Введение к работе
Актуальность темы. В условиях резкого подорожания сырьевых и энергетических ресурсов все большую роль играет выпуск деталей и узлов, форма 'которых является оптимальной при наибольшей прочности изделия и наименьших затратах энергии, а также материалов на их изготовление.
Именно к такому классу изделий относятся изделия переменного зечения (ИПС),- типичным представителем которых является лонжерон [ несущий элемент) лопасти вертолета Ш-25, По сравнению с лонжеронами стыковой конструкции эти изделия обладают меньшим весом (что особенно важно для авиационной техники), большей прочностью и эесурсом работы. Номенклатура подобных изделий постоянно расширяется, и в настоящее время в нее входят такие детали, как металло-(юрмы для центробежного литья чугунных труб, заготовки бурильных груб, стояки морских платформ и ряд других.
Такие методы получения подобных изделий, как литье, обработка «заниєм, не отвечают требованиям современного производства по ря-ty причин: несовершенству микроструктуры и химсостава металла изделия, что приводит к снижению прочности, низкому коэффициенту ^пользования металла, ограниченным технологическим возможностям >борудования. Применение ряда методов, основанных на обработке (авлением, невозможно по различным причинам: поперечная и попереч-ю-винтовая прокатка приводит .к значительному различию свойств ма-'ериала в утолщении и прокатанной части; прессование заготовок с іаружньїм диаметром более 250 мм невозможно вследствие значительно-о усилия деформации; по этой же причине невозможна высадка на 'КМ. Наиболее эффективным и прогрессивным способом изготовления ПС большого диаметра является непрерывно-последовательная высадка обкаткой утолдания роликами по номинальному наружному диаметру, бладающая суммой достоинств, недостижимых другими способами. Од-ако широкое внедрение настоящей технологии сдерживается недоста-очной теоретической проработкой технологических основ лроиз-одства и несовершенством действующего оборудования. Актуальность емы подтверждается соответствием ее программе "Авиационная техне-огия", выполняемой по решению совместной коллегии МАП и Минвуза оссийской Федерации N 3 от 10.07.1986 г.
Целью работы является совершенствование технологии , модерни-ация действующего и разработка перспективного оборудования для роизводства ИГО с применением обкатки на основе экспериментальных сследований и расчета математической модели процесса.
Методика исследований. Разработана обшя методика проведения экспериментальных исследований процесса непрерывно-последовательной высадки ("свободной" и в роликовую матрицу) с применением методов математической статистики при планировании и обработке результатов опытов, выявлены основные факторы, влияющие на стабильность и устойчивость процесса. Разработана математическая модель процесса, которая решена методом конечных элементов на ЭВМ с процессором 386 серии с последующей экспериментальной проверкой полученных результатов. На основании теоретического расчет^ ^экспериментальная исследований проведено совершенствование технологии высадки, получены теоретические зависимости основных технологических параметров для модернизации существующего и создания нового оборудования. Достоверность результатов подтверадена изготовлением ИПС в промышленных условиях цеха N 5 ЧТІВ. В работе показаны пути дальнейшей интенсификации процесса.
Научная новизна работы заключается в следующем: на основании экспериментальных исследований, проведенных по оригинальной методике, выявлен механизм возникновения и развития радиальных и осевых гофров на высаживаемом утолщении; разработана математическая модель процесса и выполнены численные ее расчеты методом конечных элементов, что позволило избежать ряда упрощений-и допущений, получить решения, с высокой степенью достоверности соответствующие экспериментальным данным. На основе расчетов с вариацией технологических факторов получены зависимости, необходимые'для модернизации действующего, и создания нового универсального оборудования для высадки; усовершенствована технология высадки, новизна которой подтверадена 2 авторскими свидетельствами.
Практическая ценность. На основании экспериментальных и теоретических исследований разработана новая технология высадки труб-заготовок лонжеронов вертолетов по чертежу* ЗЛ-90-29-02. ' Разработаны принципы и определены основные технологические параметры для проектирования нового универсального высадочного оборудования, а такие оборудования для нагрева ТВЧ (индукторов).
Реализация работа Основные результаты работы внедрены на Челябинском трубопрокатном заводе. Произведена модернизация специализированного оборудования (гидропресса НИШШАШ-300), заключающаяся в переводе гидростанции на принцип поддержания постоянства скорости главного исполнительного механизма, внедрена принципиально новая гибкая микропроцессорная система синхронизации пресса,
разработаны и изготовлены ряд индукционных нагревателей прогрессивной конструкции. Ожидаемый годовой эконом, эффект составил в 1991г. 11,6 тыс. руб. (в ценах 1990 г.).
Апробация работы. По содержанию работы был выполнен ряд докладов, в том числе: на региональной научно-технической конференции "Интенсификация производства и повышение качества изделий поверхностным пластическим деформированием" в г.Тольятти в 1989 го-ЇУ; на региональной научно-технической конференции "Прогрессивные ютериалы, технологии и конструкции в машино- и приборостроении" в \ Калуге в 1990 году, на техническом совете ЧТПЗ в 1991 году, а гакже на ряде научно-технических конференций в Орловском филиале ДОТ В 1987-1991 г. г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 ітатьи, получено 3 авторских свидетельства.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на .24 стр. машинописного текста, содержит 39 рисунков и фотографий, і таблиц, список использованной литературы ( 119 наименований) и 8 [риложений.