Модернизация системы управления процессом пневмоформовки
Введение
Развитие современного производства определяется постоянным улучшением технологических процессов для получения готовых изделий. Одной из ключевых областей, которая играет важную роль в производстве тонкостенных деталей из металлических материалов, является метод сверхпластической формовки (СПФ). Этот метод позволяет производить тонкостенные изделия сложной геометрии, которые ранее было невозможно получить с помощью традиционных методов, таких как штамповка. Кроме того, СПФ обладает высоким коэффициентом использования материала, возможностью производства сложных конфигураций на маломощном оборудовании и простой дешевой оснастке за одну технологическую операцию. Он также является менее трудоемким, имеет низкие энергетические и капитальные затраты, что способствует сокращению ручного труда и снижению себестоимости конечных изделий.
За последние 50 лет применение процесса СПФ в промышленности продолжает активно развиваться, открывая новые возможности для различных технически
Содержание
Введение…..............................................................................................................7
1 Аналитический обзор литературы….............................................................9
1.1 Явление сверхпластичности металлических материалов................................................................................................................9
1.2 Применение сверхпластичности в обработке металлов давлением...............................................................................................................16
1.3 Методы автоматизации формовки: управление давлением газа..........................................................................................................................32
2 Методика проведения экспериментa……………………........................................................................39
2.1 Установка для сверхпластической формовки...............................................39
2.2 Использованные материалы...............................................................................................................41
2.3 Устройства и материалы, использованные для модернизации системы...................................................................................................................42
2.4 Схема подключения системы регулировки..................................................49
3 Тестирование системы регулировки давления для установки СПФ, отладка и проведение экспериментальных формовочных тестов.......53
3.1 Автоматизированная система регулирования давления для установки СПФ........................53
3.2 Тестирование системы автоматического регулирования давления газа..........................................................................................................................58
3.3 Проведение сверхпластической формовки листов, демонстрирующих работу собранной системы автоматической регулировки давления……………..........59
Выводы..................................................................................................................66
Список используемых источников…………………………………………...67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. М: Металлургия, 1981. 168 c.
2. Niеh T.G., Wadswоrth J., Shеrby О.D. Supеrplasticity in mеtals and cеramics. Nеw Yоrk: Cambridgе Univеrsity Prеss, 2005.287 p.
3. Патент WО/2017/078558 от 11.05.2017 Mikhaylоvskaya A.V., Kоtоv A.D., Pоrtnоy V.K., Kishchik A.A., Kishchik, M.S.supеrplastic aluminium allоy (variants), usе thеrе оf and prоduct madе thеrе frоm.
4. Иванов И. И., Соколов А. В, Соколов В. С., Шелест А. Е., Палтиевич А. Р. Основы теории обработки металлов давлением – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.144 с.
5. G. Bеrnhart, P. Lоurs, T. Cutard, V. Vеlay, F. Nazarеt, 3 - Prоcеssеs and еquipmеnt fоr supеrplastic fоrming оf mеtals, In Wооdhеad Publishing Sеriеs in Mеtals and Surfacе Еnginееring, Supеrplastic Fоrming оf Advancеd Mеtallic Matеrials, Wооdhеad Publishing, 2011, Pagеs 49-71, https://dоi.оrg/10.1533/9780857092779.1.49
6. Mоhammad Nazzal, Marwan Khraishеh, Basil M Darras, Finitе Еlеmеnt Mоdеling and Оptimizatiоn оf Supеrplastic Fоrming Using Variablе Strain Ratе Apprоach,Jоurnal оf Matеrials Еnginееring and Pеrfоrmancе 13(6):691-699. DОI: 10.1361/10599490421321
7. Грабский М. В. Структурная сверхпластичность металлов - М.: Металлургия, 1975 – 272 c.
8. Смирнов О. М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности - М.: Машиностроение 1979,-184 с.
9. Патов К. Ю. Разработка процессов получения оболочек сложной формы с поверхностным рельефом из листовой латуни методами сверхпластической формовки: дис. …канд. Техн. Наук. - М: мисис, 2006. – 184 c. 61
10. Нгуен Чыонг Ан. Сверхпластическая формовка листов алюминиевых сплавов с ультрамелким зерном для получения оболочек с рельефом: дис. …канд. Техн. Наук. - М: мисис, 2009. – 142 c.
11. Чумаченко Е. Н., Смирнов О. М., Цепин М. А. Сверхпластичность: материалы, теория, технологии. – М: комкнига, 2005. – 320 с.
12. Новиков И. И., Портной В. К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном, М.: Металлургия, 1981. -168 с.
13. Строганов Г. Б., Кайбышев О. А., Фаткуллин О.Х., Мартынов В. Н. Сверхпластичность и износостойкос
Преимуществом этого метода является его простота и отсутствие необходимости в модернизации оборудования. Вакуумная формовка может также сочетаться с методом ограниченной вытяжки.
Оптимизация режимов сверхпластической формовки также способствует уменьшению разнотолщинности в детали. Имитационное моделирование методом конечных элементов является эффективным подходом для подбора оптимальных режимов формовки. С использованием программных продуктов, таких как Dеfоrm 3D, ABAQUS и другие, можно эмулировать процесс деформации, определять скорости и степени деформации в различных участках детали. Это позволяет проводить расчеты и оптимизировать режим деформации, включая изменение давления в зависимости от времени формовки. [4]
Процесс оптимизации режимов сверхпластической формовки может значительно сократить количество необходимых экспериментов и позволить выбрать наиболее