Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Повышение эффективности изготовления трубных переходов на основе применения совмещенного процесса «раздача-обжим»

Диссертация: Повышение эффективности изготовления трубных переходов на основе применения совмещенного процесса «раздача-обжим»
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Экспериментально установлено влияние трения на контактных поверхностях на качество штампуемых переходов. Выявлено, что качество обработки рабочих поверхностей инструмента и качество применяемых смазок оказывают значительное влияние на качество переходов. Чистота обработки поверхности матрицы и пуансона должна быть Яа 0,2−0,4. В качестве смазочного материала при штамповке медных заготовок… Читать ещё >

Содержание

  • Принятые обозначения
  • 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ
  • 1. Л. Область применения и типы трубных переходов
    • 1. 2. Способы и устройства для получения трубных переходов
    • 1. 3. Обзор теоретических исследований получения трубных переходов раздачей и обжимом
    • 1. 4. Постановка целей и задач исследования
  • 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО — ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ЗАГОТОВКЕ
    • 2. 1. Анализ имеющихся работ
    • 2. 2. Математическая модель совмещенного процесса «раздача-обжим»
    • 2. 3. Алгоритм расчета напряжений для операции совмещения обжима и раздачи
    • 2. 4. Анализ расчета параметров для операции совмещения обжима и раздачи
    • 2. 5. Выводы по главе
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА «РАЗДАЧА-ОБЖИМ»
    • 3. 1. Цели и задачи эксперимента
    • 3. 2. Экспериментальное исследование формоизменения заготовки
    • 3. 3. Экспериментальные исследования влияния трения на качество штампуемых переходов и величину усилия штамповки
    • 3. 4. Исследование зависимости усилия деформирования от технологических параметров с помощью статистических методов
      • 3. 4. 1. Методика проведения численного эксперимента
      • 3. 4. 2. Выбор варьируемых факторов и определение значений функций отклика
      • 3. 4. 3. Задание исходных данных. Реализация эксперимента и анализ полученных результатов
    • 3. 5. Выводы по главе
  • 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
    • 4. 1. Методика подготовки технологического процесса
    • 4. 2. Проектирование технологической оснастки
      • 4. 2. 1. Расчет параметров пуансона
      • 4. 2. 2. Расчет параметров матрицы
    • 4. 3. Рациональные условия деформирования
    • 4. 4. Технологический процесс изготовления трубных переходов методом совмещения «раздачи-обжима»
    • 4. 5. Технико-экономические показатели рассматриваемой технологии
    • 4. 6. Выводы по главе

Повышение эффективности изготовления трубных переходов на основе применения совмещенного процесса «раздача-обжим» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время, когда каждый производитель старается изготовить высококачественную продукцию с наименьшими затратами, возрастает спрос на ресурсои энергосберегающие технологии, которые позволяют получить качественную продукцию на универсальном оборудовании с наименьшими затратами металла, электроэнергии и рабочего времени. Разработка таких технологий является важнейшей задачей, стоящей перед наукой.

Как раньше, так и сейчас, большим спросом пользуются детали из труб, а именно переходы. Они применяются в машиностроении, судостроении, самолетостроении. Без них не может обходиться нефтегазодобывающая, химическая промышленность, строительство, сельское хозяйство. Разновидности трубных переходов показаны на рисунке 1.1. [1].

Существует достаточно большое количество способов получения переходов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Основным недостатком большинства из них является, прежде всего, необходимость предварительного нагрева. На нагрев тратится время и энергия, поэтому его желательно исключить. Отдельные способы требуют сложного специального оборудования. Это не выгодно, так как требуются дополнительные капитальные вложения. Наиболее эффективным и экономичным считается способ изготовления, при котором происходит одновременная раздача и обжим заготовки. Этот способ не требует предварительного нагрева заготовки, поскольку деталь штампуется в холодном состоянии. Штамп устанавливается на пресс с соответствующим усилием, а деталь изготавливается за один ход пресса. Все это позволяет снизить затраты электроэнергии и времени на изготовление детали, а также исключить безвозвратные потери металла.

Способ изготовления переходов совмещением обжима и раздачи был предложен В. Н. Фроловым и Ю. С. Летниковым [2]. Изучением способов изготовления трубных переходов и их совершенствованием занимались М.Н.

Горбунов, В. Н. Сапожников, В. Г. Середа, А. А. Дорожков, В. Г. Копорович, Э. А. Савченко, В. А. Купреев, А. Д. Комаров, О. М. Ситкин и др.

Данная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию процесса получения трубных переходов, при котором совмещаются операции раздачи и обжима.

Цель работы', на основе накопленного опыта, математического и натурального моделирования, выполнить комплексное исследование процесса совмещения обжима и раздачи и разработать рекомендации по повышению эффективности изготовления трубных концентрических переходов.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие научные задачи:

1. Осуществить математическое моделирование процесса совмещенного обжима и раздачи с целью определения основных энергосиловых параметров процесса, рациональной конструкции инструмента и условий деформирования.

2. Для поверки адекватности математической модели провести натурное моделирование процесса совмещения обжима и раздачи и сравнить с результатами, полученными с помощью математической модели.

3. Провести экспериментальное исследование и выявить влияние различных видов смазки на изменение усилия в процессе штамповки.

4. Разработать рекомендации по проектированию и изготовлению рациональной конструкции инструмента и использованию смазки.

5. Разработать методику проверки заготовки на устойчивость.

Автор выражает благодарность профессору Шеркунову В. Г. за квалифицированное руководство при выполнении данной работы, доценту Погорелову Ю. М., доценту Трусковскому В. И., инженеру Семашко М. Ю. за консультирование, советы и помощь при подготовке и проведении экспериментов, а также другим сотрудникам кафедры «МиТОМД» Южно-Уральского государственного университета за оказанное содействие в оформлении работы и создании благоприятных условий для её выполнения.

Выводы и рекомендации.

1. Анализ имеющихся литературных источников показал, что процесс изготовления переходов с Кр.0б.^ 1,47 методом совмещения «раздачи-обжима» является наиболее выгодным, производительным, безопасным и экономичным. Так как не требуется предварительного нагрева заготовки, специального оборудования и готовый переход можно получить за один ход пресса.

2. Впервые разработана методика расчета напряженного состояния в заготовке в процессе деформирования. В основе этой методики лежат уравнения теории обработки металлов давлением, а именно, уравнения равновесия, уравнения пластичности. Их совместное решение позволило рассчитать возникающие напряжения с учетом коэффициента трения, влияния изгиба, изменения толщины стенки и упрочнения. Разработана математическая модель и методика определения условий, при которых происходит потеря устойчивости заготовки и образуется дефект в виде поперечной складки. Результаты реализации математической модели представлены в виде номограммы, с помощью которой можно проверить заготовку на возможность потери устойчивости. Кроме того, варьируя такие параметры как коэффициенты трения на поверхностях контакта деформируемого металла с пуансоном и матрицей, механические свойства заготовки, геометрия заготовки и рабочего инструмента, скорость и степень деформирования, можно определить такие их значения, при которых заготовка отштампуется качественно, без образования поперечной складки.

3. Получено экспериментальное подтверждение теории о характере деформаций верхнего и нижнего торцев заготовки в зависимости от перемещения пуансона. В частности, подтверждено, что при штамповке раздача начинается раньше, чем обжим.

4. Получена зависимость изменения величины усилия деформирования от основных технологических факторов: коэффициентов трения на поверхностях контакта деформируемого металла с пуансоном и матрицей, механических свойств заготовки, геометрии заготовки и рабочего инструмента, скорости и степени деформирования. Анализ данной зависимости показал, что на усилие штамповки значительное влияние оказывают марка материала заготовки, угол конусности пуансона и матрицы, а также отношение толщины стенки заготовки к её среднему диаметру. Таким образом, чем пластичнее материал, тем меньшее усилие необходимо для деформирования. Чем больше угол конусности пуансона и матрицы и отношение толщины стенки к её среднему диаметру, тем больше усилие, возникающее при штамповке. Скорость перемещения пуансона незначительно влияет на усилие штамповки. Поэтому переходы можно штамповать как на тихоходных гидравлических, так и на кривошипных прессах.

5. Экспериментально установлено влияние трения на контактных поверхностях на качество штампуемых переходов. Выявлено, что качество обработки рабочих поверхностей инструмента и качество применяемых смазок оказывают значительное влияние на качество переходов. Чистота обработки поверхности матрицы и пуансона должна быть Яа 0,2−0,4. В качестве смазочного материала при штамповке медных заготовок рекомендуется использовать жидкое мыло или машинное масло.

6. Разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению матрицы и пуансона. В результате экспериментальных и теоретических исследований было выявлено, что при конструировании инструмента угол конусности пуансона и матрицы рекомендуется брать равным 20°, а при изготовлении штампа необходимо соблюдать точную соосность матрицы и пуансона.

7. Сравнительный экономический расчет технологий изготовления переходов способом совмещения раздачи и обжима и способа изготовления переходов сваркой из двух половинок по технологии ОАО «Трубодеталь» выявил, что внедрение совмещенного процесса «раздача-обжим» вместо используемого в настоящее время на ОАО «Трубодеталь» способа изготовления трубных переходов позволит повысить производительность труда на 40%, а себестоимость изделия при этом снизится на 32,3%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.М., Марьин Б. Н., Попов О. В. Интенсификация технологических процессов формообразования деталей из труб. М.: Машиностроение, 1995. — 176 с.
  2. М.Н. Штамповка деталей из трубчатых заготовок. М.: Машгиз, i960. — 190 с.
  3. Губкин С. И Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1974. — 49 с.
  4. В.И., Гладков В. И., Каширин М. Ф. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки. — М.: Машиностроение, 1990. -310с.
  5. Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967. — 367 с.
  6. Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977.-278 с.
  7. В.П. Справочник по холодной штамповке. Изд. 4, M-JL: Машиностроение, 1965. — 788 с.
  8. М.Е. Групповые методы холодной штамповки деталей — Л.:ЛДНТП. 1969. -48 с.
  9. В. Н. Летников Ю.С. Заводское изготовление приварных фитингов. М.: ГОСТОПТЕХиздат, 1956, Депозитарий. — 384 с.
  10. В.М., Попов А. Е. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1988.-423 с.
  11. И.Я., Поздеев A.A., Ганаго O.A. и др. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат. 1963. — 673 с.
  12. М.А. Технология листовой штамповки. Минск: Гос. изд-во БССР, 1957.-350 с.
  13. И.И., Зубцов М. Е., Балакина JI.H. Обработка металлов давлением. JI.: Машиностроение, 1967. — 311 с.
  14. М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение. 1980. — 431 с.
  15. .А., Есин A.A. Раздача тонкостенных трубчатых заготовок силами притяжения импульсного магнитного поля.//Кузнечно-штамповочное производство. 1971,-№ 4.-С. 15−18.
  16. В.И., Троицкий O.A. Электропластическая деформация металлов. -М.: Наука, 1985. 160 с.
  17. Е.А., Бочаров Ю. Я., Поляк С. М. и др. Деформирование металла импульсным магнитным полем.//Кузнечно-штамповочное производство. 1966, — № 5. — С. 1−7- -№ 6. — С. 2−9.
  18. В.Г., Середа В. Г., Дорожков A.A. Опытная обкатная машина для обкатки концов длинных и криволинейных труб.//Кузнечно-штамповочное производство. 1972. — № 12. — С. 24−26.
  19. В.Г. Общие принципы калибровки инструмента трения для обкатки давлением трубчатых заготовок./Юбработка металлов давлением. Труды НИИПТМАШ, вып. 8, Краматорск. 1969.
  20. В.Г. Производство баллонов методом обкатки.//Кузнечно-штамповочное производство. 1963. -№ 3. — С. 21.
  21. А.Д., Ситкин О. М., Мачулина К. Т. Штамповка полиуретаном трубчатых деталей типа переходников.//Кузнечно-штамповочное производство. -1973.-№ 12.-С. 13−16.
  22. В.А. Применение полиуретана в листоштамповочном производстве. Пермь: Пермское книжное издательство, 1973. — 184 с.
  23. М.Е., Белов В. В. Применение полиуретана в штампах для холодной штамповки. Л.: ЛДНТП, 1976. — 40 с.
  24. Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967.-397 с.
  25. А.Д. Штамповка листовых и трубчатых деталей полиуретаном. -Л.: ЛДНТП, 1975.-36 с.
  26. Э.А., Купреев В. А. Определение параметров взрыва для обработки переходов из труб.//Кузнечно-штамповочное производство. 1981. -№ 1.-С. 22−23.
  27. A.C. Один из способов интенсификации процесса раздачи труб.//Кузнечно-штамповочное производство. 1990. — № 8. — С. 29.
  28. Н.П., Кривицкий Б. А. Обжим тонкостенных заготовок с эластично-жидкостным подпором.//Кузнечно-штамповочное производство. 1978. — № 5 — С. 16−17.
  29. .Н. Расчет процесса раздачи трубной заготовки пакетным способом.//Кузнечно-штамповочное производство. 1999. -№ 1. — С. 17−18.
  30. Е.А. Изготовление деталей летательных аппаратов обжимом трубчатых заготовок.//Кузнечно-штамповочное производство. 2000. — № 3. — С. 27.
  31. .Н. Особенности деформирования концов труб по жестким конусообразным пуансонам. // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. -№ 10.-С. 10−12.
  32. Е. А. Оцхели В.Н. Анализ напряженно-деформированного состояния при обжиме трубчатых заготовок. // Кузнечно-штамповочное производство. 1973. — № 5. — С. 18−22.
  33. М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. М.: Машиностроение, 1981 — 224 с.
  34. С.И. Основы теории обработки металлов давлением / Под ред. Сторожева M.B. М.: Машгиз, 1959. — 539 с.
  35. ВИНФРИД Петцольц (ГДР). Исследование обжима трубных заготовок. // Кузнечно-штамповочное производство. 1990. — № 5. — С. 24−26.
  36. С.А., Ильинич Д. А., Кондратенко В. Г. Штамповка деталей типа конических переходников. // Кузнечно-штамповочное производство. 1985. — № 4.-С. 14−16.
  37. А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме. // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. — № 1. — С. 6−9.
  38. А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме. // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. — № 2. — С. 7−9.
  39. А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме. // Кузнечно-штамповочное производство 2000. -№ 3. — С. 7—11.
  40. А.Ю., Аверкиев Ю. А., Белов Е. А. и др. Ковка и штамповка. Справочник в 4 т. Т.4. Листовая штамповка /Под ред. А.Д. Матвеева- Ред. совет: Е. И. Семёнов и др. М.: Машиностроение, 1985 — 1987. -544 с.
  41. B.JI. Механика обработки металлов давлением. -Екатеринбург: Издательство ЧГТУ УПИ, 2001.-835 с.
  42. Ю.Г., Чукмасов С. А., Губинский A.B. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. Киев: Наукова думка, 1986.-239 с.
  43. H.A., Кудрин А. Б., Полухин П. И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1977. — 311 с.
  44. С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. М.: Изд-во «Мир», 1987. — 327 с.
  45. К.Н. Основы математических методов в теории обработки металлов давлением. М.: Высшая школа, 1970. — 351 с.
  46. И.Г., Лунц Г. Л., Эльсгольц Л. Э. Функция комплексного переменного. М.: Изд-во «Наука», 1968. — 416 с.
  47. Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Изд-во «Наука», 1969. — 424 с.
  48. Г. М. Основы математического анализа. М.: Изд-во «Наука», 1960. — Т 2.-463 с.
  49. А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением. Справочник. М.: Металлургия, 1982. — 360 с.
  50. Р.В. Математические методы механики деформируемого твердого тела. М.: Изд-во «Наука», 1986. — 167 с.
  51. Ю.Н., Блошко Н. М. Напряженное состояние упругих цилиндров с выточками. Киев: Изд-во «Наукова думка», 1987. — 177 с.
  52. Гун Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1980. — 453 с.
  53. П.И., Воронцов В. К. Деформации и напряжения при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1974. — 335 с.
  54. В.А. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. — 688 с.
  55. Л.А. Механика деформируемого твердого тела. М.: Высшая школа. 1979. — 319 с.
  56. А.О. Практическое применение метода конечных элементов в задачах расчета на прочность. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. — 90 с.
  57. Ф.С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. -М.: Машиностроение, 1980. 304 с.
  58. Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. М.: Изд-во «Мир», 1980. — 608 с.
  59. Смирнов-Аляев Г. А., Чикидовский В. П. Экспериментальное исследование в обработке металлов давлением. Л.: Машиностроение, 1972. -360 с.
  60. Ю.М. Теория подобия и моделирования процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1970. — 296 с.
  61. В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Изд-во «Наука», 1976.-223 с.
  62. О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.: Изд-во «Наука», 1984. — 520 с.
  63. С.А. Статистическое исследование зависимостей. М.: Изд-во «Металлургия», 1968.-205 с.
  64. Н.П. Метод статистического моделирования. М.: Изд-во «Статистика», 1970. — 120 с.
  65. Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Изд-во «Колос», 1967. — 260 с.
  66. В.Е. Введение в теорию вероятностей и математическую статистику. М.: Изд-во «Высшая школа», 1963. — 150 с.
  67. И., Мойнягу И., Никулеску Р. и др. Основы математической статистики и её применение. М.: Изд-во «Статистика», 1970. — 148 с.
  68. Е.Е. Математическое моделирование в научном познании. М.: Изд-во «Мысль», 1969. — 258 с.
  69. В.И. Элементарный курс математической статистики. М.: Изд-во Госплан, 1939. — 248 с.
  70. В.И. Справочник конструктора машиностроителя. М.: Изд-во Машиностроение, 1979. — Т 3 — 558 с.
  71. ГОСТ 17 378–83 Детали трубопроводов стальные бесшовные приварныелна Ру=10 МПа (<100 кгс/см) переходы. Конструкция и размеры.
  72. А.Н., Липц В. П. Холодноштамповочное оборудование и его наладка. -М.: Изд-во «Высшая школа», 1967. 507 с.
  73. .П. Расчет и конструирование штампов для холодной штамповки. М.: Изд-во «Машгиз», 1949. — 238 с.
  74. З.М. Современные конструкции холодных штампов. М.: Изд-во «Машгиз». 1949. — 79 с.
  75. Ю.А. Современные штамповые стали для холодного деформирования. М.: Изд-во НПО Машпрома, 1964. — 85 с.
  76. В.И., Кухтаров О. В. Штампы для холодной листовой штамповки. М.: Изд-во Машгиз, 1960. — 298 с.
  77. Нормали машиностроения МН 878−62-МН 908−60. Штампы для холодной штамповки. Блоки и пакеты. М.: Стандартгиз, 1963.
  78. Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. М.: Изд-во Машиностроение, 1964. — 398 с.
  79. Г. С. Основы номографии. М.: Изд-во «Наука», 1976. -352 с.
  80. Л.С. Практическая номография. М.: Изд-во «Высшая школа», 1971.-328 с.
  81. Л.Г. Курс номографии. (Конспект лекций). М.: — 1972. -90 с.
  82. Г. С. Методы номографии. -М.: Вычислительный центр АН СССР, 1964.-223 с.
  83. Г. С. Номография и её возможности. М.: Изд-во «Наука», 1977. -127 с.
  84. Г. С. Номография сегодня. М.: Вычислительный центр АН СССР, 1990.-30 с.
  85. Гавра Д. Л. Основы номографии с примерами из машиностроения. М— 1962.-163 с.
  86. Г. И. Тер-Степанян. Инженерные цепные номограммы с прямолинейными шкалами. Теория, расчет, построение.- Ереван-1965.-271 с.
  87. .А. Справочная книга по номографии. М., Л., 1954. — 376 с.
  88. Л.А. Основы номографии. Конспект лекций. Томск, 1997. -40 с.
  89. В.Н. Номография. Конспект лекций. -М, 1971. -90 с.
  90. Г. С, Приспособляемые номограммы из равноудаленных точек. //"Номографический сборник". -1967.-№ 4. -С. 95—134.
  91. Декан механико-технологическогофакультета, д.т.н., профессор1. Гузеев В.И.
  92. Рис. 1. Продольные напряжения в заготовке1 х
  93. Рис. 2. Окружные напряжения в заготовке
  94. Рис. 3. Радиальные напряжения в заготовке1. Step 691. Strain Rate • Z/ThetI0.1120,7 260.0333−0.604 Д -0 6 040.112Y1. Strain Rate -X/R0155−0.0670 Д -0.6 701. О 0.155L
  95. Рис. 5. Скорости деформаций радиальные1. Step 691. Strain -X/RI0.1970.0655−0,0655−0.197 Д -0.197? 0.1971.*
  96. Рис. 7. Деформации радиальные1. Step 691. Strain-Z/ThetaI0.3470.106−0.136−0,377 Д -0.3770.347L
  97. Рис. 8. Деформации окружныеf 491. Step 691. Strain Y / ZI0.2100.0834−0.4 361. Л ?-0.171 -0.1710.2101.X
  98. ул. 23, Челябинск, 454 904 тел: • /351/ 280−09−41 (приёмная) /351/ 280−03−46, 280−06−36, 280−07−36
  99. УТВЕРЖДАЮ: Директор по техническому развитиюфакс: /351/ 280−12−13,280−09−37 Е-таП: [email protected] www.trubodetal.ru1. АКТо передаче результатов научно-исследовательской работы
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!