автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности деформирующе-режущего протягивания на основе управления напряженно-деформированным состоянием в зоне обработки



государственный комитет рсфср по делам науки И высшей школы

.москогааш лвтомнхлничкския институт

КРЫЛОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕФОРИНРУЮЩ-РЕКУЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ ИЛ ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕШШРОВЛИНЫМ СОСТОЯНИЕМ В ЗОНЕ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02. 08. - Технология машиностроения

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Для служебного пользования

эта. N

На правах рукописи

Москва - 1991

Работа выполнена в Московском автомеханическом институте кафедре "Автоматизированные станочные системы и инструменты". Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор А. М. Кузнецов Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В. С. Белов кандидат технических наук, доцент Б. Г. Якухин Ведущее предприятие - НПО "ВНИШнструмент"

Защита состоится «26 "апреля №9/г в ™ часов на заседании специализированного совета К 063. 49. 03 в Московском автомеханическом институте по адресу: 105839, Москв Б. Семеновская, 38.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, про выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАШ.

Автореферат разослан "22 "

Ученый секретарь специализированного соЕета, доцент, кандидат технических наук

СИДОРОВ В,

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности деформирующе-режущегс протягивания на основе управления напряженно-деформированным сс тоянием в зоне обработки.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- Классификатор напряженных состояний при механизмах дефор маций, имеющих место при протягивании осесимметричных деталей.

- Схему связи характеристик метода обработки с силовыми и качественными показателями обработки за счет управления напряже но-деформированным состоянием в зоне обработки.

- Математическую модель напряженного состояния очага дефор ции при работе деформирующего элемента.

- Методику расчета и результаты экспериментальных исследов ний характеристик напряженно-деформированного состояния в г о обработки и на их основе степени использования запаса пластич з ти в зависимости от значений технологических факторов проц : круглого отверстия деформирующим элементом.

Методику..расчета и результаты экспериментальных иссле; ний коэффициента трения в зависимости от значений технологичес факторов процесса протягивания круглого отверстия деформирую, элементом.

- Результаты экспериментальных исследований влияния техно, гических факторов на силовые и качественные показатели проце^ деформирующе- режущего протягивания отверстий и выявленную вз мосвязь последних со степенью использования запаса пластичност,

- Результаты экспериментальных исследований износа деформ: рующих и режушцх элементов прошивок и выявленную взаимосвязь ег( с напряженно-деформированным состоянием в зоне обработки.

•' - Мэтодику проектирования процесса деформирующе-режущег

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Основным направлением развития машиностроения на современном этапе является повышение эффективности производства и качества изделий. Решение этих вопросов предусматривает дальнейшее совершенствование методов обработки металлов, внедрение в машиностроительную практику прогрессивных технологических процессов. К таким методам превде всего относятся методы основанные на комбинированных способах воздействия на обрабатываемый материал. Одним из таких методов обработки является деформирующе-ре-гкущее протягивание отверстий, основанное на сочетании двух способов воздействия на обрабатываемый материал-холодного пластического деформирования и резания.

Однако для оптимального проектирования метода деформирующе-режущего протягивания необходимо знание механизма процессов, про-текаклцих в зоне обработки и его зависимость от технологических параметров метода обработки, которая определяется напряженно-де-формирорванным состоянием и в настоящий момент практически не изучен'*.

Г связи с этим в настоящей работе исследовалось напряхенно-деформ'лронанное состояние в зоне обработки деформирующим элементом. влияние параметров очага деформации на качество поверхностного слоя после обработки. Исследовалось влияние на степень использования запаса пластичности технологических параметров процесса : натяга на деформирующий элемент, толщины стенки обрабатываемой детали, геометрии деформирующего элемента. Раскрыты закономерности влияния процессов протекающих в очаге деформации на качество обработанной поверхности и ее дальнейшее резание, а такхе коэффициента трения в зоне контакта деформирующего элемента с деталью.

протягивания отверстий на ооьск' определения »¡апряленьо-дэфорки-роеанного состояния в эсне обработки д^гфсрмиоумцим элементом.

- Новы« способ и устройство для 'Л'р.'юотли ко^ннирорвнинм протагичачкем.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. га осноБе обиэй теорук построения методе обработки разработана с::ема сь?а:< характеристик иетода обоаОотки о сиглеьлги и качественными параметрами обработки через управление чаг1рн>знно-дефор),:ирозенкым состог.жеы в зоне обработки и на ого основе ичтеН'Жв.чостыо ьроцэс.-ев протекдагич здесь. На оонсье анализа характеристики м<=70ци обрабо гки-способа воздэйст&га на обрэ-бягь;в.л&мы;"! млтериал разработан класс-ифькач ср напряяккных сгос-тся-ний при механизм»* де^ср1«ич-!И, ичекдах често при протягивании, ос-есимм-зтркчнь« деталей.

Определено деформированное состояние в ионэ обра-

ботки дефорыируивдм элементом с различны)..,-к значениями гезмолйги-чееких факторов. Разработала методика расчета степени использования эапаса пластичности поверхностного ело* обработанного де»фор" ■ мирую'цлм ыпеьентои с р<=& личными значениями технологических ({акта-рор., а текло меюдика расчета козффицигнта трения в зоне контач-са сформирующего элемента с деталью.

Получькпг залисмиоети влияния т ехнологичеслих факторов прокоса на степень использований запаса пластичности поаярхностеого •лол послб обработки его деформируют™ элементен, гео:лтрт очага ■ефорьяции, а такл? зависимости влияния геоиетрии очага деформа- . '/и на степень испсльво&ания гзпао& пластичности .

Установлено влияние значений технологических факторов .провеса деформирующего протягивания отверстия ка силу резания по . сформированному слою; параметры качества последнего, ксрффицим-'т эения с обраСатнваеиум уаг-ериалом цефор^рувз^го элемента е мес-перехода рабочего конуса в ленточку.

Устшовпека заалмссвла» сиг.оеых к качественны : характеристик обработки дефорадрукэдмм элементом со степенью.использования запаса пластичности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦгЛйССТЬ. Получены '¿¡¿лирически* аашси!.асти влияй.«! техноло: лческих факторов процесса на степень использования запаса пластичности поое-рхностног-о слоя после обработки его дефзр-шаутр.и елеианто^, гьометрия очага деформации, & тьк.чб ааьиси.\<о-сти влияния геометрии очаге деформации на степень «снельасЕанпя запаса пластичности.

На основании проведенных окспоркмеетальнж и теоретических исследовад^й валркхешо-яефсрмирсв&нного состояния зоны обрабес!« дефсршФУ1М$и.у элементом раэрчботлка.методика проектирования формкадуаг^-релупэ-Ро протягиьа/юя отверстий.

Раз работ ак;* новая конструкци« дофордарутаэ-реяулэй протяжки -каязиа N 4436483/08 от '10.11.59 и способа обреЗотвд рей&ШоЫ с опередаащим лявстичеошм деформирсьашем - йбйькь К 4453020/08 о 'i9.0V.Sl , на которые получены положительные решения о выдаче ав тороки сзь^бтельств. Подана заявка на изобретай!?«? М 47753ЗД/08 о 21.11.88 "Пглтякка". * .

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы переданы к внедрению иг Нооороссийский завод "Красный двигатель" и ПО "мосАэтоЗиГГ . Экономический откнедремчя составит около 6 тис. руб. в год.

АППРОБАЦКЯ РЛБОТК. Результаты работы рокпадывались на:

1. Республиканском научно-техническом семинара секции "Обра боткя материалов рмани^у. к рекуиий инструмент", г. ьЬскаа, ВДНТ .1556 р.

2 Вееес*<зноы научно-техническом 'семинаре "Аьтоматизаця технологической подготовка ГПС", г. Сезам ополь, 1833 г.

3. семи:-:аре ''Вксокоаффектазные процесса оС

работки резанием .{онигрукционнлх материйпов", г. Мослвн, ВДК1П, 1386 г.

. 4. ..X научно-технической конференции молодых ученьм и специалистов 1-310 ' даИТ&етопром", посеященмй Великой Октябрьской социалистической резолюции, г. Москва, НИКГавтопром, 19S7 г.

5. Республиканском научно-техническом се^лчаое секции "Обработка матеьиалое реэанием и режущий инструмент", г. Москва. МДНТП, 1S87 г.

5. Научно-технической конференции МАШ, посвященной ТС-летию Великой Октябрьской социалистической революции, р. Москва, 1907 г\

?. Республиканском научно-технической семинаре "Кгчбккиро-вйг)ныа методы обработки резанием и пластическим дефоо«ирсзаккем СППф", г. Москва, МДТГП, 1S8S г.

8. Научно-технической конференции НАШ, посвященной ЕО-летаю Московского автомеханического кнетлтута, г. Voc-kbs, МАМИ. 1989 г. •

9. Научно-методических семинарах кафедр*-! "Автоматизированные-станочные системы и инструмент" '.Ъскойскоро автомеханического института.

ПУБЛЖАЦИИ. По результатам выполненных исследований опублико--. еанс 7 ni^arrriy работ, в тем числе 2 положительных решения о еы-дече авторского «-мд^тгльства.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТ'i. Диссертация состоит из введения, пяти глаз.. общих гьяедов, списка литературы н приложения. - Раоот-а содержит 1Я5 страниц ммиинопНсного текста, 61 рисунок» 10 таблиц, список: литературы кя 108 наименований и приложения на 7 страницах.

СОДЕРЖАМ РЛЗОГЫ

(

В ШРСОЗ rVIABK на .-/снсре анализа работ совегсчих ученых Ш,е-юлеьа Л.В., Маргулкса Д.К., Горецкгй 3-й , Берлинера M.S., Алина Л. Р., Проскурякова Ю. Г., Розен£ерга fi. М., Кузнецова A.M., Смелян-В.М.„ ifreiirtSpa ВД.Г., «Ьнченкс S.H. и др., посзясэнных раз-pEfjQT'r.e «pvnr.a прэтягуЕвния и процэссам течения металла при меуа-нкческом воздейсгсии, а так»& опыта наколлрмногс промышленностьы, ce/jp^y гмроБанп цель к ьадачи 'доследования.

: VfejTüA обработки отверстий пр^я'-инаш'-гм нав&л широкое применение б промышленности, В н.в. известны три разновидности протягивания. . ••

' !

1. "J /.опользованиой способ« воздействия реэглиеу.

2. С использованием способа «ездеАствия холодным пластическим д.^фор^чросакиэм.

2. С исгюльзозаииэи их комбинаций.

Аналиа суаэс'1'в>»в»« мегодов прси-ягиввкиа оггерстиД позвачяэт сделать вывод о том. что наиболее 'пффектиьноь: 'о 'точки зрении $ср-кироьаиия аадаиньк параметров качества обработанного поверхностного слоя йЕпяетоя дэформируют^о и комбинированное прст^гивани-э.

' Ко йое« иногообразии ехгу npo-грг ивания с применений« дэфор-кируавд* Е>л«?медтоя х:оано выделить две принципиально различающихся .счеиы: _ '-.

1. Гефоршрующиа элемент расположен перед режуциш элеыента-ик. Р этой случае, для максгитпьнсго улучиюьмя обрабатываемости .рэзащэи он полаин осуац^ствлято деформацию обработанной поверхности необходимую для наибольшего ргзруыечия поверхностного eps-OfeHOl'G c.rj».

Г-^Р'Л-'-РУ'МЙ aXiGUOKT рагПСЛО/еН Г. ЧОНЦ& ПрОТЯЖУ. В этом

деформируищего элемента-

В первой - внеконтактной зоне, находятся перед деформирую^ ким элементом единичный оОьем обрабатываемого материала псстег.ен-ко увеличивает свои радиальные ре?мерк и уменьшает осевке, происходит его сдйИГ в сторону движения реформирующего элемента.

Зо второй зоне, коктектируюпрй с рабочим кснусом инструмента, постепенно уменьшаются радиальные размеры единичного объеча и увеличивается осевые, происходит ре-лшй сдвиг *го в месте начала контакта рабочего конуса с обрэСатнваемам материалом и в месте ■ перехода рабочего чойуса ч ленточку.

В третьей зоне, контактирующей с цилиндрической ленточкой дерна происходит некоторое уменьшение сдвига единичного о^ьема обрабатываемого материала , полученного им ране« при практически постоянных его радиальных и осевых размерах.

Четвертая ясна - шрконтантнчя. находится после дефэржрукг . щего элемента,' очень не- продолхитель на я характеризуется неэначи^ тельный обратным течением обрабатываемого металла.

3-я и 4-я яонн могут отсутствовать в случае тонкой станки детели, т.к. будет иметь месте задняя золяа йнеконтаитной деформации.

Дг:я определения деформированного состояния при деформируем протягичакии а качества исходных используем соотношения предло.*е-нигм И. П. Ренне. Дефор1мрованно<г состояние при обработке дефо;»-мирукд^м' элементом соответствует осесимметричному деформированному состоянию. В конечно-разностном виде, компоненты тензора скоростей деформаций а очагэ деформации при работе деформируюзугго элемента будут для подвижной система координат XV0 :

fк(¿>j)s-fcfcj)-fy(¿,J)

■у.

%) & ■ ел;/) * . *

——ТШТ^Щ/Г

Для неподвижней систем« координат 82 © будем иметь:

. Текущее значение иктенсиэкссти скоростей деформаций сдвига и

степень р,е'уормйЦии сдвига в конечно-разностном ¿оде будет: 1 **/

• Для определения тумора напряженки в очаге це^ору&циЯ необ-■ хеде.иг анаьиа едесь гидростатического давления в" и девиатора н&л-^-¿^ Для определения здесь гидростатического цльлбнил проиктегрируе«! уравнения равновесия. Дпя решения инте-•гршюв п&р^йдеи к коненнс-разиостной сжеиз. Выполнил интегрирование 1ю аетоцу трапеций получи»/-

J У К* -

7

I

Отсюда Еьгоазим гидростатическое дазление в точка (1,<) из первого уравнения равновесия:

(5 = &(*//-') -

О ломощыс. данного уравнения удобно вычислить гидростатич«*;-кое давление переменяясь ст точке к точке по радиусу детали с г.е~

ремеккоЯ координатой j и постоянной - 1.

Для определения гидростатического давлении по оси Z с переменной координатой i проинтегрируем второе уравнение равновесия:

T'j)3 , e / Wv>y W'4/Л «г о *M,J) '

J (^ t: -

Для вычисления частной производной з конечных разногтях леоблОДИ!Л> различать три случая:

1. Цля всех комероз течек по вертикали кроме первой, j-1 к подледной j«k, т.е jcC2,k-13- вычисляется.споьтью линейной и нтерполяции: • .

fa* faj-fjf /¿/<,J* <) -fft/j).

(ft fi, /**)-ROW)) /£('<; /> о r 0)

2. Для первого слоя точек по вертикали .¡-1 ке мохет- Скть вычислена по предыдущей формуле, т.к. при ¡«1 - ^'¡-0, что не имеет физического смысла. ГЬвтоыу для оьгчисленчя при ¿-1 воспользуемся экстраполяцией:

3. Для последнего ело? точек по вертикалу при ^к

вычисляется аналогично: . - и /•_ ✓. 1 >1

п Г \ /Гог('1'' ~ Вь ('г4 ' (Я -

(Л {<)*->) -

Тогда выразим гидростатическое давление а точке 11,$) иэ второго уравнения равновесия:

С покоено данного уравнения мохно вычислять гидростатическое давление перемещаясь от точке к точке по оси 2, при переменной I и постоянной

Наиболее просто определяются компоненты десиатора напряжений по соотношениям деформационной теории пластичности..

Исходя иэ обзора существующих в кастоляи^е время способов расчета степени использования запаса пластичности был ньйрач пека -

еагель пргЕлохюнкый Р. Г.Мглилуоровшл. как наиболее полно етвеча»-усясаиим, иыейьи).: место :юи обра5стие круглых отверстий деформирующими влементши: д-

J .4>fcSj

¿•Mr-t

где И- интенсивность скоростей дефорк^щий сдвчга;

j!.j -jjp f ffi-, ^s) ' пластичность -j5peíатьгоаеmorci материала , игл; величина степени дэф^ргиацик сцвирз, напиленная Ч'остицой .обрабатываемого материала к моменту разрушения, т.е. ■=!. • ■ показатель кепряж^нноге состояния;

• - коэффициент Глл;е, для деформирующего протягиеания^/^О

Было ныяелено, что прлькгкительно к обработке отэерсткй цефо-

i

рмируэд^ии ¡элементами интенсивность контактных ььлзний возможно _ ,

ftiJ

оценивать коэффициентом трения, которьй определяется', лак Г j

• " касательные напряжения, - нормальные напряжения к зоне iconra^Ta, Анализируя дачную формулу 1сооф£к!;!1екта трения можно сделать вывод, uto он капомму« зависит от напрякепко-дефэршро-важного состояния в зоне контакта мефср^ирук.-.л-Г'о элемента и обрабатываемого материала. • '

Учитывая большую трудоемкость вычислений по предоокенчьм методикам была написана программа расчета характеристик напряженно-деформированного состояния адоль очага деформации при деформирую- -дцем протйгкаанки отверстий в конечно-разностной модели и на их ос-таге степени использования sanaca пластичности и коэффициента трения. riporoawva написана на алгоритмическом языке BASIC ъ версии для пэрсокапьной ЗБМ IBM-PC-1К и подразумевает создании баша данных. по вышеуказанным характеристиках при обработка образцов с различными технологичесюгам параметрами.

Б «ВТРБРТОЙ Г.ЧЙВВ приведены результаты гксг.мрич^итапьиыч ко» сгйдоплп;«"« п!1мг.1Ы!'. ».тх! юлог ичоских {литеров на нглряжг:нно-дефе1>-мирон&нное состояние в зеке обработки и критерии качества прк де-. форгаруюг.е- реку щек» протягивзьии.

Экспериментально установлено. что наиболее скэвдмыда те:<-

ч

нологичяскимк факторами, епутитлш ни нкг.ря:сенно - деформ^юран-ноо состс1ние в зоне обработки деформирующим элементом роесимцет-ричного отверстия являлтея угол рлбочего конуса деформт.уюарго ьлемента - о( , нагл," на де^срмирующкЯ оиюмент - 1 , относительная тс.егенки обрабатываемся дет^чи ;'=■ Оо/Р . Теунолотч-шеские фк<торл уг ол обратного конуса дефор:д4руюы£го элемента - , и кирина его цилиндрической ленточки - ь , япляютс? незннчиьыми к не оказывает существенного в.ниянгана напряженно- дефорьмровьнное состояние а зоне обработки.

На основе гцюведенчя эксперименгальньж иееледоЕанкй методом делительных сеток и определения характеристик дефоскироканно -'го и напряженного состояний в ячейках делительной сетки по *он*ч-но-рагнобтаий подели, получены заЕисииоеги изменения гссыгоч^н? Тензора скоростей де^ораапий, инт енсмьчости у. ■ степени деформации сдвига, а такм? компонент тензора напрятеииЗ. интенсивность напоягче -ний, гидростатического давления и показателя капрямекного состоя- • ния вдоль очага деформации -при различных знамениях техногсгичес- • ких факторен. '

Не основ* значений характеристик напряженно - цефоршро-ванного состояния получены зависимости иамекени* степени исполь-вования запаса пластичности и ко&Сфициента 'прения вдоль очаг* дог-формации при обработке отверстия деформирующим алеиенто»' для р-гч-• личных значений технологических'факторов.

Экспериментально исследовано штлш^ т<чым!егичео;:и> '¡^н.- .

•горов процесса обработки депонирующим протягиванием на степень использования запаса пластичности обрабатываемого материала при бесконечной толщине егечки детали с помощью метода делительных сйток. Получены корреляиионнко зависимости стеленного ьида для . трех обрабатываемых материалов.

. г,??/4 .

<*. • с

- дл?. стали 45 ¥------------

Ь ' 4

- ДЛЯ стали 12ХНЗА --^ --

.-. сплава Д-16 ^„О,*?^ —:--^ ¿> -

Элсперииентапьно установлена срйэь напрл.ганно - деформированного состояния очага деформации с его геометрией/ определяемой внсотоЯ волны внеконтакткой деформации, движущейся перед де^-форуируш^ы элементом •• V,. углом наклона профиля з ьоне контакта с рабочим конурой дефорилр/клцего элемента-^*. Исследовано вляянке; последних на степень использования 6гласа пластичности ¡р обработанного материала Получены 8мг№рическ.ме гаиисимости дм раэ-'лйчннх обраСатнаа^мых материалов.

- для стали 45 ««Л»-

- для стели 12ХНЗА ---

- для сплвБа Д-16 ' "

¿«сперии^нтапыю исследовано влияние . технологических факторов на геометрию очага деформации при переменной голп^ке стенки

детали, получены математические зависимости иу, длл различных- об-рвбат^ваемь-у. материапов, что позеслило определять степень ишопь-эования запаса пластичности при переменной толга-.не стенки обрабатываемой детали.

4? ¿¿4 . (>$£¿>2 ¿>з>элг

- для стали 45 << с ■ X > '

- для стали 12ЯРА ^ О. еж . ^ * ^ <5 ^ ^ ^ Р^

- спл^а Д--16 ¿К» сС*'"3?; ¿9'Р'.*Г

Экспериментально исследован износ деЛормирующлх влементоа по ширине цилиндрической ленточ-си и режуи^х зубьее п.-> задней поверхности в зависимости от значений технологически-/: факторов, Изменение интенсивности износа релочих элементов подтверждают положение о связи интенсивности кснтаетны^. явлений с напряженно -.деформирораннеым состоянием в зоне контакта, ^¿лйдоаана связь напряженно-дефэр»ыроЕанчого состояния а доне обработки и ^«йи-циента треииа для различны* значений технологических фаяорое.

Экспериментально исследована связь параметров качества поверхностного слоя, полученных после обработки* отверстия деформирующий элементом с различными технологическими паоа- . иетрдш, силы последующего резания со степень« иогюльроьа-ния запаса пластичности атого слоя. Установлено, что при достижении обрабатываемым материалом значений 'У - 0,27-0. ой чаикн^тся шелушение исходных мичронеровноет^й (в случае Кг> 40). При значении У -0,5 происходит образование малротрещин, начинается разру-. шение самого поверхностного слоя. При гнач^ик у « 0,в происходит полное разруге»нчв передней ъелни вкекоит^ктпой /к.формааии и Н1ча-ло ее лрег-янчя д^лрк^рум'-ш эпеме-ктое.'. Пйрохоь.чтсо^ь '

-ЯО-

ной пооеруноста снимется до досгилання У' - 0,27-0,33, в зависимости от исходной пег охов етосш, г.осле чэ^о угйлнчивг^-тся. При малой 'лс^сдиой ¡псроког'атоетп а&роУОЕатоо^ь обработанной позэрхно-сгл ла-шк^т уззлилыьоться пси досгилемии ■-0, С. Микостве-рдостн пов-с-рхнос'ного слоя и усадка отглретк* пос.лэ обработки деформирующим «.¡¡е^нтем возрастет до дс»кыьн;« ач.вчйнкй ^ « 0,5, после чего стабилизируется. Сила рздания но г-^фсрьэ!ройанноь<у слоъ остаемся постоянной до достикечия ■-= 0,2, после значительно снимется до доотижния [р -0,5, гд^ она стоЯия/'эчруется.

В ЛЯТСЯ ГЛЛВЗ пр/вор£тся р-аулэтагы знедронил исследований с п^'ллг^ленноогь, персггеетизн деч'ормирукг.и.е- рекущагэ поотягирания.

(л оснойкьий ироведрнкых теоретических ь ¿цсснгоиментальиы* .исследований напряже кьо-дофор><ировпкног о состояния в ьоне обработки деформируемо элемента и процессов,'протечагадах там. был раара5отак алгоритм про&ктарования процесса протягивания остсим-кетр^чннк о?£еромй. В основа рр^-ктирования по предлагаемому ьл-горитуу п^Л'Т лроргдэня- аксперюлен-.'аньлг..: кссл-гдочаний и раьсиц снсмынуш. чс^исг-.ь-исч'«?к длл обрйбатывАэка'о 'материала'и характеристик .'зя'-'отоеки: </ ТЧУ, У , У0 - збвксикоото степени иопольэо--вания йяпаса пластичности от V- высоты переднйй ьолкк вн^коитькт-иой- деформации, X г.рофила очага деформации вс второй контактной зоне, Ь- глуо'ина поверхностного слои , V- ГС ^ .. I, Ю- зависимость пер&дней ьолны енококтактной д<нфорч1иа11ии от о( - уг^а. рабс-его конуса дгдаоршфуй'дего »леыента. 1- натяга на него, 'Л-тс-Л1дины стенки оЗ раб«гнее.емой детали, зависимость коаффициен.та тре-чда Г» Г ( еС . 1, К), аапиошость усадки обработанного стгерстик Цг. Т? Л . }. гС, оавнсшссть силу, реданкя по дефермирозаьчод' сяск Ррсз= П . 1, К).

Анализ суемь: возможных напряженных состояний при протягива-

нш погвслдет создавать новые решения, кокйимруа №йханкзм<-' деформаций . На основе талого ачалисй были получена технические решения, которые были лригкани изоОретендомч. Таким образом, анализируя суеиу зоймохкчх нчпраа^ннну состояний при кехлни^мач, дефор-кадий, и>«ею;зиу место пру: протчркаачи;« осеал\ыегрт»:г< деталей ьло получать ног<ке технич^екче решения, пс^роляю^-е Нй^/'О-лее рационально производить обработку р конкретны;: условиях.

На основе разработанной методики проектирование процесса де-фор^исую^с-регуа'эго протягивания былм спроектированы процессы де-(¿юршчиу^'ар-О'^упого проа'ивакил отзерстия коромысла клялала двигателя ЗиЛ- 1Г!0 ка КюсЛотоЗиЛ и деформирука^'о просивония -отверстия поршневого пальца, дет. М С>0-1004042-й1, к результате чего ожда-емь»й экскс»(ичйс1{ий йффект составит 5659 руб./год.

скгиз вывода рдагы.

1. В диссертации дан анализ научно-технической литера-оурн, посвященной су ществуицим'метода протягивания, вопроса}.! оценки [качества обработки отьерсти!? де^оршрушупли элементам*, механики шаимодействия дефоркмрумдего алслйнта с материалом детали, а •тага« проектирования метода протягипени«. Показано. что дефл^и-рующие епементн могут, з зависимости от своего места в инструменте, выполнять функции либо наибольшего рг*врушения оЕрабатыз.немого материала с цельк» более легкого его последукадего срезания, либо наименьшего разрушения с ¿деисЧ обеспечения ьаилучш« эксллуатени-Ьнных свойств обработанной поверхности. Отмечено, что наиболее комплексным критерием оценки качества обработки ДгЛсрмирумшм протягиванием является степень использования эапэ.са ппасткчностп-У , однако при данном методе обработки данный покага-ель научен не достаточна. Выяснено, чте схека вэемюргйстаия элемента с материалов обрабдакмйис-й петагц. ■((■еб'.'?? утадонм.

нет моле пи еш>.кяя технологических фактороз на напряженно-деформированное состоите & зоне обработки. Проеэт1 иро*«ше процесса д?<оршфурцйго к кокЛиниро^анчого протягивания ведется оеа учета сведений с пелрялзенно-псфср^ированнок coctcsw.h в эоье обработки.

РаярлЗотан члаосификатор н«лря.ч&яно1х »стояний при .*ехачч-3it<r¿r _ деформации. имекада место при г.роткг'ичании деталей типа скупки. Т'анчий («яссуфлкаюр позволяет анализировать еинтепируеигё метод обработки с точки зрекиь достижения необходимого веда н.'л-рялсэнно-дефзрмироЕаяного состояния в зо;;е обработки и на его ос, нозе обеспечивать требуем>е качество обработки с кашеныгачки &не-: ргетиче-^лмиу затратами.

S. Ка основа обпей теории построение метода оооебопси проф. Кузнецова A.M. рлвраРотана схема сниаи характеристик у.етода обработки с рарауетрлмм ¡vaveerba обработки за с^ет- управления напряженно- реформйроз^ннкы состоянием в зоне обработтки.

л. Уточнена ''.хвча воаи^дейст^ля дефор^ируш^го элемента с ofipeoaTHtae^biw материале*:. При этой на ней выделяются четыре зоны: 1- волны енэко.чтачткой деформации, дв^'с^йся перед дефермирущии гломеитои, 2 - контакта райочего хонуса деформкруянэго алемонга с обрчЗатьгомеи'.ыч материа-чон, 3- контакта цилиндрической ленточки с обраЗатываежм материалом, 4 - обратного течения металла псспе де-формируюыего влеьюнта (3 и 4 зоны могут отсутствовать при обработке тонкостенных деталей).

Г. Получены математические модели для определения характе- " рийтик ьапряженчо-дефериироаанного состояния очага деформации при обработке дефоршруюгаим элементом осесикметричных отверстий на ос— ноае ехслери^ентапьного метода делительниг сеток, которые позволяют определить дачные характеристики как вдоль оиага деформации, •гак и при назначении различных значеняЛ технологических факторов. Текхе разработали математические модели для оценки процессов раа-

t / **ti ' 1! 4»'Л* 1ЛП "ч I if niW.-S>*«'i Г» 1Л^ЛЛ ^s^ АП »4 ПлЛлГЧ»

|_'У шЬмИд Сл/роУ-л е \j wa-¿ир^сию o i ijA/ijpui-c wu

-сз-

«мруючим алемечгом не оскозе определения степени испог.ыюЕннт запаса пластичности по значением характеристик. нэпряжетас - де-формирооагног о состочнмя очага де^рмаци* v. оценки коьтачгны.': яв--леш'й з коч?ем.з де£)ормису»'щего элемента и обр^-батнраемогс

ыэт^рьала на ос позе определения ксз^*Т!и ц,ионт а ^ренкч. ^

6. Экспериментально установлено. что значимыми технологически:.«' ¿актоэами, ьлиякицими на напряженно - д<у1срмирогах-кое состояние и йоне обработки дефермируквды ¡элементом 'ососиммет-рччнего отверстия язлая^ся угол рабочего конуса деформ^руит^гго элемента , кятлг на реформирующая элемент - t , относительная

толщина сменки сбоаЗатиьаечоЯ детали !<-« Do/P . Технологические фйчтеры: угол оГфаггтг.-) конуса деформмрудщэго ¡элемента -оif , * «¡ирич® его цчликкрической лгнточкк - Ь , является незначимыми и не оказывают существенного влчякияка напряженно- деформиоонглнее . состояние п зоне о5раЗстки дефор^рукз?^* элементом.

7. На .основе проведений экспериментальных исследований мето-' дом делительных сеток и определения хаоактеристик дефоркмрэаанко-

го й натрясенного состояний а ячейках делительной сетки по конечно- разностной модели, получены зависимости изменения теноорг скоростей деформаций, интенсивности и степени деформации едьигь, а также тензора напряжений, интенсивности калряхекий, ■ гидростатического давления V показателя напряг,пенного с^ютоспша' вдоль очага дефэрмации г-ри различных значениях технологических .

фчКТОрСВ. , . • ■

8. На основе значений харалтериетик напряженно- деформированного состояния получены зависимости изменения степени исполь- . пования эелаоа пластичности и коэффициенте тр^нлЯ вдоль очега де-фОрМЯ^'И ПрИ Сйр.ЧоОТгб огрерстич liftf pÄiJ"

зля ..чых значениях технологических факторов.

3. Этепнрммгн-тйльньми '/оелэдоьан'лК'/.и Игеснек/>, что ьлиянм>'-те--нологичес и>: ^акторов лрсце^еон обработки деформирукедм п^отя-гийание« на степень испол зов -мя зал~л& пластичности обрабатываемого мате), лапа при бесконечной телеке станки детали с помощью ■Кгтойо делительных сеток Получены ампяриччекие вазмсимооти степенного '. лд»..

10. Причиняя «йтодику планирования гжспйримента установлена связь напрядо.^>-де$ор*мроедннзго состояния очага деформации с его геометрией, опр^д-.^я^мои высотоА волпЫ внвконгактной ц&формзд>»и, двйзуаэйся перед деформирующим эяекантчм-У, углом наклона профиля . в зоне контакта с рабочие конусом Дгф^р^фукгч^го илем^нтн - £ Иселидсчано ь.ш-ынне ло^яедчях на степень использования запаса пластичности: обработанного материала. Получены ¡эмпирические зависимости-для различных обрабатываемых материал зе..

11. Применяй »"»тодику планирования эксперимента установлено • влияние т XI'алогических Дакгороа на геометрию очага деформации при . переменной тс-.пииие стек-«« дс-тапи, получены' ьмп^ркческие &лвйсимо- , орл их для оаалкчннх обрабатываемых магярмапов, что позволило определять степень использования зачеса пластичности при переменной толщине отеки« оор-збатьйае; ой ,,агами.

• 1? Исслйдозаиз сгягь напряжен!" э-п&форшрованиого мсгояний е ■ он& обработки и коэффициента треичя для различных технологически* факторов. Экспериментально исследован ианоо деформируюадая ал&ыентов пс ширине цилиндрической ленточки и релг/мда зубьев по задней ..овархностч ' зависимости от значений технело! ическях факторов. Изменение интенсивности износа рабочих элементов подтверждает предположение о езяаи интенсивности контактных, явнений с на-

пряжекно-дефос»юровзшоым состоянием а зоне контакта.

13. :Зкстерт/ен?.ш>но исследована сн?-ь параметров качество поверхностного слоя, получен'ых поел-.- обработки стйеротмя дефор-кирухавлм элементом с различными техкопсгичеслил* го»оаметраум, силы резания по данному поверхностному ело,-« со степень» использования sanaca nr¡a< личности ¡угсго слоя. Устаьоеле.ад, что дос-тихе-нии обрйО«гмеаия"ы «ат^ртгом анач-кий >? - 0,27-0,33 начинается шелушение исходны< микронвро&исстей (а случае Кг> 40). При иначе-нии 5^=0,0 г.роиоходит обраас&чдое «»кротрев^н, качимае"-:» pat ,.>у-&?чие o««rwo г.о5ерч-Н'Х-тного слог, мри ¿нн^й-ки 0,-3 происходит полк« рж- ру ление ¡вредней r-слн.. внеконтачткой деформации и начало .«г де^р^-.руулц'м здемеьтец. шероховатость обработан ной поверхности снижается до достаж-чи'Н f " 0, "7-0.33, к зависимости от исходной шероус-аатсстк, после ^его увеличивается. при чалой исходной и^ролсйа^ссти шероховатость обработанной по^еруно-ети начинает увеличиваться при цсстда.е.чил '0,5.. '«адеротвердоеть поверхностного слоя и усадка отверстия после обработки деферкиру-¡адим элементом возрастает до досги.ченич значения 'У ™ 0,5, nocj.e чего стабмлиеируютйя. Сила резакиа по деформироаачноуу елок.' остается постоянной до' достгаа.ля р' = 0,2, после чего значительно снижается до достижение. ^ =0,5, где она стабилизируется,

14. На основании г.роЕедзниык теоретических и экспериментальных исследований намечен ряд чоеьес направлений создания ком5кни~ роьакнмх ыйтохрь обработки протягиванием. Б результате чего ааяв-ки М от 19.07.Sa "Способ обработки резанием о опере>а-»«Им пластическим депортированием" и Я445Г.433/08 от 15.11.89 "Зе-фдоирумзг- •¿'рлуйач г.ротяже."п'уИзналы лаоСретеьияия и на них получены пололигелькие peuieww нэ ендпчу авторского снидет---льстйа. По-

дана ti-WB.'ta на изобретение "Протя»гка" li 4775340/08 ст 2' ! 1. 'в'±.

15. На ссиорании тесрэтичес.смх к окспаримен^чльных исследований напр^яккно-деформгчрон^нсо состояние р зоне о^ргботм де-фор.лирудщи^ елеьентом сачраЕотзнз ме^'одига проектирозели:.! процесса дефс^лшуюше-реуущего протдгиа&нся отверстий, используя кото-рул бьг.и с!;рое;лирбБ&ны процессы дейорчгирукяр- проливания

стверстик коромысла клапана двигателя 3kjM30 m Мэс-АптоЯиЛ и де-Фсурш'руюз^го прэшпвйлия отверстия поржьчЕОго пальца, нет W 50-100 4042-М на заводе "Красящи двигатель" г. Новороссийск, в результате uei'o озмдаемьп* экономический гЛфект составит ЬЬЗ? руб./год.

Оснозг:ые положения диссертации опубликованы в следующих работав:

1. Ку-знецоо A.W., Крылов С.Ч. ! ¡овышение ¡эффективности деДору^руюи^-режуцс-го протягивания отззрстий,- К сб.: Материалы HT и 5»« посвлзеннги 50-летию ИАУй. Ч.2,~М.: МЛМИ, 1&39, о. 185.

'¿. Кузнецов Б. А , Крылов С. В Исследование деформированного состояния очага дефзрмеции при Д€формйрующ,е~ре#у:пгьм протягивании отверстий.- Б.cf..: Поалченио е$йектиэнос?и протягивания. Качество ^обработки. Fiir-й, РГГЛ 1930.

3. К^анецоа Б.А., Крчлов C.B. Соверй^нстьовэчие конструкции деформкруюче-реющего инструмента дл*. протчги&анил отверстий,- H сб. г Пути псеьгсгени* стоййоети и надежности ре:<усмх ii штампонж инструментов.- Николаев, 1SÔ0.

Л. .'грьлса rj.B. АБТоматиэирбванное проектирование протяжного инструмента,- 3 сб.: Материалы НТК МАЖ,- Ы : ШИ, 1ЙВЗ, с.76.

Б. Уляхин Ю.М., rCpUj'Oû С.З., Рябое Б. А. Управление дчнамжой процесса протйгизячия ь целях . повышения качезтра обработки.- В сб.: Тезисы 'дсяшэцоа. XX !!Т'Л мслодьк ученых и специалистов НПО ВШШСШМ.- М., 128Г, с.38-4Л.

л 6. Кузнецов В.А., Крылов C.B. Способ обработки резанием с опережающим пластическим деформированием. Положительное решение о выдаче авторского, свидетельства по заявке N 4463020/08 от 19.07. 89.

7.. Кузнецов В.А., Крылов C.B. Деформирующе-режуида? протяжка. Положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке N 4433403/03 от 15.11.89.