автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование и разработка технологических процессов штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок

На правах рукописи

СУРКОВ ВЯЧЕСЛАВ АНАТОЛЬЕВИЧ

УДК 621.97

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ОБКАТЫВАНИЕМ КОЛЬЦЕВЫХ И ФЛАНЦЕВЫХ

ЗАГОТОВОК

Специальности: 05.02.08 - Технология машиностроения

05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. Ижевск - 2006 г.

Работа выполнена в Ижевском государственном техническом университете

Научные руководители - доктор технических наук,

профессор ИжГТУ Н.А.Корякин, доктор технических наук, профессор КГТУ им. А.Н.Туполева Э.Р.Галимов

Официальные оппоненты - доктор технических наук

завлабораторией Термомеханических технологий ИПМ УрОРАН г.Ижевск Дементьев Вячеслав Борисович кандидат технических наук, нач . бюро ФГУП Ижевский механический завод Смирнов Виталий Егорович

Ведущая организация - ОАО КМПО

Зашита состоится « 17 » февраля 2006г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.02. в Ижевском государственном техническом университете по адресу:

426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета

Автореферат разослан «15 »января 2006л

Ученый секретарь диссертационного совета докт. техн. наук, профессор

оленский

ОБИТАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШТЫ

Актуальность работы. Машиностроение является ведущей отраслью промышленности. Широкое применение в ее различных отраслях находю кольцевые и фланцевые детали. Примерами могут служить зубчатые колеса, кольца подшипников, детали фланцевых соединений труб.

Анализ форм деталей данного типа показал, что кольцевые и фланцевые детали отличаются большим разнообразием форм и размеров, условиями экснлуатн-ции и производства, механическими свойствами металла заготовок, а при их ичго товлении используются различные типы оборудования. Выбор того или иного способа изготовления определяется во многом от того, как рожается задача максимального приближения формы и размеров полуфабриката к форме и размерам готовых деталей, что в конечном итоге ведет к увеличению КИМ, которое имеет первостепенное значение для решения проблем научно -технического прогресса.

В решение поставленной задачи значительный вклад Moiyr внести coupe-менные технологии, основанные на методах обработки металлов давлением. ) Три проектировании операций, инструмента и оборудования, кроме экономической эффективности, технологов и конструкторов все больше интересуют технологические возможности процессов и их энергосиловыс параметры, определяющие мощность привода рабочих механизмов, габаритные размеры и массу оборудования. Последние обстоятельства вызвали значительный интерес к методам, основанным на локализации очага пластической деформации. К ним относятся: винтовая прокатка, прокатка валками, роликами, шариками, кольцевыми матрицами, торцовая раскатка, а также штамповка обкатыванием.

Работа посвящена исследованию одного из этих методов штамповке обкатыванием.

Штамповка обкатыванием выполняется на специализированном и фадици-онном (базовом) кузнечно-прессовом оборудовании после его модернизации. JIo кализация очага пластической деформации достигается колебательным (обкаты вающим) движением инструмента.

Возможность управления граничными условиями, создания различных схем напряженно-деформировапного состояния в локальных зонах, изменения хараюе ра течения металла (вплоть до волнового), обеспечения относительно низких уровней остаточных напряжений и анизотропии механических свойств в продол?, ном и поперечном направлениях позволяют штамповать обкатыванием заготовки, упрочняющая термическая обработка которых (например, закалка и отпуск) вы полняется заранее. Заготовки после штамповки обкатыванием в полной мере о же чают термину «точные заготовки деталей».

Широкое промышленное освоение этого перспективного процесса сдержи вается из-за отсутствия единой теории, методик расчета тсхполошчсских паря метров (энергосиловых, кинематических, предельных степеней деформации и др.), большого количества факторов, определяющих папряжетю-деформироиашюе со стоянке металла, а также из-за отсутсгвия соо гветствующсго оборудования.

Учитывая ак1уальность »опроса интенсификации производства кольцевых и фланцевых изделий, которые открываются с применением формообразующих операций штамповки обкатыванием, а также интерес дальнейшего исследования этого эффективного метода, была сформулирована цель работы.

Цель работы: разработать новые прогрессивные технологические процессы изготовления плоских кольцевых и фланцевых заготовок для последующего полупения из них деталей, обеспечивающие повышение надежности изделий, снижение расхода металла и трудоемкости изготовления.

Конкретные задачи работы:

1. Исследование характера течения металла при штамповке обкатыванием круглых в плане фланцев из квадратных и полосовых исходных заготовок.

?.. Определение энергосиловых параметров формообразования при штамповке обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок из квадратных и нолосошлх исходных заготовок.

3. Исследование процессов штамповки обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка.

4. Исследование совмещенных процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок.

.*>. Разработка технологии штамповки обкатыванием сложных по конфигурации фланцев на примере деталей газотурбинных двигателей (ГТД) типа «зубчатое колесо».

6.Разработка методики проектирования технологических процессов roix*-товлепия фланцевых и кольцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

'/. Разработка принципиального подхода к проектированию мощного оборудования для ниамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок.

Общам методика исследований. В работе использован комплексный подход, включающий теоретические, экспериментальные и технико-экономические исследования. Теоретические исследования проведены на основе теории обработки металлов давлением, методов аналитической геометрии, математического моделировании. Обработку результатов проводили на ПЭВМ. В экспериментальных исследованиях, осуществленных на производственном комплексе УНЦ «Технология» ИжГГУ, применялась современная измерительная и регистрирующая аппаратура. Результаты обрабатывались методами математической статистики.

Достоверность полученных результатов подтверждена сравнением теоретических и экспериментальных данных, а также на основе промышленного использования разработанных процессов.

На защи'1 у выносится:

1. Результаты экспериментальных исследований характера течения металла при штамповке обкатыванием круглых в плане фланцев из квадратных и полосовых исходных заготовок.

• • .. 1 ' M

К С а» .

2. Результаты исследования процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок выдавливанием из прутка.

3. Результаты исследования комбинированных процессов рубки полосы и штамповки обкатыванием круглых заготовок, а также сложных по конфш урнцин деталей для ГТД.

4. Методология проектирования малоотходных технологических процессов изготовления фланцевых и кольцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

5. Принципиальные подходы к проектированию мощного промышленное оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых л фланцевых заготовок.

Научная новизна:

1. Разработана и экспериментально исследована схема и способ штамповка обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка обратным вь -давливанием из контейнера. Эффективность данного способа определяется сраг -нительно небольшими усилиями штамповки, уменьшением количества отходов металла и расширением номенклатуры штампуемых заготовок.

2. Проведено исследование комбинированных технологических процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок. Установлено, что наиболее равномерное (без существенного перемещения металла в тангенциальном напраг -лении) заполнение круглого штампа достигается при оптимальной ширине поле -сы, обеспечивающей высокую точность дисков по высоте.

3. Впервые разработан и освоен технологический процесс штамповки обк; -тыванием фланцевой заготовки детали ГТД типа «зубчатое колесо» и спроектирс -вана технологическая оснастка для специализированного оборудования штампо1 -ки обкатыванием, исключающая возможность искажения тонкого полотна фланиа при удалении заготовки из штампа.

4. Разработаны и предложены методика, блок-схема и программное обеспечение проектирования технологического процесса изготовления кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием, позволяющие с достаточной точностью определять энерЬэсиловые параметры технологического процесса и геометрию инструмента для вь1бора соответствующего оборудования.

5. Предложены принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием.

Практическая ценность. В ходе выполнения диссертационной работы в результате теоретических и экспериментальных исследований процессов план* -повки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок разработана ресурсосбер« -гающая технология получения заготовок для детали ГТД типа «зубчатое колесо» из прутковой заготовки, коэффициент использования металла которой составляет 0,7 - 0,8, трудоемкость снижается на 20 - 40%; при этом существенно повышается производительность труда и снижается себестоимость продукции.

Разработанная методика проектирования технологических процессов штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок позволит определять энергосиловые параметры технологического процесса для выбора соответствующего оборудования, геометрию инструмента и обеспечить требуемую точность заготовок.

Способы и схемы штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок из прутка обратным выдавливанием из квадратных заготовок, а также применение комбинированных процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских исходных заготовок позволят значительно уменьшить отходы металла.

Предложенные принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования дают возможность создавать оборудование, способное проводить штамповку обкатыванием как плоских, так и прутковых заготовок.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на Всероссийском научно-техническом семинаре «Перспективные процессы формообразования металлов с локально-подвижным очагом пластической деформации» (Ижевск, ИМИ, 1993г.), на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань, КФМВАУ, 2004г.), на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ и материалов изделий» (Казань, КФМВАУ, 2005г.) работа представлялась на Всероссийской выставке «Авиадвигателестроение».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей, получено 2 патента и одно авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов по работе, библиографического списка, включающего 106 наименований. Объем работы 133 страницы машинописного текста, включая 43 рисунка, 11 таблиц. Приложения состоят из актов, отражающих внедрение результатов работы, кода программы расчета параметров технологического процесса изготовления кольцевых и фланцевых заготовок (язык программирования — С ++) и конструкторской документации на технологическую оснастку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованна актуальность темы, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ технологий производства кольцевых и фланцевых заготовок деталей, приведены основные принципы разработки нового технологического процесса, приведен укрупненный классификатор процессов получения кольцевых и фланцевых заготовок, проанализированы недостатки существующих методов объемного ротационного деформирования и возможности их совершенствования. Далее сформулирована цель диссертационной работы и задачи исследования, решение которых и составило основное содержание работы.

Во второй главе проведено исследование процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из квадратных и полосовых в плане заготовки.

Сложными в изготовлении представляют круглые в плане детали с относительно малой высотой: hid 0,03 при диаметре не более 300-350 мм.

В процессах объемной штамповки обкатыванием, схема которой приведена на рис. 1, в каждый момент времени исходная заготовка находится в контакте с инструментом только частью торцевой поверхности, образуя при этом локальный очаг деформации. Расположение центра колебаний в вершине конического (обкатывающего) инструмента определяет зависимость общего усилия штамповки от угла наклона оси инструмента 0, подачи заготовки S, форм и геометрических размеров исходной заготовки.

Штамповку обкатыванием можно проводить по двум вариантам:

1)при постоянном усилии, когда требуемое формоизменение достигается при определенном числе циклов обкатывания под нагрузкой;

2) при постоянной осевой подаче инструмента (заготовки) S за один цикл качения.

В варианте 2) усилие штамповки будет возрастать до максимального к концу штамповки, одпако к этому моменту формоизменение закончится, выдержки под полной нагрузкой не требуется, привод качения не будет испытывать пиковых нагрузок в начальный момент штамповки, а производительность будет более высокой.

Как правило, по варианту 1) штамповку ведут на маломощном оборудовании. В начальной стадии процесса прессу придают максимальное значение усилия, подача при этом будет неизбежно уменьшаться из-за увеличения размеров заготовки. При проведении такого процесса имеет место неравномерность деформации по высоте и перенаклеп поверхностных слоев заготовки, контактирующих с обкатывающим инструментом. Доштамповка, т.е. окончательная операция полного формообразования заготовки, ведется на очень малых подачах, коэффициент локальности X увеличивается, а производительность при этом значительно снижается.

Рис. 1. Схема объемной штамповки обкатыванием: 1 - обкатывающий инструмент; 2 - заготовка; 3 - инорумент с осевым перемещением; 4 — исходная заготовка; 5 проекция поверхности контакта на торец заготовки обкатывающего инструмента с деформируемой заготовкой (-» - направление обкатывания)

В связи с этим целесообразно вести процесс с постоянной подачей Л\ В этом случае усилие РЦ1 увеличивается с каждым циклом обкатывания, а коэффициент локальности X будет сохранять постоянное значение и процесс поддается расчетам.

♦ а

0

5

Расчетная подача 5 при постоянном числе обкатывания сферодвижного ме-> анизма незначительно меньше фактической подачи. Несмотря на это «скачка» усилия не наблюдается, так как «местная подача» не успевает проявить себя за цикл обкатывания.

В результате повышается производительность и снижается вероятность по> вления дефектов, выявленных в случае ведения процесса при постоянном усилии итамповки. В этом случае меняется соответственно и требование к оборудованию

Рис 2 Схемы штамповки обкатыванием плоских дисков: а - штамповка из листа; 6 - штамповка из полосы; 1 - штампуемый кружок; 2 - исходная заготовка; 3 - пуансон; 4 - матрица

На основании изложенного были рассмотрены характерные особенности штамповки круглых фланцев из квадратных и полосовых заготовок при постоянной подаче S. На рис. 2 приведены схемы установившегося процесса штамповки обкатыванием из квадратной и полосовой заготовках.

Для расчета площади локального очага пластической деформации Fk используем формулы, приведенные в работе H.A. Корякина

✓ \

S в4 1

—cos—— .

tg© о

Необходимо отметить, что при штамповке обкатыванием не соблюдается закон наименьшего периметра при штамповке круглых заготовок из квадратных или полосовых заготовок. В связи с этим грани квадратной и полосовой заготовки остаются практически прямолинейными. Это позволяет определить локальный очаг

/1=0,45*,

деформации (пятио контакта) в направлении перпендикулярно грани квадратной или полосовой заготовки.

Соотношение площади пятпа контакта в разных направлениях составляет примерно 20% в начальный момент штамповки. По мере заполнения штампа в круглое сечение штампуемой заготовки соотношение уменьшается и при полном заполнении во всех направлениях выравнивается (это конечная стадия штамповки).

Соответственно меняется контактное давление цп при изменении площадей контакта в локальном очаге пластической деформации, т.е. легко проштамповывается металл в направлении грани. Этим объясняется появление «языков». На рис. 3 показан характер течения металла от его начальной стадии до конечного исходного продукта, на которых видно, как металл перераспределяется по окружности штампа. Разница в площадях контакта в направлении грани и угла заго товки приводит к увеличению подачи 5 в области граней, с которой уже инструмент накатывается на угловую зону. Это вызывает интенсивное тангенциальное течение металла в угловых зонах квадратной или полосовой заготовки, а языки, достаточно выраженные перпендикулярно грани, исчезают по мерс заполнения штампа. Следствием этого является высокая точность по толщине заготовок.

В процессе исследования предложено устройство для изготовлепия дисков штамповкой обкатыванием из квадратной заготовки. Принцип работы данного устройства показан на рис. 4 и заключается в том, что исходную за1ХУговку с квадратным поперечным сечением перед установкой в матрицу предварительно фиксируют относительно ее углами.

Рис. 3. Формоизменение полосовой заготовки штамповки обкатыванием в плоский лиск в круглом штампе

Рис. 4. Схема устройства для изготовления дисков нпамновкой обкатыванием из квадратной <агою»ки

Длину диагонали поперечного сечения заготовки выбирают из приведенного диапазона:

А„Л<1,41 Д„д.

Устанавливают заготовку в матрицу при осевом воздействии обкатывающего пуансона. При этом происходит отделение углов заготовки до получения размера диагонали, равной диаметру готового изделия. Заготовка надежно фиксируется в матрице при увеличении поверхности их контакта. Затем деформируют заготовку обкатывающим пуансоном до получения круглого в плане изделия. Оптимальные возможности использования квадратных заготовок при их изменяющихся толщинах определяются отношением внутреннего и наружного диаметров готовой детали (В) и толщиной перемычки А = Нл — Н\, которое характеризуется предельными возможностями силовых характеристик пресса. Последнее определение объясняется тем, что процесс штамповки обкатыванием квадратных заготовок допускает деформирование до разрыва центральной части по внутреннему диаметру 2>|, т.е. А = 0. Но с увеличением степени деформации значительно возрастает усилие деформирования и, как следствие, снижается стойкость штамповой оснастки, что в свою очередь приводит к увеличению производственных затрат. На рис. 5 приведен график оптимального использования стандартных листовых заготовок. Формула расчета высоты заготовки Я)=1,57(//д- Е?Н\) упрощает их подготовку рубкой, облегчает центровку при укладке в штамп, а главное обеспечивает высокую точность размера по высоте, я, =14 я. = 16

1* ш

1 ^ ж ж

я,

V.о С=£> N

а

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Рис. 5. График и размеры оптимального использования стандартных листовых заготовок' а - готовой детали, б - исходной заготовки

В третьей главе изложены результаты изыскания процессов штамповки обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок из прутка.

Устойчивость заготовки при высадке определяется коэффициентом высадки

"о . »

о

где /0 и </0 - начальные высота и диаметр высаживаемой заготовки.

Практически установлено, что при высадке величина к0 должна быть не более 1,5 - 2,5 при обработке изделий за один переход. Максимальное значение коэффициента высадки достигается при механически обработанных торцах заготовки, высокой чистоте поверхности инструмента. Схема реализованного процесса высадки обкатыванием с защемлением одного конца заготовки приведена на рис. 6.

На торце обкатывающего инструмента делается небольшое центрирующее углубление по диаметру исходной заготовки, однако это не является случаем защемления второго конца заготовки, поэтому в качестве исходного критерия (принимаем коэффициент условия ведения процесса при различных схемах закрепления заготовки р = 0,7 [Паршин В.Г., Картак Б.Р. К расчету устойчивости цилиндрических заготовок при холодной высадке // КШП.1990. №12. С.15]).

3 - выталкиватель; 4 - исходная заготовка; 5 - заготовка после осадки

При оценке возможности ведения процесса при малых и повышенных подачах использовалась исходная заготовка из стали 10 диаметром с10 = 20 мм, которая устанавливалась в коническую матрицу, внутренний диаметр которой £>,„ выполнен с зазором в пределах 0,1 0,2 мм, позволяющий свободно устанавливать в нее исходную заготовку для надежного защемления. Свободная под высадку часть заготовки варьировалась в пределах К = 2 - 5.

Во нссх случаях высадка проходила без потери устойчивости заготовки. При малых подачах процесс шел с четко проявившимся грибообразованием в объеме заготовки, контактирующей с обкатывающим инструментом. При этом имеет место ярко выраженная неравномерность деформации, а также шелушение на торцах заготовки, вызванное многократным обкатыванием инструмента по упрочненному наклепом металлу заготовки. В процессе высадки при повышенных подачах ярко выраженного грибообразования не отмечалось. Установлено, что высадка обкатыванием при повышенных подачах вплоть до полного исчезновения очага пластической деформации не приводит к резкому увеличению усилия штамповки (рис.7), а глубина очага деформации может быть резко увеличена, чю расширяет возможности бездефектной штамповки, связанной с грибообразованием. Ошимальная величина глубины очага деформации II, при которой можно увеличить коэффициент высадки, определяется формулой

Я-агссо8(1

Н

В то же время при высадке с повышенным значением К имело место раскрытие поверхностных дефектов на заготовке. Поэтому такой процесс высадки обкатыванием может быть рекомендован для производства только с введением дополнительной операции обдирки наружной поверхности заготовки для удаления поверхностных дефектов.

В связи с этим был разработан процесс штамповки кольцевых и фланцевых заготовок деталей из нругка обратным выдавливанием из контейнера, исследование которого проводилось на штамповочном оборудовании УНЦ «Технология» ИжГТУ, в состав которого входят специализированные пресса штамповки обка-1ыванием усилием до 10 МН (П0440ИЮ, П2940ШО), оснащенные установками для придания инструменту обкатывающего движения. На рис. 8 показана принципиальная схема данного процесса. При выдавливании из контейнера длина (высота) исходной заготовки /,1а, не ограничена общепринятыми условиями высадки. Это позволяет выдавливать фланцевые и кольцевые изделия со значительно большим соотношением йк и Л. Раскрытие наружных дефектов при этом отсутствует, ¡ак как процесс происходит в замкнутом контуре, обеспечивающий равномерное распределение металла. В процессе выполнения опытных работ изменяли угол наклона оси инструмента (пуансона) в, а также подачу 5 заготовки в контейнере. 11ослсднее дос тигалось изменением скорости перемещения толкателя.

I'. кИ

ИШ

лю 100

[_0 0

/

-/ о — 0- 2.5е

о

V ш/обк

1'ис. 7. Влиянии подачи заготовки па усилие штамповки обкатыванием

На рис. 9 приведен анализ зависимости усилия штамповки от угла наклона оси инструмента, показывающий, что с увеличением угла наклонна оси инструмента, усилие штамповки значительно снижается при О, до 2,5, а затем уменьшение менее интенсивнее, что позволяет сделать вывод о нецелесообразности дальнейшего его увеличения.

Важным в этом процессе является:

1. Возможность штамповки крупных фланцев, т.к. объем металла ограничен только диаметром прутка и величиной хода толкателя.

2. Усилие на толкатель выбирается из условия Р < аЛ.прутка при этом обеспечивается свободное перемещение прутка в контейнере и благоприятное условия подачи смазки на торец контейнера.

3. Основное усилие штамповки обкатыванием фланца обеспечивается между торцем контейнера и обкатывающим инструментом, что достигается на прессах двойного действия.

4. Характер течения металла - односторонний, в зазор между торцем контейнера и отклоненным обкатывающим инструментом (очаг деформации в прутке условно заштрихован). Условие ведения процесса:

1. Осевое усилие Р < о.?.

2. Подача на один цикл обкатывания Л'= 0,52^ 20,

на усилие ипамновки обкатыванием гДе аЛ- - напряжение текучести деформируемою

материала, £> - диаметр заготовки, 6 угол наклона инструмента.

Для проведения исследования процесса применяли заготовки из АД1 диамеь ром 50 мм, длиной 70 мм. Заготовки нужной длины обрезали на токарном станке, наружную поверхность не обрабатывали. В качестве смазки применяли машинное масло. К прутку прилагалось усилие Рос= 230к11.

В четвертой главе изложены материалы, посвященные изысканию комбинированных процессов штамповки обкатыванием. Приведены схемы и параметры комбинированного процесса рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок

Рис. 8. Схема штамповки обкашаанисм кольцевых и фланцевых заклепок деталей из прутка обратным выдавливанием из контейнера: 1 - пуансон, 2 - контейнер; J - исходная прутковая заюповка, 4 - юлкаюп,; 5- готовая заготовка деталь); 6 - очаг пластической деформации в прутке, 7- наплыв металла, выдавленного из контейнера

\

р№

о

Рис. 9. Влияние угла наклона

деталей из полосы (рис. 10), вырубки нескольких колец из кружка. Определены условия и оптимальная ширина полосы В, обеспечивающие наиболее равномерное заполнение круглого штампа при достаточно сложной конфигурации отрубленной в нем заготовки, что гарантирует высокую точность дисков по высоте.

кружка О = 300 мм)

Назначение параметров процесса (табл.1), определялось по результатам ранее выполненных работ Н.А.Корякина с учетом того, что рубка при больших подачах не является регламентирующей по усилию, так как штамповка велась в одном штампе. Далее приведены формулы расчета энергосиловых параметров

Рр^5 = (1,25 -5- 1,30) В- Оср- Н3, где В - ширина полосы, мм;

Оср - сопротивление срезу, МПа; Н3 - высота заготовки. Однако фактическое усилие среза на 10-15% ниже, чем расчетное. Общее усилие раскатки кружка рассчитывается по формуле, как при свободном течении металла (осадке) воблой при штамповке обкатыванием с плоским верхним торцом

Р = Р- Ъ ,

где: р - удельное давление,МПа; Рк - площадь пятна контакт, мм2;

р = Но,(1,28 + 0,2

К

где: Я - радиус отштампованной заготовки, мм; ц - коэффициент трения (ц = 0,12);

Н - коэффициент неравномерности напряженного состояния; <тч - напряжение текучести, МПа;

Ьк - конечная высота деформируемой части заготовки, мм. Подача при рубке определяется

8р = 0,5Д1ё29

где Д - диаметр инструмента, мм;

9 - угол конусности инструмента, град.

Таблица I

Параметры комбинированного процесса рубки и штампопки _обкатыванием плоских заготовок____

№ п/п Наименование параметра Обозначение Единица измерения величина

1 Подача на один оборот мм/обк 1,7

2 Угол наклона инструмента в град 1,5

3 Максимальное усилие рубки кН 2700

4 Максимальное усилие штамповки Р». кН 4200

Внедрение комбинированного процесса позволит значительно повысить производительность труда при исключении дополнительных операций для снижению трудоемкости изготовления.

Подробно описан разработанный автором технологический процесс штамповки обкатыванием сложцых по конфигурации фланцев на примере деталей газотурбинного двигателя (ГТД) типа «зубчатое колесо» из легированных трудноде-формируемых сталей 12ХН4А. Опробовано несколько схем штамповки обкатыванием, окончательный вариант приведен на рис. 11. Оказалось, что такие фланцы целесообразно штамповать в два перехода.

На рис. 12 приведены фотографии полуфабриката после первого перехода и готовый фланец. В процессе исследования технологического процесса был опробован вариант штамповки заготовки в холодном состоянии. Проведенные расчеты усилия при штамповке обкатыванием показали довольно высокую величину осевого усилия, составляющую 5,45 МН. Но так как в данной схеме штамповки на втором переходе присутствует схема калибровки, не учитываемая в расчетной формуле, то действительное усилие штамповки еще выше. В итоге при штамповке полуфабриката на втором переходе для полного заполнения формующих полостей матриц усилия пресса оказалось недостаточно.

н

Рис. 11. Схема деформиронаиия ипам ловкой обкатыванием фланцевой иго товки детали типа «зубчатс колею»

(2-й переход) / - пуансон, 2 - инструменюдерж.пс п.

3 - матрица. 4 - матрицедержаю.н 5 -корпус, 6- контейнер, 1 кшщ.

8 - выталкиватель, V - вкладыш II) - шпилька

В связи с этим дальнейшие работы выполнялись в условиях полугорячей штамповки (температура нагрева заготовок составляла 720 - 800°С). Толщина полотен фланцев варьировалась от 5,0 до 8,0 мм.

Для изменения толщины полотна фланца менялась настройка пресса по величине хода ползуна и не требовалось изменений конструкции штампа.

Анализ результатов показал стабильность размеров как полуфабриката, так и окончательного фланца. Параметры процесса приведены в табл. 2

Особенностью разработанной технологии явилась конструкция полуфабриката для формирования периферийного бурта фланца. Выявлены также искажения отштампованных фланцев с тонким полотном при традиционной схеме выталкивания заготовки из штампа.

Таблица 2

Параметры технологического процесса штамповки обкатыванием детали типа

"зубчатое колесо"

1-й переход 2-й переход

Р в и 5 С т,ос Р в и 5 Т,"С

(кН) (град) (кол/мин) (мм/об) (сск) (град) (кН) (град) (кол/мин) (мм/об) (сек) с (град)

3200 2 200 2,3 15 0,8 800 4000 2 200 7Д 10 0,3 800

а б

Рис. 12. Полуфабрикат заготовки штамповки обкатыванием детали типа «зубчатое колесо»: а - полуфабрикат 1 -го перехода; б - полуфабрикат 2-го перехода (готовый фланец)

Предложенная конструкция штампа, исключающая возможность искажения тонкого полотна фланца при удалении заготовки из штампа представлена на рис. 13. Принцип работы устройства состоит в том, что на зеркало матрицы 1 устанавливают заготовку 5 и деформируют ее пуансоном 3, формируя прямым выдавливанием стержневую часть и раскаткой фланца изделия б. При достижении поверхности нижнего торца стержня изделия торцовой поверхности выталкивателя 4 металл заготовки 5 течет вдоль конической поверхности Б выталкивателя 4 и заполняет кольцевой зазор, образованный поверхностями Б выталкивателя и канавкой А матрицы, оформляясь в кольцевой бурт В на стержне изделия 6. В связи с тем, что кольцевой бурт имеет коническую поверхность со стороны выталкивателя, силы выталкивания, направленные перпендикулярно поверхности Б, прижимают металл бурта В к внутренней поверхности кольцевой канавки А, обеспечивая полное заполнение кольцевого зазора и, создавая тем самым надежное соединение матрицы 1 и выталкивателя 4 металлом.

При выталкивании изделия из штампа наблюдалось четкое разделение этапов выталкивания. Первоначально совместным движением матрицы, выталкивателя и изделия выталкивалась фланцевая часть, а затем после остановки матрицы выталкивался,стержень изделия изгиб фланца при этом исключается.

Рис. 13. Устройство для штамповки обкатывающим инструментом заготовок фланцевых деталей: / - матрица; 2 - матричное кольцо; 3 - пуансон; 4 - выталкиватель; 5 - заготовка; 6 - готовое изделие

Предложены методика, блок-схема и программное обеспечение проектирования технологических процессов изготовления кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

Анализ схем деформирования полуфабриката сложной конфигурации типа «зубчатое колесо» показал, что наиболее оптимальным является формирование на первом переходе ступицы зубчатого колеса и фланца с нижним увеличенным буртом и полотном по толщине близким к толщине полотна готового полуфабриката. На втором переходе целесообразно производить окончательную доштамповку ступицы, формовку верхнего и нижнего бурта и полотна фланца. В общем случае выбор параметров при штамповке обкатыванием кольцевых и фланцевых и других ответственных деталей и изделий включает в себя следующие этапы:

1) выбор схемы обработки и предварительное назначение параметров основных процессов формоизменения заготовок;

2) расчет размеров исходной заготовки, инструмента и геометрии очага деформации;

3) определение количества переходов штамповки, уточнение параметров технологического процесса.

Показаны принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок. Специально сконструированный штамповый блок позволил исключить влияние крутящих моментов на подвижной части пресса. Производительность таких прессов 220 - 600 штамповок в смену. Высокая производительность обеспечивается быстроходностью данного гидравлического пресса. Рабочая скорость ползуна регулируется в пределах 2,7 - 17м/с. Угол обкатывания (нутации) меняется в пределах от 0 - 3 град. Благодаря возможности бы-

строго изменения рабочей скорости ползуна и угла наклона инструмента, представляется возможным и широком диапазоне лепсо изменять параметры техноло-1 ичоского процесса при смене номенклатуры штампуемых заготовок.

1(рессы этой конструкции оказались наиболее эффективными при штампов-гс плоских и кольцевых заготовок достаточно большого диаметра из прутковых заготовок размещенных в контейнере, что позволило совершенно по иному подои ш к вопросу проскшрования силовой и кинематической схемы оборудования. Не предъявляя особых требований к жесткости станины, силовое воздействие на заготовку разделяется на два этана:

1. Основной рабочий цилиндр пресса используется для замыкания рабочего пространства пресса, благодаря чему компенсируются эксцентричные и крутящие момент, возникающие при штамповке обкатыванием.

2. Требуемое осевое усилие прикладывается только к торцу прутковой заготовки, находящейся в контейнере ползуна пресса.

Компоновочная схема такого пресса приведена на рис.14.

Экспериментальная модель такого оборудования была создана в Ижевском механическом институте на базе пресса мод. П0440, усилием 10 МН, использованного для штамповки как плоских заготовок большого диаметра из длинных прутковых заготовок сравнительно малого диаметра, так и для выдавливания глубоких стаканов из длинномерных прутковых заготовок сравнительно малого диаметра. При этом выявлено соотношение между усилием замыкания и усилием, прилагаемым к прутковой заготовке, которое составило 70 : 30. Штамповка обкатыванием, при предложенной схеме выдавливания плоских 1'ис. 14. Комношшочпам схема снециа- заготовок и глубоких стаканов, в принципе ли шролтшош пресса на баче пресса может быть реализована и на оборудовании, 112940ТШ) дли выдавливании кольцевых не обладающим достаточно высокой жестко-и фланцевых чаптшж, i лубоких егью станины, (лшшюи и формовки дна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. )*азработаш>1 и экспериментально обоснованы схемы и способы изготовления деталей тина дисков из квадратных заготовок, полученных штамповкой обкатыванием деталей типа дисков* из квадратных заготовок. Использование данного способа позволило штамповать детали безотходно, расширить номенклатуру полученных изделий, а также снизить затраты на изготовление изделия из-за об-ленгения течения металла. Предложена расчетная формула определения размеров исходной кнадрашой шотовки If} = 1,57(//л - ВгНг). Новизна разработанного способа защищена naicinoM на изобрстение.

IV гашиш обкан, танин

Пуансон Зыоювка 1С >нл;йнер 11лунжер 1 lopHicai. (Лапина

2. При анализе результатов исследования схем штамповки обкаплнапиеч плоских заготовок (кружков) установлено, что целесообразно вести процесс с но стоянной подачей. В этом случае Рос увеличивается с каждым циклом обкап.пш ния и только в этом случае коэффициент локальности X будет сохраняй, иосюш ное значение и процесс поддается расчетам.

3. Проведено исследование процессов штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка с защемленным концом. Установлено, что высадка обкатыванием при повышенных подачах вшиш. до полно» о исчсзно вения очага пластической деформации не приводит к резкому увеличению усилия штамповки, а глубина очага деформации может быть резко увеличена, но расширяет возможности бездефектной штамповки, связанной с 1 рибообразованием. ()1 тимальпая величина глубины очага деформации II, при которой можно увеличить коэффициент высадки, определяется формулой

Я = агссо8(1

4. Исследованы процессы штамповки кольцевых и фланцевых зш от опок до талей бездефектным обратным выдавливанием прулка из контейнера. Установлено, что на всей стадии пластической деформации металл зато гонки иыходш но но все му торцу, а только в той части, где инструмент отклонен о) поверхности заготовки, что снижает требуемое усилие штамповки и позволяет расширить иомспкмадуру штампуемых деталей но диаметру, не изменяя диаметр выдавливаемого прунса. Новизна разработанного способа защищена патентом на изобретение.

5. Анализ зависимости усилия штамповки обкатыванием от угла макнонр оси инструмента (пуансона) позволил выявить, что с углов наклона инструмент в 2 — 2,5° усилие штамповки растет незначительно.

6. Проведено исследование комбинированных тсхноло1ичсских процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок. Определены условия паи более равномерного заполнения круглого штампа при достаточно сложной конфь гурации отрубленной в штампе заготовки.

7. Анализ характера течения металла в процессе штамповки обкатывание« плоских заготовок позволял определить оптимальную ширину полосы (В), обес: печивающую наименьшее перемещение металла при штамповке кружка и тар,-и тирующую высокую точность дисков по высоте. Внедрение комбинированного процесса позволит значительно повысить производительность труда при искию чении дополнительных операций и снизить трудоемкость изготовления.

8. Проведено исследование процесса штамповки обкатыванием сложных но конфигурации фланцев на примере деталей ГТД из сложполегироваппых трудно деформируемых сталей. Установлено, что такие фланцы целесообразно ннимно вать в два перехода в условиях полугорячей штамповки (температура па> рева за готовок составляет 720 - 800 °С).

9. Разработаны и предложены конструкции штампов, исключающие нот можность искажения тонкого полотна фланца при выталкивании заготовки. По визна разработанной конструкции защищена авторским свидетельством.

10. Разработаны и предложены методика, блок-схема и программное обеспечение проектирования технологических процессов изготовления кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием, позволяющие с достаточной точностью определять энергосиловые параметры технологического процесса, геометрию инструмента, выбрать соответствующее оборудование и повысить КИМ.

11. Предложены принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием при предварительном «распоре» станин.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Сурков В.А., Корякин НА., Галимов Э. Р. Технология штамповки кольцевых и фланцевых заготовок обкатывающим инструментом // Заготовительные производства в машиностроении. 2005. № 7.

2. Сурков В А., Гордый В.П., Гипьманов Р.Ф., Чистяков B.C. Штамповка обкатыванием точных заготовок ГТД типа зубчатое колесо // Авиационная промышленность. 1989. № ю.

3. Сурков В А., Чистяков В С Формообразование точных заготовок сложного рельефа ГТД методом сферодвижной штамповки // Науч.-техн. сб. НИИД. 1989.

4. Сурков В А., Гордий В.П., Гшьманов Р.Ф., Ништа А.П. Разработка и исследование технологии изготовления точных заготовок зубчатых колес ГТД с применением процесса штамповки обкатыванием // Всеросс. науч.-техн. семинар (тез. докл.). Ижевск. 1993. с. 33.

5. Сурков В.А., Корякин H.A. Разработка и исследование технологии изготовления точных заготовок зубчатых колес газотурбинных двигателей с применением штамповки обкатыванием // Всеросс. межвуз. науч.-техн. конф. КФМВАУ: Тез. докл. Казань, 2004. 4.1. С. 118 - 119.

6. Сурков В.А., Корякин H.A. Разработка технологического процесса штамповки обкатыванием фланцевых заготовок // Всеросс. межвуз. Науч.-техн. конф. КФМВАУ: Тез. докл. Казань. 2004. 4.1, С. 119 - 120.

7. Сурков В.А., Галимов Э.Р. Изготовление изделий штамповкой обкатыванием из квадратной заготовки // Сб. материалов XVII Всеросс. межвуз. Науч.-техн. конф. КФМИАУ: Казань. 2005. 4.2. С. 133 - 134.

8. Сурков В.А., Галимов Э.Р. Разработка технологии штамповки кольцевых и фланцевых заготовок обкатыванием // Сб. материалов XVII Всеросс. науч.-техн. конф. КФМВАУ: Казань. 2005.4.2, С. 134 - 135.

9. A.c. СССР № 1761367, Кл. B21J13/02. Устройство для штамповки стержневых изделий с развитым в плане фланцем / В.П. Гордий , Р.Ф. Гильманов , H.A. Корякин, В.А. Сурков, B.C. Чистяков. Заявл. 04.08.89.; Опубл. 15.09.92. Бюл. №34.

10. Пат. RV № 2063830. Кл. B21D37/12. Способ штамповки полых изделий / В.П. Глухов, H.A. Корякин, В.А. Сурков. Заявл. 29.06.92. Опубл. 20.07.96.

11. Пат. RV № 2-40999. Кл. B21D37/12. Способ изготовления изделий / H.A. Корякин, В.А. Сурков, В.П. Глухов, A.A. Хоменко. Заявл. 29.06.92. Опубл. 09.08.95. Бюл. № 22.

)

(

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ.л. 1,25. Усл.печл. 1,16. Усл.кр.-отт. 1,21. Уч.-юд.л. 1,09. Тираж 100. Заказ Е264.

Типография Издательства Казанского государственного технического университета 420111 Казань, К. Маркса, 10

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА КОЛЬЦЕВЫХ И ФЛАНЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ.

1.1. Классификация процессов получения кольцевых и фланцевых заготовок

1.2. Методы объемного ротационного деформирования.

1.3. Штамповка обкатыванием.

1.4. Выводы и постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ОБКАТЫВАНИЕМ ПЛОСКИХ КОЛЬЦЕВЫХ И ФЛАНЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТА.

2.1. Исследование процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из квадратной в плане заготовки.

2.2. Энергосиловые параметры и процессы формообразования при штамповке обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок из квадратной в плане заготовки.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ОБКАТЫВАНИЕМ ПЛОСКИХ КОЛЬЦЕВЫХ И ФЛАНЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРУТКА.

3.1. Исследование процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок из прутка с защемленным концом.

3.2. Исследование процесса штамповки кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка обратным выдавливанием из контейнера.

ГЛАВА 4. КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИ

ОБКАТЫВАНИЕМ И ОБОРУДОВАНИЕ.

4.1. Комбинированные процессы штамповки обкатыванием.

4.2. Методика проектирования технологических процессов изготовления кольцевых фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

4.3. Принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок.

Актуальность проблемы. Машиностроение является одной из ведущих отраслей промышленности, в различных областях которой широкое применение находят кольцевые и фланцевые детали из металлов и их сплавов в виде зубчатых колес, колец подшипников, деталей фланцевых соединений труб и т.п.

Кольцевые и фланцевые детали отличаются большим разнообразием форм и размеров, условиями эксплуатации и производства, пластичностью и прочностью металла заготовок, а при их изготовлении используются различные методы формообразования и типы оборудования.

При выборе того или иного способа изготовления основным определяющим фактором является задача максимального приближения формы и размеров поковки к форме и размерам готовых деталей, что в конечном итоге ведет к увеличению коэффициента использования металла (КИМ) и повышению технико-экономической эффективности процесса в целом.

Для решения указанной проблемы значительный вклад могут внести современные технологии, основанные на методах обработки металлов давлением. При выборе технологических процессов, оснастки, инструмента и оборудования, кроме технико-экономической эффективности, технологов и конструкторов все больше интересуют технологические возможности процессов и их энергосиловые параметры, определяющие мощность привода рабочих механизмов, габаритные размеры, массу оборудования и др. параметры.

В связи с вышеизложенным значительный интерес представляет методы обработки, основанные на локализации очага пластической деформации в небольшой части обрабатываемой заготовки. К ним относятся: винтовая прокатка, прокатка валками, роликами, шариками, кольцевыми матрицами, торцовая раскатка, а также штамповка обкатыванием.

Штамповка обкатыванием выполняется на специализированном и традиционном (базовом) кузнечнопрессовом оборудовании после его модернизации. Локализация очага пластической деформации достигается колебательным (обкатывающим) движением инструмента^ - 6].

Возможность управления граничными условиями, создания различных схем напряженно - деформированного состояния в локальных зонах, изменения характера течения металла (вплоть до волнового), обеспечения относительно низких уровней остаточных напряжений и анизотропии механических свойств в продольном и поперечном направлениях позволяют штамповать обкатыванием заготовки, упрочняющая термическая обработка которых (например, закалка и отпуск) выполняется заранее. Заготовки, после выполнения процесса штамповки обкатыванием, в полной мере отвечают термину «точные заготовки деталей».

Значительный вклад в развитие и исследование физических и технологических основ штамповки обкатыванием внесли К.К.Екимов, Н.А.Корякин, К.Н.Богоявленский, Н.П.Агеев, Л.Т.Кривда, В.П.Глухов, А.П.Ништа, и многие другие ученые.

Широкое промышленное освоение этого перспективного процесса сдерживается из-за отсутствия единой теории, методик расчета технологических параметров (энергосиловых, кинематических, предельных степеней деформации и др.) и большого количества других факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние металла, а также из-за отсутствия соответствующего оборудования.

Учитывая актуальность проблемы внедрения и интенсификации производства кольцевых и фланцевых изделий, с применением формообразующих операций штамповки обкатыванием, целью диссертационной работы является: разработка новых прогрессивных технологических процессов изготовления плоских кольцевых и фланцевых заготовок для получения деталей, обеспечивающих повышение надежности изделий, снижение расхода металла и трудоемкости изготовления.

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений.

В первой главе проведен анализ изготовления кольцевых и фланцевых заготовок в машиностроении, дана оценка методов объемного ротационного деформирования. Сделаны выводы и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе на основе анализа технологии изготовления кольцевых и фланцевых заготовок изложены изыскания способов и схем формообразования деталей из квадратной в плане заготовки. Приведены энергосиловые параметры, показаны, процессы позволяющие осуществить формообразование плоских кольцевых и фланцевых заготовок при штамповке обкатыванием квадратных в плане заготовок.

В третьей главе изложены результаты исследований процессов штамповки обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок из прутка. Дана оценка возможности ведения процесса при повышенных подачах. Предложены схемы осадки штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка обратным выдавливанием из контейнера. Показана зависимость влияния подачи заготовки на усилие штамповки обкатыванием. Проведено исследование напряженно-деформированного состояния в процессе штамповки обкатыванием в полое изделие. Выявлено влияние угла наклона оси инструмента на усилие штамповки обкатыванием.

Четвертая глава посвящена разработке комбинированных процессов штамповки обкатыванием и соответствующего оборудования. Показаны схемы и параметры комбинированного процесса рубки штамповкой обкатыванием плоских заготовок деталей. Приведены результаты разработки технологии штамповки обкатыванием сложных по конфигурации фланцев на примере деталей газотурбинного двигателя (ГТД) типа «зубчатое колесо»; даны схемы и режимы деформирования штамповки обкатыванием фланцевой заготовки. Предложена методика проектирования технологических процессов кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием. Показаны принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок.

В выводах кратко излагаются результаты данной работы, а в приложении приведены разработанные технологические процессы штамповки обкатыванием и акты о внедрении и апробации полученных результатов в производстве.

Материалы диссертационной работы докладывались: на Всероссийском научно-техническом семинаре «Перспективные процессы формообразования металлов с локально-подвижным очагом пластической деформации» (Ижевск, ИМИ, 1993г.); на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань, КФМВАУ, 2004г.); на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ и материалов изделий» (Казань, КФМВАУ, 2005г.) работа представлялась на Всероссийской выставке «Авиадвигателестроение».

По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей, получено 2 патента и одно авторское свидетельство на изобретение.

Конкретными задачами работы явились:

1. Исследование характера деформации при штамповки обкатыванием круглых в плане фланцев из квадратных и полосовых исходных заготовок.

2. Определение энергосиловых параметров формообразования при штамповке обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок из полосовых исходных заготовок.

3. Исследование процессов штамповки обкатыванием плоских кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка.

4. Исследование совмещенных процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок.

5. Разработка технологии штамповки обкатыванием сложных по конфигурации фланцев на примере деталей ГТД.

6. Разработка методологии проектирования технологических процессов изготовления фланцевых и кольцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

7. Разработка принципиального подхода к проектированию мощного оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок.

Основные результаты и научная новизна проведенных исследований заключаются в следующем:

- проведено исследование характера деформации при штамповке обкатыванием круглых в плане фланцев из квадратных и полосовых исходных заготовок;

- определены граничные возможности использования исходной квадратной заготовки;

- установлено, что при штамповке обкатыванием плоских заготовок (кружков) процесс целесообразно вести с постоянной подачей;

- разработана и экспериментально обоснована схема и способ изготовления деталей типа дисков из квадратных заготовок, полученных безотходной штамповкой обкатыванием рубкой из листа;

- проведено исследование схемы технологического процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок деталей из прутка обратным выдавливанием из контейнера; установлено, что в стадии пластической деформации металл заготовки выходит не по всему торцу, а только в той части, где инструмент отходит от её поверхности, эффективность данного способа определяется уменьшением количества отходов металла;

- разработаны комбинированные технологические процессы, в том числе рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок; установлено, что наиболее полное заполнение круглого штампа достигается при равенстве площадей двойного сегмента с торца заготовки и одного бокового сегмента штампа (матрицы);

- проведено исследование процесса штамповки обкатыванием сложных по конфигурации фланцев на примере деталей ГТД типа «зубчатое колесо»; установлено, что такие фланцы целесообразно штамповать в два перехода в условиях полугорячей штамповки (температура нагрева заготовок составляла 720-800 °С);

- разработана и предложена конструкция штампа, исключающая возможность искажения тонкого полотна фланца при удалении заготовки из штампа;

- разработаны и предложены методика, блок - схема и программное обеспечение, проектирования технологического процесса изготовления кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием, позволяющие с достаточной точностью определять энергосиловые параметры технологического процесса и геометрию инструмента для выбора соответствующего оборудования;

- предложены принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты экспериментальных исследований характера течения металла при штамповке обкатыванием круглых в плане фланцев из квадратных и полосовых исходных заготовок.

2. Результаты исследования процесса штамповки обкатыванием кольцевых и фланцевых заготовок выдавливанием из прутка.

3. Результаты исследования комбинированных процессов рубки полосы и штамповки обкатыванием круглых заготовок, а так же сложных по конфигурации деталей для ГТД.

4. Методология проектирования малоотходных технологических процессов изготовления фланцевых и кольцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием.

5. Принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием широкой номенклатуры кольцевых и фланцевых заготовок.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны и экспериментально обоснованы схемы и способы изготовления деталей типа дисков из квадратных заготовок, полученные штамповкой обкатыванием деталей типа дисков из квадратных заготовок. Использование данного способа позволило штамповать детали безотходно, расширить номенклатуру полученных изделий, а также снизить затраты на изготовление изделия за счет облегчения течения металла. Предложена расчетная формула определения размеров исходной квадратной заготовки

Н3 = 1,57(Нд-В2Н,).

Новизна разработанного способа защищена патентом на изобретение.

2. При анализе результатов исследования схем штамповки обкатыванием плоских заготовок (кружков), установлено, что целесообразно вести процесс с постоянной подачей. В этом случае Рос увеличивается с каждым циклом обкатывания и только в этом случае коэффициент локальности X будет сохранять постоянное значение и процесс поддается расчетам.

3. Проведено исследование процессов штамповки обкатыванием кольцевых и V фланцевых заготовок деталей из прутка с защемленным концом. Установлено, что высадка обкатыванием при повышенных подачах вплоть до полного исчезновения очага пластической деформации не приводит к резкому увеличению усилия штамповки, а глубина очага деформации может быть резко увеличена, что расширяет возможности бездефектной штамповки связанной с грибообразованием. Оптимальной величина глубины очага деформации Н, при которой можно увеличить коэффициент высадки определяется формулой

Я = агссо8(1-^^)Д. 2

4. Исследованы процессы штамповки кольцевых и фланцевых заготовок деталей, бездефектным обратным выдавливанием прутка из контейнера. Установлено, что на всей стадии пластической деформации металл заготовки выходит не по всему торцу, а только в той части, где инструмент отклонен от поверхности заготовки, что снижает требуемое усилие штамповки и позволяет расширить номенклатуру штампуемых деталей по диаметру, не изменяя диаметр выдавливаемого прутка. Новизна разработанного способа защищена патентом на изобретение.

5. Анализ зависимости усилия штамповки обкатыванием от угла наклона оси инструмента (пуансона) позволил выявить, что с углов наклона инструмента в 2-2,5°, усилие штамповки растет незначительно.

6. Проведено исследование комбинированных технологических процессов рубки и штамповки обкатыванием плоских заготовок. Определены условия наиболее равномерного заполнения круглого штампа при достаточно сложной конфигурации отрубленной в штампе заготовки.

7. Анализ характера течения металла в процессе штамповки обкатыванием плоских заготовок, позволил определить оптимальную ширину полосы (В) обеспечивающей наименьшее перемещение металла при штамповке кружка, гарантирующей высокую точность дисков по высоте. Внедрение комбинированного процесса позволит значительно повысить производительность труда, за счет исключения дополнительных операций и снизить трудоемкость изготовления.

8. Проведено исследование процесса штамповки обкатыванием сложных по конфигурации фланцев на примере деталей ГТД из сложнолегированных трудно деформируемых сталей. Установлено, что такие фланцы целесообразно штамповать в два перехода в условиях полугорячей штамповки (температура нагрева заготовок составляла 720-800 °С).

9. Разработаны и предложены конструкции штампов, исключающие возможность искажения тонкого полотна фланца при выталкивании заготовки. Новизна разработанной конструкции защищена авторским свидетельством.

10. Разработаны и предложены методика, блок-схема и программное обеспечение проектирования технологических процессов изготовления кольцевых и фланцевых заготовок с использованием штамповки обкатыванием, позволяющие с достаточной точностью определять энергосиловые параметры технологического процесса, геометрию инструмента, выбрать соответствующее оборудование и повысить КИМ.

11. Предложены принципиальные подходы к проектированию мощного промышленного оборудования для штамповки обкатыванием за счет предварительного "распора" станин.

1. Корякин НА., Лебедев В.А. Штамповка обкатыванием.- М.: ЦНИИ информации, 1987.

2. Ковалев В.Д., Довлятбекян С.А., Токарев В.П. Штамповка обкаткой с заданным компрессором // Обществ, науки за рубежом. Сер. 7, Литературоведение: РЖ.-1986,- № 2. с. 18.

3. Богоявленский К.Н. Разработка новых и создание перспективных методов обработки материалов давлением // Обществ, науки за рубежом. Сер. 7, Литературоведение: Сборник рефератов НИР и ОКР.-1987.-е. 7.

4. Богоявленский К.Н., Рис В.В. Экономические методы формообразования деталей. -Л.: Лениздат,1984.- 144 с.

5. Менек Р. Технико-экономические данные применения прессов с качающейся матрицей PXW 100А. - Предприятие научной информации и сотрудничества с заграницей (Биопромаш), Варшава.

6. Производство круглых крупногабаритных поковок штамповкой с обкатыванием // Обществ, науки за рубежом. Сер. 7, Литературоведение: № 6. - с. 11.

7. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967.-367 с.

8. Исаченков Е.И. контактное трение и смазки при обработке металлов давлением.-М.: Машиностроение, 1978.-12, 208 с.

9. Богоявленский К.Н., Елкин Н.М. Холодная раскатка заготовок сложного профиля // Кузнечно-штамповочное производство. 1986.- № 7.- с. 22-25.

10. Ю.Виноградов Л.В., Мочалов С.М. Определение технологических возможностей процесса холодной торцовой раскатки деталей с зубчатым профилем // Вестник машиностроителя. 1987. № 3. - с. 5355.

11. П.Богоявленский К.Н., Лапин B.B. Холодная раскатка кольцевых деталей. КШП № 2 1973. с. 18-22.

12. Богоявленский К.Н., Елкин Н.М., Соколов A.B., Каспаров И.К. Разработка и внедрение процессов холодной торцовой раскатки. Вестник машиностроителя.- 1983.- № 2. с. 63-64.

13. Pat. 31965 England, МКИ B21D 37/72 Improvementsin forgingand Upsetting Machines/В.S Massey, H.F. Massey; Filed 19.05.28; Ratented. 19.09.29-9p.

14. A.C. 417313 СССР, МКИ В 30в 1/18, В 21d 37/12. Механизм для штамповки обкатыванием /А.К. Георгиев, H.A. Корякин (СССР) № 1811924/25-27; Заявлено 18.07.72; Опубл. 28.02.74; Бюл. №8.-2 с.

15. Изготовление заготовок и деталей пластическим деформированием. Ред. К.Н. Богоявленского, В.В. Рис, A.M. Шелестев. Л.: Политехника, 19991.

16. A.C. 260408 СССР МКИ 58в, 2, ВЗОв. Винтовой пресс/ А.Н. Силачев (СССР) № 906455/25-27; Заявлено 19.06.64; Опубл. 22.12.69; Бюл. № 3 за 1970.-3 с.

17. Марциняк 3. Прокатно-штамповочный пресс. Пат. ФРГ№ 1652653. МКИ, Кл. B21d, 9/02, В 21d, 1/02, 1972.

18. Марциняк 3. Устройство для изготовления изделий. Пат. ПНР № 252950. МКИ B21d, 7с/10, опубл. В Б.И., 1970, № 9.

19. Мазурчак 3., Марциняк 3., Чодникович К. Гидравлический нагруженный подшипник для прессов для штамповки обкатыванием. Пат. ПНР, кл. B21d 9/02, № 90163, заявлен 23.07.73. опубл. 30.04.77.

20. Ходаковский А. Пресс с качающимся штампом типа PWX 100А. Обзор польской техники, 1972, № 5, с. 17-19.

21. Szulczinski I. Press emit taumldem Gesenk Typ PXW. Ferti gyngstechnikund Betrieb., 1976, 26, № 3, s. 478-480. 22.Lesniak I. Udoskonalona matryca prasy PXW 100A do speszania. Mechanik, 1977, 50, № 10, s. 515-526.

22. Marciniak Z. Flie pressen mit taumeldem Gesenk. Werkstatt und Betried, 1970, 103, № 1, s. 51-61.

23. Агеев Н.П., Бабушкин P.A., Екимов К.К., Пехота А.Д. Штамповка на сферодвижном прессователе. ЛДНТП, 1972, 40 с.

24. Агеев Н.П., Екимов К.К. Осадка цилиндрических заготовок на сферодвижном прессователе. Кузнечно-штамповочное производствооо. 1972, №6. с. 9-13.

25. Агеев Н.П. Пехота А.Д. Анализ силовых параметров процесса осадки низкой заготовки на сферодвижном прессователе. Сб. трудов ВНИИэлектросварочного оборудования, 1976, № 8. с. 112-120.

26. Корякин H.A., Алексеев В.М., Шалаев В.Я., Ураков В.Ф. Деформирование металла качающимся инструментом. Аналитический обзор № 1504/ЦНИИИТЭИ.-М., 1976. 71 с.

27. Корякин H.A., Георгиев А.К., Силачев А.И., Леонтьев В.П., Симонов В.Ф. О формообразование зубчатых венцов спироидных колес штамповкой с обкаткой. Кузнечно-штамповочное производство, 1972, №9, с. 14-16.

28. Корякин H.A., Шалаев В.Д., Михайлов Ю.О., Логинов П.И., Плющев Ю.И. Анализ оборудования и устройств для съемной штамповки обкатыванием. В сб. Исследование машин и технологии кузнечно-штамповочного производства. Челябинск, 1976, с. 132-136.

29. Майборода С.З., Трегубов Е.А. Устройство для исследования деформации в условиях подвижного контакта. Вестник Киевского политехнического института, изд. Киевского университета, 1969, № 6, с. 36-38.

30. Трегубов Е.А., Майборода С.З. Исследование набора металла при свободной высадке в условиях подвижного контакта// Вестник Киевского политехнического института. Машиностроение. 1970.- Вып. 7.- 79-82.

31. Кривда JI.T., Майборода С.З., Трегубов Е.А. Особенности штамповки осесимметричных деталей в условиях локального избирательного нагружения. Вестник Киевского политехнического института, серия «Машиностроение» 1979, № 11, с. 109-111.

32. Войцеховский В.А., Наговицын В.В. Производство заготовок дисковых фрез методом торцевой прокатки. Кузнечно-штамповочное производство, 1986, № 3, с. 7.

33. Марциняк 3. Холодная объемная штамповка методом обкатки. -кузнечно-штамповочное производство, 1970, № 9, с. 18-20.

34. Корякин H.A., Глухов В.П., Крылов А.Б., Тимонов А.Н. Исследование процесса обжима в обкатывающем инструменте. Кузнечно-штамповочное производство, 1986, № 3, с. 17-18.

35. А.С. 1430147 B21D37/12. Способ сферодвижной штамповки полых деталей./Алексеев В.М., Гордий В.П./. Опубл. В БИ, 1988, № 38.

36. A.C. 868843 СССР Кл. B21D22/02. Штамп для вытяжки цилиндрических издулий. /Сизов Е.С., Алавердов В.Р., Разумилов В.Д., Дорохин С.А. Хаявл. 07.01.77.

37. A.C. 700237 СССР, Кл. B21D22/20. Способ изготовления полых изделий из листовых заготовок. /Сизов Е.С., опубл. В БИ, 1979, № 44.

38. Корякин H.A., Казаченок В.И., Глухов В.П. Вытяжка и волочение трубных изделий в проходном качающемся инструменте. кузнечно-штамповочное производство, 1978, № 1, с. 22-24.

39. Изготовление деталей пластическим деформирование. Под ред. К.Н. Богоявленского, П.В. Камнева. Д., «Машиностроение» (ленинградское отделение), 1975. 424 с.

40. Перлин M.JL, Райтбарг JI.X. Теория прессования металлов. Москва.: Металлургия, 1975, 448 с.

41. Корякин H.A. штамповка обкатыванием. Состояние и перспективы развития. Кузнечно-штамповочное производство. 1990, № 12, с. 5-7.

42. Скрылев В.И., Чумаченко E.H., Графов В.Г. разработка технологического процесса штамповки крупногабаритной детали «Фланец». Кузнечно-штамповочное производство, 1992, № 1, С. 6-9.

43. Аверкиев Ю.А., Башков Б.В. Изготовление деталей типа втулки с ^ фланцем протяжкой коническим пуансоном из механическиобработанной заготовки. Кузнечно-штамповочное производство, 1969, №7, с. 12-13.

44. Шалаев В.Д., Корякин H.A., Глухов В.П., Гуревич Е.И. Разработка и следование технологии изготовления заготовок гидроцилиндров обкатыванием. Кузнечно-штамповочное производство, 1990, № 12, с. 7-8.

45. Ништа А.П., Коробейникова Е.Л., Зиновьева М.Б., Гуревич Е.М. Структура и прочность труб, обработанных обкатыванием. Кузнечно-штамповочное производство, - 1990, № 12, с. 8-9.

46. Дука Я.Н., Федоров В.Б., Крылов А.Б. Изготовление обкатыванием плоских тонких деталей с односторонним рельефом. Кузнечно-штамповочное производство. 1990. № 12, с. 9.

47. Паршин В.Г., Картак Б.Р. К расчету устойчивости цилиндрических заготовок при холодной высадке. Кузнечно-штамповочное производство, 1990, № 12, с. 15.

48. Сурков В.А., Корякин H.A., Галимов Э.Р. Технология штамповки кольцевых и фланцевых заготовок обкатывающим инструментом. -Заготовительные производства в машиностроении, 2005, № 7, с. 27-29

49. Сурков В.А., Гордий В.П., Гильманов Р.Ф., Чистяков B.C. штамповка обкатыванием точных заготовок ГТД типа зубчатое колесо. -Авиационная промышленность, 1989, № 10.

50. Сурков В.А., Чистяков B.C. Формообразование точных заготовок сложного рельефа ГТД методом сферодвижной штамповки. Научно-технический сб. НИИД. 1989.

51. Сурков В.А., Корякин H.A. Разработка технологического процесса штамповки обкатыванием фланцевых заготовок. Всероссийская межвузовская научно-техническая коференция КФМВАУ (тезисы докладов), Казань, 2004, часть 1, с. 119-120.

52. Сурков В.А., Галимов Э.Р. Изготовление изделий штамповкой обкатыванием из квадратной заготовки. Сборник материалов XVII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции КФМИАУ, Казань,2005, часть 2, с. 133-134.

53. ГОСТ 949-73. Реферат и аннотация. -М.: Изд-во стандартов, 1981. 6 с.

54. Степанов В.Ф. Пространственные колебания инструмента в технологии волочения труб. -Мн.: наука и техника, 1985, 96 с.

55. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. P.A. Макарова. -М.: Машиностроение, 1975, 288 с.

56. Дайчик M.JL, Пригоровский Н.И., Хуршудов Г.Х Методы и средства натурной тензометрии. Справочник. -М.: Машиностроение, 1989, 240 с.

57. Расширение области применения обкатывания. Ковалев В.Д., Мурдасов Б.А. Кузнечно-штамповочное производство, 1987, № 4, 11 с.

58. Процесс штамповки обкатыванием, специализированное оборудование и методика проектировочных и технологических процессов. Пшенишнюк A.C., Кривда Л.Г. Кузнечно-штамповочное производство, 1985, № 5, 26 с.

59. Аксенов Л.Б. Системное проектирование процессов штамповки. Л.: Машиностроение, 1990.

60. Изготовление деталей пластическим деформированием. Под ред. К.Н. Богоявленского и П.В. Каменева. Л.: Машиностроение, 1975.

61. Экономические методы формообразования деталей. Под ред. К.Н. Богоявленского, В.В. Риса. Л.: Лениздат, 1984.

62. Ганго O.A., Субин В.Н., Степанов Б.А. и др. Оптимизацияэнергосиловых параметров при осадке тонкого слоя. // Изв. Вузов. -Машиностроение, 1978, № 2, с 138-142.

63. Субин В.Н. Контактное взаимодействие усилий и моментов при шитамповке с кручением. // Изв. Вузов. машиностроение, 1984, № 4, с. 110-114.

64. Субин В.Н. и др. Штамповка поковок тонкостенных дисков осадкой вращающимся инструментом. — Кузнечно-штамповочное производство, 1981, № 6, с. 31-32.

65. Гордий В.П., Гильманов Р.Ф., Корякин H.A., Сурков В.А., Чистяков B.C. Устройство для штамповки стержневых изделий с развитым в плане фланцем. A.C. СССР № 1761367, Кл. B21J13/02, заявл. 04.08.89., опубл. 15.09.92. Бюл. № 34.

66. Глухов В.П., Корякин H.A., Сурков В.А. Способ штамповки полых изделий. Патент RV № 2063830, Кл. B21D37/12, заявл. 29.06.92., опубл. 20.07.96.

67. Корякин H.A., Глухов В.П. Способ изготовления круглых в плане изделий A.C. СССР № 1655623, Кл. 21D37/12, заявл. 07.12.88., опубл. 15.06.91. Бюл. №22.

68. Корякин H.A., Сурков В.А., Глухов В.П., Хоменко A.A. Способ изготовления изделий. Патент RV № 2040999, Кл. B21D37/12, заявл. 29.06.92., опубл. 09.08.95. Бюл. № 22.

69. Чистяков B.C. Формообразование деталей сложного рельефа авиационных двигателей методом сферодвижной штамповки. Диссертация к.т.н. Казань, 1995, 260 с.

70. Хоменко A.A. Разработка и исследование технологии изготовления штамповкой обкатыванием полых тонкостенных изделий. Диссертация к.т.н., Ижевск, 1996, 132 с.

71. Разработка, освоение технологического процесса формообразования и изготовление опытной партии деталей ГТД методом сферодвижной штамповки. Отчет НИР. Казанский филиал НИИД, рук. В.А. Сурков. -8.1625.8202.408; инв. № 472. Казань, 1989, 79 с.

72. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки давлением. М.: Машиностроение, 1979, 372 с.

73. Шофман JI.A. Теория и расчет процессов штамповки. М.: Машиностроение, 1979, 1964.

74. Пшенишнюк A.C. Теоретические и экспериментальные исследования энергосиловых параметров штамповки обкатыванием. Диссертация к.т.н. Киев, КПП, 1980, 262 с.

75. Кутяйкин В.Г., Курышев B.JL, Барышкин В.А. Расчет усилий сферодвижной штамповки деталей сложной конфигурации. /Совершенствование технологии и оборудования холодного и полугорячего объемного деформирования. Ижевск: УДНТГ, 1986, с. 17-18.

76. Пшенешнюк A.C., Кривда Л.Г. Процесс шамповки обкатыванием, специализированное оборудование и методика проектировочных и технологических расчетов. Кузнечно-штамповочное производство. 1985, №5, с. 26-28.

77. Кутяйкин В.Г. и др. Технологические расчеты и формообразующий инструмент сферодвижной штамповки. Кузнечно-штамповочное производство, 1989, № 10, с. 2-6.

78. Спришевский Jl.И. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1969, 632 с.

79. Изготовленеие деталей пластическим деформированием, Под ред К.Н. Богоявленского, П.В. Камнева. Л.: Машиностроение, 1975, 424 с.

80. Поздеев A.A., Трунов П.В., Няшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. -М.: Наука, 1986.

81. Унксов Е.П., Попов Е.А., Джонсон У. Теория пластических деформаций металлов. -М.: Машиностроение, 1983, 598 с.

82. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. Учебник для вузов. -М.: Металлургия, 1986, 688 с.

83. Полунин П.И., Гунн Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник, 2-е изд. Перераб. И доп. -М.: Металлургия, 1983, 382 с.

84. Жерси Г. Возможности штамповки с обкатыванием зубчатых колес. — Обществ, науки за рубежом. Сер. 7. Литературоведение: РЖ, 1980, № 8, с. 12.

85. Стандрин П., Аллитон Е. Развитие штамповки обкатыванием в Японии. -Общественные науки за рубежом. Сер. 7. Литературоведение: РЖ, 1980, №9, с. 11.

86. Семибратов Г.Г. Точная раскатка валов и осей. Л.: Машиностроение, 1980, 133 с.

87. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металлов. Машгиз, 1951.

88. ЮО.Биямегман И. Высадка и штамповка. Машгиз, 1960.

89. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с.

90. A.C. 863090 Способ изготовления плоских заготовок. Кл. B21D37/12 Корякин H.A., Есин В.И., Глухов В.П., Сагутдинов А.Г. Опубл. 15.09.81. БИ№ 34.

91. Корякин H.A., Алексеев В.И., Шалаев В.Д., Ураков В.Ф. Деформирование металла качающимся инструментом: Аналитический обзор № 1504/ЦНИИТЭИ. М., 1976.- 71 с.

92. A.C. 1199360 СССР, МКИ B21D28/06. Способ получения заготовок /H.A. Корякин, Б.Н. Рыднин, В.Н. Лебедев и др. (СССР) № 3660190/2527; заявлено 31.10.83; опубл. 23.12.85; Бюл. № 47. 3 с.ь

93. Штамповочное оборудование УНЦ "Технология" ИжГТУ

94. Рабочий параметр Обоснование пресса

95. ПО440Ш0 П2940Ш0 П7836 ПС-20 Ми11ег

96. Усилие пресса МН (т) 10 1000 10 1000 4 400 0,2 20 3 30

97. Расположение рабочего Цилиндра Нижнее Нижнее Верх. Верх. Верх.

98. Ход ползуна, мм 350 400 1000 1300 1000

99. Скорость хода, м/с Рабочего Холостого 0,5 50 2,7-17 175 37-60 580 1,5-8 580 4-10 350

100. Частота колебаний Инструмента, Гц 1 4 6,7 8 8

101. Мощность привода механизма обкатывания, кВт 30 110 90 14 55

102. Код программы расчета параметров технологического процесса изготовления кольцевых и фланцевых заготовок (язык программирования С++)include <stdio.h> ttinclude <math.h> #include <windows.h>

103. П-----------------------------------------define Pi 3.1415926535897932384626433832795 Ц-----------------------------------------

104. Информационные данные char* Message.={

105. Высота заготовки в мм:", /*0*/

106. Введите общий объем заготовки в кубических мм", /* 1 */

107. Введите диаметр загатовки в мм", 1*2*1

108. Введите площадь подачи в квадратных мм", /*3*/

109. Введите угол наклона в градусах", /*4*/

110. Введите радиус заготовки в мм", /*5*/

111. Длина дуги контакта в мм:", /*6*/

112. Площадь пятна контакта в квадратных мм:", 1*1*1

113. Введите диаметр готового полуфабриката в мм", /*8*/

114. Введите высоту готового полуфабриката в мм", /*9*/

115. Коэффициент устойчивочти:", /*10*/

116. Коэффициент обжима:", /*11*/

117. Не удовлетворяет условию:", /*12*/

118. На границе допустимого интервала:", /*13*/

119. Удовлетворяет условию:", /*14*/1. Ку <= 1,8 2,0", /*15*/1. Кобж <= 2,0", /*16*/ak >= Н", /* 17*/

120. Не выполнено покрайней мере одно из условий. Продолжаем подбордиаметра.",/*18 */

121. Все условия выполнены. Продолжаем расчеты.", /*19*/

122. Введите конечную высоту заготовки в мм", /*20*/

123. Введите dt предел текучести в МПа", /*21*/

124. Введите Е степень деформации", 1*22*1

125. Введите п показатель деформационого упрочнения", /*23*/

126. Коэффициент напряжения текучести металла в МПа:", /*24*/

127. Введите площадь заготовки в квадратных мм", /*25*/

128. Коэффициент сложности поковки:", /*26*/

129. Коэффициент неравномерности напряженного состояния:",1*21*1

130. Введите радиус полуфабриката в мм", /*28*/1. Получили psr:", /*29*/1. Получили р:", /*30*/ ft ";

131. Сообщения об ошибках char* Error.={

132. Вы ввели не число!", /*0*/

133. Данные тех. процесса float V, dz, hz; float S, Q, Rz, ak, Fk; float Ky, Kobg, D, H;float He, ds, dt, E, n, m, R, hk, ksisl, F, psr; //Данные программы char buff80.; int kod;int flag; //условие выхода из цикла подбора dz 0-выход 1-продолжение

134. Ввод Q kod=VvodF(&Q, 4); if(kod) return 1;

135. Ввод Rz kod=VvodF(&Rz, 5) ; if(kod) return 1;ak=findak(S,Q,Rz); Fk=findFk(S,Q,Rz,ak); //Выводим ak

136. CharToOem(Message6.,buff); printf("%s %f\n", buff, ak); //Выводим Fk

137. CharToOem(Message7. ,buff) ; printf("%s %f\n\n", buff, Fk) ;1. Выводим hz

138. CharToOem(Message0. ,buff) ; printf("%s %f\n\n", buff, hz);

139. Делаем читаемой кирилицу //выводим на экран преобразованнуюстроку

140. Третий этап ////////////////////////////////// Ky=hz/dz; //Ввод D kod=VvodF(&D, 8) ; if(kod) return 1; Kobg=D/dz;

141. Ввод H kod=VvodF(&H, 9) ; if(kod) return 1;flag=0; //Если флаг не установится, выйдем изцикла1. Проверяем Ку

142. CharToOem(Message10.,buff);printf("%s %f buff, Ky) ;int messagenumber;if(Ky>2) {flag=l; messagenumber=12;} //Одно из условий не выполнено Продолжаем подбор dzelse if(Ky>=1.8) messagenumber=13; else messagenumber=14;

143. CharToOem(Messagemessagenumber.,buff); printf("%s", buff); CharToOem(Message[15],buff); printf(" %s\n", buff);1. Проверяем Кобж

144. CharToOem(Message11.,buff);printf("%s %f ", buff, Kobg);if(Kobg>2) {flag=l; messagenumber=12;} //Одно из условий не выполнено. Продолжаем подбор dzelse messagenumber=14;

145. CharToOem(Messagemessagenumber.,buff); printf ("%s", buff); CharToOem(Message[16],buff); printf(" %s\n", buff);

146. Проверяем ak CharToOem(Message6.,buff); printf ("%s %f ", buff, ak);if(ak<H) {flag=l; messagenumber=12;} //Одно из условий не выполнено Продолжаем подбор dzelse messagenumber=14;

147. CharToOem(Messagemessagenumber.,buff); printf ("%s", buff); CharToOem(Message[17],buff); printf(" %s\n", buff);if(flag) messagenumber=18; else messagenumber=19;

148. CharToOem(Messagemessagenumber.,buff); printf(" %s\n\n", buff);while(flag);//Четвертый этап //////////////////////////////////

149. Вывод таблицы Tab (); //Ввод dtkod=VvodF(&dt,21); if(kod) return 1; //Ввод Ekod=VvodF(&E,22) ; if(kod) return 1; //Ввод nkod=VvodF(&n,23); if(kod) return 1; //Вычисление ds ds=findds(dt,E,n); //Вывод ds

150. CharToOem(Message24.,buff);printf("%s %f\n\n", buff, ds);1. Ввод hkkod=VvodF(&hk,20) ;if(kod) return 1;1. Ввод Fkod=VvodF(&F,25) ; if(kod) return 1; //Вычисление ksisl ksisl=findksisl(V, hk,F); //Вывод ksisl

151. CharToOem(Message26. ,buff); printf("%s %f\n", buff, ksisl); //Вычисление He Hc=findHc(ksisl) ; //Вывод He

152. CharToOem(Message27., buff); printf("%s %f\n", buff, He); //Ввод Rkod=VvodF(&R,28) ; if(kod) return 1; //Коэффициент трения m m=0.12;

153. Вычисление psr psr=findpsr(He,ds,m, R, hk); //Вывод psr

154. CharToOem(Message29. ,buff); printf("%s %f\n", buff, psr); //Вывод p

155. Код завершения Фунции ввода

156. Признак успешного ввода 0-неудача 1-успех

157. Приглашение ввести переменую CharToOem(Messagenomer.,buff); printf("%s\n",buff);do {flag=0; умолчанию = неудачаkod=scanf("%f",f); switch(kod)

158. Признак успешного ввода по

159. Считывание переменной //Проверка кода завершенияcase EOF: return 1; break; //Конец файла. Выход из функции и программы case 0:

160. Ввели не число. Выход из программы CharToOem(Error0.,buff); printf("%s\n",buff); return 2; break; case 1: //Ввели число if(*f<=0)

161. Число не входит в область допустимых значений(ОДЗ) {

162. CharToOem(Error1.,buff); printf("%s\n",buff);else flag=l; //Число входит в ОДЗ. Успех! break;return 0;--------void Tab() {char buff80.;

163. CharToOem("Вывод таблицы .",buff); printf(" %s\n",buff);1.1. УТЗЕРЕДДЮ":

164. ИЯШЯ "ВАКУУШЛШ" jL О.КАПУСТИН1. АКТнаучно-технической комиссии о реализации научных полодошш п выводов кандидатской диссертации Суркова Вячеслава Анатольевича

165. Председатель комиссии Заи.гл.шшенера

166. Члены комиссии: Гл.технолог1. САВЕЛЬЕВ А. II.1. Зам.гл.технолога1. ПОПОВ В.А37.3Q4(-0М0.021. Место испытания твердости1. Рабочий профиль1. Ч5М1. Вид В1. Ф2.6 *'0.21. Шлицы 1. Модуль m 11. Число зубьеВ Z 38

167. Толщина зиба ¡ширина Sподины) по диге оешт.окрижн. S 1.57 m

168. Биение по профилям относительно оазы le 0.08

169. Допутимое отклонение В направлении шлиц 5в0 0.025

170. Диаметр делительн. окруж. û 38

171. Диаметр окружности. , ограничивавши зоольВ. d, 39.5'min1. Конструктивная база — A

172. Остальные данные па ОСТ 100086-731. Модуль m 31. Число зубьеВ Z if

173. Исходный контур — ГОСТ rns-68

174. Коэффициент смещения исходного контура f 0.81661тепень точности ' по ГОСТ 1613-56 6-5-5-X

175. Длина общей нормали L Ш05Ц

176. Допуск на колебание длины обшей нормали и 0.022

177. Допуск на радиальное биение зубчатого Венца Е, 0.0381. ОсноВной шаг >0 ¡.mm

178. Допуск на наиОольшую разность основных шагоб Ô> о 0.007

179. Допуск на профиль 5f 0.009

180. Допуск на направление зуба 56, 0.0105

181. Толщина зуба па дуге делительюи окрижн. Si à.i -IM

182. Диаметр осноВной окрижности do 138.135

183. Длина активной части линии зацепления 1 12.5651. Конструктивная база — À

184. Диаметр делительн. окруж. di 1(7

185. После цементации допускается увеличение размера по роликам для шлиц на величину 0.05 мм.9. "Размер для справки.10. Н14.М4.ИТ14/2

186. Магнитопорошковый контроль.12. Покрытие Хим. Оке. прм.

187. Штамповка Iгруппы. КИМ не менее 0.42.

188. Цементировать Л /. 1,1 НЙСэ*59. Гпубина слоя после шлифования 0.8 не менее. НРСэ 33.42.5 сердцевины. Группа контроля 3-2Ц.

189. На торцах зубьев снять фаски 0.4 •«<»«■

190. Острые кромки на вершинах зубьев скруглить радиусом 0.1.0.3 мм.

191. Торцы зубьев и обода, фаски на торцах зубьев после цементации и капки механически не обрабатывать.

192. На окончательно изготовленной детали фаски на торцах зубьев и скругления на вершинах принимать по эталону.

193. Устанавливать на пресс П2НОШО (Ном ус. ЮОООкН)1. ТН-26.00. ООО. О1С5.

194. ЧзМисп N едоким Подп. Датг. Рд?раб. Сиокоб Проб. Гильма но б Г.Контр Гиль на но 5

195. Наладка Iпереход дет.'Зудчашое колесо'1. Ч. контр1. Утб. Корякин1. Масшт1. Ь1ист 1 1 Лис то б /'1. ИжГТУ1. Формат А 21. Лист Листобо $ С1 о О о а: 3 1 Обозначение Наименодание £ Примечание1. Документация

196. TH-26.00.000.-01.C6 Сборочный чертеж1. Детали

197. ТН-26.00.001.-01 Пуансон /

198. TH-26.00.002.-0i Пуансонодержатель /

199. TH-26.00.00J.-0i Гайка /

200. TH-26.00.004.-0i Контейнер /

201. TH-26.0O.O05.-0i Матрица /

202. TH-26.00.006.-0i Опрабка /

203. TH-26.00.007.-0i Ваталкибатель /

204. TH-26.00.008.-0i Диск /