Диссертация (1026269), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В случае, еслипри моделировании будут выявлены дефекты, либо объемная доля глобулярнойструктурывкольцебудетнеудовлетворительна,следуетпровестикорректировку выбранного режима деформации.Блок-схемаукрупненногоалгоритмаметодикипроектированиятехнологического процесса изготовления колец из сплава ВТ6 с учетомизменения микроструктуры представлен на Рисунке 5.1.АВыбор режима ковкиРазработка чертежа поковкиГОСТ 8817-82Инст-я № 1054-76Расчет заготовки для раскаткиОпределение ТПП и εmaxАКорректировкарежима раскаткиНачалоКорректировкарежима ковкинетЧертеж деталиОСТ 92-0966-75ε<εmaxдаT0=ТПП-80 °Ctвыд= 5-8 сε=0,77Расчет исходной заготовкиРасчет XглобнетXглоб>[Xглоб]даT0=ТПП-80 °Cv=4 мм/сВыбор режима раскаткиМоделированиенетГодная?КонецРисунок 5.1.
Блок-схема укрупненного алгоритмада1375.2.Разработка технологии изготовления заготовки армирующегокольца сильфона ракетного двигателя РД-1713D-модель армирующего кольца сильфона ракетного двигателя РД-171представлена на Рисунке 4.1, а эскиз заготовки для его изготовления – наРисунке 4.2. Так как имеется чертеж раскатанного с назначенными припускамии указанными допусками, то его разрабатывать не требуется.Размеры заготовки для последующей раскатки равны:заг_раскзаг_раск=заг_раск=оправки4=конеч= 83 мм+ 10 … 20 мм = 120 мм(5.7)конечконеч+заг_раск= 308 ммОбъем исходной заготовки будет равен:заг_исх=конечзаг_раск+4= 5,523 дм(5.8)Расчетная высота исходной заготовки при относительной степенидеформации 0,77:заг_исх_расч=заг_раск1−= 361 мм(5.9)Расчетный диаметр исходной заготовки:заг_исх_расч=4заг_исхзаг_исх_расч= 140 ммПараметры режима деформирования следующие:(5.10)138− начальная температура ковки Тпп – 80;− относительная степень деформации при осадке 0,77;− выдержка между ударами 8 с;− температура нагрева заготовки под раскатку Тпп – 80;− скорость оправки 4 мм/с.Рассчитанная по формуле (50) объемная доля глобулярной структурыпоковки после ковки составила 0,727.
Моделирование показано, что объемнаядоля глобулярной структуры поковки после ковки составляет 0,721.Определенная по Рисунку 4.18 объемная доля глобулярной структурыпоковки после раскатки составила 0,947. Моделирование показано, что объемнаядоляглобулярнойструктурыпоковкипослековкисоставляет0,943.Распределение объемной доли глобулярной структуры по объему кольца изсплава ВТ6 после раскатки представлено на Рисунке 5.2.Рисунок 5.2.
Распределение объемной доли глобулярной структурыкольца из сплава ВТ6 после раскатки5.3.Моделирование изменения микроструктуры при формовкерезьбы ниппеля шельфовых труб из сплава ВТ6По запросу ООО «ЧТПЗ-Инжиниринг» было проведено моделированиетехнологии получения конической резьбы на шельфовых трубах из сплава ВТ6 сиспользованиемразработаннойметодикипрогнозированияизменения139микроструктуры. Последовательность технологического процесса следующая(Рисунок 5.3):а) обжим для получения конической части ниппеля трубы;б) раздача трубы коническим пуансоном с формовкой резьбы.Параметры режима деформирования следующие:а) температура начала штамповки 875 °C;б) температура инструментов 250 °C;в) скорость движения пуансона 200 мм/с.Рисунок 5.3.
Схема процесса формообразования резьбы ниппеляРабота выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки поприоритетным направлениям развития научно-технического комплекса на 20142020 г.» при государственной поддержке Минобрнауки по Соглашению №14.576.21.0030 от 30.06.2014 г. Уникальный идентификатор проекта RFMEFI57614X0030.Моделирование проводилось в программном комплексе DEFORM, вкоторый была встроена пользовательская подпрограмма для расчета объемнойдоли глобулярной структуры титановых сплавов.Цель моделирования — исследовать возможность полного заполненияпрофилярезьбовойматрицыприформообразованиирезьбыраздачейконическим пуансоном и определение объемной доли глобулярной структуры посечению изделия после штамповки.140Моделирование показало, что полное заполнение резьбового профилявозможно.
Получаемый профиль резьбы после формовки показан на Рисунке 5.4.Как следует из рисунка, профиль резьбы полностью заполнен.Рисунок 5.4. Профиль резьбы ниппеляТемпературное поле в теле заготовки после штамповки представлено наРисунке 5.5. Как следует из рисунка, температурное поле крайне неоднородно,при этом наибольшее охлаждение наблюдается на вершинах резьбовогопрофиля.Рисунок 5.5. Поле температуры после штамповкиПоле накопленной деформации после штамповки представлено наРисунке 5.6. Наибольшую накопленную деформацию имеют витки, удаленныеот торца трубы, в то время, как накопленная деформация витков возле торца непревышает 1,32.141Рисунок 5.6.
Поле накопленной деформации после штамповкиРаспределение объемной доли глобулярной структуры по сечению послештамповки представлено на Рисунке 5.7.Рисунок 5.7. Объемная доля глобулярной структуры после штамповкиСредняя объемная доля глобулярной структуры во всем объеме очагадеформации после штамповки составляет 0,414.
Структура характеризуетсязначительной неоднородностью. Однако, следует отметить, что в местеоформления зубьев доля глобулярной структуры приближается к 100%.142Выводы по пятой главе1. Полученнаяматематическая зависимостьсреднейобъемнойдолиглобулярной структуры от начальной температуры ковки, временивыдержкимеждуаппроксимируетударамиданныеистепенидеформациимоделированиясприосадкемножественнымкоэффициентом детерминации, равным 0,975.2.
Разработаннаяматематическаямодельтехнологическогопроцессаизготовления колец из сплава ВТ6 позволила спрогнозировать получениепоковок с рациональной микроструктурой. Для получения наибольшейобъемной доли глобулярной структуры колец необходимо:- снижать начальную температуры ковки до ТПП – 80 °C;- увеличивать время выдержки между ударами до 5-8 с;- увеличивать относительную степень деформации при осадке до 0,77;- проводить раскатку с начальной температурой ТПП – 80 °C;- задавать скорость оправки от 2 до 4 мм/с.3.
Параметры режима технологического процесса изготовления заготовкиармирующегокольцаопределенныепосильфонапредлагаемойракетногометодике,двигателябылиРД-171,переданыдляиспользования в АО «НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко».4. По запросу ООО «ЧТПЗ-Инжиниринг» было проведено моделированиетехнологии получения конической резьбы на шельфовых трубах из сплаваВТ6сиспользованием разработаннойизменения микроструктуры.методикипрогнозирования143ОБЩИЕ ВЫВОДЫ1.Анализ технической литературы показал, что в настоящее времяисследований по изучению технологической наследственности микроструктурыконечного изделия от режимов ковки и раскатки при изготовлении колец изсплава ВТ6 не обнаружено.2.В результате проведенных экспериментальных исследованийопределены кривые течения, параметры трения и кинетики глобуляризациисплава ВТ6, позволяющие использовать разработанную математическую модельдля исследования влияния параметров технологического процесса изготовленияколец из сплава ВТ6 на формоизменение, энергосиловые параметры имикроструктуру.3.Разработанная математическая модель технологического процессаизготовления колец из титановых сплавов позволяет установить напряженное идеформированное состояние заготовки на любой стадии процесса, определитьраспределение температуры по объему поковки, предсказать возникновениядефектов, рассчитать энергосиловые параметры и спрогнозировать изменениемикроструктуры.
В результате анализа модели было установлено, что дляполучениянаибольшейобъемнойдолиглобулярнойструктурыколецнеобходимо:-снижать начальную температуры ковки до ТПП – 80 °C;-увеличивать время выдержки между ударами до 5-8 с;-увеличивать относительную степень деформации при осадке до 0,77;-проводить раскатку с начальной температурой ТПП – 80 °C;-задавать скорость оправки от 2 до 4 мм/с.4.Верификация математической модели технологического процессаизготовления колец из сплава ВТ6 показала:-ошибка расчета силы деформирования не превышает 10% дляскоростей деформации от 0,01 до 1 с-1 и 21,5% для скорости деформации 50 с-1;-максимальная ошибка определения наружного и внутреннегодиаметра при расчете испытания на осадку кольца не превышает 1,53 %;144-средняя ошибка определения доли глобулярной структуры сплаваВТ6 составила 0,8%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
