Разработка метода газовой формовки с противодавлением и создание оборудования для его осуществления

Технологические машины и оборудование, используемые в пищевой, химической и ряде других отраслей промышленности, выпускаются сравнительно небольшими партиями. Эти машины и оборудование содержит большое количество листовых деталей сложной формы, имеющих сравнительно небольшую высоту. Традиционные методы штамповки недостаточно эффективны для производства таких деталей в условиях мелкосерийного производства. Для эффективного производства таких деталей разработан новый метод листовой штамповки – газовая формовка с противодавлением. Сущность этого метода заключается в том, что односторонним воздействием горячего газа листовая заготовка нагревается до заданной температуры, а затем осуществляется ее формовка. При этом для ограничения деформации заготовки в период ее нагрева на противоположной стороне создается противодавление воздействием сжатого воздуха. В качестве горячего газа используются продукты сгорания газовоздушных смесей. Благодаря нагреву заготовки до интервала температур теплой горячей обработки данный метод обеспечивает получение деталей сложной формы за одну технологическую операцию, что существенно снижает себестоимость их производства. Исследованием процесса нагрева заготовки установлена закономерность изменения температуры во времени, которая обеспечивает управляемость этого процесса. Получены также выражения для определения давления газа, обеспечивающего осуществление процесса формовки.

Для реализации данного метода формовки разработана и создана установка для газовой формовки с противодавлением, содержащая устройство для газовой формовки и системы топливоподачи и контроля. На ней проведены экспериментальные исследования процесса формовки нескольких типов деталей: сферообразных днищ, цилиндрической детали с фланцем, детали с поверхностью двойной кривизны, детали с мелким рельефом, панели теплообменника со спиральным каналом. При этом определены оптимальные технологические режимы газовой формовки, обеспечивающие получение деталей хорошего качества.

Экспериментальные исследования показали, что данный метод формовки позволяет получать детали сложной формы за одну технологическую операцию, используя сравнительно простую штамповую оснастку. Благодаря этому применение данного метода формовки может обеспечить значительное снижение себестоимости производимых деталей, особенно в мелкосерийном производстве. Данный метод целесообразно использовать для формовки стальных деталей толщиной до 1,5 мм и деталей из цветных сплавов толщиной до 2…3 мм.

1. Ильин Л.Н., Семенов Е.И. Технология листовой штамповки. – М.: Дрофа, 2009. 479 с.

2. О концепции использования технологических критериев для выбора импульсных технологий листовой штамповки / С.А. Бычков, В.К. Борисевич, В.С. Кривцов, А.П. Брагин // Авиационно-космическая техника и технология. - 2007. № 11. С. 222-231.

3. Сухов В.В. Опыт создания газовзрывных систем с многоточечным инициированием детонации метано-кислородной смеси// Авиационно-космическая техника и технология. - 2007. № 11. С. 182-185.

4. Борисевич В.К., Нарыжный А.Г., Молодых С.И. Влияние передающей среды на деформирование и точность детали при импульсной штамповке // Авиационно-космическая техника и технология, 2007, № 11 (47). С. 173-181.

5. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных металлов / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев, Я.А. Соболев. М.: Машиностроение -1, Изд-во ТулГУ, 2004. 427 с.

6. Ковалевич М.В. Расчет режимов пневмотермической формовки деталей коробчатой формы в режиме сверхпластичности// Заготовительное производство в машиностроении.2006, №9. – с. 35-39.

7. Ларин С.Н. Пневмоформовка ячеистых панелей из анизотропного материала / С.Н. Ларин // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 51-61.

8. Боташев А.Ю. Бисилов Н.У. Исследование газовой листовой штамповки с двухсторонним нагревом заготовки // Заготовительные производства в машиностроении. - 2013. - №3. - С. 25-28.

9. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппарты пищевых производств. – 2-е издание перер. и дополн. – М.: КолосС, 2005.

10. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учебн. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. Акад.РАСХН В.А. Панфилов. – М.: Высш. шк., 2001. – 703 с.

11. Румянцев Ю.Д., Калюнов В.С. Холодильная техника: Учеб. для вузов. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2005. 360 с.

12. Пат. 150249 Российская Федерация, RU 150249 МПК B21 D 22/00. Устройство для листовой штамповки взрывом газовых смесей, патент на полезную модель / А. Ю. Боташев, Н. У. Бисилов, Р. С. Малсугенов; опубл. 10.02.2015, Бюл. №4.

13. Боташев А. Ю., Бисилов Н.У., Малсугенов Р.С. Разработка и исследование устройства для газовой штамповки с односторонним нагревом заготовки // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2014. - № 7. – С. 28-34.

14. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин А.С. Теплотехника: Учебник для вузов. / Под ред. д-ра техн. наук, проф. В.Л. Ерофеева. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2008. – 488 с.

15. Сопротивление материалов: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования/ А.Г. Схиртладзе, Б.В. Романовский, В.В. Волков, А.Н.Потемкин. – Издательский центр «Академия», 2012. -416 с.