автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Холодная объемная штамповка головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками

На правах рукописи

Семенова Людмила Петровна

ХОЛОДНАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА ГОЛОВНЫХ ЧАСТЕЙ НА ЗАГОТОВКАХ СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ С ЗАДАННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность 05.03.05 Технологии и машины обработки давлением

Авто реферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2006

г

Работа выполнена на кафедре «Теоретическая механика» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Грязев Михаил Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Овчинников Анатолий Георгиевич

доктор технических наук, профессор Яковлев Сергей Петрович

Ведущая организация -

оао таити

Защита состоится « 2006 г. в 14

|00

час, на заседании диссерта-

ционного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г. Тула, ГСП, просп. Ленина, д. 92,9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

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

Автореферат разослан « 13 » октября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

А.Б. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время среди основных путей повышения эффективности производства особое внимание уделяется снижению трудоемкости изготовления продукции, внедрению малоотходной и безотходной технологии изготовления изделий. Эти требования ставят задачи, связанные с разработкой принципиально новых технологий и оборудования, конкурентоспособных на мировом рынке, а также с интенсификацией технологических процессов при снижении энергоемкости и трудозатрат как новых, так и широко используемых технологий получения изделий различного типа на всех этапах производства. Повышение эффективности традиционных технологических процессов представляет несомненный интерес с точки зрения сокращения расхода материала, улучшения качества и эксплуатационных свойств изделия, повышения производительности труда.

В различных отраслях промышленности нашли широкое применение ци-

Рисунок 1 — Типовые изделия, получаемые из цилиндрических стержневых заготовок, с головной частью: а— потайной конической формы; б — конической формы; в - цилиндрической формы;г - полукруглой формы

Для получения изделий такого рода наилучшим образом подходит холодная объемная штамповка (ХОШ), внедрение которой обеспечивает повышение коэффициента использования металла до 0,7 - 0,9, позволяет быстро и экономично изготавливать детали, обладающие требуемыми механическими свойствами, сводя к минимуму дальнейшую механическую обработку.

Однако, несмотря на широкое применение этих операций в практике штамповочного производства, отработка их режимов проведения требует значительных временных и экономических затрат, т.к. большинство экспериментальных исследований процесса высадки носят прикладной производственный характер, связанный с выдачей рекомендаций по ведению процесса высадки при получении конкретного изделия.

В свою очередь исследования теоретического плана основаны на целом ряде допущений, сводящих анализ процесса к ряду упрощенных схем» не позволяющих адекватно оценить напряженно-деформированное состояние материала в процессе нагружения, и в основном посвящены оценке сцловых режимов процесса без исследования кинематики течения и качественных параметров готового юделия.

Развитие математических моделей позволяет получить более точную картину распределения полей напряжений и деформаций по объёму тела, что в свою очередь позволяет определить форму и размеры тела, установить ресурс бездефектного деформирования, уточнить методики расчёта основных параметров процесса ОМД. Это ведёт к получению изделий высокого качества и с точными размерами, к экономии материала, повышению стойкости инструмента и надёжности эксплуатации оборудования. Применение математического моделирования как первого шага в предпрогаводственной подготовке позволяет значительно ускорить и удешевить процедуру внедрения технологического процесса ОМД в производство.

Актуальным является необходим ость дальнейшего развития теоретических и экспериме]ггальных исследований для разработки научно-обоснованных технологических операций, которые позволили бы дать комплексную оценку влияния технологических параметров на силовые и деформационные характеристики процессов, с целью повышения эффективности использования данных операций в условиях промышленного производства, их интенсификации при снижении энергоемкости и трудозатрат, что в целом представляет большой практический интерес.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Областной целевой программой научно-технических работ в рамках хоздоговорной темы №125701 «Разработка и внедрение технологических процессов получения обработкой металлов давлением стержневых изделий переменного сечения из высокопрочных сталей на автоматическом оборудовании»; в рамках Государственной программы 2000 года «Научные исследования высшей школы в области производственных технологий»; в рамках госбюджетной темы № 36-95 Тульского государственного университета.

Целью работы является научно обоснованное проектирование процессов холодной объемной штамповки головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками.

Методы исследования:

Поставленная цель реализована путем использования деформационной теории пластичности, метода конечных элементов, теории планирования многофакторного эксперимента и математической статистики. Предельные возможности формоизменения установлены на базе использования феноменологи-

ческого критерия разрушения, связанного с накоплением микроповреждений при холодном пластическом деформировании.

Автор з ащищает:

1. Математические модели процессов формирования на стержневой заготовке головных частей потайной конической, конической, цилиндрической, полукруглой и оживальной конфигурации за один и несколько штамповочных переходов.

2. Результаты исследований напряжённого и деформированного состояний заготовки, силовых режимов, кинематики течения и предельных границ устойчивого деформирования (с точки зрения возможности разрушения) в зависимости от геометрических размеров заготовок и изделия, схемы деформирования, механических свойств материала и количества штамповочных переходов.

3. Зависимости «степень использования запаса пластичности -относительный диаметр головной части», «степень использования запаса пластичности - относительная высота заготовки», позволяющие выявить эксплуатационные уровни изделий.

4. Математические модели, описывающие влияние материала и геометрии готового юделия с оживальной головной частью на силовые режимы и количество технологических переходов необходимых для получения качественного изделия.

Научная новизна:

- Созданы математические модели формирования головных частей на цилиндрических стержневых заготовках, в которых взаимодействие заготовки с инструментом представляет собой скольжение узлов конечно-элементной сетки по поверхности неподвижного и подвижного абсолютно жёсткого тела различной конфигурации.

- Установлены зависимости «степень использования запаса пластичности - относительный диаметр головной части», «степень использования запаса пластичности - относительная высота заготовки», позволяющие выявить эксплуатационные уровни изделий.

Практическая ценность и реализация работы:

Разработанные математические модели процессов получения головных частей на стержневых заготовках являются основой программного обеспечения, которое может быть использовано для расчета параметров процессов изготовления изделий с головной частью различной конфигурации и геометрии, обеспечивающих заданные эксплуатационные характеристики. На их базе разработаны и обоснованы рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие заданные эксплуатационные показатели изготовляемых изделий.

Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опытном производстве на предприятии ГУП «КБП» для изготовления детали «Стержень с ожквальной головной частью».

Отдельные материалы научных исследований включены в разделы лекционных курсов, таких как «Механика процессов пластического формоизменения», «Теория обработки металлов давлением» для студентов по направлению «Технологические машины и оборудование», специальности 150201 — «Машины и технология обработки металлов давлением». Научные положения диссертации использованы в учебном процессе при подготовке магистерских диссертаций, выполнении дипломных проектов и выпускных работ бакалавров.

Апробация. Результаты исследования доложены на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация производства», город Тула, 2003 год; на Всероссийской научной конференции "Современные проблемы математики, механики, информатики", Тула, 2003 год; на международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», город Липецк, 2003 год; на международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», город Липецк, 2006 год; а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2003 - 2006 гг).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 10 печатных работах, общим объёмом 3,83 печатных листа.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., проф. М.В. Грязеву, д.т.н., доц. АЛ. Пасько за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 108 источников, и включает 124 страницы машинописного текста, содержит 147 рисунков и S таблиц. Общий объем 179 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность задачи, рассмотренной в работе, ее научная новизна и практическая значимость проведенных теоретических и экспериментальных исследований, а также кратко представлено содержание разделов диссертационной работы.

В первом разделе проведен обзор современного состояния процессов получения головных частей на цилиндрическом стержне, теория и практика которых нашли свое отражение в работах Авицура Б., Джонсона В., Эверхарда Д., Гелей 111, Фельдмана Г., Кудо X., Кобаяши Ш, Каста Д., Мичелла К., Зибеля Э., Том се на Э., Янга Ч. и др., а также в работах российских ученых Алю шина Ю.А., Дмитриева AJML, Гринберга МЛ., Малова А.Н., Мисожникова В.М., Овчинникова А.Г., Попова ЕА.» Позняка A.A., Вгние И.П., Семенова ЕИ., Смир-нова-Аляева Г.А., Степанского Л.Г., Сторожева MB., Тарновского ИЛ., Том-ленова АД., Хабарова AJ3Яковлева СЛ. и др.

Представлен конечно-элементный подход к анализу процессов пластического формоизменения, в основу которого положена теория упругопластиче-ских деформаций с применением пошагового алгоритма интегрирования уравнений равновесия, при кагором, считая приращения малыми на каждом шаге, принимают, что в течение его реализуется простое нагружение. Показана методика проведения пошагового нагружения, что позволяет адекватно отразить картину многопереходного деформирования заготовки. Обоснована постановка задач исследования.

Во втором разделе описаны основных соотношениях конечно-элементного анализа процессов упруго-пластического деформирования, на базе которых создана математическая модель.

Разработан подход к описанию граничных условий, взаимодействие заготовки с инструментом представляет собой скольжение узлов конечно-элементной сетки по поверхности абсолютно жесткого тела. Инструмент может быть неподвижным (Рисунок 2 а), подвижным (Рисунок 2 б) и подвижным наклонным (Рисунок 2 в).

Контакт узла с неподвижным инструментом ограничивает его перемещение по одной ш степеней свобода либо устанавливает связь между степенями свободы.

Бели движение инструмента совпадает с направлением одной из координатных осей, то в этом случае он определяет перемещение узла по одной из степеней свободы. Если подвижная граница наклонна, то положение узла на

а

б

Рисунок 2 - Ограничения границ: а - неподвижных; б - подвижных; в - подвижная наклонная

ней определяется в два этапа: на первом этапе узел жестко закреплен на границе, на втором этапе, узлу разрешено скольжение по границе.

Оценка деформируемости и прогнозирование разрушения заготовок проводилась на основе феноменологической теории разрушения, использование которой основано на полученных опытным путем диаграммах пластичности. Использование деформационной теории позволяет на каждом этапе деформирования определять среднее нормальное напряжение ег, показатель напряженного состояния 7у и приращение деформации ¿/е,. Степень использования запаса пластичности Ч* представляется суммированием по приращениям с учетом влияния истории деформирования:

г-1;

Л.

о 3<гЬУ

Добавление в конечно-элементную модель критерия деформируемости позволяет оценить возможность разрушения заготовки, а также прогнозировать состояние готового изделия.

Рассмотрены одно переходные процессы получения головных частей на цилиндрическом стержне. Наряду с высадкой - традиционным способом получения изделий такого рода, рассмотрено также формирование потайной конической, конической, цилиндрической и полукруглой головных частей (Рисунок 1) выдавливанием стержневой заготовки в фигурную матрицу. Конечно-элементные схемы реализации указанных процессов представлены на рисунке 3.

аба ь а

И III IV

Рисунок 3 — Расчетные схемы процессов: а - высадка, б - выдавливание; I—головка потайной конической формы; И—головка конической формы; Д1— головка цилиндрической формы;1У— головка полукруглой формы Как в случае высадки головки, так и в случае выдавливания заготовки, наибольшие величины напряжений соответствуют области на оси симметрии деформируемой головки.

Авалш полученных результатов позволил установить, что процесс выдавливания головных частей сопровождается большими энергосиловыми параметрами, по сравнению с высадкой.

Проведенные численные эксперименты с использованием аппарата теории м ногофакторного планирования позволили установить влияние геометрических размеров заготовки и параметров головной части на силовые характеристики процесса высадки и качество получаемых изделий. В качестве варьируемых входных факторов были выбраны:

- отношение высоты высаживаемой части стержневой заготовки к её диаметру АД/;

- отношение диаметра головки к её высоте В/Н.

ш Щ

б б б 12 3

Рисунок 4 - Зависимость силы высадки от геометрии головки: 1 - потайнойконической, 2—конической, 3 — цилиндрической; а - поверхность; б - сечение плоскостями равного уровня

Установлено, что сипа высадки возрастает с увеличением относительного диаметра головной части и относительной высоты заготовки. Максимальная сила деформирования требуется для высадки конической головки, а минимальная - реализуется при изготовлении цилиндрической головной части (Рисунок

4).

На рисунке 5 б представлены уровни эксплуатационных характеристик готовых изделий: I — область определения, ц/ ^ 0,33, высокий эксплуатационный уровень, высококачественные изделия, предназначенные дня эксплуатации

в «жестких» условиях; П - область определения, ц/ £ 0,55, хороший эксплуатационный уровень, качественные изделия, у которых существуют ограничения по нижнему пределу прочности, вязкости и долговечности; Ш - область определения, 0,55 ¿1// <1, низкий эксплуатационный уровень, гаделня, предназначенные к использованию в областях, не несущих значительных нагрузок.

Дифференцированный подход к ограничению по степени использования запаса пластичности при холодной обработке металлов давлением является экономически целесообразным, так как позволяет оптимизировать затраты на производство изделий с точки зрения их эксплуатации.

12 3

Рисунок 5 - Зависимость коэффициента использования запаса пластичности от геометрии головной части: 1 — потайной конической, 2 — конической, 3 — цилиндрической; а - поверхность; б - сечение плоскостями равного уровня

При изготовлении потайных конических головных частей с относительным диаметром, изменяющимся от 1 до 2,2 при использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 1,5 до 2,5, выделены две области высококачественных и качественных изделий. Укажем, что высокий эксплуатационный уровень (область I на рисунке 5 6 1) имеют изделия с геометрическими параметрами головки из области, определяемой под кривой с уравнением £>/# = 9,874-6,57$2АД*+1»231(/^)2» изделия выше данной кривой имеют хороший эксплуатационный уровень (область П на рисунке 5 6 1).

Установлено, что при получении конических головных частей в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров выделены три области, разделенные двумя кривыми. Зона высококачественных изделий, соответствует

положению ниже первой кривой О/Н = 7,79 - 5,573 ЛД/ + 1,125(й/^)2 (область I на рисунке 5 б 2\ между первой и второй кривой £)/// = 9,372 - 5,833 АД/ + 1,083(Л/^)2 область качественных деталей (область П на рисунке 5 6 2), изделия, находящиеся выше второй кривой относятся к ню-кому эксплуатационному уровню (область Ш на рисунке 5 б 2).

При изготовлении цилиндрических головных частей так же можно выделить три области, определяемые двумя кривыми, однако, область высококачественных изделий наименьшая по сравнению с другими типами головок. Ниже

первой кривой й/Н - 5,757 - 4,333+ 0,952(Л/£/)2 зона высококачественных изделий (область I на рисунке 5 б ЗХ выше первой кривой и ниже второй кривой Д/# = 7,303-4,512/1/^+0,861(ЛД/)2 детали имеют хороший эксплуатационный уровень (область П на рисунке 5 б ЗХ выше второй кривой изделия низ-кото эксплуатационного уровня (область Ш на рисунке 5 б ЗХ

Проанализировав полученные факты, очевидно, что, не смотря на изготовление деталей с головной частью без видимых дефектов, следует учитывать область их применения для использования юделий с необходимыми эксплуатационным и характеристиками.

В третьем разделе рассмотрены особенности формирования головных частей на стержневых заготовках за два технологических перехода (Рисунок 6). Рассмотрено получение изделий представленных в главе 2, но на более тонком стержне. Представлены результаты исследования напряженного и деформированного состояний заготовки, приведен анализ силовых режимов процесса высадки в зависимости от конфигурации головки. Для более полного анализа изготовления требуемых изделий проведена сравнительная характеристика процессов высадки за один технологический переход и за два технологических перехода.

Анализ силовых режимов деформирования показывает, что двухпереход-ный процесс позволяет снижать величину силы деформирования в среднем в полтора раза.

Выявлено, что получение изделия за один технологический переход приводит к разрушению некоторых элементов образцов, что не наблюдается при двухпереходном процессе.

Установлено, что введение перехода предварительной осадки в технологический процесс приводит к снижению значения повреждаемости материала, по сравнению с одно пе ре ход ны м процессом, и, тем самым улучшает эксплуатационные характеристики изготавливаемых юделий, т.е. позволяет получать высококачественные и качественные изделия с довольно обширным геометрическим диапазоном.

а б аба баб

I П III IV

Рисунок б — Расчетные схемы двухпереходной высадки: а — предварительная осадка, б—окончательная высадка; I—головка потайной конической формы; II-головка конической формы; III-головка цилиндрической формы;

IV—головка полукруглой формы На рисунке 7 представлены результаты факторного эксперимента, описы вающие влияние геометрии гаделия на степень использования запаса пластич ноет и.

а а а

•ИИ м

б б б I 2 $

Рисунок 7 - Зависимость коэффициента использования запаса пластичности от геометрии головной части для двухпереходного процесса высадки: 1 - потайной, 2 — конической, 3 — цилиндрической; а - поверхность; б - сечение

плоскостями равного уровня

При изготовлении потайных конических головных частей с относительным диаметром, изменяющимся от 1,6 до 2,8 и использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 2 до 3, выделены три уровня эксплуатационных характеристик. Область под кривой D/H = ly48l-1,\74h/d-0,357(h/dy определяет высококачественные изделия (область I на рисунке 7 6 1); между первой и второй кривыми находится область качественной продукции (область П на рисунке 76 Ц а выше второй кривой D(H~ 2,8 + 0,329A/rf-0,143(й/^)2 изделия, имеющие низкий эксплуатационный уровень (область Ш на рисунке 76 1).

При получении конических головных частей в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров также выделяются три области, разделенные двумя кривыми. Зона высококачественных изделий, соответствует положению ниже первой кривой DfH = 7,24-3,550/г/с/+0,5(/гД/)2 (область I на рисунке 76 2Х между первой и второй кривой D/H = 0,715 + 2,575 h/d - 0,75(/>/б/)2 область качественных деталей (область П на рисунке 76 2), изделия, находящиеся выше второй кривой относятся к низкому эксплуатационному уровню (область Ш на рисунке 7 62).

При изготовлении цилиндрических головных частей эксплуатационные уровни распределены следующим образом, ниже первой кривой D/H = -9,9 +12,667 h/d - 3,333(hjdf зона высококачественных изделий (область I на рисунке 76 3), выше первой кривой и ниже второй кривой DJН — —2,605 + 6,042h/d — 1,583(АД/)г детали имеют хороший эксплуатационный уровень (область И на рисунке 76 3), выше второй кривой область изделий низкого эксплуатационного уровня (область Ш на рисунке 76 3).

В четвертой главе представлены результаты исследований, процесса формирования оживальной головной части на цилиндрическом стержне из стали марки У12А (Рисунок 8).

В работах М.В.Грязева были установлены диапазоны геометрических размеров головок такого типа, исходя из эффективности их применения. Для оценки влияния геометрии изделия на сипу выдавливания и количество требуемых технологических операций для получения детали были проведены численные многофакторные эксперименты. В качестве варьируемых входных факторов, были выбраны:

радиус скругления (оживала)головной части - R;

длина головной части - /;

диаметр торца оживальной головки — d.

Рисунок 8 — Стержень Рисунок 9 — Расчетная схема процесса

с ожтаяьной частью выдавливания оживальнойголовной части

На рисунке 10 показаны поверхности, определяющие зависимости силы деформирования стержневой заготовки от геометрии получаемого изделия, анализ которых показал, что для каждого диаметра торца оживальной головной части наибольшая сила выдавливания реализуется при изготовлении детали, имеющей наибольшие радиус округления К и длину головной части.

i ~

J Ч

. Л . л . :

A .7

12 3

Рисунок 10 - Зависимость силы выдавливания от диаметра торца оживальной головной части:! ~ d - 0,1мм, 2 - d = 1,1мм, 3-d - 2,2мм;

а —поверхность, б—сечение плоскостями равного уровня Рисунок И представляет поверхности, и их сечение плоскостями равного уровня определяющие количество требуемых технологических переходов для

получения оживальной головной части в зависимости от её геометрии, причем, полученный на каждом переходе полуфабрикат имел качественный эксплуатационный уровень.

6 6 6 12 3

Рисунок 10 - Зависимость количества технологических переходов от диаметра торца оживальной гачовной части: 1 - й = 0,1 мм, 2 - И = 1,1мм,

3-4 = 2,2 мм; а-поверхность, б—сечение плоскостями равного уровня

Проведенный анализ позволил сделать вывод, что для получения указанных изделий необходимо от двух до пяти переходов выдавливания. Максимальное число переходов требуется, чтобы изготовить деталь с острой оживал ь ной головкой наибольшего радиуса скругления из области определения.

Аналогичное исследование было проведено для формирования оживаль-ной головной части из стали марки 20, твердость которой меньше, чем сталь маркиУ12А.

Проанализировав зависимости силы выдавливания от геометрии изделия, установлено, что максимальная сила выдавливания также реализуется при изготовлении оживальной головки с наибольшими радиусом скругления и длинной, при диаметре вершины <1 равном 1,1 мм. В целом, сила выдавливания

оживала ш образвд стали марки У12А в среднем на 25 - 30% выше, чем сила деформирования заготовок из стали марки 20.

Для изготовления оживальной головной части на стержне требуется от двух до пяти переходов деформирования, особое влияние на их количество оказывает диаметр торцд оживальной головки 4 . Пять переходов деформирования необходимо для получения детали с острой 4 = 0,1 мм, длинной I = 27,5

мм, оживальной частью радиусом К = 55 мм. В целом же, чем острее вершина оживальной головной части, тем сложнее изготовить такую деталь.

Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опыт-, ном производстве на тульском предприятии ГУЛ «КБП» для изготовления детали «Стержень с оживальной головной частью».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, состоящая в научно обоснованном проектировании процессов холодной объемной штамповки головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками.

В процессе теоретического и экспериментального исследования получены основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработан принципиально новый подход к описанию граничных условий, в котором взаимодействие заготовки с инструментом представляет собой скольжение узлов конечно-элементной сетки по поверхности неподвижного и подвижного абсолютно жёсткого тела различной конфигурации. На основе этого подхода созданы математические модели формирования головной части на цилиндрической стержневой заготовке за один и несколько технологических переходов, которые позволяют установить как силовые режимы ведения процессов, так и реальную картину формоизменения, которую предварительно предсказать невозможно.

2. Установлены закономерности изменения напряжённого и деформированного состояний заготовки, силовых режимов, кинематики течения и предельных границ устойчивого деформирования (с точки зрения возможности разрушения) в зависимости от геометрических размеров заготовок и изделий, схемы деформирования, механических свойств материала и количества штамповочных переходов.

3. Созданы математические модели, позволяющие прогнозировать качество получаемых изделий в зависимости от их геометрических параметров и количества технологических переходов. Критерием качества изделий является степень использования запаса пластичности. Определены три уровня эксплуатационных характеристик, соответствующие: высококачественным деталям, повреждаемость - ^¿0,33; качественным изделиям - ^¿0,55; деталям с достаточным уровнем качества 0,55 5 у/ < X.

4. При изготовлении одно переходной высадкой потайных конических головок с относительным диаметром, изменяющимся от 1 до 2»2, и использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 1,5 до 2,5, были вы-

делены две области, соответствующие получению высококачественных и качественных изделий, соответственно 60 % и 40 %,

Установлено, что при получении конических головных частей в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров выделены три области. Зона высококачественных изделий 25 %, область качественных деталей 50 %> изделия, низкого эксплуатационного уровня 25

При изготовлении цилиндрических головных частей так же можно выделить три области, определяемые двумя кривыми, однако, область высококачественных изделий наименьшая по сравнению с другими типами головок и составляет 12%; детали, имеющие хороший эксплуатационный уровень составляют 50% от всего объема продукции; доля изделий низкого эксплуатационного уровня - 38 %.

4. С помощью аппарата теории планирования многофакторного эксперимента установлены зависимости энергосиловых параметров от геометрии изделий. Выявлено, что наибольшее влияние на силу деформирования головок оказывает относительный диаметр формируемой головной части, максимальная сила деформирования реализуется при изготовлении на тонкой, высокой заготовке Л/с/ = 2,5 широкой, плоской головной части О/Я = 2,2. Сила высадки конической головки в полтора раза больше, чем потайной, и в два с половиной раза выше, чем цилиндрической головной части.

5. Установлено, что введение перехода предварительной осадки в технологический процесс приводит к снижению значения повреждаемости материала, по сравнению с однопереходной технологией, и, тем самым улучшает эксплуатационные характеристики изготавливаемых изделий, т.е. позволяет получать высококачественные и качественные изделия с довольно обширным геометрическим диапазоном.

6. Созданы математические модели двухпереходной высадки головных частей, которые позволили получить зависимости степени запаса пластичности от геометрических параметров получаемого изделия.

При изготовлении потайных конических головок с относительным диаметром, изменяющимся от 1,6 до 2,8 и использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 2 до 3, выделяются все три уровня эксплуатационных характеристик. Высококачественные изделия составляют 48 % от всего рассматриваемого диапазона; к качественной продукции относятся 36 % готовых деталей, а изделия, которые имеют низкий эксплуатационный уровень, составляют 16 %.

При получении конических головок в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров также выделяются три области. Однако качественные уровни распределены следующим образом: зона высококачественных изделий -16 %, область качественных деталей — 50 %> к низкому эксплуатационному уровню относятся 34 % готовых изделий.

Выявлено, что при получении цилиндрических головных частей на стержневой заготовке область высококачественных изделий наименьшая по сравнению с другими типами головок - 14%> 47 % деталей имеют хороший эксплуатационный уровень, область юделий низкого эксплуатационного уровня составляет 39%.

7. Проведено теоретическое исследование процесса многопереходного выдавливания оживальной головной части на цилиндрическом стержне из сталей марок УХ2А и 20. Показано влияние материала заготовки на технологическую силу процесса.

Установлено, что для каждого диаметра торца оживальной головной части наибольшее усилие реализуется при максимальных значениях радиуса скругления и длины головки, и наоборот, минимальная сила требуется, чтобы получить головную часть с наименьшими параметрами радиуса скругления и длинной, независимо от механических свойств материала.

Сила выдавливания юделий из образца стали марки У12А в среднем на 25 — 30 %выше, чем сила деформирования заготовок ю стали марки 20.

8. Установлено влияние геометрии изделия с оживальной головной частью на требуемое количество технологических переходов получения изделия, при условии, что после каждого штамповочного перехода, полученный полуфабрикат будет иметь хороший эксплуатационный уровень.

Требуется от двух до пяти переходов деформ ирования для изготовления оживальной головной части исследуемой геометрии. Диаметр вершины головной части й значительно влияет на количество технологических переходов, получить острый оживал наиболее сложно, требуется до пяти переходов выдавливания и для стали марки У12А, и для стали марки 20.

9. Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опытном производстве на тульском предприятии ГУЛ «КБП» для изготовления детали «Стержень с оживальной головной частью».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В

ПУБЛИКАЦИЯХ.

1. Грязев Семенова Л Л. Оценка количества технологических переходов в процессе выдавливания оживальной головной части на стержне. // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. - Тула: ТулГУ, 4.1, - 2006. - С. 39 - 43.

2. Грязев МБ., Семенова Л .П. К вопросу о влиянии технологического процесса на эксплуатационные характеристики изделий. // Механика деформ и-

руемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. - Тула: ТулГУ, 4,1, - 2006. - С. 30 - 38.

3. Грязев MB., Панфилов ГЗ., Семенова Л.П. Особенности многопере-J ходной холодной штамповки сердечников пуль с удлиненной оживальной головной частью. // Известия ТулГУ. Серия. Технологическая системотехника. ТУла: ТулГУ, Вып. 7, - 2006. - С. 3 - 8.

4. Кухарь В Д., Бурак Л.П. Высадка стержневых заготовок. //Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии. Сборник научных трудов. 4.EL Липецк: ЛГТУ. - 2003.-С. 169- 172.

5. Кухарь В Д., Пасько А.Н., Бурак Л.П. Математическое моделирование J формирования оживальной головной части на стержневых заготовках. // Известия ТулГУ. Серия. Математика. Механика. Информатика. Тула: ТулГУ, Вып. 2, -2003.-С. 109-114.

6. Кухарь В .Д. Пасько АЛ.» Семенова Л.П. Исследование силовых и деформационных режимов при формировании потайной головной части на стержневой заготовке. // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. ТУла: ТУлГУ,Вып. 1,- 2004.-С. 115-123.

7. ПаськоА.Н., Бурак JIJI. Формообразование оживальной головной части стержневых заготовок // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. Тула: ТулГУ, Ч. 2,-2002. -С. 141-148.

8. Семенова Л .П. Силовые параметры процесса высадки головных частей стержневых заготовок. // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. Тула: ТулГУ, Ч. 1, -2006.-С. 244-247.

9. Семенова ЛЛ. Получение потайной конической головки за два перечу хода. // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: ТулГУ,

Вып. 1, - 2005. - С. 262 - 268.

10. Семенова Л.П. Влияние схемы деформирования стержня на процесс j получения цилиндрической головки. // Известия ТулГУ. Серия. Технологическая системотехника. Тула: ТУлГУ, Вып. 7, - 2006. — С. 30 - 39.

Изд. лиц, ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 10,10.2006. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,3. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ (Oj

' Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92.

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

Введение.

1. Современное состояние теории и технологии формирования головных частей на цилиндрических стержневых заготовках.

1.1. Получение головной части с диаметром больше диаметра исходной стержневой заготовки.

1.2. Получение головной части оживальной формы.

1.3. Методы решения осесимметричных задач пластического формоизменения.

1.4. Метод конечных элементов.

1.5. Цель работы и задачи исследования.

2. Теоретическое исследование процессов получения головных частей на стержневой заготовке за один технологический переход.

2.1. Получение потайной конической головной части на стержневой заготовке.

2.1.1. Расчетная схема процесса.

2.2. Получение конической головной части на стержневой заготовке

2.2.1. Расчетная схема процесса.

2.2.2. Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе формирования головки.

2.3. Получение цилиндрической головной части на стержневой заготовке

2.3.1. Расчетная схема процесса.

2.3.2. Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе нагружения.

2.4. Получение полукруглой головной части на стержневой заготовке

2.4.1. Расчетная схема процесса.

2.4.2. Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе формирования головки.

2.5. Построение вторичных математических моделей процесса высадки головки.

2.5.1. Модели и планы численного эксперимента.

В настоящее время среди основных путей повышения эффективности производства особое внимание уделяется снижению трудоемкости изготовления продукции, внедрению малоотходной и безотходной технологии изготовления изделий. Эти требования ставят задачи, связанные с разработкой принципиально новых технологий и оборудования, конкурентоспособных на мировом рынке, а также с интенсификацией технологических процессов при снижении энергоемкости и трудозатрат как новых, так и широко используемых технологий получения изделий различного типа на всех этапах производства. Повышение эффективности традиционных технологических процессов представляет несомненный интерес с точки зрения сокращения расхода материала, улучшения качества и эксплуатационных свойств изделия, повышения производительности труда.

В различных отраслях промышленности нашли широкое применение цилиндрические стержневые детали, имеющие головную часть.

Для получения изделий такого рода наилучшим образом подходит холодная объемная штамповка (ХОШ), внедрение которой обеспечивает повышение коэффициента использования металла до 0,7 - 0,9, позволяет быстро и экономично изготавливать детали, обладающие требуемыми механическими свойствами, сводя к минимуму дальнейшую механическую обработку.

Однако, несмотря на широкое применение этих операций в практике штамповочного производства, отработка их режимов проведения требует значительных временных и экономических затрат, т.к. большинство экспериментальных исследований процесса высадки носят прикладной производственный характер, связанный с выдачей рекомендаций по ведению процесса высадки при получении конкретного изделия.

В свою очередь исследования теоретического плана основаны на целом ряде допущений, сводящих анализ процесса к ряду упрощенных схем, не позволяющих адекватно оценить напряженно-деформированное состояние материала в процессе нагружения, и в основном посвящены оценке силовых режимов процесса без исследования кинематики течения и качественных параметров готового изделия [32, 34, 35, 50, 53, 1, 10, 98, 100].

Развитие математических моделей позволяет получить более точную картину распределения полей напряжений и деформаций по объёму тела, что в свою очередь позволяет определить форму и размеры тела, установить ресурс бездефектного деформирования, уточнить методики расчёта основных параметров процессов обработки металлов давлением (ОМД). Это ведёт к получению изделий высокого качества и с точными размерами, к экономии материала, повышению стойкости инструмента и надёжности эксплуатации оборудования. Применение математического моделирования как первого шага в предпроизводственной подготовке позволяет значительно ускорить и удешевить процедуру внедрения технологического процесса ОМД в производство.

Актуальным является необходимость дальнейшего развития теоретических и экспериментальных исследований для разработки научно обоснованных технологических операций, которые позволили бы дать комплексную оценку влияния технологических параметров на силовые и деформационные характеристики процессов, с целью повышения эффективности использования данных операций в условиях промышленного производства, их интенсификации при снижении энергоемкости и трудозатрат, что в целом представляет большой практический интерес.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Областной целевой программой научно-технических работ в рамках хоздоговорной темы №125701 «Разработка и внедрение технологических процессов получения обработкой металлов давлением стержневых изделий переменного сечения из высокопрочных сталей на автоматическом оборудовании»; в рамках Государственной программы 2000 года «Научные исследования высшей школы в области производственных технологий»; в рамках госбюджетной темы № 3695 Тульского государственного университета.

Целью работы является научно обоснованное проектирование процессов холодной объемной штамповки головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками.

Методы исследования:

Поставленная цель реализована путем использования деформационной теории пластичности, метода конечных элементов, теории планирования многофакторного эксперимента и математической статистики. Предельные возможности формоизменения установлены на базе использования феноменологического критерия разрушения, связанного с накоплением микроповреждений при холодном пластическом деформировании.

Автор защищает:

1. Математические модели процессов формирования на стержневой заготовке головных частей потайной конической, конической, цилиндрической, полукруглой и оживальной конфигурации за один и несколько штамповочных переходов.

2. Результаты исследований напряжённого и деформированного состояний заготовки, силовых режимов, кинематики течения и предельных границ устойчивого деформирования (с точки зрения возможности разрушения) в зависимости от геометрических размеров заготовок и изделия, схемы деформирования, механических свойств материала и количества штамповочных переходов.

3. Зависимости «степень использования запаса пластичности -относительный диаметр головной части», «степень использования запаса пластичности - относительная высота заготовки», позволяющие выявить эксплуатационные уровни изделий.

4. Математические модели, описывающие влияние материала и геометрии готового изделия с оживальной головной частью на силовые режимы и количество технологических переходов необходимых для получения качественного изделия.

Научная новизна:

- Созданы математические модели формирования головных частей на цилиндрических стержневых заготовках, в которых взаимодействие заготовки с инструментом представляет собой скольжение узлов конечно-элементной сетки по поверхности неподвижного и подвижного абсолютно жёсткого тела различной конфигурации.

- Установлены зависимости «степень использования запаса пластичности - относительный диаметр головной части», «степень использования запаса пластичности - относительная высота заготовки», позволяющие выявить эксплуатационные уровни изделий.

Практическая ценность и реализация работы:

Разработанные математические модели процессов получения головных частей на стержневых заготовках являются основой программного обеспечения, которое может быть использовано для расчета параметров процессов изготовления изделий с головной частью различной конфигурации и геометрии, обеспечивающих заданные эксплуатационные характеристики. На их базе разработаны и обоснованы рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие заданные эксплуатационные показатели изготовляемых изделий.

Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опытном производстве на предприятии ГУП «КБП» для изготовления детали «Стержень с оживальной головной частью».

Отдельные материалы научных исследований включены в разделы лекционных курсов, таких как «Механика процессов пластического формоизменения», «Теория обработки металлов давлением» для студентов по направлению «Технологические машины и оборудование», специальности 150201 -«Машины и технология обработки металлов давлением». Научные положения диссертации использованы в учебном процессе при подготовке магистерских диссертаций, выполнении дипломных проектов и выпускных работ бакалавров.

Апробация. Результаты исследования доложены на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация производства», город Тула, 2003 год; на Всероссийской научной конференции "Современные проблемы математики, механики, информатики", Тула, 2003 год; на международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», город Липецк, 2003 год; на международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», город Липецк, 2006 год; а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2003 - 2006 гг).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 10 печатных работах, общим объёмом 3,83 печатных листа.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., проф. М.В. Грязеву, д.т.н., доц. А.Н. Пасько за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 108 источников, и включает 124 страницы машинописного текста, содержит 147 рисунков и 8 таблиц. Общий объем 179 страниц.

4.6. Основные результаты и выводы

1. На базе метода конечных элементов проведено теоретическое исследование процесса многопереходного выдавливания оживальной головной части на цилиндрическом стержне.

2. Созданы, зависимости, описывающие силу выдавливания ожи-вальной головной части из сталей марок У12А и 20. Установлено, что полученные поверхности являются гиперболическими параболоидами, и имеют свойственный им минимакс, причем, характеры распределения технологического усилия для обоих материалов очень схожи, но номинальные его значения отличаются.

3. Отмечено, что наибольшая сила деформирования реализуется при изготовлении изделия, имеющего головную часть радиусом R равным 87 мм и длиной / равной 27,5 мм, с диаметром вершины d равным 1,15 мм. Для образца из стали марки У12А значение силы составляет 536 кН и 489 кН для заготовки из стали марки 20, что на 10 % меньше. Минимальное значение силы требуется, чтобы получить оживальную головную часть радиусом скругления R - 55 мм, длинной / - 27,5 мм и диаметром вершины головной части d - 2,2 мм, 158 кН для стали марки У12А, а это почти на 40 % больше, чем сила деформирования стали марки 20, 66 кН.

В целом, сила выдавливания оживала из образца стали марки У12А в среднем на 25 - 30% выше, чем сила деформирования заготовок из стали марки 20.

4. С помощью созданных математических моделей установлены зависимости количества переходов от геометрических размеров готового изделия. Для обоих исследуемых материалов поверхности отклика являются гиперболическими параболоидами, при движении по оси, определяющей радиус скругления головной части, центр графика будет определять минимальное количество переходов, а наибольшее их значение - при перемещении по оси, описывающей длину головной части.

Отметим, что для обеих марок сталей диаметр вершины оживальной головной части d значительно влияет на количество технологических переходов. Получить острую оживальную головную часть наиболее сложно, требуется до пяти переходов выдавливания.

5. Установлено, что при получении головной оживальной части из более стали марки 20, происходит лучшее заполнение области вершины головки и, как следствие этого, уменьшается технологическая сила и требуется меньшее количество технологических переходов.

6. Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опытном производстве на предприятии ГУП «КБП» для изготовления детали «Стержень с оживальной головной частью».

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, состоящая в научно обоснованном проектировании процессов холодной объемной штамповки головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками.

В процессе теоретического и экспериментального исследования получены основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработан принципиально новый подход к описанию граничных условий, в котором взаимодействие заготовки с инструментом представляет собой скольжение узлов конечно-элементной сетки по поверхности неподвижного и подвижного абсолютно жёсткого тела различной конфигурации. На основе этого подхода созданы математические модели формирования головной части на цилиндрической стержневой заготовке за один и несколько технологических переходов, которые позволяют установить как силовые режимы ведения процессов, так и реальную картину формоизменения, которую предварительно предсказать невозможно.

2. Установлены закономерности изменения напряжённого и деформированного состояний заготовки, силовых режимов, кинематики течения и предельных границ устойчивого деформирования (с точки зрения возможности разрушения) в зависимости от геометрических размеров заготовок и изделий, схемы деформирования, механических свойств материала и количества штамповочных переходов.

3. Созданы математические модели, позволяющие прогнозировать качество получаемых изделий в зависимости от их геометрических параметров и количества технологических переходов. Критерием качества изделий является степень использования запаса пластичности. Определены три уровня эксплуатационных характеристик, соответствующие: высококачественным деталям, повреждаемость - I/ < 0,33; качественным изделиям - у/ < 0,55; деталям с достаточным уровнем качества 0,55 < у/ < 1.

4. При изготовлении однопереходной высадкой потайных конических головок с относительным диаметром, изменяющимся от 1 до 2,2, и использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 1,5 до 2,5, были выделены две области, соответствующие получению высококачественных и качественных изделий, соответственно 60 % и 40 %.

Установлено, что при получении конических головных частей в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров выделены три области. Зона высококачественных изделий 25 % , область качественных деталей 50 %, изделия, низкого эксплуатационного уровня 25 %.

При изготовлении цилиндрических головных частей так же можно выделить три области, определяемые двумя кривыми, однако, область высококачественных изделий наименьшая по сравнению с другими типами головок и составляет 12%; детали, имеющие хороший эксплуатационный уровень составляют 50% от всего объема продукции; доля изделий низкого эксплуатационного уровня - 38 %.

5. С помощью аппарата теории планирования многофакторного эксперимента установлены зависимости энергосиловых параметров от геометрии изделий. Выявлено, что наибольшее влияние на силу деформирования головок оказывает относительный диаметр формируемой головной части, максимальная сила деформирования реализуется при изготовлении на тонкой, высокой заготовке А/й? = 2,5 широкой, плоской головной части £>/# = 2,2. Сила высадки конической головки в полтора раза больше, чем потайной, и в два с половиной раза выше, чем цилиндрической головной части.

6. Установлено, что введение перехода предварительной осадки в технологический процесс приводит к снижению значения повреждаемости материала, по сравнению с однопереходной технологией, и, тем самым улучшает эксплуатационные характеристики изготавливаемых изделий, т.е. позволяет получать высококачественные и качественные изделия с довольно обширным геометрическим диапазоном.

7. Созданы математические модели двухпереходной высадки головных частей, которые позволили получить зависимости степени запаса пластичности от геометрических параметров получаемого изделия.

При изготовлении потайных конических головок с относительным диаметром, изменяющимся от 1,6 до 2,8 и использовании заготовок с относительной высотой, изменяющейся от 2 до 3, выделяются все три уровня эксплуатационных характеристик. Высококачественные изделия составляют 48 % от всего рассматриваемого диапазона; к качественной продукции относятся 36 % готовых деталей, а изделия, которые имеют низкий эксплуатационный уровень, составляют 16 %.

При получении конических головок в том же диапазоне изменения вышеуказанных параметров также выделяются три области. Однако качественные уровни распределены следующим образом: зона высококачественных изделий -16 %, область качественных деталей - 50 %, к низкому эксплуатационному уровню относятся 34 % готовых изделий.

Выявлено, что при получении цилиндрических головных частей на стержневой заготовке область высококачественных изделий наименьшая по сравнению с другими типами головок - 14%, 47 % деталей имеют хороший эксплуатационный уровень, область изделий низкого эксплуатационного уровня составляет 39% .

8. Проведено теоретическое исследование процесса многопереходного выдавливания оживальной головной части на цилиндрическом стержне из сталей марок У12А и 20. Показано влияние материала заготовки на технологическую силу процесса.

Установлено, что для каждого диаметра торца оживальной головной части наибольшее усилие реализуется при максимальных значениях радиуса скругления и длины головки, и наоборот, минимальная сила требуется, чтобы получить головную часть с наименьшими параметрами радиуса скругления и длинной, независимо от механических свойств материала.

Сила выдавливания изделий из образца стали марки У12А в среднем на 25 - 30 % выше, чем сила деформирования заготовок из стали марки 20.

9. Установлено влияние геометрии изделия с оживальной головной частью на требуемое количество технологических переходов получения изделия, при условии, что после каждого штамповочного перехода, полученный полуфабрикат будет иметь хороший эксплуатационный уровень.

Требуется от двух до пяти переходов деформирования для изготовления оживальной головной части исследуемой геометрии. Диаметр вершины головной части <1 значительно влияет на количество технологических переходов, получить острый оживал наиболее сложно, требуется до пяти переходов выдавливания и для стали марки У12А, и для стали марки 20.

10. Полученные в диссертационной работе результаты исследований многопереходного выдавливания оживальной головной части использованы в опытном производстве на тульском предприятии ГУП «КБП» для изготовления детали «Стержень с оживальной головной частью».

1. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. -М.: Машиностроение. 1989. - 304 с: ил.

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

3. Александров С.К. Об уравнениях осесимметричного течения при гладком условии пластичности // Изв. АН. Механика твердого тела. -1991. -№4,-С. 141-146.

4. Алексеев P.E., Панфилов Г.В. Особенности изготовления заостреных цилиндрических деталей обкаткой.// Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением: Сборник научных трудов. -Тула: ТулГУ, -1986.-С. 16-20.

5. Алюшин Ю.А. Теория обработки металлов давлением. Метод верхней оценки и его применение при решении задач ОМД. Ростов-на-Дону РИСХМ. - 1977. - 87 с.

6. Алюшин Ю.А. Исследование процессов обработки металлов давлением с помощью кинематически возможных полей скоростей: Уч. пособие по курсу ТОМД. Ростов-на-Дону РИСХМ. - 1978. - 99 с.

7. Андрейченко В.А., Юдин Л.Г., Яковлев С.П. Малоотходная ресурсосберегающая технология штамповки. Кишинев. - 1993. - 238 с.

8. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. / Перевод с английского С.А. Алексеева. Под ред. А.Ф. Смирнова. -М.: Стройиздат. 1982. - 447 с.

9. Бочаров Ю.А., Власов А.В. Моделирование процессов осесиммет-ричной объемной штамповки. Вестник машиностроения. - 1996. - № 4. - С. 35-37.

10. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. Уч. пособие для машиностроительных вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение. -1975.-408 с.

11. П.Василишин С.А. Высадка гвоздей.// Кузнечно-прессовое оборудование. 1997. - №6.-С. 12-15.

12. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир. - 1984. -425 с.

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

14. Голенков В.А., Радченко С.Ю. Технологические процессы обработки металлов давлением с локальным нагружением заготовки. М.: Машиностроение. - 1997. - 226 с. - ил.

15. Головин В.А. Технололгия и оборудование холодной штамповки: Учебник для машиностроительных техникумов. / В.А. Головин, Г.С. Ракошиц, А.Г. Навроцкий. М.: Машиностроение. 1987. - 352 е.: с ил.

16. Грязев М.В., Желтков В.И. Взаимодействие ударника и преграды сложной структуры. // Тезисы докладов VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. Пермь: ПГУ, - 2001. - С. 18 - 20.

17. Грязев М.В., Желтков В.И. Алгоритм исследования взаимодействия пули со средством индивидуальной защиты. // Известия ТулГУ. Серия. Проблемы специального машиностроения. Тула: ТулГУ, Вып. 4., Ч. 1 2001. -С. 347 - 350.

18. Грязев М.В., Панфилов Г.В., Семенова Л.П. Особенности многопереходной холодной штамповки сердечников пуль с удлиненной оживальной головной частью. // Известия ТулГУ. Серия. Технология системотехники. Тула: ТулГУ, Вып. 7, 2006. - С. 3 - 8.

19. Гун Г.Я. Математическое моделирование обработки металлов давлением: Уч. пособие. М.: Металлургия. - 1983. - 352 с.

20. Гун Г.Я., Полухин П.И. и др. Пластическое формоизменение металлов. М.: Металлургия, 1968.- 416 с.

21. Деклу Ж. Метод конечных элементов./ Перевод с фр. Б.И. Квасова. Под ред. Н.Н. Яненко. М.: Мир. - 1976. - 95 с.

22. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979. 567 с.

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

24. Дьяченко С.С., Кузьменко Е.А., Кузьменко В.И. Пути повышения качества деталей и совершенствования технологии холодной объемной штамповки. Кузнечно-штамповочное производство. - 1997. - № 6. - С. 12 -15.

25. Евстратов В.А., Кузьменко В.И., Кузьменко Е.А. Методика исследования трения и его учета в процессах холодной объемной штамповки стальных деталей. Кузнечно-штамповочное производство. - 2000. - № 8. -С.7-9.

26. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир. -1975.-541 с.

27. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация./ Перевод с английского Б.И. Квасова. Под ред. Н.С. Бахвалова. М.: Мир. - 1986. -317с.

28. Ивлев Р. Р. Теория идеальной пластичности. — М.: Наука, 1966.232 с.

29. Капустин С.А. Метод конечных элементов в механике деформирования тел.: Учебное пособие. Нижний Новгород. 1997. - 70 с.

30. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М: Наука, 1969.420с.

31. Кириллов В.М. Основы устройства и проектирования стрелкового оружия. Пенза, 1963. - 342 с.

32. Ковка и объемная штамповка: Справочник: В 2 т. / Под ред. М. В. Сторожева. 2-е изд., перерараб. - М.: Машиностроение, 1968. Т. 2. - 448 с.

33. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х томах. / Ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987 - т. 3. Холодная объемная штамповка. / Под ред. Г.А. Навроцкого. 1987. - 384 с.

34. Колмогоров В.Л. Напряжения. Деформации. Разрушение. М.: Металлургия. - 1970. - 229 с.

35. Колмогоров В.Л., Шишменцев В.Ф. Зависимость пластичности сталей от гидростатического давления. Физика металлов и металловедение. -1966. - Вып.6, т.21. - С. 910 - 912.

36. Корнеев В.Г. Схемы метода конечных элементов высоких порядков точности. Л. - 1977. - 206 с.

37. Куликов Ю.А. Решение плоской задачи теории упругости методом конечных элементов. Учебное пособие. Горький. изд. ГГУ. - 1980. - 68 с.

38. Кухарь В.Д., Бурак Л.П. Математическое моделирование высадки полукруглой головной части на стержневой заготовке. // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. ТулГУ. - 2003 г. - С. 87 - 92.

39. Кухарь В.Д., Бурак Л.П. Высадка стержневых заготовок. //Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии. Сборник научных трудов. 4.II. Липецк: ЛГТУ. 2003. - С. 169 - 172.

40. Кухарь В.Д., Пасько А.Н., Бурак Л.П. Математическое моделирование формирования оживальной головной части на стержневых заготовках. // Известия ТулГУ. Серия. Математика. Механика. Информатика. Тула: ТулГУ, Вып. 2.- 2003.-С. 109-114.

41. Кухарь В.Д. Пасько А.Н., Семенова Л.П. Исследование силовых и деформационных режимов при формировании потайной головной части на стержневой заготовке. // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Вып. 1. Тула: ТулГУ,. 2004. - С. 115 - 123.

42. Кухарь В.Д. Пасько А.Н. Бурак Л.П. Численное моделирование процесса высадки металлов. // Всероссийская научная конференция «Современные проблемы математики, механики, информатики: Тез. докл. Тула. -2002.-С. 88-89.

43. Ланберт Е.Р., Мета Х.С., Кобаяши ХС. Новый метод верхней границы для расчета установившихся процессов пластической деформации // Конструирование и технология машиностроения. Труды американского общества инженеров-механиков. Русск, пер. 1972. - № 4.

44. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркни С.П. и др. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия. - 1976. -476 с.

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

46. Макушок Е.М., Белый A.B. Инженерная теория пластичности. Минск: Наука и техника, 1985,- 288 с.

47. Малов А.Н. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение. - 1969. - 568 с.

48. Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. С.М. Ермакова. -М.: Наука. 1983. - 392 с.

49. Методика контролирования параметров технологических процессов методом планирования экспериментов. -М.: ВНИИМАШ, Госстандарт СССР, 1976.- 117 с.

50. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металлов. -М.:Машгиз. 1951. - 308 с.

51. Навроцкий Г.А. Технология холодной объемной штамповки на автоматах. -М.: Машиностроение. 1972. - 96 с.

52. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логическое основание планирования эксперимента. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия. - 1980. - 152 с.

53. Налимов В.В., Чернова H.A. Статические методы планирования многофакторных экспериментов М.: Наука. - 1965. - 340 с.

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

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

56. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация прцессов технологии металлов планированием эксперементов. М.: Машиностроение; София: Техника, - 1980.-304 с.

57. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение. 1983. - 200 с.

58. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. / Перевод с английского A.M. Васильева. Под ред. Э.И. Григолюка. -М.: Мир. 1976.-464 с.

59. ПаськоА.Н., Бурак Л.П. Формообразование оживальной головной части стержневых заготовок // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. Тула: ТулГУ, Ч. 2. 2002.-С. 141-148.

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

61. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1977. - 278 с.

62. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречишников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др. Под общ. ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1985. - 104 с.

63. Ресурс пластичности металлов при обработке металлов давлением / A.A. Богатов, О.И. Мирицкий, C.B. Смирнов. М.: Металлургия. - 1984. -144 с.

64. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 5 изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. - 1971. - 782 с.

65. Сабоннадьер Ж., Кулон Ж. Метод конечных элементов и САПР. / Перевод с фр. В.А. Соколова. Под ред. Э.К. Стрельбицкого. М.: Мир. -1989.- 192 с.

66. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.: Мир.- 1979.-392 с.

67. Секулович М. Метод конечных элементов./Пер. с серб. Зуева Ю.Н.; Под ред. В.Ш. Барбакадзе. М.: Стройиздат. - 1993. - 664 е.: ил.

68. Семенов Е.И. Ковка и объемная штамповка. М.: Высшая школа. -1972.-352 с.

69. Семенова Л.П. Силовые параметры процесса высадки головных частей стержневых заготовок. // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Сборник научных трудов. Тула: ТулГУ, Ч. 1.- 2006.-С. 244-247.

70. Семенова Л.П. Влияние схемы деформирования стержня на процесс получения цилиндрической головки. // Известия ТулГУ. Серия. Технологическая системотехника. Тула: ТулГУ, Вып. 7, 2006. - С. 30 - 39.

71. Семенова Л.П. Получение потайной конической головки за два перехода. // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Вып. 1. Тула: ТулГУ,. 2005. - С. 262 - 268.

72. Смарагдов И.А. Технологические возможности пластического формоизменения. //

73. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление металлов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение. - 1978. - 368 с.

74. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия. - 1973. - 496 с.

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

76. Справочник технолога машиностроителя. / Под ред. А.М. Даль-ского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова, А.Г. Суслова. М.: Машиностроение. - 2001. В 2 томах.

77. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение. 1979. - 238 с.

78. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. 4-е изд., перераб. и дополн. М.: Машиностроение. - 1977. - 423 с.

79. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. / Перевод с английского В.И. Агошкова. Под ред. Г.И. Марчука. М.: Мир. - 1977. -349 с.

80. Таблицы планов эксперимента для факторных полиноминальных моделей: справочное издание / под ред. В.В. Налимова. М.: Металлургия. -1982.-751 с.

81. Тарновский И .Я., Поздеев А.А., Ганаго О.А. и др. Теория обработки металлов давлением. М: Металлургиздат, 1963. - 672 с.

82. Тарновский И.Я., Трубин В.П., Златкин М.Г. Свободная ковка на прессах. М.: Машиностроение. - 1967. - 328 с.

83. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др.; Под общ. ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение. - 1983. - 598 с.

84. Толоконников Л.А., Яковлев С.П., Лялин В.М. Прессование круглого прутка из анизотропного материала // Изв. вузов. Черная металлургия, № 1.-1971.-С. 12-13.

85. Томленов Л.Д. Теория пластического деформирования металлов. -М.: Металлургия. 1972. - 408 с.

86. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. Пер. с англ. М.: Машиностроение. - 1969. - 505 с.

87. Тутышкин Н.Д. Анализ формообразования осесимметричных оболочек с криволинейной образующей // Исслед. в обл. теории, технологии и оборудования штамповочного производства: Межвуз. сб. ст. Тула: Тульск. политехи, ин-т, 1991. - С. 40-50.

88. Тутышкин Н.Д. Анализ штамповки плоскослойных элементов // Изв. Вузов. Машиностроение. 1996. - № 10-12. - С. 107 - 111.

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

90. Тутышкин Н.Д. Определение согласованных полей напряжений и скоростей при деформировании осесимметричных изделий // Изв. вузов. Машиностроение. 1985. - № 4.- С. 3 - 7.

91. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки. М.: Мир, 1965. -548с.

92. Унксов Е.П. и др. Теория ковки и штамповки: Уч. пособие., 2-е изд.- М.: Машгиз. 1992. - 719 с.

93. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. Методы расчета усилий деформирования. М.: Машгиз. - 1959. - 328 с.

94. Унксов Е.П. и др. Теория пластических деформаций металлов. М.: Машиностроение. - 1983. - 247 с.

95. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956.- 407 с.

96. Холодная объемная штамповка. Справочник. Под ред. Г.А. Навроцкого. ~М.: Машиностроение. 1973. - 496 с.

97. Холодная объемная штамповка осесимметричных заготовок. Монография. / А.Н. Пасько. Тула: ТулГУ. - 2004. - 252 с.

98. Шилд P.O. О пластическом течении металлов в условиях осевой симметрии // Механика: Сб. переводов и обзоров иностран. период, лит-ры, 1995.-№1.- С. 102-122.

99. Шилов В.Ф., Максимов Л.Ю., Линц В.П. Кузнечно-прессовые машины. -М.: Машиностроение. 1968. - 344 с.

100. Шофман Л.А. Основы расчетов прроцессов штамповки и прессоввания. М.: Машгиз. - 1961. - 339 с.

101. Исакин Д.В. Диссертационная работа на соискание степени кандидата технических наук. Тула: ТулГУ. 2002.

102. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение. - 1964. - 375 с.

103. Avitzur В. Limit Analysis of Disc and Strip Forging // Int. J. MTDR. -9 (1969).-P. 165.

104. Nagpal V., Lahoti G.D. and Altan T. A numerical method for simultaneous prediction of metal flow and temperatures in upset forging of rings // Trans. ASME.- 100 (1978).-Ser.B. -P. 413.