📄Работа №201550
Тема: Разработка технологии холодной объемной штамповки эксцентрических трубных переходов комбинированным методом «обжим-раздача»
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Металлургия
Объем:
50 листов
Год:
2017
Просмотров:
66
4500
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
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
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
📖 Аннотация
В данной работе разработана технология холодной объемной штамповки эксцентрических трубных переходов комбинированным методом «обжим-раздача». Актуальность исследования обусловлена широким применением данных деталей в трубопроводных системах энергетики, нефтегазовой и аэрокосмической отраслей, где к ним предъявляются высокие требования по прочности, точности и качеству поверхности, а существующие методы производства (литье, вальцовка) имеют технологические и экономические ограничения. Основные результаты включают теоретическое и численное обоснование процесса в программном комплексе DEFORM-3D, позволившее оптимизировать геометрию заготовки для минимизации отходов и механической обработки, проанализировать влияние контактного трения и энергосиловые параметры, а также усовершенствовать критерий разрушения Коксрофта-Лэтэма с учетом среднего напряжения для прогнозирования дефектов. Научная значимость заключается в углублении знаний о механизме пластического формоизменения при совмещенных операциях холодной штамповки труб, а практическая – в создании эффективной, ресурсосберегающей технологии, позволяющей получать качественные переходы за один ход пресса без нагрева, что подтверждено патентной заявкой и положительными результатами стратегического анализа инновационного предприятия. Краткий обзор литературы показал, что основы метода заложены в работах М.Н. Горбунова, применимость силовых операций обжима исследовалась Д.А. Алексеевым, а пионерские разработки по совмещению операций принадлежат В.Н. Фролову и Ю.С. Летникову.
📖 Введение
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.
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.
✅ Заключение
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.
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.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.