМ, особенно при приложении дополнительных усилий. Рассмотрим некоторые из них.

Большой интерес представляет монография /13/. В ней приведены математические выкладки по определению напряженно-деформированного состояния гибки МКМ, с выходом на допустимый радиус гиба.

Здесь анализируется элементарная ячейка МКМ, где используют подходы теории пластичности. Далее за счет подобия деформационных характеристик в ячейках результаты распространяются на очаг в целом. В виду громоздкости уравнение здесь не приводится. В то же время принятые схемы плоской деформации и гипотезы плоских сечений накладывают свои ограничения, которые в работе отражены не совсем четко. Определенные затруднения вызывает необходимость нахождения ряда характеристик, которые входят в уравнения.

В работе /14/ рассмотрена гибка с дополнительной прокладкой и гибка ползучестью. Приведены расчетные формулы. Так при наличии прокладки:

o/l + ~ + - 1 - — Ч S S) S

rmm=^il = —---^-(1.1)

Ь 1 + е*2

где:

е2 = е02 лА " Ц2Р21 5 ln(l + S)e 1 + //2! -п{2- ри)

е02 = 1,25 ln(l + S)e"0,64"

п

д

г \

(«+ 1)J^2- 1 - 2/^2! +

/421

Мг/

S - толщина материала, pj и р2 - прокладок, р1} - коэффициент анизотропии.

Формула, по мнению авторов, хорошо совпадает с экспериментальными данными. Вызывает определенные сомнения выражение 602, так как маловероятно, чтобы для всех материалов коэффициенты 1,25 и 0,64сохраняли свое значение. Видимо, для упрощения е следует разложить в ряд.

Следует отметить работы В.И. Ершова и Чумадина A.C. /46/ и др. Так в работе /46/ с учетом анизотропии проведен анализ напряженно-деформированного состояния материала при гибке. Применяется схема плоской

деформации. Используется метод совместного решения уравнений равновесия и пластичности. йо,

Р Л

Р-— + СГ -0-0 = 0

ар

=

Заключение диссертации по теме «Технологии и машины обработки давлением», Цветков, Александр Викторович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработан способ изготовления деталей из металлических композиционных материалов в кромкогибочном устройстве. Применение этого способа позволяет уменьшить гтт для КАС-1М в 10-15 раз по сравнению с гибкой моментом.

2. Спроектирована и изготовлена оригинальная кромкогибочная установка, которая позволила с одной стороны провести цикл экспериментальных исследований, с другой - изготовить партию опытных профилей. При незначительной доработке ее можно использовать в производстве.

3. Теоретический анализ процесса, выполненный методом возмущения (малого параметра) позволил учесть влияние касательных напряжений и сдвиговых деформаций.

4. Полученные аналитические зависимости позволили выявить характер течения материала и вывести формулы для расчета основных технологических параметров процесса: rmin, Ла, Т.

5. Установлено, что при больших усилиях поджатая, когда возникает ASM >0,1, наблюдается концентрация упрочняющих волокон композита в центральной зоне листа. К поверхностным слоям перемещается матричный материал, имеющий более высокую пластичность.

6. Наличие матричного поверхностного слоя позволило уменьшить г min примерно в 2 раза. Поэтому в расчетной формуле г min вместо композита можно использовать д5 матрицы.

7. Проведенные экспериментальные исследования показали, что формулы для расчета г min, Л а, Т не имеют больших расхождений (менее 20%) с опытными данными. Поэтому они могут быть использованы при проектировании процесса гиба МКМ.

8. Установлено, что экспериментальный характер распределения тангенциальных деформаций и утолщения Л8 по углу гиба соответствует расчетным данным.

9. Впервые предложен способ контроля целостности волокон при деформировании листа. Для его практического использования создана необходимая оснастка. Установлено, что метод акустической эмиссии достаточно эффективен при контроле стесненного изгиба МКМ.

10.Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать рекомендации по составлению технологического процесса изготовления деталей из МКМ в кромкогибочном устройстве.

11.Выявлена рациональная область использования кромкогиба при изготовлении деталей из МКМ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Цветков, Александр Викторович, 1999 год

СПОСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Волокнистые композиционные материалы с металлической матрицей /Под ред. М.Х.Шоршова. - М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

2. Структура и свойства композиционных материалов /К.И.Портной, С.Е.Салибеков, И.П.Светлов и др. - М.: Машиностроение, 1979. - 256 с.

3. Композиционные материалы /Под общей редакцией В.В.Васильева, Р.Д.Болотина. - М.: Машиностроение, 1990. - 512 с.

4. Крастианин Р. Введение в механику композитов. - М.: Мир, 1982. - 334 с.

5. Вакарио А., Ролланд Р. Критерии прочности и анализ разрушения конструкций из композиционных материалов. В кн.: композиционные материалы. Т.7. - М.: Машиностроение, 1978, С.62-107.

6. Эдверд М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных материалов. В кн.: Механика композиционных материалов. Т.2. - М.: Мир, 1978, С.401-441.

7.Копьев И.М., Овчинский A.C. Разрушение материалов, армированных волокнами. - М.: Наука, 1977. - 240 с.

8. Купер Дж., Питтотт М. Растрескивание и разрушение композитов. В кн.: Механика разрушения. Т.7. - М.: Мир, 1979, С.164-216.

9. Адаме Ф. Дональд. Упругопластическое поведение композитов. В кн.: Механика композиционных материалов. Т.2. - М.: Мир, 1978, С.196-241.

Ю.Олстер Э., Джонсон Р. Влияние поверхности раздела на характер разрушения. В кн.: Поверхности раздела в металлических композитах. Т.1. -М.: Мир, 1978, С.266-306.

П.Крейдер К.Г., Прево K.M. Алюминий, упрочненный борным волокном. В кн.: композиционные материалы с металлической матрицей. Т.4. - М.: Машиностроение, 1978, С.419-498.

12.Калашников А.И., Арефьев Б.А., Мануйлов В.Ф. Деформирование композиционных материалов. - М.: Металлургия, 1982. - 248 с.

13.Мануйлов В.Ф., Смирнов В.И., Галкин В.И. Расчеты процессов деформации композиционных материалов. - М.: Металлургия, 1992. - 208 с.

14.Пластическое деформирование листовых волокнистых композиционных материалов /Козий С.И., Мордасов В.И., Хардин В.Б., Иголкин А.Ю. -Куйбышев, КуАИ, 1984. - 57 с.

15.Исследование технологических характеристк материала АВ+ВНС-9 /Мигалов В.В., Москвичев Г.Г., Попова JI.A., Хардин В.Б., Козий С.И. В кн.: Алюминиевые сплавы и специальные материалы, Вып. 10. - М.: НИАТ, 1977, С.84-88.

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

17.Ершов В.И., Глазнов В.И., Каширин М.Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. - М.: Машиностроение, 1990.- 312 с.

18.Проскуряков Г.В. Стесненный изгиб //Авиационная промышленность, 1963, № 2, С.9-13.

19.Проскуряков Г.В. Исследование стесненного изгиба. - Дисс...канд.техн.наук. -Харьков, 1966.- 196 с.

20.Ершов В.И. Изгиб со сжатием в тангенциальном направлении листов из титановых сплавов и стали ВНС-2 //Авиационная промышленность, 1974, № 8, С.12-14.

21.Калужский И.И. Исследование процесса штамповки гофров из листовых анизотропных материалов методом стесненного изгиба при производстве летательных аппаратов. - Дисс.... канд.техн.наук. - Тольятти, 1975. - 140 с.

22.Скрипачев A.B. Изготовление из листа профилей повышенной жесткости на кромкогибочных машинах. - Дисс. ... канд.техн.наук. - Тула, 1981. - 241 с.

23.A.c. №1049138 СССР МКИ В21 Д5/00. Способ формоизменения листовых профилей /Кисиленко А.И. и др. (СССР) № 400481/25-27. Заявлен 08.01.86. Опубл. 30.08.87. БИ № 32. - 3 с.

И 9

24.Проскуряков Г.В., Калышков A.C. Изготовление профилей из алюминиевых и магниевых сплавов стесненным изгибом //Авиационная промышленность, 1973, № 2, С.48-51.

25.Ершов В.П., Зажигин A.C. Изгиб идеально пластической полосы со сжатием в штампе //Изв. вузов. Авиационная промышленность, 1985, № 8, С.37-39.

26.Абдулин Ф.З., Богданов Б.В., Мамонтов Е.А. Формоизменение профилей из сплава Д16 стесненным изгибом //Авиационная промышленность, 1982, № 8, С.37-39.

27.3ажатин A.C., Проскуряков Г.В., Букин В.И. Изготовление профилей и панелей из ОТ4-1 и ВНС-2 стесненным изгибом //Авиационная промышленность, 1967, № 9, С.26-30.

28.Абдулин Ф.З., Калганов И.М. Применение осевой подпоры при формообразовании профилей из листа гибкой волочением в условиях стесненного изгиба //Авиационная промышленность, 1989, № 5, С.48-49.

29.Калганов И.М., Проскуряков Г.В. Формообразование профилей стесненным изгибом при сочетании процессов волочения и прокатки //Авиационная промышленность, 1983, С.40-42.

30.А.с. № 1009559 СССР Способ формовки гнутых листовых профилей /И.М.Калганов, Г.В.Проскуряков и К.Г.Герман. Опубл. 07.09.83, БИ № 13. -3 с.

31.A.c. № 1814946 СССР МКИ В21 Д5/00. Способ изготовления V-образных изделий /В.Ю.Ненашев, Ю.М.Арышенский, М.В.Хардин и др. Опубл. 15.05.93, БИ№ 18. - 2 с.

32.Комаров А.Д., Барвинок В.А. и др. Разработка и исследование процесса стесненного изгиба листовых заготовок эластичной средой //Кузнечно-штамповочное производство, 1996, № 10, С.25-29.

33.А.с. № 539641 СССР. Штамп для гибки заготовок /Ершов В.И. и др. Опубл. 25.12.76, БИ№ 47,- 5 с.

34.A.c. № 1344456 СССР МКИ В21 Д5/00. Способ гибки профилей /Арышенский Ю.М., Ненашев В.Ю. и др. (СССР) № 4038339/31-27. Заявлено 17.05.86. Опубл. 23.01.87, БИ№ 38.-3 с.

35.Теория и технология перспективных процессов изготовления профилей способами стесненного изгиба /Ю.М.Арышенский, В.Ю.Ненашев, Ф.В.Гречников, A.B.Цветков и др. - Самарский авиац. ин-т. Деп. ВИНИТИ 15.02.93, №377,- 254 с.

36.Матвеев А.Ю. Разработка и исследование способа получения профилей повышенной жесткости стесненным изгибом. - Дисс. ... канд.техн.наук. -Самара, 1992. - 166 с.

37.Хардин М.В. Исследование процесса получения гнутых профилей способом обкатки по пуансону. - Дисс. ... канд.техн.наук. - Самара, 1997. - 170 с.

38.Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизвенения анизотропных материалов .- М.: Металлургия, 1990 - 304 с.

39.Хасис JI.A. Исследование процесса гибки тонкостенных профилей из листовых композиционных материалов. - Дисс. ... канд.техн.наук. - Самара, 1998.

40.Шитарев И.Л. Разработка и исследование технологического процесса и оборудования для формообразования кольцевых заготовок газотурбинных двигателей из титановых сплавов местной осадкой в штампах. - Дисс. ... канд.техн.наук. - Куйбышев, 1981,- 236 с.

41.Шитарев И. Л., Шепелев И.Н. Совершенствование технологии изготовления кольцевых заготовок в серийном производстве //Авиационная промышленность, 1981, №1. С.14-16.

42.Шитарев И.Л. Разработка научно-технических основ высокоэффективных технологических процессов в производстве газотурбинных двигателей. -Дисс. ... докт.техн.наук. - Самара, 1995. - 59 с.

ш

43.Марковцев В. А., Проскуряков Г.В., Филимонов В.И. Выбор конструкционных параметров правильного устройства на основе анализа динамического режима //Авиационная промышленность, 1986, № 9, С. 32-35.

44.Марковцев В.А., Проскуряков Г.В. Выбор схемы изготовления профилей при их формоизменении методом стесненного изгиба //Авиационная промышленность, 1988, № 7, С.79.

45.Марковцев В.А. Разработка и внедрение технологии и оборудования для изготовления листовых профилей авиационных конструкций при формоизменении стесненным изгибом. - Дисс. ... канд.техн.наук. -Ульяновск, 1991. - 202 с.

46.Чумадин A.C., Ершов В.И., Айвазов. Теоретические исследования процесса гибки металополимерных композиционных материалов //Кузнечно-штамповочной производство, 1993, №12, С. 16-19.

47.Особенности технологии изготовления профилей из металлических композиционных материалов /Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В., Цветков A.B. и др. - Деп. ВИНИТИ № 3741 - В97. - 125 с.

48.А.С. № 1365857 СССР. Способ определения пластической деформации образцов. Опублик. 23.06.87 БИ № 40,- 5 с.

49.Исследование процессов диффузии и напряженно-деформированного состояния с помощью встроенных меток /Криштел М.А., Гончаров B.C., Скрипачев A.B. Цветков A.B. В кн.: Сварка цветных металлов и сплавов. Тольятти, 1986, С.8-11.

50.Скрипачев A.B., Цветков A.B. Исследование предельных возможностей формоизменения при стесненном изгибе листа //Машины и процессы обработки материалов давлением. -Тула: ТуПИ, 1988, С.154-158.

51.Определение величины упругой отдачи при гибке МКМ /Арышенский Ю.М., Цветков A.B., Хардин В.Б. и др. - Деп. ВИНИТИ № 3756-В47,1997.

52.Калмыков Э.Б., Филюменко Н.И. Применение акустического метода для контроля процессов разрушения материалов. - М.: Виос, 1988. - 48 с.

U2.

53.Скрипачев A.B., Цветков A.B. Акустическая эмиссия в процессе гибки листового композита //Технология теплофизики. - Тольятти: ТПИ, 1988, С.372.

54.Скрипачев A.B., Цветков A.B. Применение акустической эмиссии для исследования процессов гибки волокнистых композиционных материалов -Прогрессивные малоотходные технологии холодноштамповочного производства. - Челябинск: ЧПИ, 1988. - 29 с.

55.Арышенский Ю.М., Хардин В.Б., Цветков A.B. Контроль процесса гибки КМ и использованием эффекта акустической эмиссии. - Технология производства деталей из КМ. Киев: КПИ, 24 с.

56.Арышенский Ю.М., Хардин М.В., Цветков A.B. Методика контроля процесса гибки армированных материалов. - Деп. ВИНИТИ № 394-В98. - 9 с.

57.3айдель J1.A. Элемент оценки погрешности измерений. - М., JL: Наука, 1965, 80 с.

N Tbl РАД^Ю

.'Tg .j nre приятия n/n —5Я41

Ал - КСЙНЦл.,'::

АКТ

о внедрении результатов

Мы, представители предприятия

■СП

(должность. ф.. и.. <.. »¡1с.1ст;ш!:т1-;кч"|)

Аооквлчвв Г. Г», нзл» НИР 8120 Усиков i;,L, л;^;:8пл;;> лп'нв ка-в-..

сгарвай ллллл-гер -в1Ах&:за Р.

и KvAI-I

Т . Н о- ЛЛО;'

'Л « Т аЛ"1 ц

... -»- » у

(ученая степень, звание, <¡5., п., о. научного руки водителя НЬО! Р г г п и < ин I

I < ¡1 Л >1.1

ШЛимгж,

составплн настоящий акт о том, что разработка (и) КуАИ, а именно:

йсодежевание техно#огическпго-1роцесс^ КШВОТОТУШНИЯ профилей

(полное наименование разработки или перечня разработок;

я инструментальных штампах статическим метолом Р .....

выполненные по

ХОЗДОГОВОРУ

(хоздоговору, госбюджету, договору на не редкчу НТД. договору о соц. содружестве)

Шифр темы. ^ договора, (..меткая стоимость НИОКР. >:.т;<м и НИОКР (тыс. руо.)

Наименование 11И OK Р. >т«п» ИПОКР

i lt-рнод проведен::; i ¡ИОКР (договора ;. этана ННОКР

2ЫЖ

■ОоЛОГОВОЛ

-

о 1.01.Я4Г.

латная сто ;-^ооть 2л?'-т,руб

Номер государствен нон (отраслевой) регистрации ... начало окон чан:.-.

Асож лотшкий f взявя^о^г- ?■■ й^^^ея^е Т : т ; -

технологи: -B:G-'arö вппвлв:^ ■ -гот.влврв-гдв ~ L-.

лшчо-лл.хх.л: в~л: .лл

ЗЛаШЛШг..

ноге лателлдлз А-:C--iA? тл л:. : ц г. п. в; тА OB B.'iO QKOC КО DOC ТК О •■' -Т:.: ■• 'ТУ:: -У г ЛФ'Л^в"

:v ГО^с лт4

Ii переданные . п/я .'i~56jtL

(название организации (предприятия) заказчика)

внедрены' с Л«11ШЯ_месяца 1967 паа на (в) ТОДПрИЯТИИ п/я М-УИТ . — :

(организация (предприятие), где внедрена (ы) разработка (и)

в составе производственного цикла изготовления панельного набора ,

(указать наименование объекта, системы, в составе которых .нашли практическое применение вузовская

.летательных аппаратов

разработка (и) или и качестве самостоятельного объекта)

в соотвстств 1I: апнноЩ ,в лвзотвие с 1985г, с .даном

(документы, па основании которых проводилось внедрение разработки (ок) вуза, по какому плану

ПО, ЦТ на 1965-1990 ггу предприятия

проводились работы)

Назначение внедренной (ых) разработки (ик)_ТеХНО§ОГИдеОКИа НрЭЦвСС ГИбКИ Проблей

(раскрыть конкретике рабочие функция внедренной (ых)

из ластового лКМ КАС-1А статическим методом в инстр ументальн ых

разработки (о:;) : .

штампах______

Технический уровень разработки (ок)

а»с, }*> 980328 от 3 авт. 1982г.

l'.YaVi авторских свидетельств'.на изобретения, лицензий, патентов)

а»с, "з 1072493 от 8 окт. 198? г.

вид внедрения _Щ)1(ЩШЁ_(шз!аМ-шштяя стрингерного наботэа ДЛЯ

«эксплуатация изделий и сооружений, изготовление продукции (серийное, ■ уникальное, единичное

______шанелей летательных аппаратов ( имдадюо друуро^_

производство), выполнение производственных работ.' функшгоннрозание систем организации и управления и т. д.)

штамповка стесненным изгибом профилей из КАС-1А с помощью

эффекта акустической зммиссии.

Акт внедрения п-.< форме Р-10 ЦСУ организацне{'1 ¡предприятием) не представляется по Щ)

(указать причину

*"н Ле документа йес'оставлезая акт и 'к-'- форме Р-!0 ЦСУ) ь

Эффективности внедрения

1. Органнзацно::::..- технические преимущества уМеНЬЯвНИС ВЗСЭ УЗЛОВ ДетатеЛЬНЫХ'

I параметры. характеризующие степень качественного улучшс-

___аппаратов, улучшение технических характеристик, повышение надежности

и;-.;; ук:;-.«опальных пока штолен по сравнению с Г>а„<>;»ым или заменяемым вариантом)

2. социальный эз.ьект развитие науки ш научных исследований в отрасли

(подробно раскрыть коикрепшн вал -аффекта: защзта пдорозья человека, охрана окружающей

среды, noBbiiüciüic ::рес:з::ка стран.;:, соверц-'енстзиз^нде

3. Экономический эффект от внедрения разработки (ок) достигнут за счет

без экономического эффекта

(количественная характеристика

экономил материальных, энергетических и трудооых:-ресурсов, сокращение капитальных вложении. повышение качества

продукции и т. д.)

При этом получен фактический годовой экономический эффект

(сумма цифрами и прописью)

________________ТЫС. руб.

Ожидается получить годовой экономический эффект (заполняется при успешном завершении и внедрении НИОКР, когда 'фактическая экономия будет получена в более поздний период __

(сумма цифрами и пропись:?»

тыс. руо

Долевое участие КуАИ в получении экономического эффекта составляет

(сумма цифрами и прописью!

тыс. руо.

^ Уведомление.,о получении фактического экономического эффекта (в случае, когда разработка твдрена с ожидаемым', экономическим эффектом и по ней разработчику представляется акт) будет

сообщено вузу дополнительно в

(квартал)

: 198_г.

Приложение: Расчет фактического годового экономического эфоектг..

От предприятия: .....

1. Руководитель планово-экономической службы (гл. экономист,; нач-—ЦЭО, нач. ПФО)

4

()i института:

¿blACJ*

i. Начальник ПИС

(фамилия, п.. о., подпись!

МОСКВИЧб Б Г,Г. 2. Начальник ПФО Не^ДОВВ,Н.

(должность, ф.. и., о., подпись)

2. Главный бухгалтер

■ (должность, ф.. и., о., подпись)

%

3. Ответственный за внедрение _

С" (до.

—---лурсаков й. Ht.

, ф., и., о., подпись)

ииткикова

* - < в

(должность, ф., и., о., подпись)

____ЬаЯцева ГУ!.

(должность, ф., и., о., подпись)

у. PJ

(фамилия, п.. л^подпиа

3. Отдел ТЭО и внедрения НИР fejggn

-

i., о.. иодпнсь

(фамилия, и., о..роднись) 4. Научный руководитель иолпазле.тения

ь ut;" Р, t|Q *г ц ТТ ' "I f? „

(фамилия, п.. о^

7

У

/

о. Научный руководитель НИОКР

В» Б с

Ьамнли^и.. с;

О.. H'VIMHCÍ

ЭОЗ КуАИ. I9S6 г. Заказ .Vs Z-'r-

4

6 . -в e CK •> « 4 -

! y

V, ' / ».

ОТЧЕТ

nacoi

о выполнении договора о социалистическом или творческом научно-техническом содружестве Мы, нижеподписавшиеся, комиссия в составе: от Тольяттинского политехнического виституть

зав. кафедрой "МиТСЩ", к.т.н., доцент Почекуев S.H., ст.препод.,к.т.к., Скрипачев A.B., инженер НИЛ-10 Цветков A.B.

¡должность, фамилия, имя. .лчеа ou) , •',.■

оны от ^[АЙ заВв кафедрой ¿/„й.

С. ОДНОЙ CTOpOilï

i паичсно:!:'1!

доц.,к.т.н. Гречников Ф.В., дои,. Харли- ВеБ*

.'..'..I.V.:.........

■.':>;>. C«: ; '

Фамилия, имя, отчество)

другой стороны, составили настоящий отчет в том. что >< соответствии о дог-^ст V. <- /',"'1Г:о

" Исследование гтедэльного :го"омой2ме:тс

ческом или творческом содружестве по теме .......................................................;..........................................

ния листовых композиционных материалов при стесненном изгибе

были выполнены исследования Ь.....Р^З^абОТКа . И ......

для ис с л ед офанкйотйращш&е с-ше.©« едезодок жтёт-2 Исследование предельных возможностей формообразования профилей:

"иЛ™^,,, их наличная ^¿¡МШ^ТОМ^

^юв Стесненным-изгибом В ХОЛОДНОМ состоянии, 3.. .,2азраб.атана...и...о.пр-об14рована...ме-тойика--оп-оедел-ен-йя-■п-0©ре-}кдаем0-ст-и--Б0Л'0-■•■"кг№Н° №ошв1ЭЩи(Уй»ах материалов.

Полученные результаты позволяют .разработать... технологкчесм.й ..пгоце^с стесн^"- -

(указывается п е р с п с к т и ы! ас т I

го изгиба и определять несущую способность профилей, оисчят^ по^:

результатов, практическое их применение, сроки внедрения и экономический .

даемость изделий в процессе формообразования с помощью акустической эмиссии, повышать " „ - технологичность и несущую способ-

ность прошилей и конструкций»

%

;д;к"г- :;гг: работа выношена в полном объеме и в

От К>ль/гттинского по.'

института

¿¡технического I

От предприятия (организации)

/ у -

(V г.

© ... * . . I, 1

•«' л 9 1 «

„¿ч«^——---

1 ^

.„ . ,3с,ров

т.ч., ьро+.-е'ссор

. 1 . О'ЧиОНОККР

• е .V. • ±л «

• ® а'- Га

игзетствекиый исполните*!.

п

#