АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ 7
1.1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ТИПЫ ТРУБНЫХ ПЕРЕХОДОВ 7
1.2 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСЦЕТРИЧЕСКИХ ТРУБНЫХ ПЕРЕХО
ДОВ 8
1.3 ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
2 ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ЭКС
ЦЕНТРИЧЕСКИХ ТРУБНЫХ ПЕРЕХОДОВ КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ «ОБЖИМ-РАЗДАЧА» 12
2.1 ВЫБОР ГЕОМЕТРИИ ПЕРЕХОДА 12
2.2 ВЫБОР ГЕОМЕТРИИ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ 14
2.3 ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ НА ГЕОМЕТРИЮ ЗАГОТОВ
КИ 17
2.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 18
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ 19
3.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 19
3.2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАКЕТОВ ШТАМПОВ 19
3.3 РАСЧЕТ ИНСТРУМЕНТА НА ПРОЧНОСТЬ 20
3.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 22
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШТАМПОВКИ ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИХ ТРУБНЫХ ПЕРЕХОДОВ КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ «ОБЖИМ-РАЗДАЧА» 23
4.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЭКСПЕРИМЕНТА 23
4.2 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 23
4.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДОВ И ПРИЧИН БРА
КА ПРИ ШТАМПОВКЕ ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИХ ТРУБНЫХ ПЕРЕХОДОВ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ «ОБЖИМ-РАЗДАЧА» 25
4.3.1 ВИДЫ И ПРИЧИНЫ БРАКА 25
4.3.2 АНАЛИЗ ВЕРОЯТНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ И ТРЕЩИНООБРАЗОВА-
НИЯ ЗАГОТОВОК В ПРОЦЕССЕ ШТАМПОВКИ 30
4.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 32
5 СТРАТЕГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ МАЛОГО ИННОВАЦИОННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ТРУБНОЙ АРМАТУРЫ 34
5.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБНЫХ ПЕРЕХОДОВ И ОБЪЕМ РЫНКА.. ..34
5.2 PEST-АНАЛИЗ 35
5.3 SWOT-АНАЛИЗ 39
5.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 44
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 46
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 47
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 48
В промышленности широко распространены различного рода оболочки, в трубопроводах, реактивных двигателях, нефтедобывающей промышленности, летательных аппаратах и т.д. Большое значение имеют эксцентрические трубные переходы (ГОСТ 17378-2001), позволяющие осуществлять стыковку труб разного диаметра, находящихся на разных осях симметрии. Данные переходы работают при повышенных силовых нагрузках, в областях высоких внутренних давлений и температур, к их изготовлению предъявляются высокие требования прочности, точности, качества поверхности (ГОСТ 173808).
На сегодняшний день известно несколько способов получения эксцентрических трубных переходов. Так российские компании «УПСК», «ТРУБ- ЭКСПОРТ», «К++»[1-3], изготавливают эксцентрические трубные переходы методом литья, российские компании «Новамет», «Метком 74»[4-5], тайваньская компания «King Lie»[6], изготавливают переходы методом вальцовки. Применив совмещенную операцию штамповки: обжим-раздача [7], используя для этого трубные заготовки, можно значительно сэкономить время изготовления, производственные затраты, количество технологических операций, заменяя процесс вальцовки, а так же можно получать требуемую структуру, высокую прочность, заменяя изготовление литьем. При этом коэффициент использования металла увеличивается, вследствие чего уменьшается количество последующих операций обработки резанием.
Способ изготовления переходов совмещением обжима и раздачи был предложен В.Н. Фроловым и Ю.С. Летниковым [7]. Изучением способов изготовления трубных переходов и их совершенствованием занимались М.Н. Горбунов, В.Н. Сапожников, В.Г. Середа, А.А.Дорожков, В.Г. Копорович,
Э.А.Савченко, В.А.Купреев, А.Д. Комаров, О.М. Ситкин и др.
Данная работа посвящена разработке технологии холодной объемной штамповки эксцентрических трубных переходов, при которой совмещаются операции раздачи и обжима.
Цель работы: на основе накопленного опыта, математического и натурального моделирования, выполнить комплексное исследование процесса совмещения обжима и раздачи эксцентрических типов трубных переходов.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие научные задачи:
1. Осуществить компьютерное моделирование процесса совмещенного обжима и раздачи на базе программного пакета DEFORM 3D с целью определения основных энергосиловых параметров процесса, рациональной конструкции инструмента и условий деформирования.
2. Для поверки адекватности моделирования модели провести натурный эксперимент процесса совмещения обжима и раздачи и сравнить с результатами, полученными с помощью компьютерной модели.
3. Провести компьютерное исследование и выявить влияние различных видов смазки на изменение усилия и формообразование заготовки в зависимости от геометрии и коэффициента трения в процессе штамповки.
4. Рассмотреть виды брака и выявить причины его возникновения. Разработать рекомендации по устранению брака.
5. Провести PEST- и SWOT-анализы для оценки возможности реализации малого предприятия по выпуску эксцентрических трубных переодов.
Автор выражает благодарность старшему преподавателю Иванову В.А за квалифицированное руководство при выполнении данной работы, доценту Погорелову Ю.М., доценту Экку Е.В. за консультирование, советы и помощь при подготовке и проведении экспериментов, а также другим сотрудникам кафедры «ПиМОМД» Южно-Уральского государственного университета за оказанное содействие в оформлении работы и создании благоприятных условий для её выполнения.
1. Анализ имеющихся литературных источников показал, что процесс изготовления переходов с методом совмещения «раздачи-обжима» является наиболее выгодным, производительным, безопасным и экономичным. Так как не требуется предварительного нагрева заготовки, специального оборудования и готовый переход можно получить за один ход пресса.
2. Теоретически и экспериментально обоснована применимость метода «обжим-раздача» на производстве.
3. При помощи программного пакета DEFORM 3D выбрана оптимальная геометрия заготовок для штамповки с рациональным использованием материала для уменьшения последующей механической обработки.
4. Проведен анализ оценки влияния контактного трения заготовки о полость штампа на формоизменение и конечный результат, а так же на энергосиловые параметры процесса.
5. Проведен анализ появления брака заготовок в процессе штамповки. Выявлены основные виды и причины брака.
6. При помощи программного пакета DEFORM 3D проанализирована возможность разрушения заготовки в процессе штамповки по критерию Кок- рофта-Лэтэма.
7. Введен поправочный критерий разрушения на критерий Кокрофта- Лэтэма, учитывающий среднее напряжение.
8. Проведен стратегический анализ возможности реализации малого инновационного предприятия по выпуску трубопроводной арматуры. Проведены PEST- и SWOT-анализы.
9. В ходе выполнения исследования была получена заявка на патент № 2016109555 Штамп для резки здвигом. Подана заявка на изобретение №2016106527, опубликована статья в журнале КШП ОМД, 2016 г. №2, так же планируется публикация в № 9, 2017 г.
