Випуски $\rightarrow$ Том 25, випуск 2 (2024)

Забезпечення якості штампування листових деталей авіаційної техніки

ОНОПЧЕНКО А.В., КУРІН М.О., ШИРОКИЙ Ю.В.

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», вул. Чкалова, 17, 61070 Харків, Україна

Отримано 02.02.2024, остаточна версія 07.05.2024 Завантажити PDF logo PDF

Анотація
Оглянуто й проаналізовано теорію та практику штампування листових деталей авіаційної техніки. Відзначено актуальність завдання розробки наукових основ побудови раціональних технологічних процесів, що забезпечують мінімальні трудомісткість і собівартість виготовлення деталей авіаційної техніки за найліпшої їхньої якости. Розглянуто формотворні операції листового штампування та їхні головні переваги. Розроблено класифікатор напрямів досліджень у галузі штампування листового металу. Як показує аналіз вже виконуваних досліджень, удосконалення процесу листового штампування досі залишається актуальним; велика увага приділяється впливу температури, мастильних матеріалів, конфігурації штампового обладнання на процеси листового штампування. Розглянуто якість витягання зразків і вплив глибокого витягання на мікроструктуру та текстуру зразків. Досліджено морфології захисного покриття крицевих листів до та після глибокого витягання. Як відомо, прихована енергія деформації є важливою інтегральною характеристикою субструктурного стану металу після пластичної деформації й акумулює всі відомі параметри зміцнення. Вплив прихованої енергії деформування на експлуатаційні властивості деталей, а також на стабільність розмірів деталей є істотним, що особливо важливо для тонкостінних і прецизійних виробів. Пропонується модель управління якістю оброблення на основі значення прихованої енергії деформації.

Ключові слова: листове штампування, мікроструктура, текстура, прихована енергія деформації.

DOI: https://doi.org/10.15407/ufm.25.02.320

Citation: A.V. Onopchenko, M.O. Kurin, and Yu.V. Shyrokyi, Ensuring Quality of Stamping Sheet Aviation Parts, Progress in Physics of Metals, 25, No. 2: 320–363 (2024)

Цитована література   
  1. V.V. Chigirinsky, Y.S. Kresanov, and I.E. Volokitina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 4: 467 (2023). https://doi.org/10.15407/mfint.45.04.0467
  2. V.V. Chigirinsky, Y.S. Kresanov, and I.E. Volokitina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 5: 631 (2023). https://doi.org/10.15407/mfint.45.05.0631
  3. A.I. Denissova, A.V. Volokitin, and I.E. Volokitina, Prog. Phys. Met., 23, No. 2: 268 (2022). https://doi.org/10.15407/ufm.23.02.268
  4. O.I. Gorbatov, Yu.N. Gornostyrev, P.A. Korzhavyi, and A.V. Ruban, Phys. Metals Metallogr., 117: 1293 (2016). https://doi.org/10.1134/S0031918X16130019
  5. K. Wang, L. Wang, K. Zheng, He. Zhubin, D. Politis, G. Liu, and S. Yuan, Int. J. Extrem. Manuf., 2, 032001: 1 (2020). https://doi.org/10.1088/2631-7990/ab949b
  6. V. Deepak, O. Abhilash, Y.P. Ravitej, Veerachari, and L. Abhinandan, AIP Conf. Proc., 2316, No. 1: 030015 https://doi.org/10.1063/5.0038385
  7. L.B. Zuev, S.A. Barannikova, and A.G. Lunev, Prog. Phys. Met., 19, No. 4: 379 (2018). https://doi.org/10.15407/ufm.19.04.379
  8. Yu.V. Milman, S.I. Chugunova, I.V. Goncharova, and А.А. Golubenko, Usp. Fiz. Met., 19, No. 3: 271 (2018). https://doi.org/10.15407/ufm.19.03.271
  9. M.O. Kurin, O.O. Horbachov, A.V. Onopchenko, and T.V. Loza, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 6: 785 (2022). https://doi.org/10.15407/mfint.44.06.0785
  10. A.A. Kabatov, Tekhnologiya Almaznogo Vyglazhivaniya Detaley Aviatsionnykh Dvigateley i Agregatov [Technology for Diamond Smoothing of Aircraft Engine Parts and Units] (Thesis of Disser. for PhD) (Kharkiv: National Aerospace University ‘Kharkiv Aviation Institute’: 2014) (in Russian).
  11. E.A. Popov, V.H. Kovalev, and Y.N. Shubyn, Tekhnologiya i Avtomatizatsiya Listovoi Shtampovki [Technology and Automation of Sheet Metal Stamping] (Moskva: MGTU im. N.E. Baumana: 2003) (in Russian).
  12. M.M. Ubyzkyi, O.V. Kulyk, A.H. Fesenko, and D.I. Shevchuk, Kholodne Lystove Shtampuvannya [Cold Sheet Stamping] (Dnipropetrovsk: RVV DNU: 2008) (in Ukrainian).
  13. V.V. Tretiak, O.V. Manankov, D.A. Ovchar, and A.V. Onopchenko, Aerospace Technic and Technology, 60: 3 (2009).
  14. V.V. Tretiak and A.V. Onopchenko, Proektuvannya Tekhnolohichnykh Protsesiv Impulsnogo Obroblennya Metodamy Syntezu i Adresatsii [Design of Technological Processes of Impulse Processing by Methods of Synthesis and Addressing] (Kharkiv: National Aerospace University ‘Kharkiv Aviation Institute’: 2020) (in Ukrainian).
  15. V.G. Stepanov and I.A. Shavrov, Vysokoehnergeticheskie Impul’snyye Metody Obrabotki Metallov [High-Energy Pulsed Metal Processing Methods] (Leningrad: Mashinostroenie: 1975) (in Russian).
  16. Uncontained Turbine Rotor Failure, Bombardier Inc., BD-500-1A10 (C series CS100), C-FBCS, Aviation Investigation Report A14Q0068 (Quebec: International (Mirabel) Airport: 2014). https://publications.gc.ca/site/eng/9.819750/publication.html
  17. D.S. Rechenko, Povyshenie Effektivnosti Tverdosplavnogo Finishnogo Instrumenta Lezviynogo Instrumenta Putyom Sverkhskorostnogo Zatachivaniya i Razrabotki Kompleksa Usloviy Ego Ekspluatatsii [Increasing the Efficiency of Carbide Finishing Tools for Cutting Tools Through Ultra-High-Speed Sharpening and the Development of a Set of Conditions for Its Operation] (Thesis of Disser. for Dr. Tekhn. Sci.) (Tomsk: Omsk State Technical University: 2018) (in Russian).
  18. X. Yang, B. Wang, and J. Zhou, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 110: 1233 (2020). https://doi.org/10.1007/s00170-020-05802-z
  19. J. Zhou, X. Yang, B. Wang, and M. Yanhong, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 121: 5779 (2022). https://doi.org/10.1007/s00170-022-09570-w
  20. Ki. Mori, Y. Abe, and S. Miyazawa, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 108: 3885 (2020). https://doi.org/10.1007/s00170-020-05642-x
  21. H. Li, Z. Hu, L. Hua, and Q. Sun, JOM, 71: 4778 (2019). https://doi.org/10.1007/s11837-019-03846-5
  22. K. Zheng, C. Tong, Y. Li, Z. Kolozsvari, and D. Trevor, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 111: 2919 (2020). https://doi.org/10.1007/s00170-020-06280-z
  23. H. Ou, X. Zhang, J. Xu, G. Li, and J. Cui, J. Mater. Eng. Perform., 27: 4025 (2018). https://doi.org/10.1007/s11665-018-3290-1
  24. A. Komodromos, F. Kolpak, and A.E. Tekkaya, Berg Huettenmaenn Monatsh., 167: 428 (2022). https://doi.org/10.1007/s00501-022-01264-w
  25. L.I. Besong, J. Buhl, and M. Bambach, Int. J. Mater. Form., 15: 37 (2022). https://doi.org/10.1007/s12289-022-01684-6
  26. W. Xiao, B. Wang, and K. Zheng, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 92: 3299 (2017). https://doi.org/10.1007/s00170-017-0419-6
  27. D. Kumar, L. Zhigang, S. Jirathearanat, and A. Kumar, J. Mater. Eng. Perform., 32: 2950 (2023). https://doi.org/10.1007/s11665-022-07304-3
  28. S. Golovashchenko, S. Zdravkovic, N. Reinberg, S. Nasheralahkami, and W. Zhou, Forming the Future. The Minerals, Metals & Materials Series (Eds. G. Daehn, J. Cao, B. Kinsey, E. Tekkaya, A. Vivek, and Y. Yoshida) (Cham–Columbus–Dortmund: Springer: 2021), p. 2777. https://doi.org/10.1007/978-3-030-75381-8_231
  29. T. Matsuno, Y. Ochiai, Y. Okitsu, M. Iga, A. Kohri, and T. Mikami, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 116: 2873 (2021). https://doi.org/10.1007/s00170-021-07675-2
  30. C.J. Tan and Y.H. Phoo, Research Square Preprint (2021). https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-515980/v1
  31. J. Wang, J. Liu, B. Wang, X. Huang, and B. Wang, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 125: 2581 (2023). https://doi.org/10.1007/s00170-023-10883-7
  32. M. Madi, M.V. Junior, R.A. Filho, and P.V. Prestes, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 99: 2417 (2018). https://doi.org/10.1007/s00170-018-2635-0
  33. S. Golovashchenko, N. Reinberg, A. Hassannejadasl, and D. Green, J. Mater. Eng. Perform., 28: 2465 (2019). https://doi.org/10.1007/s11665-019-03977-5
  34. B. Ma, C. Yang, X. Wu, and L. Zhan, J. Mater. Eng. Perform., 32: 2465 (2023). https://doi.org/10.1007/s11665-023-07849-x
  35. B.-b. Jia and W.W. Wang, Int. J. Mater. Form., 11: 491 (2018). https://doi.org/10.1007/s12289-017-1359-2
  36. A. Martinez, V. Miguel, and J. Coello, Int. J. Mater. Form., 11: 619 (2018). https://doi.org/10.1007/s12289-017-1377-0
  37. R. Gu, Q. Liu, S. Chen, W. Wurong, and W. Xicheng, J. Mater. Eng. Perform., 28: 7259 (2019). https://doi.org/10.1007/s11665-019-04436-x
  38. D. You, D. Cai, Y. Wang, F. Zhou, and Z. Ruan, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 120: 3741 (2022). https://doi.org/10.1007/s00170-022-08936-4
  39. T. Xu, H. Wu, F. Xue, J. Guo, J. Ran, and F. Gong, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 121: 8115 (2022). https://doi.org/10.1007/s00170-022-09898-3
  40. C. Chen, M. Chen, L. Xie, Z. Gong, and J. Ye, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 103: 807 (2019). https://doi.org/10.1007/s00170-019-03568-7
  41. R. Fan, M. Chen, Y. Wu, and L. Xie, Metals, 8, No. 12: 985 (2018). http://dx.doi.org/10.3390/met8120985
  42. Y.J. Song, I.S. Oh, S.H. Hwang, H Choi, M. Lee, and H.J. Kim, Int. J. Automot. Technol., 22: 69 (2021). https://doi.org/10.1007/s12239-021-0008-4
  43. I.K. Lee, M.S. Jeong, S.K. Lee, Y. Cho, J Lee, P. Seo, D. Ko, K. Lee, and B. Kim, Int. J. Precis. Eng. Manuf., 16: 2377 (2015). https://doi.org/10.1007/s12541-015-0306-8
  44. H. Wang, H. Xie, Q. Liu, Y. Shen, P. Wang, and L. Zhao, Struct. Multidisc. Optim., 58: 769 (2018). https://doi.org/10.1007/s00158-018-1899-1
  45. L. Belhassen, S. Koubaa, M. Wali, and F. Dammak, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 103: 4837 (2019). https://doi.org/10.1007/s00170-019-04066-6
  46. Y.-q. Shu, N. Xiang, H.-r. Wang, P.-i. Wang, T. Huang, Z.-f. Wang, Y.-j. Lin, and J.-q. Guo, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 121: 5473 (2022). https://doi.org/10.1007/s00170-022-09759-z
  47. F. Flegler, P. Groche, T. Abraham, and G. Bruer, JOM, 72: 2511 (2020). https://doi.org/10.1007/s11837-020-04173-w
  48. M. Polajnar, L. Coga, and M. Kalin, Friction, 11: 1741 (2023). https://doi.org/10.1007/s40544-022-0706-6
  49. H.S. Jeong, S.H. Park, and W.S. Cho, Int. J. Precis. Eng. Manuf., 20: 497 (2019). https://doi.org/10.1007/s12541-019-00112-1
  50. A.C.S. Reddy, S. Rajesham, P.R. Reddy, T.P. Kumar, and J. Goverdhan, IJEST, 7, No. 1: 21 (2015). https://doi.org/10.4314/ijest.v7i1.3
  51. Wy. Ma, By. Wang, Q. Rong, J. Yang, and J. Zhang, J. Cent. South Univ., 29: 883 (2022). https://doi.org/10.1007/s11771-022-4984-y
  52. J. Qin, C. Zhou, D. Wang, X. Li, T. Hu, J. Wang, and Y. Yang, J. Mater. Res. Technol., 25: 773 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.273
  53. Y. Xing, P. Han, and X. Wang, Arch. Metall. Mater., 68, No. 4: 1275 (2023). https://doi.org/10.24425/amm.2023.146192
  54. M. Pako, J. Krawczyk, T. Sleboda, L. Frocisz, M. Ruminski, O. Lypchanskyi, T. Tokarski, and P. Piaseck, Arch. Metall. Mater., 66, No. 2: 601 (2021). https://doi.org/10.24425/amm.2021.135897
  55. V.K. Starkov, Fizika i Optimizatsiya Rezaniya Materialov [Physics and Optimization of Cutting materials] (Moskva: Mashinostroyenie: 2009) (in Russian).
  56. M.O. Kurin, Prog. Phys. Met., 21, No. 2: 249 (2020). https://doi.org/10.15407/ufm.21.02.249
  57. V. Kombarov, V. Sorokin, Y. Tsegelnyk, Y. Aksonov, and O. Fojtu, Int. J. Mechatron. Appl. Mech., 9: 209 (2021).
  58. S. Plankovskyy, V. Myntiuk, Y. Tsegelnyk, S. Zadorozhniy, and V. Kombarov, Mathematical Modeling and Simulation of Systems (MODS’2020) (Eds. S. Shkarlet, A. Morozov, and A. Palagin) (Springer: 2021), vol. 1265, p. 82. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58124-4_8
  59. M.O. Kurin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 3: 785 (2022). https://doi.org/10.15407/mfint.42.03.0433
  60. J. Gallet, M. Perez, R. Guillou, C. Ernould, C. Le Bourlot, C. Langlois, B. Beausir, E. Bouzy, T. Chaise, and S. Cazottes, Mater. Characteriz., 199: 112842 (2023). https://doi.org/10.1016/j.matchar.2023.112842
  61. F. Barra, R. Espinoza-Gonzalez, H. Fernandez, F. Lund, A. Maurel, and V. Pagneux, JOM, 67: 1856 (2015). https://doi.org/10.1007/s11837-015-1458-9
  62. M.O. Kurin and M.V. Surdu, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 3: 401 (2017). https://doi.org/10.15407/mfint.39.03.0401
  63. M.O. Kurin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 7: 859 (2018). https://doi.org/10.15407/mfint.40.07.0859
  64. GOST 25.503–97. Raschyoty i Ispytaniya na Prochnost. Metody Mekhanicheskikh Ispytaniy Metallov. Metod Ispytaniya na Szhatie [Design Calculation and Strength Testing. Methods of Mechanical Testing of Metals. Method of Compression Testing] (Minsk: Mezhgosudarstvennyi Sovet po Standartizatsii, Metrologii i Sertifikatsii: 1997) (in Russian).
  65. A.I. Dolmatov, A.A. Kabatov, and M.A. Kurin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 10: 1407 (2013) (in Russian).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України,