Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) Кафедра обработки металлов давлением Снижение упругого пружинения при операции двухугловой гибки в штампе с упругой планкой Автор: Кузин Александр Олегович Научный консультант: проф., д.т.н. Попов Игорь Петрович

Актуальность проекта Множество деталей в авиа- и ракетостроении получается гибкой(стрингеры, шпангоуты, уголки и т.д.) Невозможность из существующих способов исключить дополнительные операции Активное внедрение новых технологий штамповки Недостатки существующих способов: использование дополнительных операций (калибровка, предварительный нагрев); Соблюдение определенных условий (расстояние, усилие); низкая производительность;

Штамповая оснастка с упругим элементом Схема процесса двухугловой гибки с использованием упругой планки, где: 1 – пуансон; 2 – упругая планка; 3 – заготовка; 4 – выталкиватель с буфером; 5 – матрица; β – угол пружинения. S, мм 0,51246 B, мм 50 r n, мм 0,40,651,152,153,15 l 1, мм 1,5252,44,157,6511,15 tg β0,00630,00490,00430,00390,0038 Pизг, кН10,821,643,286,4129,6 Основные технологические расчеты Результаты расчета изгибающего усилия в зависимости от толщины (материал заготовки сталь 08 кп)

Результаты расчета конструктивных размеров упругой планки (сталь 65Г) S, мм 0,51246 Ризг, кН10,821,643,286,4129,6 q, Н/м 0,1540,3090,6171,2341,851 Мв, Нм Q, Нм-5,4-10,8-21,6-43,2-64,8 М, Нм 94, b, мм 1,252, W х,мм 3 520,831041,672083,334166, σ max,МПа 0, , , , , Формулы для расчета: Расчетная схема упругой планки

Моделирование прямого и обратного хода процесса Поля распределения напряжений и деформаций по объёму планки Геометрия объектов при моделировании процесса деформации упругой планки 1 – упругая планка 2 – выталкиватель 3 – матрица Создание контактных пар соприкасающихся поверхностей

Моделирование прямого и обратного хода процесса 1 – упругая планка 2 – матрица 3 – выталкиватель 4 – пуансон 5 - заготовка Геометрия объектов при моделировании процесса двухугловой гибки с использованием упругой планки Создание контактных пар соприкасающихся поверхностей Поля распределения напряжений и деформаций по объёму заготовки и планки

Научно-технический задел Прямая задача Обратная задача Конструирование и изготовление штамповой оснастки Расчет необходимых технологических и геометрических параметров штамповой оснастки (размеры пуансона, размеры планки, НДС в заготовке и планке),обеспечивающих снижение упругого пружинения в конкретной операции и эксплуатационных характеристик детали Определены необходимые технологические и геометрические параметры штамповой оснастки; Написаны руководяще-технические материалы для изготовления плоских заготовок процессом двухугловой гибки в штампе с упругой планкой; Получен акт о внедрение способа; Отправлен патент «Штамп для гибки плоских деталей с упругой планкой»; Результаты представлялись на различных всероссийских и международных конференциях (г. Москва, г. Санкт-Петербург, г. Самара, г. Уфа, г. Казань).

Экспериментальная база Комбинированный лабораторный прокатный стан Кварто К220-75/300 (Дуо Д240/300) Дифрактометр рентгеновский ДРОН-7 Испытательная машина Testometric FS150AX Программный комплекс для моделирования процессов обработки металлов давлением – DEFORM 2D/3D v11, ANSYS LS-Dyna, PAM-Stamp И другое аналитическое и технологическое оборудование (твердомеры, металлографические микроскопы и т.д.)

План реализации I этап (2014 год). Разработка математических моделей и методик проектирования эффективной штамповой оснастки с упругой планкой для плоских деталей 1.1. Расчёт напряженно-деформированного состояния заготовки и упругой планки для различных материалов Разработка математические модели в Ansys LS-Dyna Разработка методик эффективной работы с данной штамповой оснасткой. II этап (2015 год). Изготовление штамповой оснастки для двухугловой гибки с упругим элементом Конструирование штамповой оснастки (чертеж сборки, деталировка) Закупка необходимых материалов для изготовления штамповой оснастки, а также различные материалы используемые для заготовки Проведение эксперимента.

Перспективы коммерциализации Потребители Возможна поддержка ФГУП «ВИАМ» Технология штамповки деталей из трудно деформируемых листовых материалов снижающие эффект обратного пружинения. (п. 3.1 Перечня критических производственных технологий) ФГУП «ЦСКБ-Прогресс» Потенциальные сферы применения Конкуренты авиа- и ракетостроение; машиностроение; социальная сфера (крепежные элементы); Патент Патент Патент

Перспективы развития проекта Создание штамповой оснастки с упругим элементом из различных материалов, для подбора оптимальных из них по критериям надежность и долговечность Более углубленное изучение процесса двухугловой гибки при углах 90°+β, для расширения номенклатуры изделий Проведение экспериментов с различными материалами, для повышения номенклатуры изделий

Кузин Александр Олегович Инженер кафедры обработки металлов давлением Тел.: