CC BY
100
2. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.
3. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. 332 с.
4. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов / С.П. Яковлев [и др.]. М.: Машиностроение, 2004. 427с.
5. Изотермическая пневмоформовка анизотропных высокопрочных листовых материалов / С.С. Яковлев [и др.]. М.: Машиностроение, 2009.
352 с.
S. Yakovlev, S. Larin
The deforming of orthogonal membrane in the creeping conditions
The mathematical model of the free isothermical deforming of orthogonal membrane form the material possessing planar mechanical properties anisotropy in the creeping conditions is offered.
Key words: anisotropy, deforming, creeping, membrane, die, failure, pressure, damageability.
Получено 04.08.10
УДК 621.983; 539.374
B.Н. Чудин, д-р техн. наук, проф., (499) 901-51-44, mpf-tula@ramЫer.щ (Россия, Москва, МИИТ),
C.Н. Ларин, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-14-82, mpf-tula@rambler.щ (Россия, Тула, ТулГУ),
С.С. Яковлев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-14-82, mpf-tula@rambler.щ (Россия, Тула, ТулГУ),
Я.А. Соболев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-14-82, mpf-tula@rambler.щ (Россия, Москва, МАМИ)
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПНЕВМОФОРМОВКИ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕЖИМЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
Приведены три возможных варианта исполнения оборудования для изотермической пневмоформовки высокопрочных материалов в режиме кратковременной ползучести
Ключевые слова: пневмоформовка, оборудование, изотермическое деформирование, высокопрочные материалы.
Основными технологическими операциями при изготовлении конструкций являются формообразование газом и диффузионная сварка давлением газа или штампа (инструмента). Операции в общем случае проводятся в вакууме, среде нейтрального газа, при достаточно высоких темпе-
ратурах нагрева и регламентированных скоростях деформирования. Эти условия должны быть реализованы технологическим оборудованием, в состав которого входят следующие основные узлы и системы:
- вакуумная камера разъемная;
- силовой гидравлический узел;
- система нагрева;
- система вакуумирования объема камеры;
- система подачи газа в оснастку;
- транспортная система;
- пульты контроля и управления технологическими режимами.
Оборудование имеет три возможных варианта исполнения в зависимости от состава и сложности техпроцессов:
- на базе штатного гидравлического пресса,
- стационарный блок-штамп;
- специальная установка вакуумная.
Во всех вариантах исполнения предусматривается смена рабочей оснастки в зависимости от конструкций изделий.
На рис. 1, а, б показаны установка и схема ее компоновки на базе стандартного двухстоечного гидропресса ДБ2432 силой 1,6 МН. Установка предназначена для газоформовки и диффузионной сварки в вакууме опытных образцов изделий размерами до 300 мм в плане.
а б
Рис. 1. Прессовая установка для газоформовки и диффузионной сварки в вакууме (а) и ее компоновка (б): 1 - пресс; 2 - оснастка;
3 - плунжер; 4 - вакуумный насос; 5 - газовый баллон;
6 - трубопроводы газоподачи; 7 - приборы контроля; 8 - приборы системы нагрева; 9 - трубопроводы вакуумной системы
Установка (рис. 1, б) обеспечивает температуру нагрева оснастки
от встроенных нихромовых нагревателей до 900 ° C, степень разрежения объема штампа 2*10-4 мм рт. ст., давление газа до 20 атм. (2 МПа) от стан-
дартного баллона с редуктором давления. Пресс обеспечивает выдержку во времени под давлением.
Установка для экспериментально-технологических работ и изготовления опытных изделий по схеме «формообразование - сварка» в вакууме представлена на рис. 2. В состав установки входит вакуумная камера из двух разъемных полукамер. Нижняя полукамера установлена на червячном механизме горизонтального перемещения и имеет экранированные от стенок молибденовые нагреватели (спираль) секционного типа, что позволяет управлять полем температур. Герметизация полукамер в соединении осуществляется надувным шлангом в торце полукамеры. Силовая нагрузка воспринимается четырьмя колоннами. Установка имеет встроенный в верхней части гидроцилиндр, вакуумные насосы для разряжения до 2 х 10-4 мм рт. ст., гидростанцию, шкаф с силовыми трансформаторами и шкаф управления.
Рис. 2. Вакуумная пресс-камера с нагревателями: а - пресс-камера; б, в - элементы многослойных листовых конструкций
Технические параметры установки
- Температура нагрева.............................. 1000 ° C
- Вакуум в камере.......................... 2*10-4 мм рт. ст.
- Сила сжатия, до..........................1 МН
- Внутренний диаметр камеры................ 800 мм
- Г абариты свариваемого узла (максимальные) 500х500 мм
- Масса нагреваемого металла
(изделие + оснастка)....................... 300 кг
- Ход штока................................ 150 мм
- Габариты установки
(длина х ширина х высота).................. 5000х2000х2500 мм
Для освоения технологии и производства опытно-промышленных узлов изделий используется универсальная пресс-вакуумная установка, которая представлена на рис. 3.
Рис. 3. Эскиз общего вида пресс-вакуумной установки (б):
1 - транспортный узел; 2 - система нагрева; 3 - камера;
4 - гидроцилиндр; 5 - вакуумная система; 6 - пульт управления
Технические параметры установки Габариты изделий:
панели................................. 1000 х 1800 мм;
корпуса................................0 1500 х 2000 мм;
Температура нагрева.................... 1200 ° C;
Вакуум.................................2х10-4 мм рт.ст.;
Сила гидроштока........................30 МН;
Габариты установки
(длина х ширина х высота).............. 15000 х 7000 х 5000 мм.
Установка предназначена для изготовления всех видов изделий (плоских, криволинейных или в форме замкнутых оболочек) и состоит из вакуумной камеры 3 разъемной, цилиндрической диаметром 2500 мм и высотой 4000 мм, состоящей из полукамер со встроенными внутри нихро-мовыми спиральными нагревателями по всей высоте камеры. Нагреватели 2 отделены от двойной водоохлаждаемой стенки камеры батареей экранов. На камере установлен силовой гидравлический узел 4 для подъема верхней полукамеры, оснастки, создания противодавления технологической силой. Верхняя полукамера установлена на рельсах с приводом от электродвигателя и может горизонтально перемещаться на расстояние до 10 м. Нижняя полукамера соединена трубопроводами с вакуумной системой 5 насосов и с источником газа. Имеются термовводы для термопар. В камере предусмотрена также установка системы ионного травления и напыления. Система контроля и управления смонтирована на отдельной площадке 6.
Работа выполнена по ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», грантам РФФИ и по государственному контракту в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.
Список литературы
1. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов / С.П. Яковлев [и др.]. М.: Машиностроение, 2004. 427с.
2. Изотермическая пневмоформовка анизотропных высокопрочных листовых материалов / С.С. Яковлев [и др.]. М.: Машиностроение, 2009. 352 с.
V. Chudin, S. Larin, S. Yakovlev, Y. Sobolev
The machinery for isothermal pneumatic forming of high-strength materials in the mode of short-durated creeping conditions
The three of possible variants of machinery version for isothermal pneumatic forming of high-strength materials in the mode of short-durated creeping conditions are given.
Key words: pneumatic forming, machinery, isothermal forming, high-strength materials.
Получено 04.08.10
