автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Исследование процесса пластичного формирования внутренней метричной резьбы инструкментом с радиальным перемещением деформирующих пластин

< . і

д і ^ ■"

- з і"7

ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

04а правах рукопису

ПЮБІН МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ПЛАСТИЧНОГО ФОРМОУТВОРЕННЯ ВНУТРІШНЬОЇ МЕТРИЧНОЇ РВІ ІНСТРУМЕНТОМ З РАДІАЛЬНИМ ПЕРЕМІЩЕННЯМ ДЕЯРОРМУЮЧИХ ПЛАСТИН

Спеціальність 05.03.05 "Процеси і машини обробки тиском"

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Вінниця 1997

Дисертацією е рукопис.

Робота виконана в Вінницькому державному технічному університеті на кафедрі “Опору матеріалів та технології підвищення зносостійкості”

Науковий керівник —доктор технічних наук, професор ОГОРОДНІКОВ ВІТАЛІЙ АНТОНОВИЧ

Науковий консультант — кандидат технічних наук, доцент НАХАЙЧУК ВІКТОР ГРИГОРОВИЧ

Офіційні опоненти — доктор технічних наук, професор Розенберг Олег Олександрович, начальник відділу інституту надтвердих матеріалів Академії Наук України.

— кандидат технічних наук, доцент Савчинський Іван Григорович

Провідна організація — Інститут проблем матеріалознавства Академії Наук України, м.Київ

у// /7 z /Л о о

Захист дисертації відбудеться “ • * ” ^ ^_______1997р. о / ~ — годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради К 10.01.02 у Вінницькому державному технічному університеті за адресою: 286021, м.Вінниця, вул.Хмельницьке шосе, 93.

а. 2ІО П/К

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ВДТУ, за вказаною адресою. Автореферат розісланий *3 * OS,_______________1997р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

Дерібо О.В.

з

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. Більше 60% деталей сучасних машин і механізмів мають різьбові отвори. Нарізання різей мітчиками, особливо в високопластичних сталях, с складною технічною операцією. Одним з прогресивних напрямків у сучасній технології машинобудування е розробка та впровадження процесів обробки деталей без знімання стружки. Велику ефективність, зокрема, забезпечує метод пластичного деформування при виготовленні зовнішніх різьбових поверхней.

Виготовлення внутрішніх різей є більш складною технологічною задачею. Різі, виготовлені пластичним деформуванням, порівняно з нарізаними, мають більшу продуктивність виготовлення, збільшують довговічність деталей, руйнуються при більших навантаженнях. Розробка прогресивного інструменту для виготовлення внутрішніх різей пластичним деформуванням є важливим завданням. Особливо це стосується діаметрів більше М20, так як внутрішні різі до М20 є задачею більш менш вирішеною. Такі різі видавлюють безстружечними мітчика:.:::.

Таким чином, актуальність дисертаційної роботи обгрунтовується необхідністю:

—відшукати доступний для виробництва спосіб виготовлення внутрішніх різей діаметром більше М20 пластичним деформуванням;

—розробити технологічний процес, який забезпечував би геометричні та фізико-механічні характеристики різі;

—розробити інженерну методику розрахунку запасу пластичності при видавлюванні внутрішніх різьбових отворів.

Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності отримання внутрішніх різей діаметром більше М20 пластичним деформуванням, розробка конструкцій різеутворюючого інструмента, який прогнозував би якість одержаної різі шляхом оцінки використаного ресурсу пластичності металу заготовки. На основі дослідження механіки процесу виробити рекомендації по основних параметрах технологічного процесу та конструкціях різеутворюючого інструменту.

Для реалізації даної мети було розв'язано ряд питань, з яких на захист виносяться:

—спосіб виготовлення внутрішніх різей інструментом з радіальним переміщенням деформуючих елементів;

—конструкції різеутворюючого інструменту для здійснення даного способу;

—експериментальні дослідження процесу виготовлення внутрішніх різей іструментом з радіальним переміщенням деформуючих елементів;

—методика інженерного розрахунку напружено-деформованого стану при видавлюванні внутрішніх різей;

—результати досліджень механіки процесу;

—розрахунковий апарат, що дає змогу оцінити використаний ресурс пластичності матеріалу, при виготовленні метричної різі;

Наукова новизна роботи. Вперше розроблено спосіб виготовлення внутрішніх різей пластичним деформуванням інструментом з радіальним переміщенням деформуючих елементів. Розроблено нові конструкції різеутворюючого інструменту для виготовлення внутрішніх різей М42, М48, М56. Розроблено методику розрахунку напружено-деформованого стану при ввдавленні внутрішніх метричних різей, одержані поля напруг в процесі видавлення внутрішніх різей.

Вперше було розраховано використаний ресурс пластичності матеріалу заготовки при видавленні внутрішніх метричних різей.

Проведені на основі розрахунку напружено-деформованого стану дослідження дали змогу прогнозувати можливість видавлювання внутрішніх різей різних кроків в різних машинобудівних матеріалах з прогнозованим ресурсом пластичності без трудомістких досліджень.

Практична цінність. Розроблені ефективні конструкції різеутворюючого інструменту для отримання внутрішніх метричних різей діаметром більше М20 пластичним деформуванням.

На основі проведених досліджень розроблено аналітичний метод розрахунку напруженого стану при видавлюванні внутрішніх різей інструментом з радіальним переміщенням деформуючих елементів.

Проведені експериментальні дослідження по працездатності даного інструменту дали змогу уточнити аналітичну залежність крутного моменту від параметрів технологічного процесу, що, разом з рекомендаціями по проектуванню різеутворюючих інструментів, дозволяє спроектувати любий інструмент без трудомістких досліджень.

Запропоновані рішення по визначенню ресурсу пластичності дають змогу виготовити внутрішні різі з прогнозованим ресурсом пластичності.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на конференціях та семінарах: першій міжнародній НТК

"Совершенствование и развитие отделочно-зачистной, финишной и поверхностной пластической обработки деталей" (Винница, 21-24 сентября 1992 г.); міжнародній НТК "Проблемы и перспективы создания свеклоуборочной техники" (Винница, 2730 мая 1996 г.); на другій міжвузівській конференції "Наука в період реформування економіки" (Вінниця, сільськогосподарський інститут 1996 р.); а також - на наукових семінарах кафедри опору матеріалів та технології підвищення зносостійкості ВДТУ (Вінниця, 1994-1996рр.); на науковому семінарі факультету механізації сільського господарства ВДСГІ (Вінниця, 1996р.).

Публіка ції. За матеріалами дисертації опубліковано 18 друкованих робіт, з них - 10 зареєстрованих авторських свідоцтв. -

Автор з вдячністю віддає шану доценту, к.т.н.ІУрлапову Г.Щза допомогу при написанні перших робіт дисертації.

Структура та об'єм дисертації. Робота складається зі вступу, п'яти розділів, основних висновків та семи додатків. Містить 148 сторінок машинописного тексту, 78 рисунків, 19 таблиць, список літератури з 122 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі проведено аналіз способів виготовлення внутрішніх різей методом пластичного формозмінення. Проаналізовано роботи відомих вчених та їх шкіл: М.В.Соколова. В.І.Загурського, М.П.Писарівського, ІО.Л.Фруміна, В.М.Меньшикова, І.В.Рижова, Г.П.Урлапова та інших. Роботи цих авторів внесли значний вклад у вивчення процесу накатування та видавлювання різьбових профілів і тим самим сприяли широкому промисловому впровадженню цього прогресивного технологічного способу обробки металів тиском.

Аналіз вітчизняних та зарубіжних робіт показує, що найбільш поширеними для видавлювання є метричні різі М2...М20, які, як правило, мають крок

0,4 ... 1,75 мм. Збільшення кроку потребує значних крутних моментів, що значно знижує стійкість інструменту, а інколи приводить до його поломки.

Однак, в промисловості широко використовують деталі, які мають внутрішню різь більшу М20. Технологія виготовлення таких різей існуючими способами малопродуктивна та складна. Такий стан вирішення даного технологічного процесу не може задовільнити нашу промисловість, тому існує необхідність розробки нових способів виготовлення внутрішіх різей середніх діаметрів.

Крім того, аналізуючи існуючі методи формоутворення внутрішніх метричних різей, відмітимо, що однією з найбільш важливих проблем пластичного деформування є можливість розрахунку енергосилових параметрів. Такі задачі в якійсь мірі вирішені у працях вищезгаданих вчених, але на сьогодні відсутня інформація про граничні формозмінення, відсутні дані про вплив властивостей матеріалів на використаний ресурс пластичності металів при видавлюванні внутрішніх різей.

Методи оцінки деформованості металів висвітлені, головним чином, в роботах Г.А.Смірнова-Аляєва, В.Л.Колмогорова, Г.Д.Деля і В.А.Огороднікова. Для оцінки деформованості заготовки за допомогою існуючих критеріїв необхідно мати повну інформацію про напружено-деформований стан в небезпечній області деформування металу, іншими словами, необхідно мати інформацію про всі компоненти тензора напруги та про ступінь деформації на всіх стадіях процесу деформування внутрішньої різі.

Все вищесказане обумовлює необхідність досліджень та розробки нових методів формоутворення внутрішніх метричних різей середніх діаметрів, а також досліджень кінематики процесу з метою розробки методу оцінки спроможності матеріалу до пластичного деформування при видавленні внутрішніх різей без бра-ковочних ознак у вигляді тріщин.

В другому розділі проведеш експериментальні дослідження процесу утворення внутрішніх різей методом пластичного деформування інструментом з радіальним переміщенням деформуючих пластин. В ході експерименту було опробовано слідуючий спосіб формоутворення внутрішніх різей пластичним деформуванням (рис.І). В попередньопідготовлений отвір І деталі опускають інструмент, який містить рівномірно розташовані деформуючі пластини 2, довжина яких на декілька кроків різі більша висоти деталі. До деформуючих пластин 2 прикладаються рівні по величині сили під дією яких вони починають поступово вдавлюватись в поверхню отвору по всій довжині. Одночасно з прикладанням сили, інструменту (пластинам) надають обертового руху. Вершина різьбового профілю, який затаюваний, вдавлюється в поверхню отвору, витискаючи метал, який переміщується в радіальному напрямку, утворюючи тим самим профіль різі. При загальній кількості пластин п повний профіль різі може бути виготовлений за 2Іп обертів інструменту (це найменша кількість) при умові, що сили, прикладені до деформуючих пластин, вдавлюють їх на необхідну величину.

Для проведення експериментальних досліджень були виготовлені інструменти до вертикально-свердлильного станка моделі 2Н135 для виготовлення різей М42, М48, М56 з кроком різі Р: 1,0; 1,5; 2,0. Затиловку різьбових пластин здійснили за допомогою комбінованого кулачка. Кількість деформуючих пластин, виготовлених із сталі Р6М5, складала 3 і 4.

На рис.2, як приклад, зображено інструмент, який відповідає принциповій схемі (рис.1) для утворення внутрішньої різі пластичним деформуванням.

Інструмент складається з таких основних деталей: 1 - корпус, що кріпиться до пінолі станка, 2 - деформуючі пластини, які рівномірно розміщені в похилих пазах стакана 3. Стакан через шпонку з'єднаний з можливістю переміщення на величину Б з чашкою 4, яка , в свою чергу, кріпиться до шпінделя станка. На стакані З розміщена різьбова пара 5, яка переміщує стакан в осьовому напрямку, а стакан за рахунок пазів переміщує деформуючі пластини в радіальному напрямку.

Якщо буде вибраний зазор 8, деформуючі пластини розійдуться на максимальну величину, різьбовий діаметральний розмір їх відповідатиме необхідним параметрам внутрішньої різі.

В розділі представлено методику та результати експериментальних досліджень, метою яких було: перевірити працездатність розроблених конструкцій інструменту; виявити вплив різних технологічних параметрів на величину крутного моменту при видавлюванні внутрішньої різі.

Дослідженнями встановлено, що радіальна подача пластин значно впливає на величину крутного моменту, що при зміні радіальної подачі від 0,21 мм/об до 0,42 мм/об, величина крутного моменту збільшується приблизно на 60%.

Найменший крутний момент при видавлюванні внутрішньої різі в досліджуваних матеріалах забезпечують мастила, що містять активні компоненти: В-35, олеїнова кислота. Правильно підібрані мастила зменшують крутний момент більш, ніж у 2 рази, наприклад, олеїнова кислота проти 3% суспензії. Сульфофризол збільшує крутний момент проти олеїнової кислоти в 1,6 рази.

На величину крутного моменту впливає матеріал, в якому видавлюється внутрішня різь. При виготовленні різі в сталі 12ХІ8Н10Т крутний момент в 1,5 рази більший, ніж у сталі 10, а у сталі 20 — в 1,3 рази більший, ніж у сталі 10.

Величина крутного моменту практично пропорційна діаметру різі, що видавлюється, а також висоті заготовки, в якій деформують різь.

/І’ Л'Т'А

Рис. 1. Спосіб виготовлення внутрішніх різей

А-А

В*ІБ

Рис. 2. Інструмент з радіальним переміщення» деформуючих пластин, для виготовлення внутрішніх різей

Статична міцність видавленої різі в сталі 12Х18Н10Т в середньому на 20% більша, ніж нарізаної.

Точність видавлюваної різі в значній мірі залежить від точності виготовленого інструменту. При 5 квалитеті виготовлення основних деталей розміри холод-новидавленої різі, порівняно з нарізаною, більш стабільні та знаходяться в полі допуску різі 7Н, 70.

На основі проведених експериментальних досліджень та теоретичного аналізу вдалося уточнити аналітичну залежність крутного моменту від технологічних факторів.

В третьому розділі досліджено напружено-деформований стан (НДС) циліндричних заготовок, в яких видавлювали метричну внутрішню різь.

Для дослідження НДС в пластичній зоні нами був застосований метод вимірювання твердості, суть якого полягає в слідуючому. Випробуванням досліджуваних матеріалів на розтяг, стиск та кручення на різних стадіях деформування вимірювали твердість та будували тарировочні графіки "інтенсивність напруг -твердість - інтенсивність деформацій". На внутрішніх поверхнях циліндричних заготовок поетапно видавлювали різьбовий профіль. На кожному етапі деформування із заготовок вирізали дослідні зразки. В різних точках зони пластичного деформування зразків вимірювали мікротвердість Шой. Мікротвердість при проведенні наших досліджень залежить від деяких основних факторів, вплив яких нами врахований. Було сплановано (по методу багатофактор-ного експерименту) та статистично оброблено результати впливу на мікротвердість трьох факторіз: глибини заглиблення пластин А, радіальної подачі пластин Бр, кількості пластин, що деформують різь (т). В кожній серії дослідів визначали розподілення в пластичній зоні інтенсивності напруг (сг,) і інтенсивності деформацій (?,).

Початковий етап видавлювання внутрішньої різі аналогічний процесу заглиблення жорсткого клину у змішований напівпростір. Зона пластично'і деформації в такому процесі утворюється під вершинами та щокою клинців заглиблення. Задача заглиблення клину в жорстко-пластичний напівпростір нами примінена лише на початковому етапі видавлювання внутрішньої різі. При розрахунках були прийняті деякі допущення, що дали змогу рішити задачу з достатньою достовірністю.

Компоненти тензора напруг визначили шляхом рішення системи рівнянь рівноваги спільно з рівнянням пластичності Мезіса, методом характеристик. При плоскій деформації характеристики співпадають з лініями ковзання.

Найбільш небезпечною є зона дотику клина та пластичного матеріалу. Гідростатичну напругу в цій зоні визначили рівнянням:

а = -к(1- 20-2 а- 28), (1)

де к - Оі Ц3 — величина, яка кількісно характеризує кут напливу метала при заглиблені клину різі (рад); а — половина кута профілю метричної різі (рад); 5 — кут тертя (рад).

Кут тертя для матеріалу, який не стискається, визначали дослідним шляхом.

Нами були розраховані компоненти тензора напруг в найбільш небезпечній зоні при заглибленні різьбових пластин з кутом при вершині 2а =60° в заготовках із сталі 10, сталі 20 та нержавіючої сталі 12Х18Н10Т. При видавленні різі була застосована мастильно-охолоджуюча рідина (МОР) - олеїнова кислота.

Аналізуючи результати досліджень, слід відмітити, що початковим етапом можна рахувати ту стадію, коли зони пластичного деформування від поряд розташованих (через крок різі) клинців не перекриваються.

Перекриття пластичних зон у заготовках відбувається при заглибленні деформуючих пластин на глибину Ь0 ~ 0,12Р, де Р — крок різі.

Встановлено, що кут тертя 6 в процесі видавлення внутрішнього профілю метричної різі залишається практично однаковим. В наших дослідах при видавлюванні внутрішніх метричних різей з приміненням МОР - олеїнова кислота кути тертя склали: для заготовок зі сталі 10 — 2°, сталі 20 — 4°30', нержавіючої сталі 12Х18Н10Т — 9°.

Гідростатичну напругу при початковому етапі видавлення внутрішньої різі на вільній поверхні запливаючого металу між клинами різі визначили співвідношенням: а = -к.

На послідуючих і, особливо, кінцевому етапах деформування внутрішньої різі для розрахунку НДС метод ліній ковзання застосовувати небажано, оскільки лінії ковзання від поряд розташованих клинців перекриються, що може привести до грубих помилок при розрахунку напруженого стану деформованог о матеріалу.

Для розрахунку напруженого стану на кінцевих етапах деформування розглядалося пластичне протікання металу в плоскому каналі, що має форму

збіжного клину з центральним кутом 2а. Протікання металу, іцо знаходиться в пластичному стані, в такому каналі наближено можна рахувати сталим лише на завершальному етапі процесу видавлювання. На завершальному етапі в металі виникають найбільші напруги та деформації, що викликає великий інтерес з точки зору оцінки деформованості заготовки при видавленні внутрішньої різі.

Компоненти тензора напруг визначили в цилінричній системі координат ю:

з центром на вершині збіжного клину по формулах:

де ф — кут між віссю г і напрямком головної напруги а . Гідростатичну напругу ст в такому випадку визначили:

Досліджено напружений стан видавленого профілю різі на кінцевій стадії формоутворення в заготовках з досліджуваних матеріалів. В заготовках видавлювали різі М42 з кроком 1,0; 1,5; 2.0 з приміненням МОР - олеїнова кислота. Початком кінцевої стадії при розрахунках по запропонованій методиці вважали такий стан протікання металу, при якому зони деформації доторкались або трохи перекривалися. На цій стадії деформування гідростатичну напругу в області пластичного протікання металу вважали відомою і рівною: о=-к. Кут тертя 6 також вважали відомим, його приймали таким, яким він був визначений на початковому етапі деформування різі.

Аналізуючи результати розрахунків компонент тензора напруг на послідую-чих стадіях видавлювання, помітили, що при деяких значеннях радіуса г гідростатична напруга змінила знак. Це дало змогу зробити висновок, що метал в процесі видавлення внутрішньої різі з області з м’якою схемою напруженого стану (двоосний тиск) переходить в жорстку (в область розтягу). Такий перехід сприяє виникненню мікро- і макропошкоджень в зоні пластичного деформування. Приведену методику розрахунку НДС використали для розрахунку використаного ре-

о> = <т+ к сої 2 <р; ов- сг-ксо%2 <р\ тгв - к біп 2ср; (2)

(3)

де

(4)

(5)

сурсу пластичності в технологічному процесі видавлення внутрішньої метричної різі.

В четвертому розділі проведена оцінка деформованості заготовок із досліджуваних матеріалів в процесі видавлення внутрішньої метричної різі. В теорії обробки металів тиском під пластичністю розуміють здатність матеріалу до незворотнього формозмінення без руйнування у вигляді макроскопічного порушення (сплошності) стану.

Залежність пластичності від параметра, що характеризує жорсткість схеми напруженого стану, називають діаграмою пластичності. Вплив напруженого стану на пластичність нами оцінувався за допомогою показника напруженого стану г|, який визначали співвідношенням:

<7,+(7г + о, Зо- (6)

О-,. ст,

Діаграму пластичності будували на основі випробувань стандартних зразків на прості види деформацій, пластичність яких легко визначити.

Побудованими діаграмами пластичності для матеріалів: сталі 10, сталі 20 і сталі 12X18Н ЮТ скористалися для оцінки деформування металів в технологічному процесі видавлювання внутрішніх різей. Оцінку деформованості матеріалу заготовки можна здійснити, якщо буде відома залежність показника напруженого стану ті від накопиченої інтенсивності деформації е\ — ступеню деформації в найбільш небезпечній області деформованого об'єму, яку ще називають шляхом деформування єі=/(ті). Коли шлях деформування небезпечної області металу, який обробляється, можна представити траєкторіями (складне деформування), використаний ресурс пластичності розраховують по критеріях, які враховують швидкість зміни показника напруженого стану <1г|/с1еі, тобто, історію деформування.

На всіх етапах деформування досліджуваних металів шляхи деформування в небезпечній області заготовки можуть бути представлені функціями еі=/(т|), при цьому показник напруженого стану г| безперервно змінюється в широкому діапазоні значень: -2 < т| < І. В зв'язку з тим, що шляхи деформування в досліджуваному технологічному процесі можуть бути представлені лініями малої кривизни, які розміщені як у м'якій (п<0), так і в жорсткій (т]>0) області деформування, нами для оцінки використаного ресурсу пластичності був залучений критерій Г.Д.Деля, В.А.Огороднікова, В.Г.Нахайчука, який враховує історію деформування:

Ч'=}(1 + Я-Т$7-1 ’ (?)

о ер(еі)

де / - 0 Тагсщ—’ Єр^Єі) — значення діаграми пластичності, що відповідає значенню ’ ііе,

еі шляху деформування.

Виконано розрахунок ресурсу пластичності по критерію деформування (7) технологічного процесу видавлювання внутрішньої метричної різі в заготовках з різних матеріалів: ШХ15; У8А; Діб; сталь 40, сталь 45, сталь 40Х, сталь 10, сталь 20 та нержавіюча сталь 12Х18Н1 ОТ.

Встановлено, що більшість матеріалів витримують технологічну операцію видавлення метричних різей: М42х1,0; М42х1,5; N142x2,0. Для сталі ШХ15 ресурс пластичності близький до одиниці, при видавленні різі М42х2,0. Такі матеріали як Діб, сталь 40, сталь 45,сталь 40Х не можуть витримати технологічну операцію холодного видавлювання внутрішніх різей: М42х1,5; М42х2,0. Розрахунки показують повне вичерпання ресурсу пластичності, отож, метал при деформації не витримує технологічної операції по заданих режимах, має місце руйнування металу.

Розглянуті в дисертаційній роботі матеріали: сталь 10, сталь 20 і сталь 12Х18Н10Т мають відповідно сумарний використаний ресурс пластичності Ч'оо) = 0,465; 4^(20} = 0,51; Т=0,36 для різі М42х2,0. Слід відмітити, що, незважаючи на більшу схильність до зміцнення і більш високі енергетичні витрати при деформації сталі І2Х18Н10Т, використаний ресурс пластичності цієї сталі менший, ніж сталей СЮ та сталі 20. Це, на нашу думку, пов'язано з більш високою деформацією зсуву, а також з більш високим коефіцієнтом чутливості пластичності до зміни схеми напруженого стану.

Представлені в дисертаційній роботі результати розрахунку шляхів деформування матеріалів при видавлюванні внутрішніх різей М42, з кроками Р: 1,0; 1,5; 2,0 дозволяють за допомогою критерія деформованості оцінити запас пластичності для любих інших матеріалів без проведення спеціальних дослідів, якщо діаграми пластичності для них відомі. Це дас змогу' суттєво скоротити розробку технології виготовлення внутрішніх метричних різей.

У п’ятому розділі представлена методика розрахунку основних деталей інструмента з радіальним переміщенням пластин для видавлювання метричних різей: ширини та висоти деформуючих пластин, глибини та довжини пазів стакана, на якому розміщуються пластини, а також — запобіжного пристрою. Дані рекомен-

дації по розробці технологічного процесу виготовлення внутрішніх різей розробленим інструментом.

Закінчення містить формулювання суті, наукової новизни та практичної цінності результатів досліджень.

Додатки містять документи про впровадження роботи, а також результати комп’ютерних розрахунків.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ТА РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

1. Розроблено і запропоновано до промислового впровадження новий спосіб виготовлення внутрішніх різей більше М20 інструментом з радіальним переміщенням деформуючих пластин.

2. Досліджено вплив конструктивних параметрів на величину крутного моменту: величини затилування, радіальної подачі деформуючих пластин, величини діаметрів під відповідну різь, мастильно-охолоджуючої рідини, матеріалів заготовок, швидкості видавлювання різей, а також параметрів різей, що виготовляються.

3. Досліджено напружено-деформований стан (НДС) металу при видавлюванні внутрішніх метричних різей. ИДС на початковому етапі видавлювання визначали методом ліній ковзання з приміненням методу твердості.

4. Розроблено методику розрахунку НДС на послідуючих і кінцевому етапах деформації. В основу аналітичного методу розрахунку закладена модель протікання металу в плоскому каналі, що має форму збіжного клину. Розраховано всі компоненти тензора напруг.

5. Розраховано показник напруженого стану, що дало змогу оцінити використаний ресурс пластичності. Показник напруженого стану ті знаходиться в межах І < г]< -2, тобто, матеріал із стану двоосного стиснення переходить до розтягу, що, при певних умовах, може привести до руйнування матеріалу.

6. Досліджено вплив властивостей матеріалів та кроку різей, що виготовляються, на величину використаного ресурсу пластичності. Для розрахунку ресурсу пластичності залучена сучасна феноменологічна теорія деформування металів без руйнування. Показано, що зі збільшенням кроку різі використаний ресурс пластичності зростає.

7. Одержані в роботі діаграми пластичності і траєкторії шляхів деформування частинок матеріалів нри видавлюванні внутрішніх метричних різей М42х1; М42х1,5| М42х2 дозволили за допомогою критеріїв деформування оцінити запас

пластичності для любих метаріалів без проведення спеціальних дослідів, якщо для даних матеріалів відомі діаграми пластичності. Це суттєво може спростити технологію виготовлення внутрішніх метричних різей.

8. Одержані результати дали змогу розробити методику розрахунку основних деталей інструмента з радіальним переміщенням деформуючих пластин без проведення громіздких досліджень, що прискорить широке впровадження нового способу в виробництво.

Основні положення і результати дисертації викладені в наступних роботах:

1. Бесстружечный метчик. А. с. 846021 СССР, МКИ3В21Н 3/08/ Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, Ю.Д.Телега /СССР/. — 4 с.: ил.

2. Бесстружечный метчик. А. с. 863109 СССР, МКИ3 В21Н 3/08/ Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, Ю.Д.Телега /СССР/. — 4 с.: ил.

3. Бесстружечный метчик. А. с. 882690 СССР, МКИ3 В21Н 3/08/ Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, /СССР/. — 4 с.: ил.

4. Устройство для выдавливания резьбы в гайках А.с. 916034 СССР, МКИ3, В21Н 3/08 / Г.П. Урлапов, Н.В.Любин (СССР). — 5 с.: ил.

5. Устройство для выдавливания внутренних резьб. А.с. 927397 СССР, МКИ3, В21Н 3/08 / Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, Ю.Д.Телега (СССР). — 4 с.: ил.

6. Устройство для выдавливания внутренних резьб на делатях. А.с. 975160 СССР, МКИ3, В21Н 3/08 / Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, Ю.Д.Телега (СССР). — 5 с.: ил.

7. Устройство доя получения внутренних резьб на деталях. А.с. 1017430 СССР, МКИ3, В21К 3/56; В21Н 3/08 / Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, Ю.Д. Телега (СССР). - -

4 с.: ил.

8. Устройство для обработки внутренней резьбы А.с. 1958698 СССР, МКИ3, В21Н 3/08 / Г.П. Урлапов, Н.В.Любин, В.С.Павленко (СССР). — 3 с.: ил.

9. Устройство для получения внутренних резьб на деталях. А.с. 1411086 СССР, МКИ3, В21Н 3/08 /Г.П. Урлапов, Н.В.Любин (СССР).—6 с.:ил.

10. Устройство для выдавливания внутренних разноименных резьб на полых деталях. А.с. 1773545 СССР, МКИ3, В21К 1/56, В21Н 3/08 /Н.В.Любин, В.С.Павленко и др. (СССР). — 8 с.: ил.

11. Урлапов Г.П.. Любин Н.В. Способ получения внутренних резьбовых поверхностей пластическим деформированием, инструментов с радиальным перемещением резьбовых элементов // Совершенствование и развитие отделочно-

зачистной, финишной и поверхностной пластической обработки деталей: Тез. докл. Международной научн. конф. 21-24 сентября 1992 г. Винница, 1992. С. 98.

12. Любин Н.В., Щербацкий Ф.И. Влияние величины радиальной подачи резьбовых пластин на величину крутящего момента при получении внутренних резьбовых поверхностей пластическим деформированием // Совершенствование и развитие отделочно-зачистной, финишной и поверхностной пластической обработки деталей: Тез. докл. Международной научн. конф. 21-24 сентября 1992 г. — Винница, 1992. С. 99.

13.Огородников В.А., Нахайчук В.Г., Любин Н.В. Напряженное состояние при начальной стадии выдавливания резьбовой канавки на внутренней поверхности заготовки II Всеукраїнський науково-технічний журнал. Вибрации в технике и технологиях. — 1996, № 3, С. 64...68.

14. Огородніков В.А., Нахайчук В.Г., Любін М.В. Напружений стан на кінцевій стадії видавлювання різьбових канавок на внутрішній поверхні. / Вісник ВПІ. —

1996, №4

15. Любин Н.В., Нахайчук В.Г. Деформируемость металла при выдавливании внутренних резьбовых поверхностей II Проблемы и перспективы создания свеклоуборочной техники: Материалы Международной научно-практич. конф. 27-30 мая 1996 г. —Винница, 1996. С. 179-181.

16. Любін М.В. Крутний момент процеса видавлювання різьби інструментом з радіальним переміщенням деформуючих елементів //Науково-технічний прогрес та ринкова економіка: Тези доповіді наукової конференції. — Вінниця: ВДСГІ,

1996 р. — С. 38.

17. Любін М.В. Вплив мастильно-охолоджуючої рідини на крутний момент процеса видавлювання різьби великих діаметрів. // Науково-технічний прогрес та ринкова економіка: Тез. доповіді наук. конф. — Вінниця: ВДСГІ, 1996. — С. 39.

18. Любін М.В. Теоретичне обгрунтування визначення оптимальних діамеїрів отворів для операцій різьбовидавлювання // Всеукраїнський науково-технічний журнал. Вибрации в технике и технологиях. — 1996, №4.

Особистий внесок. В роботах, що написані в співавторстві автору належить: в [1...6] розробка конструкцій для досягнення поставленої технічної мети, в [7...10]

— постановка задачі та розробка технічних рішень; в [11...15] — постановка задач

досліджень, розробка методик, виготовлення зразків та проведення експериментів, обробка одержаних результатів.

Annotation. Ljubin N.V. Researching of the process of internal metric thread plastic moulding with a radial travel (movement) of deforming (warping) plates instrument. The candidate of technical sciences thesis, speciality 05.03.05 “Processes and machines for plastic metal working”. Vinnytsia State Technical University, Vinnytsia,

1997.

18 printed works, containing the results of theoretic and experimental researches on the method of manufacturing internal metric threads with an instrument with moving apart deforming plates, are ready to be defended. The influence ofmetalic properties and screw parameters on the torgue value moment and on the used plasticity resource of the material has been investigated.

The developed methods of resource evaluation allows to evaluate plasticity margin for different materials, plasticity diagrams of which are known . Therefore the internal thread surfaces manufacturing know how with the use of pressing out is significantly simplifield.

The industrial approbation of the know - how has taken place.

Аннотация. Любин H.B. Исследование процесса пластического формообразования внутренней метрической резьбы инструментом с радиальным перемещением деформирующих пластин. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05 “Процессы и машины обработки давлением”. Винницкий государственный технический университет, Винница; 1997.

Защищается 18 печатных работ, которые содержат результаты теоретических и экспериментальных исследований способа изготовления внутренних метрических резьб инструментом с раздвигающимися деформирующимися пластинами. Исследовано влияние свойств материала и параметров резьбы на величину крутящего момента и использованного ресурса пластичности материала. Разработанная методика оценки ресурса позволяет оценить запас пластичности для любых материалов (диаграммы пластичности которых известны), что существенно упрощает технологию изготовления внутренних резьбовых поверхностей, изготовляемых выдавливанием.

Осуществлена промышленная апробация разработок.

Ключові слова: видавлення, внутрішня різь, інструмент, деформація, пластичність, момент, напруга, ресурс.