Совершенствование способов изготовление сепараторов подшипников, получаемых вытяжкой Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

вызывает повышение пластичности и снижение прочности. Высоким показателям прочности соответствуют предельно низкие значения пластичности, что не позволяет в полной мере реализовать прочность, которой обладает псевдо-а-сплав.

Обрабатываемость титановых сплавов резанием существенно зависит от типа и параметров микроструктуры. Общеизвестно, что титановые сплавы с грубой пластинчатой структурой значительно хуже обрабатываются резанием, чем сплавы с тонкопластинчатой или глобулярной структурами [2].

Эффективным способом улучшения обрабатываемости титановых сплавов резанием является механо-водородная обработка (МВО), состоящая из наводо-раживания собственно механической обработки наво-дороженного материала и вакуумного отжига.

Введение в титановые сплава водорода приводит к существенным структурным изменениям, в том числе в ряде случаев к измельчению зерна. Исходная структура исследованных титановых сплавов была грубой пластинчатой. Легирование водородом вызвало преобразование внутризеренного строения без измельчения исходного Р-зерна.

Еще одной причиной улучшения обрабатываемости резанием из-за изменения структуры может быть снижение коэффициента трения между обрабатываемым материалом и материалом резца.

Анализ механизмов деформации сплавов в процессах обработки показывает зависимость структуры материалов заготовок от механизма деформации скольжением или двойникованием. Установлено, что степень пластической деформации связана с темпе-

реатурой старения в значительной степени в зависимости от характера границ первичных и вторичных мест зарождения а-фазы, имеющей только четыре системы скольжения и малую толщину кристаллов, в микрообъёмах которой затруднено размножение решёточных дислокаций [2].

Таким образом, повышение свойств механической обработки титановых сплавов при значительных пластических деформациях связано как с получением заданного строения микроструктуры, так и со степенью ее измельчения и условиями термообработки. Основная проблема при этом заключается в выборе таких условий и параметров деформации, когда в зависимости от химсостава формируется однородная фрагментированная структура с требуемым соотношением структурных элементов и их ориентацией в зависимости от способа обработки процессами ОМД и термообработки.

Библиографические ссылки

1. Влияние режимов деформации и термической обработки на величину и распределение остаточных напряжений в штамповках из титановых сплавов / Аношин Н.Ф.. Брун М.Я., Быкова Л А. и др. // Обработка легких и специальных сплавов. М. : Изд-во ВИЛС, 1996.

2. Богатов А. А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург : Изд-во УГТУ-УПИ, 2002.

© Вострикова Е. С., Тлустенко С. Ф., 2011

УДК 629.015

Н. А. Егорова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самара

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЕПАРАТОРОВ ПОДШИПНИКОВ,

ПОЛУЧАЕМЫХ ВЫТЯЖКОЙ

Изучены вопросы повышения качества сепараторов подшипников по разнотолщинности материала и состоянию поверхности детали.

Качество сепараторов подшипников включает такой параметр, как равномерность толщины материала по всему объему детали. В зависимости от количества переходов вытяжки и условий технологического процесса возможно утонение материала в опасном сечении это влияет на условия и ресурс работы подшипника. Исследование проводились с целью установления оптимального числа переходов при вытяжке заготовок для сепараторов. Исходный эскиз сепаратора подшипника представлен на рисунке.

Вытяжка конических деталей средней глубины в большинстве случаев производится за одну операцию. Исследования показали, что при наличии фланца требуются две операции вытяжки. В данном случае вытяжка, из соображения упрощения конструкции штампа, производится в две операции, так как из-за

анизотропии металла по краю фланца образуются фестоны, которые требуется удалить. После обрезки припуска происходит операция второй вытяжки.

1

ш

1 0 Б 4-►

Эскиз сепаратора подшипника

Секция «Перспективные материалы и технологии»

Установлено, что величина предельной деформации при первой вытяжке в значительной мере зависит от анизотропии металла. Каждой степени деформации соответствует определенная величина напряжения, возникающего в опасном сечении, ограничивающего возможность вытяжки и приводящего к образованию трещин и отрыву дна.

Условие прочности опасного сечения определяется зависимостью:

Смах < ^^

Ср = Св (1 + 5в),

где смах - наибольшие растягивающие напряжения в опасном сечении; ср - истинное сопротивление разрыву.

Технологические расчеты переходов для данной детали проводились по методике, соответствующей вытяжке цилиндрических деталей с фланцем. Чтобы не было утонения стенки, нарушения эксплуатационных свойств сепаратора, из [1] следует, что число операций определяется коэффициентами вытяжки: т1 = 0,7, т2 = 0,8. Однако для более точного представления характера изменения толщины заготовки необходимо выполнить уточненный расчет по следующей схеме.

Чтобы определить максимальную величину утонения следует предположить, что наибольшее напряжение и наибольшее утонение находятся в зоне границы радиусной и цилиндрической части. Это объясняется тем, что в этой зоне действуют наибольшие растягивающие напряжения от сопротивления участка фланца заготовки и радиусного участка.

На радиусной части заготовки напряжения уменьшаются за счет активных сил трения на пуансоне и напряжений от изгиба.

Считают, что схема напряженного состояния - линейная.

Используем уравнение кривой упрочнения степенного вида:

ст, = А ■ в",

A = -

(1 -у р)-у Р

n = 5р, 5Р =

У р

1— У р

Для линейной схемы напряженного состояния интенсивность напряжений равна стр

о = стр и e = es ^

Ор max = A - еП

1

n

1 " р max I

es = —

A

Smin = ■ exP

A

S + S

о _ max min ^ о

Scp = ^ S

Из условия постоянства объема У3 = Уд , не учитывая величину упругой деформации ■ Хз = ■ Sд , где Хд - толщина детали по средней поверхности (Хд = Хз), получаем условие равенства площадей при

Д з

вытяжке:

F = F .

д з

Следовательно, полученные равенства площадей детали и заготовки могут быть положены в основу определения деформаций при вытяжке любого элемента.

где ст,, в" - интенсивности напряжений и деформаций; А , " - константы механических свойств

© Егорова Н. А., Тлустенко С. Ф., 2011

ст

В

О I n

max

УДК 629.015

Н. А. Егорова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самара

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МНОГО ПЕРЕХОДНОЙ ВЫТЯЖКИ ПО ХАРАКТЕРУ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ

Проведены исследования по оценке влияния характера напряженно деформированного состояния (НДС) на качество готовых изделий по геометрическим параметрам при вытяжке.

Решение задачи связано с предварительным анализом производственных условий операций вытяжки и развитием теории вытяжки и напряженно-деформированного состояния при получении различных изделий из листовых заготовок. Для после-

дующего выявления зависимости утонения материала заготовки в опасном сечении от условий технологического процесса и количества переходов вытяжки были построены модели процессов и расчетные схемы.