Холодная объемная штамповка выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок

Шашков, Вячеслав Юрьевич

Технологии и машины обработки давлением

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Холодная объемная штамповка выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок

кандидата технических наук: Шашков, Вячеслав Юрьевич
город: Тула
год: 2004
специальность ВАК РФ: 05.03.05
цена: 450 рублей

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Холодная объемная штамповка выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок»

Автореферат диссертации по теме "Холодная объемная штамповка выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок"

На правахрукописи

Шашков Вячеслав Юрьевич

ХОЛОДНАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА ВЫДАВЛИВАНИЕМ КОРПУСНЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНОЙ СТЕНОК

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Тула - 2004

Работа выполнена в отделении №4 ФГУП "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Тутышкин Николай Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Сергеевич;

кандидат технических наук, доцент Шмелев Владимир Евдокимович

Ведущая организация - ФГУП "Машиностроительный завод "Штамп" им. Б.Л. Ванникова.

я: 9« нсмЁрЛ-

/^час.

Защита состоится: " 2004 г. в

на заседании диссертационного совета Д 212.271.01 при Тульском государственном университете (г. Тула, просп. Ленина, 92, ауд. 9-101).

С. диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан " У^" 09. 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного

2/) 05~ Ч <1413$

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Корпусные осесимметричные детали с переменной толщиной стенок и высокими эксплуатационными характеристиками широко используются в технике. Применение для изготовления подобных изделий процессов обработки металлов давлением (ОМД) позволяет построить высокоэффективную ре-сурсо- и материалосберегающую технологию, а также получать за счет деформационного упрочнения обрабатываемого материала высокие прочностные характеристики готовых изделий. Технологические процессы ОМД являются довольно хорошо изученными и апробированными при изготовлении корпусных осесимметричных изделий с постоянной толщиной стенок или с небольшим ее изменением в осевом направлении. Для формообразования корпусных деталей сложной конфигурации из малоуглеродистых низколегированных сталей успешно применяются операции холодной объемной штамповки (ХОШ) выдавливанием. Наиболее изученными являются процессы формообразования ХОШ выдавливанием деталей с постоянным поперечным сечением. Значительно меньшее количество работ посвящено изучению формообразования выдавливанием корпусных деталей переменного сечения с изменяющейся толщиной стенок в осевом направлении. Сильно выраженный нестационарный характер процесса ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных деталей, а также сложные граничные условия в сильной степени затрудняют проведение анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) и определение связанных с ним технологических возможностей реализуемых схем обработки. Имеющийся опыт изготовления подобных деталей пластическим формообразованием показывает, что при разработке технологического процесса возникают трудности, связанные с выбором исходных заготовок, рациональным использованием пластических свойств обрабатываемого материала, обеспечением благоприятных силовых условий работы штампо-вого инструмента. Успешное решение этих вопросов требует детального анализа НДС и технологических параметров изучаемых процессов объемной штамповки. Следует отметить, что формообразование деталей сложной конфигурации с рациональным использованием пластических свойств обрабатываемого материала и надежными силовыми условиями работы штампового инструмента связано с реализацией соответствующего поля скоростей пластического течения, распределения технологических напряжений. Проектирование технологического процесса с использованием обоснованных рекомендаций позволяет значительно сократить объем работ по отработке технологии, изготовлению комплектов рабочего инструмента и опытных партий изделий.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Федерального государственного унитарного предприятия "ГНПП "Сплав" и грантом ТО 1-06.4-2198 Минобразования РФ «Физико-механические основы технологии обработки давлением изделий с высокими эксплуатационными характеристиками».

Цель работы. Разработка и внедрение ресурсо- и материалосберегающей технологии ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных*деталей с переменной толщиной стенок и высокими прочностными характеристиками из малоуглеродистых низколегированных сталей на основе исследования НДС и связанных с ним технологических параметров.

Для реализации поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- исследование напряженного состояния и связанных с ним энерго-силовых параметров формообразования корпусных деталей «оболочка» из малоурдеродисхух

низколегированных сталей;

- анализ распределения деформаций, а также повреждаемости, макро- и микроструктуры деформируемого материала изделий;

- создание новой методики проектирования рабочего инструмента для ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок;

- разработка и внедрение технологического процесса изготовления корпусных деталей для кумулятивного перфоратора нефтяных и газовых скважин.

Методы исследования. При выполнении работы использовались основные соотношения теории пластического течения и повреждаемости деформируемых металлов, метод расчета напряжений, основанный на отображении зон текучести в девиаторном пространстве напряжений, метод делительных сеток, микроструктурный анализ, а также научно-производственные испытания разработанной технологии.

Автор_защищает:

- результаты теоретического и экспериментального исследования напряженного состояния и связанных с ним энергосиловых параметров формообразования корпусных деталей «оболочка» из малоуглеродистых низколегированных сталей;

- результаты экспериментального анализа распределения деформаций, повреждаемости, макро- и микроструктуры деформируемого материала изделий;

- новую методику проектирования рабочего инструмента для ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок;

- разработанный и внедренный в производство технологический процесс изготовления корпусных деталей для кумулятивного перфоратора нефтяных и газовых скважин.

Научную новизну работы составляет:

- математическая модель формообразования корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок из малоуглеродистых низколегированных сталей, позволяющая спроектировать технологический процесс ХОШ и рабочий инструмент для их изготовления;

- установленные закономерности НДС при ХОШ выдавливанием корпусных деталей с переменной толщиной стенок, описывающие существование двух характерных зон деформации, на стыке которых происходит изменение главных нормальных напряжений (включая изменение их знака) относительно фиксированных волокон деформируемого материала.

Практическая ценность работы. Разработанная методика проектирования инструмента для ХОШ выдавливанием обеспечивает получение корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок за один переход без калибровочных операций. Рекомендации по проектированию рабочего инструмента ХОШ позволяют получать структуру деформированных малоуглеродистых низколегированных сталей с минимальной поврежденностью и высокими прочностными характеристиками.

Ре ал и з аи и я работы. На основе проведенных исследований разработан новый технологический процесс ХОШ выдавливанием деталей "оболочка", предназначенных для кумулятивных перфораторов нефтяных скважин. Разработанный технологический процесс внедрен в производство ФГУП "ГНПП "Сплав". Производственные испытания, проведенные компанией "Взрывгеофизика" показали, что детали "оболочка", изготовленные по новой технологии, обладают необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Апробаиия работы. Результаты диссертационного исследования доложены на научно-технических конференциях молодых специалистов, аспирантов и

студентов "Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов" (2000, 2001, 2003 гг.); на научно-технических конференциях молодых специалистов ФГУП ТНПП "Сплав" (2002, 2004 гг.); научных конференциях Тульского государственного университета (2000-2004 гг.), Всероссийских научно-технических конференциях «Проблемы проектирования и производства систем и комплексов» (2003,2004 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 4 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 150 наименований, пяти приложений и включает 128 страниц основного машинописного текста, содержит 62 рисунка и 2 таблицы. Общий объем работы - 188 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, научная новизна, практическая ценность выполненной работы, кратко раскрывается содержание ее разделов.

В разделе 1 приводится обзор технологических методов изготовления корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок. Показывается целесообразность использования для изготовления подобных изделий процессов холодной объемной штамповки выдавливанием. Мягкая схема напряженного состояния, характерная для процессов ХОШ, позволяет построить интенсивную технологию с рациональным использованием пластических свойств деформируемых металлов и получать готовые изделия с минимальной поврежденностью микродефектами. Значительный вклад в развитие теории и технологии ХОШ выдавливанием внесли отечественные ученые: А.Н. Малов, Л.А. Шофман, ГА Навроцкий, Г.Д. Фельдман, А.Д. Томленое, А.Г. Овчинников, И.П. Ренне, СП. Яковлев, Т.П. Кузнецов, ВА Головин, A.M. Дмитриев, А.В. Лясников, А.Л. Воронцов, В.Д. Кухарь, А.К. Евдокимов и др., а также зарубежные исследователи: В. Джонсон, X. Кудо, Б. Авитцур, Е. Томсен и др.

Обзор опубликованных работ показал, что наиболее изученными являются процессы формообразования ХОШ выдавливанием деталей с постоянным поперечным сечением. Значительно меньшее количество работ посвящено изучению формообразования выдавливанием корпусных деталей переменного сечения с изменяющейся толщиной стенок в осевом направлении. Сильно выраженный нестационарный характер процесса ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных деталей, а также сложные граничные условия в сильной степени затрудняют проведение анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) и определение связанных с ним технологических возможностей реализуемых схем обработки. Показывается необходимость детального учета влияния напряжений и деформаций на технологические параметры. Обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются задачи исследования.

В связи с этим в диссертационной работе поставлена актуальная научно-техническая задача, состоящая в исследовании, разработке и внедрении ресурсо- и ма-териалосберегающей технологии ХОШ выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок и высокими прочностными характеристиками из малоуглеродистых низколегированных сталей.

Раздел 2 посвящен исследованию технологических возможностей ХОШ выдавливанием осесимметричных корпусов с переменной толщиной стенок из малоуглеродистых низколегированных сталей. Основное внимание уделяется анализу НДС деформируемого материала и связанных с ним технологических параметров.

Пластическое формоизменение осесимметричных изделий с прогнозируемыми свойствами описывается в системе цилиндрических координат г, г, в следующими основными и определяющими уравнениями:

т.-<т, .

О)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

г, Од, Тгг — отличные от нуля компоненты тензора напряжений Г,,^);

где

уг, Уг — компоненты вектора скорости пластического течения; А - положительная

скалярная величина, пропорциональная мощности пластической деформации; -

предел текучести при сдвиге; - параметры, связанные с деформациями

- квадратичный и кубический инварианты де-

виаторов скорости деформации и напряжения соответственно.

Компоненты Тгд =Т'£)Г =0, Уд =0, а окружное напряжение СТд является

главным. Система (1) - (6) состоит из уравнений внутреннего равновесия (1), (2), условия пластичности Мизеса (3), уравнения соосности (4), условия подобия (5) девиаторов скорости деформации и напряжения и условия несжимаемости (6).

В качестве параметров связанных с деформациями принимается степень деформации сдвига (параметр Одвикста)

Л = |-с1ец(1е) ,

(7)

где — компонента девиатора приращения деформации и интенсивность скоростей деформации сдвига

¿Л

н ='

(8)

Значения параметра Л определяются интегрированием соотношения (7) для каждого известного пути деформации я, когда приращения деформации Деу известны.

В связи с существенной нестационарностью рассмотренных процессов пластического формоизменения материалов при их анализе предпочтение отдаётся методу отображения зон текучести в девиаторном пространстве напряжений и скоростей деформации.

Вводится в рассмотрение специальное изображающее пространство параметров тг, тг, гид, (р, образующих симметричную структуру для инвариантов направляющего девиатора Оа.

В каждой произвольной точке меридионального сечения деформируемого материала существуют два взаимноортогональных направлений а, Д вдоль которых касательное напряжение достигает экстремального значения Т^, а нормальные напряжения аа = ар. Направления а, Д образуют в меридиональном сечении пластической

области два семейства взаимноортогональных линий, описываемых дифференциальными уравнениями:

— = tg5 (линии а), — = -ctg8 (линии Д), dr dr

(9)

где 5— угол, отсчитываемый от направления оси г до направления линии а.

Вводится характерный размер для участков пластической области, где а -

линейный размер пластической области в радиальном направлении; га - радиальная координата участка. На оси симметрии, т. е. при а/га =1, где реализуется одноосное состояние, компонента На удаленных от оси симметрии участках пластической области, где реализуется состояние, близкое к чистому сдвигу, и компонента = Т4. С уменьшением величины О / Та состояние материала быстро приближается к чистому сдвигу. Поэтому связь компоненты Тар с величиной

описывается экспоненциальным законом, а зависимость для параметра следующий вид

I-Г / Г~\ г

г.

т,

т„ = cos 25^1 + jig2 26

exp 1

принимает

(Ю)

Входящий в основные уравнения предел текучести при сдвиге определяется в соответствии с условием пластичности (3), как функция параметров процесса деформирования.

Решение системы основных уравнений должно удовлетворять граничным условиям Коши. Условия Коши для осесимметричной задачи представляют собой граничные данные искомых функций a ,TS, 8 , тд , V^«, V^* на двумерной поверхности (О

(й, Д 0 = 0 в пространстве а, Д t. Если область р еш ен^я^о^рл е д о в ат е л ь н о рассекать плоскостями / = const, то общая краевая задача осесимметричного течения может быть сведена к совокупности решений системы основных уравнений в плоскости г, z (ОТ, Д). При последующем численном решении основные уравнения представляются в рекуррентной форме.

Проведен анализ НДС и связанных с ним технологических параметров на операции ХОШ выдавливанием детати "оболочка". Материал изделия - малоуглеродистая низколегированная сталь 10ГНА ТУ14-1-2376-78, которая в отожженном состоянии

имеет временное сопротивление разрыву (Г, = 471...490 Н/мм2, относительное удлинение £п/,=0,27... 1,36 (27...36%).

В связи с нестационарностью процесс деформирования рассматривался его состоящим из совокупности последовательных этапов. За параметр процесса принималось перемещение пуансона

Для определения технологической силы и прогнозирования силовых условий работы инструмента определялись эпюры контактных напряжений. В связи с сильной нестационарностью процесса ХОШ выдавливанием деталей с переменной толщиной стенок можно прогнозировать появление зон затрудненного течения металла, образование которых резко повышает давление на контактную поверхность инструмента. Появление этих зон определяется в основном соотношением характерных размеров деформируемой заготовки, приводящим к резкому увеличению гидростатического давления, и неправильному с этой точки зрения смещению объемов металла, что ставит вопрос об управлении потоком деформируемого металла и проектировании рабочего инструмента оптимальной формы.

Касательные напряжения контактного трения — /п^г > где /л - коэффициент пластического трения. Следуя опытным данным, контактные касательные напряжения (при современной технологии изготовления рабочего инструмента ХОШ и применении технологических смазок) гк = (0,35...0,65)ГЛ .

На рисунке 1 показана пластическая область и сетка линий скольжения в меридиональном сечении деформируемого металла на заключительной стадии внедрения пуансона Установленное поле напряжений на стадии развитого пластиче-

ского течения учитывает, что на стыке зон АОВБ^] и ДОБРСА^Е^) в криволинейном треугольнике происходит интенсивное изменение главных нормальных напряжений (включая изменение их знака) относительно фиксированных волокон деформируемого материала. Зона представляет собой геометрическое место изолированных линий разрыва напряжений.

Поля напряжений позволяют определить контактные нагрузки на рабочий инструмент, силу деформирования, в том числе, удельную силу выдавливания. На рисунке 2 представлены эпюры распределения нормального давления и контактного касательного напряжения на деформирующей поверхности пуансона выдавливания в заключительной стадии объемной штамповки детали "оболочка". Наибольшие по величине давления испытывает торцовая часть и примыкающий к нему конический участок пуансона.

Силадеформирования

где - дифференциал дуги контакта пуансона в меридиональном сечении;

Удельная сила выдавливания

^ = /[сг„со8(-л,г) + т4 5т(-л,г)]п&. (12)

Экспериментальное определение технологической силы деформирования производилось по замерам рабочего давления в гидросистеме пресса (по показаниям манометра). Текущие размеры полуфабриката устанавливались по перемещению пуансона

с учетом условия несжимаемости деформируемого материала. Установлено, что экспериментальные значения силы деформирования превышают расчетные на 4...6 %. Это небольшое расхождение объясняется несколько упрощенной постановкой краевых условий контактного трения, а также тем известным фактом, что допустимые поля напряжений приводят к нижней оценке удельных сил деформирования.

Результаты анализа напряженного состояния позволяют сделать вывод о том, что параметром, лимитирующим степень формоизменения материала, являются давления на рабочую поверхность инструмента. Поэтому очень важным является выбор инструментальной стали, способной воспринимать высокие удельные нагрузки, и в то же время обладать достаточной вязкостью. Для изготовления деформирующего инструмента рекомендуются высокопрочные инструментальные стали П9МИ, П7М, П6МЗ и специальная технология его изготовления, направленная на получение устойчивой структуры материала со стабильным кубическим мартенситом и твердостью рабочей поверхностью пуансонов не ниже 60...65 HRC.

В разделе 3 изложены результаты экспериментального исследования распределения деформаций и микроструктуры деформируемого материала для разрабатываемого технологического процесса изготовления корпусной детали "оболочка".

Существенно необходимым для оценки допустимых возможностей формоизменения и качества получаемых изделий является изучение деформированного состояния обрабатываемого материала. По распределению деформаций в меридиональных сечениях полуфабриката прогнозируются механические характеристики его материала, что важно для формирования показателей качества готовых деталей. Кроме того, известное распределение деформаций позволяет устанавливать наиболее опасные зоны с большим локальным деформированием и по ним оценивать допустимые геометрические характеристики формообразования конструктивных элементов деталей.

В теории обработки металлов давлением надежно зарекомендовал себя метод делительных координатных сеток. Наносимые на опытные образцы делительные сетки представляют собой сопутствующую систему координат жестко связанную с частицами деформированного материала.

Для нанесения делительной сетки при исследовании процессов осесимметрич-ной деформации выполняли предварительную разрезку двух заготовок с припуском на шлифование плоскости, проходящей через ось симметрии (меридиональной плоскости). Так как нормальное напряжение по отношению к плоскости соединения двух частей образца является сжимающим, а касательные напряжения в этой плоскости отсутствуют (из условия симметрии), то наличие разреза не оказывает влияния на характер деформации. Наличие сжимающих напряжений устанавливали по образованию отпечатка сетки на противоположной части образца. Использовался способ нанесения сеток царапанием рисок; соединение составных частей образца между собой осуществлялось механическим способом.

Расчет локальных деформаций производится по параметрам ячеек делительной координатной сетки. Расчетные соотношения строили из представления тензора деформаций через компоненты метрического тензора.

По нанесенной на деформируемый образец делительной сетке измеряли под оптическим микроскопом координаты узловых точек и далее рассчитывались расстояния между соседними узловыми точками и углы между рисками.

Рисунок 1 Пластическая область и поле напряжений при ХОШ выдавливанием детали "оболочка"; в - стадия при рабочем ходе пуансона

Рисунок 2 Эпюры распределения контактных напряжений на деформирующей поверхности пуансона выдавливания на заключительной стадии объемной штамповки детали "оболочка":

Расчет главных компонент деформации е;, Сг в меридиональном сечении, а также характеристик интенсивности деформаций Л, е, производили в программе Microsoft Exel. В качестве исходных данных вводились координаты узлов ячеек.

На рисунках 3, 4 приведены искаженная делительная сетка в меридиональном сечении детали "оболочка" после операции ХОШ и эпюра распределения деформаций Л в срединном слое детали. Как видно, локальные области с наибольшими накопленными деформациями находятся в зоне перехода торцевой части пуансона в конусную и на границе пластической и жесткой областей под пуансоном. Область больших значений интенсивности деформаций

находится и в зоне перехода конусной части пуансона в цилиндрическую. Вследствие больших конечных деформаций и связанного с ними значительного деформационного упрочнения материал готовой детали имеет высокие прочностные характеристики.

Проектирование процесса изготовления корпусных изделий с высокими прочностными свойствами должно проводиться с прогнозированием повреждённости материала микродефектами деформационного происхождения. Определяющая роль пластической деформации в накоплении дефектов и связанном с ним последующем разрушении металла доказана экспериментальными исследованиями многих специалистов

Был принят следующий критерий деформируемости проф. В.Л. Колмогорова

Экспериментально установленное с помощью делительной сетки распределение деформаций и напряжений позволяет вычислить характеристику повре-ждённости после каждого этапа деформирования численным интегрированием

= сю0 +

где Шд=0,18.. .0,22 - величина параметра повреждённости микродефектами исходной заготовки.

Итоговая поврежденность микродефектами материала готовой детали рассчитывалась по трем этапам процесса упттт-

ы=Шо + ¿Дю.

к=1

На рисунке 4 расчетная эпюра распределения повреждённости в среднем слое детали "оболочка" после операции ХОШ выдавливанием. Параметр повреждённости меньше допустимой величины =0,65...0,7, начиная с которой деформационные дефекты существенно влияют на эксплуатационные характеристики готовых деталей. Умеренная поврежденность малоуглеродистой стали 10ГНА готовой детали "оболочка" при значительных конечных деформациях, сопровождающих процесс ХОШ, обусловлена благоприятным воздействием реализуемой мягкой схемы напряженного состояния - неравномерного трехосного сжатия.

Рисунок 3 Искаженная делительная сетка в меридиональном сечении детали "оболочка" (после операции ХОШ, х4)

Рисунок 4 Распределение деформаций Л и параметра поврежденности (о в срединном слое детали "оболочка" (после операции ХОШ): 1 - срединный слой детали; 2 - эпюра интенсивности накопленных деформаций сдвига А ; 3 - эпюра параметра поврежденности ш

Металлографический анализ материала готовой детали "оболочка" показал, что макроструктура является плотной, не имеет дефектов в виде несплошностей металла, что является следствием благоприятных условий деформирования заготовки, мягкой схемы напряженного состояния, обоснованно выбранной геометрии деформирующего инструмента, равномерного распределения контактных сил трения и рационального использования ресурса пластичности металла.

Изучение микроструктуры проводили на металлографическом горизонтальном микроскопе "МИМ-8М", фотографирование производили на фотомикроскопе отраженного света 'ТСЕОРЫОТ 21". Микроструктурный анализ зон деформирования (рисунок 5) подтверждает результаты исследования характера распределения деформаций и повреждаемости материала. Умеренная повреждаемоегь малоуглеродистой стали 10ГНА при значительных конечных деформациях, сопровождающих процесс ХОШ корпусных деталей обусловлена благоприятным воздействием мягкой схемы напряженного состояния. Анализ микроструктуры малоуглеродистой стали подтвер-

ждает отсутствие полостных дефектов. В целом, предлагаемый процесс ХОШ выдавливанием обеспечивает качественную структуру материала готовой детали и ее высокие прочностные характеристики.

Рисунок 5 Микроструктура (хЮО):

а - в ячейке 12; б - в ячейке 6.

Раздел 4 посвящен разработке и внедрению технологического процесса изготовления деталей "оболочка" для кумулятивного устройства, предназначенного для перфорирования нефтяных скважин, а также разработке рекомендаций по проектированию рабочего инструмента. На основе производственных испытаний, проведенных на ФГУП ТНПП "Сплав", установление, что КИМ при изготовлении заготовки детали "оболочка" находится в следующих пределах:

- 0,39...0,43 - при холодной штамповке с цилиндрической наружной поверхностью (прямое, обратное, комбинированное выдавливание, выдавливание на сферо-движном прессе, получение детали штамповкой вальцовкой, а также при производстве детали по технологии, построенной на вытяжных операциях);

- 0,63...0,67 - при холодной штамповке с постоянной толщиной стенки заготовки на коническом участке;

- 0,69...0,73 - при горячей штамповке;

- 0,77...0,81 - при холодной штамповке инструментом, спроектированном по новой методике автора.

Разработка технологического процесса изготовления детали "оболочка" (рисунок 6) ХОШ выдавливанием выполнена с учетом производственного опыта предприятия. В результате были преодолены технологические сложности, связанные с получением качественной микроструктуры материала изделий.

Разработанная методика позволила спроектировать инструмент с рациональным рабочим профилем, обеспечивающим наиболее равномерное течение деформируемого металла заготовки в придонном участке на заключительной стадии ХОШ. В результате представилось возможным изготавливать детали за одну формоизменяющую операцию без введения калибровочных операций.

Установлено, что если пуансон имеет неплоский (или близкий к плоскому) по форме торец, а конический, сферический или какой-либо другой формы, то цилиндрический поясок матрицы необходимо выполнять такой высоты, чтобы вытекающий при выдавливании из-под пуансона металл достигал торца матрицы не ранее, чем он

достигнет верхнего края рабочего пояска пуансона (рисунок 7). При этом расчетная величина предварительного захода пуансона в матрицу может превысить рекомендуемое значение 5... 10 мм.

Рисунок 6 Эскиз детали "оболочка" (материал - сталь 10ГНА ТУ 14-3-626-77)

Рисунок 7 Схема к выбору высоты Рисунок 8 Дефект "распушения"

h заходной полости матрицы торца детали в зоне Л (пунктирной

линией показан заданный профиль детали)

В противном случае произойдет раздача выдавливаемого металла с толщиной стенки, превышающей половину диаметрального зазора между пуансоном и матрицей и равной минимальному зазору между матрицей и пуансоном. При дальнейшем перемещении пуансона этот зазор будет уменьшаться и достигнет половины величины диаметрального зазора между пуансоном и матрицей в момент, когда рабочий поясок пуансона будет располагаться на уровне цилиндрического участка матрицы. В результате возможно получение заготовки с недопустимыми отклонениями размеров по высоте (рисунок 8).

Разработаны и проверены следующие рекомендации. Для улучшения центра-ции заготовки ее необходимо выбирать с коническим участком для гарантированной фиксации заготовки в матрице. Расчет высоты цилиндрического участка заготовки следует производить из условия постоянства объема деформируемого металла.

Разработана конструкция узла выталкивания заготовки (рисунок 9), исключающая образование заусенца. Особенностью конструкции является посадка выталкивателя в матрицу с небольшим натягом, обеспечиваемым зазором между выталкивателем и опорной стойкой.

Рисунок 9 Схема конструкции выталкивателя 1 - матрица, 2 - выталкиватель, 3 - подушка, 4 - стойка.

На основе проведенных исследований разработан и внедрен на ФГУП ТНПП "Сплав" прогрессивный технологический процесс ХОШ выдавливанием детали "оболочка" для кумулятивного перфоратора нефтяных скважин. Как показали производственные испытания кумулятивных перфораторов, проведенные компанией "Взрывгео-физика", детали "оболочка", изготовленные по новой технологии, обладают необходимыми эксплуатационными характеристиками.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача по исследованию, разработке и внедрению ресурсо- и материалосберегающей технологии холодной объемной штамповки выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок и высокими прочностными характеристиками из малоуглеродистых низколегированных сталей.

В результате проведенных исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Анализ технологических методов изготовления корпусных осесимметрич-ных деталей с переменной площадью поперечного сечения показал, что наиболее обоснованными и перспективными являются процессы пластического формоизменения, особенно процессы с мягкой схемой напряженного состояния. К ним относятся процессы ХОШ выдавливанием, позволяющие получать изделия с качественной структурой материала, высокими прочностными свойствами, максимально приближенные по форме и размерам к готовой детали.

2. Теоретический поэтапный анализ показал, что НДС и связанный с ним силовые и деформационные параметры ХОШ деталей с переменной толщиной стенок сильно изменяются в течение формоизменения. Мягкая схема напряженного состояния при ХОШ способствует формированию высоких прочностных свойств малоуглеродистых низколегированных сталей при малой степени их поврежденности микродефектами, что обеспечивает необходимые эксплуатационные характеристики готовых изделий.

3. Критериальным параметром, ограничивающим степень формоизменения на операции ХОШ, являются высокие контактные давления на инструмент. Для изготовления инструмента рекомендуются высокопрочные стали П9МИ, ПЭМ, П6МЗ со специальной технологией их изготовления, направленной на получение устойчивой структуры со стабильным кубическим мартенситом и твердостью рабочей поверхностью пуансона не ниже 60...65НКС, а также стали 8Х4В2СМФ и 60Х2Н2М.

4. Экспериментальный анализ методом делительной сетки операции ХОШ детали "оболочка" установил, что локальные области с наибольшими накопленными деформациями находятся в зонах перехода торцевой части пуансона в конусную и конусной части в цилиндрическую. В связи с этим сделаем заключение о неприемлемости применения рабочего инструмента с деформирующим профилем, эквидистантным наружным очертаниям готовой детали, так как в этом случае наблюдается образование дефекта (в виде кольцевого поднутрения) на внутренней поверхности конического участка детали с наименьшей толщиной стенки.

5. Микроструктурный анализ материала готового изделия подтвердил отсутствие полостных дефектов. Поврежденность стали 10ГНА микродефектами деформационного происхождения при ХОШ меньше допустимой величины, начиная с которой дефекты оказывают существенное влияние на эксплуатационные характеристики.

6. На основе проведенных научно-производственных испытаний рабочего инструмента спроектировано и опробована рабочая матрица с рациональным рабочим профилем, обеспечивающим наиболее равномерное течение деформируемого металла заготовки в придонном участке на заключительной стадии ХОШ.

7. Доказана справедливость рекомендаций по выбору высоты заходной полости матрицы для ХОШ с обратным выдавливанием детали с конической или другой нецилиндрической внутренней поверхностью, позволяющей исключать нежелательные дефекты "распушения" верхнего торца детали.

8. Подтверждена целесообразность предварительной подсадки пуансонов, выталкивателей и опорных стоек штампа при их изготовлении с последующей доводкой их размеров, что позволяет значительно повысить стойкость рабочего инструмента.

9. Разработанная конструкция рабочего инструмента для ХОШ выдавливанием детали "оболочка" позволяет изготавливать детали за одну формоизменяющую операцию без введения калибровочных операций.

10. Установлена оптимальная форма исходной заготовки, наружный профиль которой максимально приближен к соответствующему профилю готовой детали, а ее высота обеспечивает равенство объему заготовки после ХОШ выдавливанием. Форма заготовки способствует получению готовой детали при наименьших нагрузках на рабочий инструмент и обеспечивает гарантированную посадку на конус относительно поверхности матрицы.

11. Разработанный технологический процесс ХОШ детали "оболочка" обеспечивает высокие прочностные свойства и заданные эксплуатационные характеристики, увеличение КИМ с 0,65 до 0,79 по сравнению с технологическим процессом ХОШ выдавливанием, основанным на применении инструмента для получения постоянной толщины стенок этих же деталей.

12. Деталь "оболочка" является ответственным корпусным элементом перфорационной системы для вскрытия нефтяных скважин. Технологический процесс ее производства внедрен в производство ФГУП "ГНПП "Сплав". Как показали производственные испытания, проведенные компанией "Взрывгеофизика", детали "оболочка" обладают необходимыми эксплуатационными характеристиками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Шашков В.Ю. Анализ технологических процессов изготовления осесим-метричных деталей с дном и переменной площадью поперечного сечения из малоуглеродистых сталей. // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Материалы докладов Научно-технической конференции молодых специалистов, аспирантов и студентов-Тула: Шар, 2000- С. 155-162.

2. Шашков В.Ю. Проектирование матрицы для холодного обратного выдавливания деталей с переменной толщиной стенки // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Материалы докладов Научно-технической конференции молодых специалистов, аспирантов и студентов.-Тула: Шар, 2001.- С. 201-203.

3. Шашков В.Ю. Исследование распределения деформаций с помощью делительной сетки. // Вестник машиностроения.- 2004.- № 6 - С 67-69.

4. Трегубов В.И. Холодная штамповка корпусных осесимметричных деталей / В.И. Трегубов, Н.Д. Тутышкин, В.Ю. Шашков-Тула: 'Тульский полиграфист", 2004. -218с.

#18026

РНБ Русский фонд

2005-4 14198

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97 . Подписано в печать /£ ¿>_£> ОЦ Формат бумаги 60x84'/|6. Бумага офсетная. • Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. 1, О. Тираж ¿ООъкь. Заказ 26

Тульский государственный университет. 300600. г. Тула, пр. Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Шашков, Вячеслав Юрьевич

Введение

1 Методы изготовления корпусных осесимметричных де

•ф талей с переменной толщиной стенок

1.1 Назначение и конструкция деталей "оболочка"

1.2 Холодная штамповка

1.3 Штамповка при высоких температурах

1.4 Выводы

2 Анализ процесса холодной объемной штамповки выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок

2.1 Основные уравнения и определяющие соотношения пластического формообразования осесимметричных изделий

2.2 Метод определения осесимметричных полей напряжений и скоростей

2.3 Анализ процесса холодной объемной штамповки выдавливанием корпусной детали "оболочка"

2.4 Выводы

3 Экспериментальное исследование технологического процесса холодной объемной штамповки выдавливанием ф 3.1 Методика проведения эксперимента

3.2 Техника нанесения делительной сетки.

3.3 Анализ распределения деформаций с помощью делительной сетки

3.4 Анализ повреждаемости, макро- и микроструктуры деформированного материала

3.5 Выводы

4 Разработка технологического процесса изготовления детали "оболочка"

4.1 Расчет исходной заготовки и рабочего инструмента

4.2 Разработка штамповой оснастки

4.3 Отработка и внедрение технологического процесса

4.4 Рекомендации по разработке технологического процесса

4.5 Выводы

Введение 2004 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Шашков, Вячеслав Юрьевич

Актуальность темы. Корпусныеосесимметричныедетали с переменной толщиной стенок и высокими эксплуатационными характеристиками широко используются в технике. Применение для изготовления подобных изделий процессов обработки металлов давлением (ОМД) позволяет построить высокоэффективную ресурсо- и материалосберегаю-щую технологию, а также получать за счет деформационного упрочнения обрабатываемого материала высокие прочностные характеристики готовых изделий. Технологические процессы ОМД являются довольно хорошо изученными и апробированными при изготовлении корпусных осесиммет-ричных изделий с постоянной толщиной стенок или с небольшим ее изменением в осевом направлении. Для формообразования корпусных деталей сложной конфигурации из малоуглеродистых низколегированных сталей успешно применяются операции холодной объемной штамповки (ХОШ) выдавливанием. Наиболее изученными являются процессы формообразования ХОШ выдавливанием деталей с постоянным поперечным сечением. Значительно меньшее количество работ посвящено изучению формообразования выдавливанием корпусных деталей переменного сечения с изменяющейся толщиной стенок в осевом направлении. Сильно выраженный нестационарный характер процесса ХОШ выдавливанием корпусных осе-симметричных деталей, а также сложные граничные условия в сильной степени затрудняют проведение анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) и определение связанных с ним технологических возможностей реализуемых схем обработки. Имеющийся опыт изготовления подобных деталей пластическим формообразованием показывает, что при разработке технологического процесса возникают трудности, связанные с выбором исходных заготовок, рациональным использованием пластических свойств обрабатываемого материала, обеспечением благоприятных силовых условий работы штампового инструмента. Успешное решение этих вопросов требует детального анализа НДС и технологических параметров изучаемых процессов объемной штамповки. Следует отметить, что формообразование деталей сложной конфигурации с рациональным использованием пластических свойств обрабатываемого материала и надежными силовыми условиями работы штампового инструмента связано с реализацией соответствующего поля скоростей пластического течения, распределения технологических напряжений. Проектирование технологического процесса с использованием обоснованных рекомендаций позволяет значительно сократить объем работ по отработке технологии, изготовлению комплектов рабочего инструмента и опытных партий изделий.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Федерального государственного унитарного предприятия "ГШ 111 "Сплав" и грантом Т01-06.4-2198 Минобразования РФ «Физико-механические основы технологии обработки давлением изделий с высокими эксплуатационными характеристиками».

Цель работы. Разработка и внедрение ресурсо- и материалос-берегающей технологии ХОШ выдавливанием корпусных осесимметрич-ных деталей с переменной толщиной стенок и высокими прочностными характеристиками из малоуглеродистых низколегированных сталей на основе исследования НДС и связанных с ним технологических параметров.

Для реализации поставленной цели в работе решаются следующие задачи: -г исследование напряженного состояния и связанных с ним энергосиловых параметров формообразования корпусных деталей «оболочка» из малоуглеродистых низколегированных сталей;

Автор защищает:

Научную но виз ну работы составляет:

Реализация работы. На основе проведенных исследований разработан новый технологический процесс ХОШ выдавливанием деталей "оболочка", предназначенных для кумулятивных перфораторов нефтяных скважин. Разработанный технологический процесс внедрен в производство ФГУП 'ТНПП "Сплав". Производственные испытания, проведенные компанией "Взрывгеофизика" показали, что детали "оболочка", изготовленные по новой технологии, обладают необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования доложены на научно-технических конференциях молодых специалистов, аспирантов и студентов "Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов" (2000, 2001, 2003 гг.); на научно-технических конференциях молодых специалистов ФГУП ТНПП "Сплав" (2002, 2004 гг.); научных конференциях Тульского государственного университета (2000

2004 гг.), Всероссийских научно-технических конференциях «Проблемы проектирования и производства систем и комплексов» (2003,2004 гг.).

Публикаи и и. Материалы проведенных исследований отражены в 4 печатных работах.

Заключение диссертация на тему "Холодная объемная штамповка выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок"

4.5 ВЫВОДЫ

1. Исходя из проведенного анализа НДС изучаемого процесса ХОШ детали "оболочка" показал неприемлемость применения рабочего инструмента с деформирующим профилем, эквидистантным очертаниям готовой детали так как при этом наблюдается образование дефекта в виде кольцевого поднутрения на внутренней поверхности конического участка детали с наименьшей толщиной стенки.

2. На основе проведенных научно-производственных испытаний раь бочего инструмента спроектировано и опробована рабочая матрица с рациональным рабочим профилем, обеспечивающим наиболее равномерное течение деформируемого металла заготовки в придонном участке на заключительной стадии ХОШ.

3. Доказана справедливость рекомендаций по выбору высоты заход-ной полости матрицы для ХОШ с обратным выдавливанием деталей с конической или другой нецилиндрической внутренней поверхностью, позволяющей исключать нежелательные дефекты "распушения" верхнего торца детали.

4. Подтверждена целесообразность предварительной подсадки пуансонов, выталкивателей и опорных стоек штампа при их изготовлении с последующей доводкой их размеров, что позволяет значительно повысить стойкость рабочего инструмента.

5. Разработанная конструкция рабочего инструмента для ХОШ выдавливанием детали "оболочка" позволяет изготавливать детали за одну формоизменяющую операцию без введения калибровочных операций.

6. Установлена оптимальная форма исходной заготовки, наружный профиль которой максимально приближен к соответствующему профилю готовой детали, а ее высота обеспечивает равенство объему заготовки после ХОШ выдавливанием. Форма заготовки способствует получению готовой детали при наименьших нагрузках на рабочий инструмент и обеспечивает гарантированную посадку на конус относительно поверхности матрицы.

7. Разработанный технологический процесс ХОШ детали "оболочка" обеспечивает высокие прочностные свойства и заданные эксплуатационные характеристики, увеличение КИМ с 0,65 до 0,79 по сравнению с технологическим процессом ХОШ выдавливанием, основанным на применении инструмента для получения постоянной толщины стенок этих же к деталей.

8. Деталь "оболочка" является ответственным корпусным элементом перфорационной системы для вскрытия нефтяных скважин. Технологический процесс ее производства внедрен в производство ФГУП "ГНПП "Сплав". Как показали производственные испытания, проведенные компанией "Взрывгеофизика" детали "оболочка" обладают необходимыми эксплуатационными характеристиками.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решается научная задача по разработке и внедрению ресурсо- и материалосберегающей технологии холодной объемной штамповки выдавливанием корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок и высокими прочностными характеристиками из малоуглеродистых низколегированных сталей.

Научную новизну работы составляет математическая модель формообразования корпусных осесимметричных деталей с переменной толщиной стенок малоуглеродистых низколегированных сталей, позволяющая спроектировать технологический процесс ХОШ и рабочий инструмент для их изготовления.

Практическую ценность работы составляет методика разработает инструмента для ХОШ выдавливанием, обеспечивающего получение корпусных деталей с переменной толщиной стенок за один переход без калибровочных операций. Рекомендации по проектированию рабочего инструмента ХОШ позволяют получать структуру деформируемых малоуглеродистых низколегированных сталей с минимальной поврежден-ностью и высокими прочностными характеристиками.

В результате практического и экспериментального исследования и » производственных испытаний технологии получены следующие результаты.

1. Анализ технологических методов изготовления корпусных осесимметричных деталей с переменной площадью поперечного сечения показал, что наиболее обоснованными и перспективными являются процессы пластического формоизменения с мягкой схемой напряженного состояния. К ним относятся процессы ХОШ выдавливанием, позволяющие получать изделия с качественной структурой материала, высокими прочностными свойствами, максимально приближенные по форме и размерам к готовой детали.

3. Критериальным параметром, ограничивающим степень формоизменения на операции ХОШ, являются высокие контактные давления на инструмент; для изготовления инструмента рекомендуются высокопрочные стали ГОМИ, ПЭМ, П6МЗ со специальной технологией их изготовления, направленной на получение устойчивой структуры со стабильным кубическим мартенситом и твердостью рабочей поверхностью пуансона не ниже 60.65HRC, а также стали 8Х4В2СМФ и 60Х2Н2М.

4. Экспериментальный анализ методом делительной сетки операции ХОШ деталей "оболочка" установил, что локальные области с наибольшими накопленными деформациями находятся в зонах перехода торцевой части пуансона в конусную и конусной части в цилиндриче скую. В связи с этим сделано заключение о неприемлемости применения рабочего инструмента с деформирующим профилем, эквидистантным наружным очертаниям готовой детали, так как в этом случае наблюдается образование дефекта (в виде кольцевого поднутрения) на внутренней поверхности конического участка детали с наименьшей толщиной стенки. 5. Микроструктурный анализ материала готового изделия подтвердил отсутствие полостных дефектов. Поврежденность стали 10ГНА микродефектами деформационного происхождения при ХОШ меньше допустимой величины, начиная с которой дефекты оказывают существенное влияние на эксплуатационные характеристики.

6. На основе проведенных научно-производственных испытаний рабочего инструмента спроектирована и испытана матрица с рациональным рабочим профилем,, обеспечивающим наиболее равномерное течение деформируемого металла заготовки в придонном участке на заключительной стадии ХОШ.

7. Доказана справедливость рекомендаций по выбору высоты за-ходной полости матрицы для ХОШ с обратным выдавливанием деталей с конической или другой нецилиндрической внутренней поверхностью, позволяющей исключать нежелательные дефекты "распушения" верхнего торца детали.

12. Деталь "оболочка" является ответственным корпусным элементом перфорационной системы для вскрытия нефтяных скважин. Технологический процесс ее производства внедрен в производство ФГУП 'ТНПП "Сплав". Как показали производственные испытания, проведенные компанией "Взрывгеофизика", детали "оболочка" обладают необходимыми экс-ft плуатационными характеристиками.

Библиография Шашков, Вячеслав Юрьевич, диссертация по теме Технологии и машины обработки давлением

1. Ладов С.В. Использование кумулятивных зарядов во взрывных технологиях: Учебное пособие/ С.В. Ладов, И.Ф. Кубылкин.- М.: МГТУ, 1995.-47 с.

2. ГОСТ 15830-84, ГОСТ 18970-84 Обработка металлов давлением. Термины и определения. М: Издательство стандартов, 1984.- 56 с.

3. Евдокимов А.К. Процессы выдавливания — как единая система // Вестник машиностроения 1998.- №4.- С 46-48.

4. Ковка и штамповка / Отв. ред. Г.А. Навроцкий. Т.З М.: Машиностроение, 1987.- 384 с.

5. Фельдман Г. Д. Холодное выдавливание стальных деталей. М: "МАШГИЗ", 1963.- 188 с.

6. Эверхарт Д. Холодное прессование. М: "Машиностроение" 1968.- 145 с.

7. Дьяченко С.С. Пути повышения качества деталей и совершенствования технологии холодной объемной штамповки // Кузнечно-пггамповочное производство.- 1997.- №6.- С. 12-15.

8. Дмитриев А.М. Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий / A.M. Дмитриев, А.Л. Воронцов // Инженерный журнал.-2002.- №4.- С. 14-20.

9. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах М: Машиностроение 1983.- 199 с.

10. Головин А.А. Технология холодного обратного выдавливанияступенчатым пуансоном / А.А. Головин, A.M. Дмитриев // Кузнечно-штамповочное производство.- 1978.-№4.-С. 15-17.

11. Девятое В.В Обратное выдавливание цилиндрических изделий коническим пуансоном / В.В Девятое, А.А. Селянинов О.И. Дударь // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия.- 1987.- №1.- С. 85-88.

12. Гришин В.М Совершенствование процессов выдавливания полых осесимметричных деталей / В.М. Гришин, Д.В. Гришин // Кузнечно-штамповочное производство.- 1996.-№6.-С. 12-15.

13. Головин В.А. Технология холодной штамповки выдавливанием / В.А. Головин, А.Н. Митькин, А.Г. Резников.- М: Машиностроение, 1970.-152 с.

14. Холодная объемная штамповка / Отв. ред. Г.А. Навроцкий. М.: Машиностроение,1973.- 495с.

15. Девятое В.В. Малоотходная технология обработки материалов давлением. М: Машиностроение 1986.- 288 с.

16. Исмагилов И.М. Холодное комбинированное выдавливание полых конических деталей / И.М. Исмагилов, А.Г. Овчинников // Интенсивная технология обработки металлов давлением: материалы семинара.— М., 1987.-с. 147-153.

17. Михаленко Ф.П., Экспериментальное исследование деформированного состояния при комбинированном обратном выдавливании стаканов / Ф.П. Михаленко, А.М. Шнейберг, О.С. Кошелев // Кузнечно-штамповочное производство.-2003.-№3- С. 3-8.

18. Евстигнеева В.В. Методика построения геометрии инструмента при выдавливании конических стаканов /В.В. Евстигнеева, Г.П Подкол-зин // Кузнечно-штамповочное производство.-1978.-№3.- С.11-13.

19. Мишунин В.А. Теория и практика процесса холодного выдавливания. М: Машиностроение 1993.-320 с.

20. Евстигнеева В.В. Методика построения геометрии инструмента при выдавливании конических стаканов / В.В. Евстигнеева, Г.П. Подкол-зин // Кузнечно-штамповочное производство.-1978.-№3.- С.11-13.

21. Дмитриев А. М. Холодное выдавливание конических стаканов с цилиндрической полостью / Дмитриев А. М., Бороздин В.А // Вопросы исследования прочности деталей машин. М.: МГАПИ. 1996. С. 71-76.

22. Пасько А.Н. Холодная объемная штамповка осесимметричных заготовок: Монография Тула: Тул. гос. ун-т, 2004.- 252 с.

23. Моделирование осесимметричной детали с помощью системы QFORM 2D/3D / П.А. Петров, Д.А. Гневашев, Ю.К. Филлипов, В.И. Пер-филов // Кузнечно-штамповочное производство.-2003.-№12.- С.26-27.

24. Дмитриев A.M. Влияние формы пуансона на силу выдавливания и качество полых цилиндрических изделий / A.M. Дмитриев, А.Л. Воронцов // Инженерный журнал.-2002.-№3.- С. 16-22.

25. Овчинников А.Г. Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий с активными силами трения / А.Г. Овчинников, A.M. Дмитриев // Кузнечно-штамповочное производство. 1981. №6. С. 24-26.

26. Дмитриев A.M., Определение технологических параметров выдавливания полых цилиндрических изделий / A.M. Дмитриев, A.JI. Воронцов // Инженерный журнал. 2002. №2. С. 10-17.

27. Дмитриев A.M. Деформированное состояние заготовки при выдавливании полых цилиндрических деталей / А.М.Дмитриев, Н.С. Муха-меджанов, А.Ж. Бадалян // Вестник машиностроения. 1987. №2. С. 63-65.

28. Дмитриев A.M. Деформации при выдавливании цилиндриче-* ских стаканов / А.М. Дмитриев, A.JI. Воронцов // Заготовительные производства в машиностроении. 2003. №11. С. 23-33.

29. Ренне И.П. Холодное выдавливание алюминиевых сплавов / И.П. Ренне, Ю.В. Подливаев.- Тула: ТулГУ, 2000.-304 с.

30. Евдокимов А.К. Влияние технологических параметров на процесс обратного холодного выдавливания/ А.К. Евдокимов, М.Н. Цыпина С.А. Калинина // Разработка и внедрение процессов объемной штамповки.-Таллин, 1971.-С. 64-71.

31. Евдокимов А.К. Поля линий скольжения для плоского обратно-^ го выдавливания пуансонами сложного профиля / А.К. Евдокимов, М.Н.

32. Цыпина С.А. Калинина // Обработка металлов давлением.- Тула, 1971,-Вып. 13.- С. 60-67.- (Тр. преподавателей и слушателей университета наIучно-технических знаний)

33. Евдокимов А.К. Исследование силовых параметров плоского обратного выдавливания пуансоном с двухклиновой фаской / А.К. Евдокимов, Е.В. Климов, М.Н. Цыпина // Технология машиностроения. Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением.

34. Вып. 38.- Тула, ТулПИ.-1975.- С. 102-108.

35. Джонсон В., Механика процесса выдавливания металла/ В. Джонсон, X. Кудо.- М: Металлургия, 1965. 174 с.

36. Шофман JI.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964.-375 с.

37. Чудаков П.Д. О вычислении мощности пластической деформации. // Известия вузов. Машиностроение.- 1979.- №7.- С. 146-148.

38. Калюжный B.JI. Исследование процесса холодного выдавливания полых изделий из труднодеформируемых материалов в условиях высоких гидростатических давлений. Диссертация на соискание уч. степени к. т. н. Киев: КПИ, 1984.-212 с.

39. Герасимова О.М. Новая технология штамповки биметаллических корпусов химических источников тока. Диссертация на соискание уч. степени к. т. н. Тула: ТГУ, 1998.- 217с.

40. Кузнецов В.П., Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий из малоуглеродистой стали / В.П. Кузнецов, И.П. Ренне, В.Н. Рогожин.-Тула: Приокское книжное издательство, 1976.-71 с.

41. Додин Ю.С. Прессование алюминиевых баллонов из квадратных заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1989. №9. С. 3-5.

42. Евдокимов А.К. Систематизация и повышение эффективности операций выдавливания на основе теоретических, экспериментальных, и промышленных разработок: Дисс. на соиск. степ. д.т.н.— Тула: ТулГУ, 1998.-404 с.

43. Яковлев С.П. Обработка давлением анизотропных материалов / С.П. Яковлев, С.С. Яковлев, В.А. Андрейченко. Кишинев: Квант, 1977.-331 с.

44. Егоров М.Е. Технология машиностроения / М.Е. Егоров, В.И. Дементьев.- М: Высшая школа, 1976.- 533 с.

45. Шашков В.Ю. Исследование распределения деформаций с помощью делительной сетки. // Вестник машиностроения.- 2004.-№6.-С 46-48.

46. Гредитор М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. М: Машиностроение, 1971,- 237 с.

47. Радченко> С.Ю. Основные технологические процессы валковой штамповки // Кузнечно-штамповочное производство.- 2003.-№4.-С. 18-30.59.0хрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М: Машиностроение 1976.- 560 с.

48. Тутышкин Н.Д. Теоретические основы и проектирование интенсивных процессов обработки давлением изделий с прогнозируемыми свойствами: Диссертация докт. техн. наук. Защищена 24.05.94; утв. 09.12.94; 05940001392. - Тула, 1993. - 459 с.

49. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969. -420 с.

50. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

51. Колмогоров В.Л. Пластичность и разрушение. / В.Л. Колмогоров, А.А. Богатов, Б.А. Мигачёв. Под ред. В.Л.Колмогорова. - М.: Металлургия, 1977. - 336 с.

52. Ефремова Н.Е. Критерий микроразрушения деформируемых металлов // Исследование в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства- Тула: Тульск. госуд. ун-т, 1995.-С. 67-71.

53. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966. -232 с.

54. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Пер. с англ. Э.И.Григолюка. М.: Госуд. изд-во технико-теор. литературы, 1956. — 407 с.

55. Соколовский В.В. Теория пластичности. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1969. - 608 с.

56. Авицур Б: Анализ начальной стадии процесса ударного прессования методом верхней оценки / Б. Авидур, Е.Д. Бишоп, В.К. Хан // Конструирование и технология машиностроения. Труды американского общества инженеров-механиков: Русск. пер.- 1972. - № 4.

57. Теория обработки металлов давлением/ ИЛ.Тарновский, А.А.Поздеев, ОЛ.Ганаго и др. М.: Металлургиздат, 1963. - 672 с.

58. Пластическое формоизменение металлов / Г.Я. Гун, П.И. Полу-хин и др. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

59. Ланберт Е.Р. Новый метод верхней границы для расчёта установившихся процессов пластической деформации / Е.Р.Ланберт, Х.С.Мета,

60. Х.С. Кобаяши // Конструирование и технология машиностроения. Труды американского общества инженеров-механиков: Русск. пер.- 1972. -№4.

61. Томлёнов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

62. Гун Г.Я. Математическое моделирование обработки металлов давлением: Учебное пособие. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

63. Одиноков В.И. Численное решение некоторых задач о деформации несжимаемого материала // Прикладная механика. — Киев, 1974. — Т. 10., вып. 1.-С. 84-91.

64. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. Методы исследования. Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.

65. Березовский Б.Н. Решение объёмных задач пластического течения методов конечных элементов / Б.Н. Березовский, В.И. Ураждин // Обработка металлов давлением: Межвуз. сб. ст. — Ростов-на-Дону: Ростовский ин-т сельхоз. машиностр., 1980. С. 19 - 27.

66. Макаров Э.С. Методы решения осесимметричных технологических задач теории пластичности/ Э.С. Макаров, С.И. Шелобаев, И.А. Гу»сев.- Тула: Тульск. политехи, ин-т. 1981. 53 е.: ил. - Библиогр.: 26 назв. - Деп. в ВИНИТИ 09.06.81, № 3086.

67. Селёдкин Е.М. Конечноэлементная модель осесимметричной осадки / Е.М. Селёдкин, А.Е. Гвоздев // Изв. ТулГУ. Серия машиностроение. Том 2, Вып. 3. Тула, 1998. - С. 50 - 58.

68. Шилд P.O. О пластическом течении металлов в условиях осевой симметрии // Механика: Сб. переводов.- С. 23 30.

69. Непершин Р.И. Осесимметричное прессование с малыми и большими обжатиями // Расчёты процессов пластического течения металлов. М.: Наука, 1973. - С. 71 - 83.

70. Пеньков В.Б. Осесимметричное течение металла при частном условии полной пластичности / В.Б. Пеньков, JI.A. Толоконников // Изв. АН СССР. Механика твёрдого тела. 1982. - № 5. - С. 175 - 178.

71. Липпман Г. Теория главных траекторий при осесимметричной деформации // Механика. Период, сб. переводов иностран. статей. 1963. - № 3. — С. 155-167.

72. Генки О. О некоторых статически определимых случаях равновесия в пластических телах // Теория пластичности. М.: Иностран. литра. 1948.-С. 80-100.

73. Друянов Б.А. Теория технологической пластичности / Б.А. Друянов, Р.И. Непершин М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

74. Александров С.Е. Об уравнениях осесимметричного течения при гладком условии пластичности // Изв. АН СССР. Механика твёрдого тела. 1991. - № 4. - С.141 - 146.

75. Нахайчук В.Г. Определение напряжений в пластической области осесимметрично деформируемых заготовок// Изв. вузов. Машиностроение. 1983. - № 8. - С. 28 - 31.

76. Тутьппкин Н.Д. Определение согласованных полей напряженийи скоростей при деформировании осесимметричных изделий // Изв. вузов. Машиностроение. 1985. - № 4. - С. 3 - 7.

77. Комплексные задачи теории пластичности / Н.Д. Тутышкин, А.Е. Гвоздев, В.И. Трегубов и др. Под ред. Н.Д. Тутьппкина, А.Е. Гвоздева.- Тула: Тул. гос. ун-т 2001.-377 с.

78. Тутышкин Н.Д. Анализ холодной объёмной штамповки осесимметричных изделий с прогнозируемыми механическими и структурными характеристиками // Изв. Вузов. Машиностроение. 1993. - № 2. -С. 113-117.

79. Тутышкин Н.Д. Анализ штамповки плоскослойных элементов //

80. Изв. Вузов. Машиностроение. 1996. - № 10 - 12. - С. 107 - 111.

81. Тутышкин Н.Д. Анализ процесса высадки полуфабрикатов вытяжки / Н.Д. Тутышкин, В.И. Трегубов, В.Ю. Травин // Оборонная техни-ка.-М.: НТЦ "Информтехника", 2003.-№7.- С. 93-96.

82. Ишлинский А.Ю. Математическая теория пластичности А.Ю. Ишлинский, Д.Д. Ивлев.- М.: Физматлит, 2003.-704 с.

83. Тутышкин Н.Д. Графическое изображение пространственного состояния пластического тела при использовании произвольной системыкоординат // Исслед. в обл. пластичности и обраб. металлов давлением:

84. Межвуз. сб. научн. тр. — Тула: Тульск. политехи, ин-т, 1985. -С. 119 — 124

85. Томлёнов А.Д. Граничные условия в задачах плоского пластического течения // Пластическое течение металлов. М.: Наука, 1968. — С. 3 -13.

86. Ишлинский А.Ю. Осесимметричная задача теории пластичности и проба Бриннеля // Прикладная математика и механика. 1944. — Т. 8; Вып. 3. - С. 201 - 206

87. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров: определения, матрицы, формулы / Г. Корн, Т. Корн; Пер. с англ. под ред. И.Г.Арамановича. М.: Наука, 1968. - 720 с.

88. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т. 4. 5-е изд. - М.: Физматгиз, 1957. - 812 с.

89. Лясников А.В. Технологические возможности выдавливания/

90. A.В. Лясников, Л.Д. Шахова // Кузнечно-штамповочное производство.1987.-№8.-С. 6-8.

91. Тутышкин Н.Д. Кинетический подход к анализу и проектированию интенсивных процессов обработки давлением изделий с прогнозируемыми свойствами.- Тула: Тульск. политехи, ин-т.- 1991. 32 е.: ил. - Библиогр.: 36 назв. - Деп. в ВНИИТЭМП 12.03.91, № ю.

92. Новые технологические процессы обработки металлов давле нием в производстве системы "Энергия-Буран" // Новости машинострое ния. Серия: технология, Экспресс-информ. М.: ЦНИИТЧКПК, 1990. -Вып. 19. - С. 3-4.

93. Тутышкин Н.Д. Неизотермические кривые упрочнения метал лов при скоростном деформировании Изв. вузов. Машиностроение.1988. №10-С. 23 26.

94. Тутышкин Н.Д. Формирование базы данных по характеристикам механических свойств обрабатываемых давлением материалов: Математические модели / Н.Д. Тутышкин, В.Ю. Травин Под ред.

95. B.М.Лялина. Тула: Тул. гос. ун-т, 1996. - 48 с.

96. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов.- т. 2 — М.: Металлургиздат, 1960.-416 с.

97. Зайков М.А. Прочность углеродистых сталей при высоких температурах // Журнал технической физики. 1949. - Т. 19., вып. 6. -С. 684-695.

98. Груздев А.П. Трение и смазка при обработке давлением: Справочник / А.П. Груздев, Ю.В. Зильберг, В.Т. Тилик. М.: Металлургия, 1982.-310 с.

99. Лисицын А.И. Моделирование процессов обработки металлов давлением / А.И. Лисицын, В.Я. Остренко.- Киев: Техника, 1976.204 с.

100. Воронцов В.К. Фотопластичность / В.К. Воронцов, П.И. По-лухин-М: Металлургия, 1969.-399 с.

101. Александров А.Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела / А.Я. Александров М.Х. Ахметзянов.- М: Наука, 1973.-576 с.

102. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1.- 4-еизд., исп. и доп.-М.: Наука,1983 .-528с.

103. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. Т. 1 - М.: Металлургиздат, I960.- 376 с.

104. Пашков П.О. Периодичность деформации при пластическом растяжении и сжатии крупнозернистой стали // ЖТФ.- 1949.-XIX, вып. 3,

105. Голубев Т.И. Некоторые явления пластической деформации в процессе сжатия // ЖТФ.- 1937.- т. VII, №24.

106. Ренне И.П., О точности значений локальных деформаций при использовании делительной сетки с малой базой / И.П. Ренне, Л.Г. Юдин// Заводская лаборатория.- 1967.-№1.

107. Ренне И.П. О некоторых факторах, влияющих на точность измерения делительных сеток, используемых при изучении локальных деформаций / И.П. Ренне, М.Н. Ципина, Л.Г. Юдин // Известия вузов

108. СССР. Машиностроение 1965.-№6.

109. Колмогоров В.Л. Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов // Кузнечно-пггамповочное производство. Обработка материалов давлением.- 2003.-№2.- С. 4-16.

110. Богатое А.А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. А.А. Богатов, О.И. Мижирицкий, С.В. Смирнов М.: Металлургия, 1984. -144 с.

111. Dung N.L. Plasticity Theory of Ductile Fracture by Void Growth and Coalescence // Forsch. Ingenieurw. 1992. V. 58. - № 5. - P. 135 - 140.

112. The Effects of Triaxial Stress on Void Growth and Yield Equations of Power-hardening Porous Materials / X. ,Kong, H. Zhao, D. Holland, W. Pahl // Stell Res. 1992.- V. 63, - № 3. - P. 120 - 125.

113. Структурные параметры деформируемых материалов при обработке давлением / Н.Д. Тутышкин, Н.Е. Ефремова, В.Ю. Травин, В.Б.

114. Хавов.- Тула: Тул. гос. ун-т. 1997. 24 е.: ил. - Библиогр.: 18 назв. - Деп. в ВИНИТИ 01.12.97, № 3503-В97.

115. Вичужанин Д.И. Прогнозирование разрушения металла при холодной объемной штамповке с помощью адаптивной модели разрушения // Кузнечно-пггамповочное производство!. Обработка материалов давлением.- 2003.-№3.- С. 39-44.

116. Панин Б.Е. Физическая мезомеханика материалов // Известия Академии наук Механика твердого тела.-1999.-№4.- С. 141-149.

117. Тутышкин Н.Д., Усовершенствованная методика проектирования операций объёмной штамповки донной части гильз на АРЛ и APKJI /

118. Н.Д. Тутышкин, Е.Е. Зимин, Э.Д. Озерская // Вопросы оборонной техники: Научно-техн. сб. Сер. 13. Комплексная автоматизация производства и роторные линии. 1993. - Вып. 1-2 (84-85).- С. 32-39.

119. Макаров Э.С. Технологическая механика дилатирующих материалов / Э.С. Макаров, А.Е. Гвоздев, Н.Д. Тутышкин. Под ред. Н.Д. Ту-тышкина.- Тула: Тул. гос. ун-т, 2003.-183 с.

120. Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. М.: Наука, 1987.-80 с.

121. Серенсен С.В. Несущая способность и расчёты деталей на прочность / С.В. Серенсен., В.П. Кочаев, Р.Ш. Шнейдерович. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

122. Макаров П.В. Моделирование процессов деформации и разрушения на мезоуровне // Известия Академии наук. Механика твердого тела.-1999.- №5.- С. 109-130.

123. Макклинток Ф. Деформация и разрушение материалов / Ф. Макклинток, А. Аргон М.: Мир, 1970 - 444 с.

124. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твёрдых тел. — М.: Металлургия, 1971. 264 с.

125. Финкель В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твёрдых телах. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

126. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1984.-280 с.

127. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. -М.: Металлургия, 1984. 280 с.

128. Качанов JI.M. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.-312 с.

129. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения / Пер. с англ. М.: Металлургия, 1978. - 256 с.

130. Новожилов В.В. О пластическом разрыхлении // Прикладная математика и механика. 1965. - Т. 29, Вып. 4. - С. 651 - 689.

131. Басовский Л.Е. Уравнения повреждаемости материалов при обработке давлением с немонотонным нагружением // Исслед. в обл. теории, технологии и оборудования штампов, производства: Сб. научн. тр. -Тула: Тульск. госуд. техн. ун-т, 1994. С. 83 - 86.

132. К определению диаграммы пластичности / С.Е. Александров, Д. Вилотич, Р.В. Гольдштейн, Н.Н. Чиканова // Известия Академии наук. Механика твердого тела.- 1999. №4.- С. 141-149.

133. Ильюшин А.А. Пластичность: основы общей математической теории.- М.: АН СССР, 1963.- 271 с.

134. Филиппов Ю.К. Критерий оценки качества деталей, получаемых холодной объемной штамповкой// Кузнечно-штамповочное производство.- 1999.-№2.- С. 3-9.

135. Афанасьева Г.И. О видах и причинах выхода из строя пуансонов для холодного обратного выдавливания стальных деталей / Г.И. Афанасьева, В.А. Евстратов // Кузнечно-штамповочное производство.-1974.-№4.-С. 7-10.

136. Сумцов B.C. Влияние конструктивных факторов на напряженное состояние пуансонов холодного выдавливания / B.C. Сумцов, В.Н. Шаповалов, Т. Л. Евстратова // Кузнечно-штамповочное производство.- 1974.-№4.- С. 10-13

137. Евстратов В.А. Совершенствование конструкций пуансонов для выдавливания / В.А. Евстратов, Т.П. Евстратова, В.И. Еремин // Кузнечно-штамповочное производство 1998.-№11 - С. 16-21

138. Евстратов В.А. Совершенствование конструкций опор пуансонов и выталкивателей штампов для выдавливания и высадки / В.А. Евстратов, Т.Л. Евстратова, С.И. Стаценко // Кузнечно-штамповочное производство.- 1997-№6- С. 27-30

139. Дмитриев A.M. Технология ковки и объемной штамповки / А.М. Дмитриев, A.JI. Воронцов Объемная штамповка выдавливанием: Учебник для вузов по специальности "Машины и технология обработки металлов давлением". Часть 1.- М.: Высшая школа, 2002.- 400 с.

140. Исаченков Е. И. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1978. - 206 с.

141. Тюленев Д.Г. Новые смазочные материалы для холодной объемной штамповки / Д.Г. Тюленев, В.Ю. Шолом, Д.Ф. Пузырьков // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением.— 2003.-№9.- С. 6-8.

142. Дмитриев A.M. Выбор коэффициентов трения для расчета технологических параметров штамповки выдавливанием / A.M. Дмитриев, АЛ. Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением.- 2004.-№1- С. 23-26.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00