автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Моделирование процесса накатывания резьбы на стержневых изделиях с целью повышения точности и качества

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Кочуков Сергей Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАКАТЫВАНИЯ РЕЗЬБЫ НА СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЯХ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И

КАЧЕСТВА

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением.

Технические науки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Магнитогорск 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Железков Олег Сергеевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ

доктор технических наук, профессор Поляков Михаил Георгиевич,

кандидат технических наук Артюхин Владимир Иванович

Ведущая организация: ОАО «Магнитогорский калибровочный завод»

Защита состоится 24 ноября 2005 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д212.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Автореферат разослан « /3» октября 2005 г.

Ученый секретарь '

диссертационного совета ЖиркинЮ.В.

■¿ро& -у

20130

3/Г

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

»

Актуальность работы. Современное машиностроение предъявляет высокие требования к точности и качеству резьб, формируемых на стержневых изделиях (болты, винты, шурупы, шпильки и т.п.), которые в количественном выражении, как правило, составляют 60-70% от общего числа деталей, входящих в конструкцию машин. Наиболее эффективным способом получения наружных резьб является процесс накатывания, который по сравнению с процессом нарезания обеспечивает получение более прочной, точной и качественной резьбы, а также повышение производительности труда и экономию металла.

На точность размеров получаемых резьб существенное влияние оказывают малые колебания различного рода факторов процесса накатывания (условий трения, сопротивления деформации, размеров заготовки, температуры, скорости деформационного процесса), жесткость резьбонакатных станков, а также точность изготовления и Степень износа резьбонакатного инструмента Известные в настоящее время методы прогнозирования точности не обеспечивает достаточно полного и объективного учета влияния колебаний всех факторов на погрешности диаметров получаемых резьб. В связи с этим возникает необходимость в разработке новой надежной методики прогнозирования точности накатанных резьб. Актуальной остается также проблема повышения износостойкости резьбонакатного инструмента за счет совершенствования его конструкции и поиска эффективных инструментальных материалов.

Целью работы являлось повышение точности размеров- накатанных резьб за счет обеспечения стабильности процесса накатывания, а также повышение износостойкости резьбонакатного инструмента за счет совершенствования его конструкции. Для достижения вышеуказанной цели предусматривалось решить следующие задачи:

- разработать математическую модель процесса формирования профиля резьбы, которая учитывает влияние на усилие деформирования таких факторов, как сопротивление деформации, температуры, скорости деформации и коэффициента трения,

- разработать методику расчета износа контактной поверхности инструмента при накатывании;

Работа выполнялась при поддержке гранта Министерства образования РФ п правительства Челябинской области за 2004 г

- разработать методику прогнозирования точности размеров накатанных наружных резьб, позволяющую определять погрешности диаметров резьбы, которые возникают в результате малых колебаний различных факторов процесса накатывания;

- разработать новые технические решения, направленные на повышение срока-службы резьбонакатного инструмента и качества резьб.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана математическая модель процесса формирования профиля резьбы, в основу которой положен вариационный принцип минимума полной работы деформации, позволяющая при расчетах энергосиловых параметров учитывать изменение значения сопротивления деформации в зависимости степени деформации, температуры и скорости деформации;

- разработана методика расчета работы сил трения и износа на контактной поверхности накатного инструмента;

- разработана методика, позволяющая оценивать влияние колебаний геометрических, реологических, механических и технологических факторов процесса накатывания на точность размеров получаемых резьб с учетом жесткости резьбонакатных станков.

Практическая значимость работы. Разработанные методы позволяют рассчитывать энергосиловые параметры процессов накатывания наружных резьб, определять напряженно-деформированное состояние в резьбона-катном инструменте и рассчитывать величину его износа. Результаты расчетов износостойкости и разработанное новое техническое решение могут быть использованы на производстве при выборе материала для изготовления накатного инструмента, а также способа обработки его поверхности с целью повышения срока службы и снижение затрат на производстве. Разработанная методика прогнозирования точности размеров накатанных резьб дает возможность технологам и конструкторам метизных и машиностроительных предприятий разрабатывать технологические процессы, проектировать инструмент и резьбонакатное оборудование, применение которых обеспечивает получение качественных изделий с высокой производительностью.

Реализация работы. Результаты работы использовались в ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» при разработке технологии горячего накатывания резьбы на путевых шурупах плоскими плашками.

Апробация работы. Основные положения работы излагались и обсуждались на ежегодных конференциях МГТУ им. Г.И. Носова по итогам научно-исследовательских работ за период 2001-2005 гг., а также на пятом конгрессе прокатчиков (г Череповец, 2003 г.), на научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», на Всероссийской научно-технической конференции студентов, ас-

пирантов и молодых ученых «Совершенстование технологии производства цветных металлов» (г. Красноярск, 2005 г.), на объединенном семинаре кафедр механико-машиностроительного факультета ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Публикации. Основные положения и результаты работы изложены в 11 научных статьях, одном патенте на полезную модель и одном свидетельстве об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 125 наименований и 3-х приложений Работа содержит 196 стр. машинописного текста, 73 рисунка, 18 таблиц.

СОДЕРХСАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность работы и проводимых исследований, сформулированы цель и научная новизна работы.

В первой главе дан обзор основных способов получения резьб на стержневых изделиях, отражены преимущества накатывания перед нарезанием, приведены некоторые сведения из истории резьбонакатного производства. Отмечено, что проблемам совершенствования процессов накатывания резьб на стержневых изделиях посвящены работы М.И. Писаревского, Ю.А. Миропольского, Э.П. Лугового, В.Г. Якухина, А.З. Журавлева и других авторов. Проведен подробный анализ отечественных и зарубежных исследований в области накатывания резьб, отмечены основные недостатки известных методик и формул расчетов процессов пластического формирования наружных резьб (например, формулы для расчета усилия накатывания, предлагаемой М.И. Писаревским) и методик оценки точности получаемых резьб (напримерд методики, предлагаемой А.Д. Никифоровым). В конце главы сформулированы основные задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию зависимости сопротивления деформации сталей, используемых при изготовлении деталей с наружной резьбой, от степени деформации, температуры и скорости деформации. Как правило, при расчетах процессов ОМД различными авторами в основном используются только экспериментальные графики этих зависимостей. Конкретные же функциональные зависимости, если и приведены в некоторых источниках, не всегда пригодны для использования в практических методах расчетов. Поэтому была разработана методика аппроксимации непрерывными функциональными зависимостями кривых упрочнения сталей при холодном и термомеханических коэффициентов при горячем способах пластического деформирования. Полученные для некоторых сталей зависимости ис-

пользовались в данной работе для расчетов процессов образования резьбовых профилей. Аппроксимация основана на использовании метода наименьших квадратов.

В случае холодного деформирования значение сопротивления деформации зависит, главным образом, от степени деформации е, (в данной работе под степенью деформации понималась логарифмическая деформация), то есть о\ = Ф(е,). Эта зависимость задавалась в виде

Ф(е,) = а0+а]е-е' +а2е'2е> , (1)

где aQ,aua2 - вещественные коэффициенты, характеризующие различные материалы.

В случае горячего деформирования для определения значения сопротивления деформации использовалась зависимость Третьякова-Зюзина

ctv = aQkeklkll, (2)

где кС:, /с,, ки - термомеханические коэффициенты, зависящие соответственно от степени деформации, температуры и скорости деформации, сг0 - базисное значение сопротивления деформации. Значения коэффициентов кр(р = e,,t,u) аппроксимировались экспоненциальными зависимостями вида

кп = аРо + ар\е'Р + ар2е~2р + apie~3p , (3)

где ар0,арЬар2,ар}- вещественные коэффициенты для соответствующего

термомеханического коэффициента.

В качестве зависимостей (1) и (3) использовались экспоненциальные зависимости, поскольку при возрастании степени деформации, равно как температуры и скорости деформации значение as стремится к некоторому пределу В зависимостях (1) и (3) этим значением являются значения соответственно коэффициентов а0 и ар0. Коэффициенты а0,аиа2 и

ap0,cipUap2,ap2 для различных материалов определялись из решения систем

линейных уравнений, которые получены вследствие использования метода наименьших квадратов

С помощью разработанной программы для ЭВМ были найдены коэффициенты зависимости (1) для свинца и сталей 10, 20, 35 и 40Х и зависимостей (3) для сталей 08кп, 25 и 45. После проведения аппроксимации было установлено, что ее максимальная относительная погрешность составляет не более 1,5%. Это подтвердило пригодность использования полученных функциональных зависимостей при математическом моделировании процессов ОМД.

Третья глава посвящена математическому моделированию процесса образования резьбовых профилей. В основу математической модели положен вариационный принцип минимума полной работы деформации и ряд общепризнанных гипотез: о сплошности и несжимаемости, гипотеза «единой кривой», условие текучести Губера-Мизеса <т, = сг, . Показано, что функционал полной работы деформации на некотором малом этапе деформирования имеет вид

¥

V л/3 г,„

°"/0

тр

Ди1

' 14р

оЕ гшп , (4)

где П= \ а, с1е, - удельная работа деформации; е,0, <т,0, £•, - соответственно

начальная степень деформации, начальное сопротивление деформации и интенсивность деформации на данном этапе; V - деформируемый объем, £шр -

поверхность трения металла и инструмента; Ди| - вектор относительного

перемещения металла по контактной с инструментом поверхности; I// - коэффициент, зависящий от значения коэффициента трения и геометрических параметров очага деформации.

С учетом зависимостей (1) и (3) получены выражения для определения удельных работ холодной и горячей деформации

П(Л"° = а0Е, + ахе"л (1 - в"'') + (1 - е~2е') , (5)

2

"со*, + " > + ^Ге"2е'°0 " } +

(6)

На рис. 1 показана правая половина поперечного сечения симметричного выступа инструмента толщиной (, внедряющегося в металл заготовки под действием усилия Е, где Я - половина шага резьбы, Ь - половина ширины впадины профиля, а - половина угла профиля резьбы, А - начальный уровень вытеснения металла, ДА - малое перемещение выступа. При моделировании также задавались значения коэффициентов цг1 и у/" , характеризующих трение на поверхностях, плоскими проекциями которых являются

отрезки А\Аг и соответственно и начальные степени деформации е',й и е/о в объемах, плоскими проекциями которых являются площади ОА\КЫ и А^ОМК . Глубина очага деформации Ь являлась варьируемым параметром, истинное значение которого соответствует минимуму выражения (4).

ч

п /

¿+А

Н I

Рис. 1. Схема процесса внедрения выступа накатного инструмента в металл заготовки

В принятой системе координат ХОУ функция перемещения металла в направлении оси X задавалась в виде

л

их{х,у) = % т — *

ч" УМ

(7)

где коэффициенты аи...,а5 определялись из решения системы линейных

уравнений, состоящей из трех уравнений, выражающих условия равенства

£ н

смещенных объемов\их(Ь, у)с!у = , \ иу(х,у1)с!х =5, +52,

о ' х,

н

1 иу(х,у2)<к =5) + 52 + 53,где х, = g(y1), х2 = g(y) = ух^а + Ъ- 1Л%а ,

х2

у2=Ь + И и двух уравнений, описывающих характер течения

металла по поверхности контакта с инструментом в •(и(х1,з^)-иШ(6.т/,) = 0, С ■ (и(х2, >>2) - ^,шстр)=0' где С=(-1, г&ог), а перемещение инструмента равно итстр = (0, - ДА).

Функция перемещений металла иу(х,у) определялась из условия несжимаемости для плоской задачи ех = -еу и зависимостей Коши. Интенсивность деформации, с учетом условия несжимаемости, определялась как

1 /—;-г

в, = -^2е;+3Гху -

Полная работа деформации рассматриваемой области рассчитывалась как сумма работ деформации на областях OAlKN и A2QMK с помощью функционала (4). При этом в качестве параметров у/ и е/0 для соответствующих областей подставляются заданные значения у1 ,ц/11 и е/0, е\q . Варьированием значения глубины очага деформации L находилось минимальное значение Атп функционала полной работы (4).

Значение усилия внедрения клина F определялось как (см. рис. 1)

■4т

Ah ' '"''^iQ где силы трения на поверхности A2Q равны

F = 2|^ + /U ,cosa|, (8)

Fm I . ^"thaH ^ "'р^го 7з cosa ' где cr/o - начальная интенсивность напряжений в области A2QMK .

Для экспериментальной проверки математической модели в лабораторных условиях были проведены эксперименты по внедрению клинового индентора в свинцовые образцы. Эксперименты проводились на испытательной машине «TIRA test 2300» с использованием специального приспособления. По результатам экспериментов построена зависимость усилия деформирования от глубины внедрения клина. Анализ результатов показал, что расхождение между теоретическими и опытными данными не превышает 1012%, что свидетельствует о возможности применения разработанной математической модели для расчетов процессов образования профилей различных резьб.

Модель внедрения выступа накатного инструмента использовалась для расчетов радиальных усилий накатывания наружной резьбы плоскими плашками. При этом процесс накатывания рассматривался как последовательное поэтапное внедрение выступов плашек в цилиндрическую заготовку за несколько eé оборотов. Для практической реализации разработанной методики была составлена программа для ЭВМ, используя которую, в частности, были рассчитаны радиальные усилия холодного накатывания одного витка резьбы

Мб на заготовках из сталей 10, 20, 35 и 40Х (рис.2). Анализ результатов свидетельствует о том, что значения этого усилия монотонно возрастают от начала заборной части плашки до ее окончания.

Рис.2. Распределение радиального усилия холодного накатывания одного витка резьбы Мб на заготовках из сталей 10 (1), 20 (2), 35 (3) и 40Х (4) по длине заборной части резьбонакатной плашки

В четвертой главе излагается методика расчета напряженно-деформированного состояния в трапецеидальном выступе накатного инструмента, осуществляющего формирование резьбового профиля на определенном этапе деформирования. Решалась плоская задача теории упругости с использованием метода конечных элементов в вариационной постановке, в основу которого положен принцип минимума потенциальной энергии. Данный принцип выражается функционалом

X = -t\z<sdD-t ¡uTdST -» min , (10)

2 D ST

где £ = (ex £y fxy), о = (crv <ту тху) - векторы, характеризующие напряженно-деформированное состояние в точке; u = (их иу), Т = (тх Ту)- векторы перемещений и напряжений на контактной поверхности выступа с деформируемой средой, плоской проекцией которой является контур ST \ D и t - соответственно площадь очага упругой деформации и толщина выступа инструмента (в направлении, перпендикулярном плоскости сечения).

В соответствии с разработанной методикой очаг упругой деформации разбивался на равновеликие треугольные элементы, векторы перемещений на каждом из которых задавались как

ие{х,у) = а1 +ae2x + aly, х,уее (11)

где векторные коэффициенты а^а^.Яз определяются через значения перемещений и„и;,ия в узлах у,т элемента. Используя дифференциальные

уравнения Коши и соотношения закона Гука, функционал (10) записывался в виде квадратичной зависимости от узловых перемещений элементов. Экстремум функции многих переменных и истинные узловые перемещения определялись из решения системы линейных уравнений. Для практической реализации данной методики была разработана прикладная динамическая библиотека для графического редактора КОМПАС-ГРАФИК (свидетельство № 2005611865). Помимо осуществления расчетов, библиотека позволяет получать графические представления результатов. Их анализ показал, что наибольшие сжимающие напряжения в процессе накатывания концентрируются в тех областях выступа инструмента, которые осуществляют формирование вершины профиля резьбы (рис. 3). Поскольку в случае накатывания плашками формирование вершин резьбы осуществляется в момент, когда заготовка находится на концах их заборных частей, а также того факта, что максимальные радиальные усилия также приходятся на эти участки, был сделан вывод о том, что именно окончания заборных частей плашек подвержены наибольшему износу.

Рис.3. Поле интенсивностей напряжений а, в выступе инструмента и эпюры нормальных граничных нагрузок [МПа] при завершении холодного формирования профиля резьбы путевых шурупов на заготовке из стали 35

968 966 969 968 966 968

На основании этого было разработано новое техническое решение, направленное на повышение срока службы резьбонакатных плашек. Разработанный инструмент (рис.4) для накатывания наружной резьбы содержит плашку 1, имеющую заборную 2 и калибрующую 3 части. В плашке / выполнен паз 4 по форме «ласточкиного хвоста», в котором жестко зафиксирована вставка 5 из высокопрочного износостойкого материала. Вставка 5 в пазе 4 зафиксирована двумя клиньями б и 7, которые стянуты двумя винтами 8. Вставка 5 имеет боковую поверхность 9 и контактную рабочую поверхность 10. При предельной степени износа контактной рабочей поверхности 10 и ухудшении качества и точности резьбы, наносимой на поверхность изготавливаемых стержневых изделий, вставка 5 вынимается из паза 4 и осуществляется подшлифовка ее боковой поверхности 9. После этого, вставка 5 вновь устанавливается в паз 4 и клинья 5 и 7 стягивают винтами 8. Благодаря под-шлифовке боковой поверхности 9 и форме паза 4, вставка 5 в инструменте оказывается на более высоком уровне, чем до подшлифовки. Затем шлифуется контактная рабочая поверхность 10, после чего инструмент вновь готов к работе.

Рис 4. Резьбонакатная плащка со вставкой (патент РФ на п.м № 39101)

Для прогнозирования величины износа рабочих частей плашек использовалось известное положение физики твердого тела о том, что изношенный объем ДV контактной поверхности пропорционален совершенной работе сил трения Ашр

М = (12)

где 1Ш [мм3/Дж] - энергетическая интенсивность изнашивания, зависящая от свойств материала инструмента. С помощью составленной программы для ЭВМ для различных материалов вставок были проведены расчеты величины среднего линейного износа выступов (износа в нормальном к контактной поверхности направлении) конца заборной части плашки. В результате уста-

новлено, что применение вставок из твердых сплавов ВК6- ВК8 обеспечивает снижение износа приблизительно в 1,5-1,7 раза.

В пятой главе изложена разработанная методика прогнозирования точности размеров накатываемых наружных резьб. Методика позволяет учитывать влияние малых колебаний различного рода факторов процесса накатывания на изменение величины диаметров получаемых резьб. При этом она позволяет учитывать жесткость накатного станка. В основу методики положен метод оценки точности размеров изделий, штампуемых на кузнечно-прессовом оборудовании, разработанный E.H. Ланским.

На рис. 5 схематично представлена упругая система «станок-инструмент-заготовка» для случая накатывания плоскими плашками.

Рис. 5. Схема упругой системы "станок-инструмент-заготовка" для случая накатывания плоскими плашками

Получена следующая формула для расчетов погрешностей диаметров накатанной резьбы

Г-Г-С^о.'.™)^, »' = 1.....(13)

Си Ф,

где /(/>;,...,рп,1) - радиальное усилие накатывания, зависящее от факторов р, и расстояния I между рабочими частями инструмента (плоскими плашками или роликами), Са = С0Си/(2С0 +Си) - коэффициент жесткости упругой системы, Са и Си - коэффициенты жесткости соответственно станка и инструмента (плашки или ролика), /!р1 - малое отклонение конкретного фактора от его номинального значения, /¡Р/с! - значение соответствующей погрешности внутреннего, наружного и среднего диаметров резьбы. М0 - точка п - мерного пространства переменных р,, соответствующая их номинальным значениям, /н0„ - номинальное значение расстояния между рабочими частями инструмента, которое в данной работе соответствовало значению внутреннего диаметра резьбы с1х.

В качестве примера, используя разработанную методику, выполнены расчеты погрешностей диаметров резьбы Мб, полученной холодным накатыванием плоскими плашками на заготовках из различных марок стали. В качестве факторов р, использовались значения начального сопротивления деформации сг10, коэффициента трения ¡л и диаметра заготовки ¿заг. Предварительно аппроксимацией была получена непрерывная дифференцируемая функция . Расчеты проводились с помощью составленной

программы для ЭВМ. Анализ их результатов показал, что, при равных долях отклонений факторов от их номинальных значений, в наибольшей степени на точность получаемых резьб влияют колебания диаметра заготовки (70-80% от суммарной погрешности). Колебания же коэффициента трения практически не влияют на точность (менее 1% от суммарной погрешности).

В шестой главе приведены результаты исследований по совершенствованию процесса горячего накатывания резьбы путевых шурупов, которые широко применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожных путей. Шурупы имеют резьбу асимметричного профиля с наружным диаметром 24 мм и высотой профиля 4,5 мм. В условиях ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» накатывание резьбы на них осуществляется в горячем состоянии на трехроликовых станках модели \VGW-25. Данная технология обладает следующими недостатками: высокая стоимость изготовления и низкая стойкость роликов для накатки шурупов; значительные затраты рабочего времени на настройку станков; существенная доля брака по качеству резьбы и искривлению стержня, который возникает при потере настройки станка. В рамках проведенных исследований оценивалась возможность формирования резьбы на путевых шурупах горячим накатыванием плоскими плашками с использованием резьбонакатных станков А2424. Используя разработанные методы, с помощью программ для ЭВМ были проведены расчеты радиального усилия горячего накатывания резьбы путевых шурупов плоскими плашками С помощью методики, изложенной в главе 4, были осуществлены расчеты износа выступов на концах заборных частей плашек. По результатам расчетов были получены графики зависимостей количества накатанных шурупов до наступления предельного износа плашки или ее вставки от твердости материала рабочей поверхности, а также в зависимости от способа ее обработки. Анализ результатов расчетов и полученных графических построений позволил сделать вывод о том, что применение горячего способа накатывания обеспечивает 15-16-и кратное снижение износа по сравнению с холодным способом и, следовательно, позволяет существенно продлить срок службы плашки (вставки) до ее замены. Также было установлено, что плашки для холодного накатывания резьбы путевых шурупов по классификации, приме-

няемой в триботехнике, можно отнести к 5-у классу износостойкости. В то же время, применение горячего накатывания обеспечивает 6-й класс износостойкости. Кроме этого выявлено, что использование твердосплавных вставок на плашках повышает на единицу разряд износостойкости, соответствующий тому или иному классу, по сравнению с инструментальными сталями. Можно также рекомендовать шлифование рабочих поверхностей плашек, которое тоже обеспечивает повышение разряда износостойкости на единицу.

Кроме этого, в главе приведены результаты расчетов погрешностей диаметров резьбы шурупов, накатываемой в горячем состоянии. Исследовалась зависимость этих погрешностей от малых колебаний диаметра заготовки, коэффициента трения, базисного сопротивления деформации а0, входящего в формулу (2), а также температуры заготовки и скорости деформационного процесса. Анализ результатов расчетов показал, что при рекомендуемом минимально допустимом значении коэффициента жесткости станка, равном 500 кН/мм и при 10%-х отклонениях всех вышеназванных факторов от их номинальных значений диаметры получаемой резьбы укладываются в допустимое поле допуска, равное ±500 мкм .

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика аппроксимации непрерывными функциональными зависимостями экспериментальных кривых упрочнения и экспериментальных значений термомеханических коэффициентов для случаев холодного и горячего пластического деформирования. В ее основу положен критерий метода наименьших квадратов. Для случая холодного деформирования получены экспоненциальные зависимости сопротивления деформации от логарифмической степени деформации для свинца и сталей 10, 20, 35, 40Х. Для случая горячего деформирования для сталей 08кп, 25 и 45 получены экспоненциальные выражения для термомеханических коэффициентов, выражающих зависимость сопротивления деформации от логарифмической степени деформации, температурных и скоростных условий деформационного процесса,

2. Разработана математическая модель процесса формирования профиля резьбы, в основу которой положен вариационный принцип минимума полной работы деформации. Модель позволяет учитывать влияние на усилие деформирования сопротивления деформации, температуры, скорости деформации, а также коэффициента трения при холодном и горячем накатывании. Используя составленную программу для ЭВМ, был рассчитан ряд конкретных технологических процессов накатывания Экспериментальная проверка показала, что расхождение результатов

теоретических расчетов и опытных данных не превышает 10-12%. Разработанная модель использовались при расчетах радиального усилия накатывания резьб плоскими плашками, износостойкости резьбонакатного инструмента, а также при прогнозировании точности накатанных резьб.

3. Используя метод конечных элементов, проведены расчеты напряженно-деформированного состояния в выступе накатного инструмента при формировании профиля резьбы. Анализ результатов позволил сделать вывод о том, что местами наибольшей концентрации напряжений являются те области выступа, которые осуществляют формирование верхней части профиля резьбы.

4. Проведены расчеты работы сил трения и износа на контактных поверхностях выступов плоских плашек при накатывании. Установлено, что применение в качестве материала рабочих частей плашек твердых сплавов вместо инструментальных сталей обеспечивает снижение величины износа в 1,5-1,7 раза.

5. Разработана новая конструкция накатных плашек, у которых в специальном пазу в конце заборной и начале калибрующей частей устанавливается вставка из высокопрочного износостойкого материала. При достижении определенной степени износа рабочей части вставки имеется возможность регулирования ее положения в пазу с помощью винтов. Применение разработанного технического решения позволяет повысить срок службы плашек.

6. Разработана методика прогнозирования точности размеров накатанных наружных резьб. Методика позволяет рассчитывать отклонения диаметров готовых резьб, которые возникают в результате малых колебаний различных факторов процесса накатывания. При этом учитывается жесткость резьбонакатных станков. Выполнены соответствующие расчеты для ряда конкретных случаев процесса накатывания, на основании которых установлено, что, при равных долях отклонений факторов от их номинальных значений, наибольшее влияние на колебания размеров получаемой резьбы оказывают колебания диаметров заготовки (70-80% от суммарной погрешности), а наименьшее - колебания коэффициента трения (менее 1% от суммарной погрешности).

7. Проведено исследование процесса накатывания плоскими плашками резьбы на путевых шурупах. Установлено, что применение горячего способа накатывания обеспечивает для плашек 6-й класс износостойкости. В то же время холодное накатывание дает лишь 5-й класс. Выявлено, что применение твердосплавных вставок на плашках позволяет на единицу повысить разряд износостойкости. Кроме этого, рекомендовано применять для обработки рабочих поверхностей плашек шлифование, которое

также обеспечивает повышение разряда износостойкости на единицу. Использование горячего накатывания плоскими плашками вместо накатывания с использованием трехроликовых станков в условиях ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» позволит повысить качество изделий, снизить долю брака по диаметру и искривлению стержня готовой резьбы, а также затраты на производство нового инструмента, сокращения простоев и снижения стоимости изготовления инструмента.

8. Установлено, что при рекомендуемом минимально допустимом значении коэффициента жесткости станка для накатывания резьбы путевых шурупов, равном 500 кН/мм, и при 10%-х отклонениях диаметра заготовки, коэффициента трения, базисного сопротивления деформации сг0, температуры заготовки и скорости деформации от их номинальных значений диаметры получаемой резьбы укладываются в допустимое поле допуска (±500 мкм ).

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1. Железное О.С., Кочуков C.B., Закиров ДМ. Определение случайных погрешностей накатанных резьб, возникающих при колебаниях технологических факторов // Процессы и оборудование металлургического производства: Сб. науч. тр. Вып. 4 / Под ред. Кальченко A.A. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2002. - С. 8-10.

2. Определение энергосиловых параметров при формировании внутренних резьб пластическим деформированием / Д.М.Закиров, О.С.Железков, С.В.Кочуков и др. // Обработка сплошных и слоистых материалов: Меж-вуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 160-164.

3 Повышение стойкости инструмента для формирования резьб крепежных изделий / О.С.Железков , А.А.Старушко, С.В.Кочуков и др. // Современные технологии и материаловедение: Сб. науч. тр./ Под ред. Ю.А. Баландина. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 102-106.

4. Железков О.С, Кочуков C.B., Старушко A.A. Расчет напряженно-деформированного состояния клина при его внедрении в упрочняемое полупространство // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. Вып.5./ Под ред. Кальченко A.A. -Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2003. - С.38-41.

5. Железков О.С., Кочуков C.B., Закиров Д.М. Прогнозирование точности резьб, накатанных на стержневых крепежных изделиях // Совершенствование технологии производства и конструкций автомобильных компонентов: Сб. научн. тр. - Магнитогорск: МГТУ, ИД «ААИ ПРЕСС», НПО «БелМаг», 2003. - С. 60-62.

6. Железков О.С., Кочуков C.B., Железков С.О. Расчет сопротивления деформации при решении задач горячей обработки давлением. //Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: Сб. науч. тр. / Под ред. H.H. Огаркова. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 125-128.

7 Железков О С., Кочуков C.B. Моделирование процесса накатки резьб на стержневых изделиях // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг.: Сб. докл. Т 1 / Под ред. Г.С. Гуна. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С.233-238.

8 Кочуков С В Совершенствование технологических процессов накатывания резьб на стержневых крепежных изделиях // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: Сборник рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 179 с.

9 Железков О.С., Старуимо A.A., Кочуков C.B. Перспективные способы повышения стойкости резьбообразующего инструмента // Труды пятого конгресса прокатчиков. - М.: Черметинформация, 2004. - С. 443-444.

10 Кочуков СВ., Латинский В.В., Гуров В.Д. Экспериментальные исследования процесса внедрения клина в упрочняемую среду // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. / Под ред. Железкова О.С. Вып. 6. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 175177.

//. Кочуков C.B. Совершенствование процесса горячего накатывания резьбы на путевых шурупах // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенсто-вание технологии производства цветных металлов». - Красноярск: ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ», 2005. - с. 126.

12. Пат. на п.м. 39101 РФ, МПК7 В 21 H 3/06. Инструмент для накатывания наружной резьбы / О.С. Железков, C.B. Кочуков, С.О. Железков (РФ); за-явл. 09,03.2004; опубл. 20.07.2004. Бюл. №20.

13. Свидетельство N° 2005611865 об официальной регистрации программы для ЭВМ ((Прикладная библиотека графического редактора КОМПАС-ГРАФИК для решения плоских задач теории упругости с использованием метода конечных элементов» / C.B. Кочуков, С.О. Железков (РФ); за-явл. 6.06.2005; зарег. 27.07.2005

Подписано в печать 17.10.05. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать Усл.печ.л.1,0 Тираж 100 экз Заказ 771

/ 455000. Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Полиграфический участок МГТУ

»20 2 9 1

РНБ Русский фонд

2006-4 20750

d «

л k

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЗЬБ НА СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЯХ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Способы формирования наружных резьб.

1.2. Исследования процессов накатывания наружных резьб.

1.3. Точность резьб и проблемы обеспечения точности при накатывании.

1.4. Задачи исследования.

2. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ С РЕЗЬБОЙ

2.1. Сопротивление деформации при холодном пластическом деформировании и аппроксимация кривых упрочнения.

2.2. Сопротивление деформации при горячем пластическом деформировании. Термомеханические коэффициенты и их аппроксимация

2.3. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ ПРОФИЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ.

3 .1. Вариационное уравнение и функционал принципа минимума полной работы деформации жестко-пластической упрочняемой среды.

3.2. Математическое моделирование процесса внедрения клина треугольного сечения в упрочняемое жестко-пластическое полупространство.

3 .3. Математическое моделирование процесса внедрения трапецеидального выступа резьбонакатного инструмента в металл заготовки

3.4. Расчет силовых параметров процесса формирования профиля резьбы.

3.5. Расчет силового воздействия на инструмент при накатывании наружной резьбы плоскими плашками.

3.6. Выводы.

4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РЕЗЬБОНАКАТНОГО

ИНСТРУМЕНТА.

4.1 Основные положения метода конечных элементов в задачах теории упругости.

4.2. Напряженно-деформированное состояние в трапецеидальном выступерезьбонакатного инструмента

4.3. Расчет энергосиловых параметров трения на контактной поверхности выступа плашки при накатывании.

4.4. Расчет износа выступов плашки и совершенствование ее конструкции.

4.5. Выводы.

5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ НАРУЖНЫХ РЕЗЬБ, СФОРМИРО

ВАННЫХ НАКАТЫВАНИЕМ.

5.1. Методика определения погрешностей диаметров накатанных резьб.

5.2. Применение методики оценки погрешностей резьб для случая холодного накатывания.

5.3. Выводы.

6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕГО НАКАТЫВАНИЯ

РЕЗЬБЫ НА ПУТЕВЫХ ШУРУПАХ.

6.1. Расчет энергосиловых параметров процесса горячего накатывания резьбы на путевых шурупах.

6.2. Прогнозирование износостойкости плоских плашек для накатывания резьбы путевых шурупов.

6.3. Прогнозирование точности резьбы путевых шурупов, сформированной горячим накатыванием плоскими плашками.

6.4. Выводы.

Стержневые крепежные изделия с резьбой (болты, винты, шурупы, шпильки и т.п.) находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Как правило, они составляют 60-70% от общего числа деталей, входящих в конструкцию машин [1,2]. В настоящее время при массовом производстве таких изделий формирование резьбы осуществляют, как правило, накатыванием. Применение процессов накатывания наружных резьб по сравнению с процессами нарезания обеспечивает повышение производительности труда примерно в 3-5 раз, экономию металла, снижение шероховатости поверхности резьбы, а также повышение надежности и долговечности деталей в несколько раз [1,3].

При накатывании резьбы в процессе пластической деформации изменяется физическая природа и физико-механические свойства поверхностного слоя металла: за счет наклепа повышаются твердость и прочность, возникают остаточные сжимающие напряжения с благоприятным распределением их по сечению детали, видоизменятся форма и ориентация кристаллов, металл накатанной резьбы приобретает волокнистую текстуру и становится анизотропным. Таким образом, в результате изменения физико-механических свойств увеличивается сопротивление поверхностного слоя пластической деформации и разрушению, а также значительно повышается усталостная прочность деталей [2].

Исследованию процессов накатывания резьб посвящены работы М.И. Пи-саревского [1,3-6], Ю.А. Миропольского, Э.П. Лугового [2,7-9], A 3. Журавлева [10-13], В.Г. Якухина [14,15], И.А. Биргера, Г.Б. Иосилевича [16,17] и др. Исследования, проведенные указанными авторами, в основном направлены на изучение технологии резьбонакатного производства. Между тем, недостаточно внимания уделяется исследованию процесса образования профиля резьбы под давлением инструмента. В частности, малоизученной на сегодняшний день является проблема влияния изменения реологических свойств металла в ходе пластической деформации на энергосиловые параметры процесса накатывания. Кроме этого, современное машиностроение предъявляет жесткие требования к точности резьбовых соединений, которая обеспечиваются стабильностью процесса накатывания. Однако, несмотря на множество трудов, посвященных исследованию процессов образования резьб, проблема получения изделий необходимой точности и качества не решена в полной мере и в настоящее время.

Точность резьбы зависит от колебаний различных факторов процесса накатывания (размеры заготовки, механические свойства, условия трения, температура и т.п.), а также жесткости силовой системы станка. На стадии проектирования технологического процесса накатывания резьбы необходимо прогнозировать влияние этих колебаний на погрешности геометрических размеров получаемых резьб. В не меньшей мере точность готовых изделий зависит и от совершенства конструкции накатного инструмента, профиль которого должен идеально соответствовать профилю получаемой резьбы. Как известно, в производственных условиях часто наблюдается быстрый износ рабочей части инструмента и, как следствие, снижение точности изделий. Износостойкость накатного инструмента, в свою очередь, существенно зависит от усилий накатывания, а также от материала, из которого выполнен инструмент, его геометрических параметров и способа обработки его поверхности. При разработке технологии накатывания (выбор оборудования, поиск рациональных скоростных и температурных режимов деформирования) и проектировании инструмента нужно точно знать усилия, действующие на инструмент. Для оценки прочности и износостойкости инструмента интерес представляет также схема распределения сжимающих напряжений в тех частях инструмента, которые осуществляют формирование профиля резьбы, а также распределение напряжений трения по их контактной поверхности. Для осуществления подобного рода расчетов также необходимо наличие соответствующих методов. Несмотря на то, что в последнее время и предлагались некоторые методы для осуществления расчетов подобного рода, не все они, как будет показано далее, обеспечивают требуемую точность. Поэтому очевидна необходимость разработки новых математических моделей и методов, применение которых к расчетам процессов различных способов накатывания позволит правильно оценивать требуемые энергозатраты, а также проектировать износостойкий накатной инструмент.

Таким образом, целью настоящей работы являлось повышение точности размеров накатанных резьб за счет обеспечения стабильности процесса накатывания, а также повышение износостойкости резьбонакатного инструмента за счет совершенствования его конструкции. Основными научными результатами, полученными впервые, являются:

- математическая модель процесса формирования профиля резьбы, в основу которой положен вариационный принцип минимума полной работы деформации, позволяющая при расчетах энергосиловых параметров учитывать изменение значения сопротивления деформации в зависимости степени деформации, температуры и скорости деформации;

- методика расчета работы сил трения и износа на контактной поверхности накатного инструмента;

- методика, позволяющая оценивать влияние колебаний геометрических, реологических, механических и технологических факторов процесса накатывания на точность размеров получаемых резьб с учетом жесткости резьбонакат-ных станков.

Результаты работы использованы в ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» при разработке нового инструмента и технологии горячего накатывания резьбы на путевых шурупах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика аппроксимации непрерывными функциональными зависимостями экспериментальных кривых упрочнения и экспериментальных значений термомеханических коэффициентов для случаев холодного и горячего пластического деформирования. В ее основу положен критерий метода наименьших квадратов. Для случая холодного деформирования получены экспоненциальные зависимости сопротивления деформации от логарифмической степени деформации для свинца и сталей 10, 20, 35, 40Х. Для случая горячего деформирования для сталей 08кп, 25 и 45 получены экспоненциальные выражения для термомеханических коэффициентов, выражающих зависимость сопротивления деформации от логарифмической степени деформации, температурных и скоростных условий деформационного процесса.

2. Разработана математическая модель процесса формирования профиля резьбы, в основу которой положен вариационный принцип минимума полной работы деформации. Модель позволяет учитывать влияние на усилие деформирования сопротивления деформации, температуры, скорости деформации, а также коэффициента трения при холодном и горячем накатывании. Используя составленную программу для ЭВМ, был рассчитан ряд конкретных технологических процессов накатывания. Экспериментальная проверка показала, что расхождение результатов теоретических расчетов и опытных данных не превышает 10-12%. Разработанная модель использовались при расчетах радиального усилия накатывания резьб плоскими плашками, износостойкости резьбонакатного инструмента, а также при прогнозировании точности накатанных резьб.

3. Используя метод конечных элементов, проведены расчеты напряженно-деформированного состояния в выступе накатного инструмента при формировании профиля резьбы. Анализ результатов позволил сделать вывод о том, что местами наибольшей концентрации напряжений являются те области выступа, которые осуществляют формирование верхней части профиля резьбы.

4. Проведены расчеты работы сил трения и износа на контактных поверхностях выступов плоских плашек при накатывании. Установлено, что применение в качестве материала рабочих частей плашек твердых сплавов вместо инструментальных сталей обеспечивает снижение величины износа в 1,5-1,7 раза.

5. Разработана новая конструкция накатных плашек, у которых в специальном пазу в конце заборной и начале калибрующей частей устанавливается вставка из высокопрочного износостойкого материала. При достижении определенной степени износа рабочей части вставки имеется возможность регулирования ее положения в пазу с помощью винтов. Применение разработанного технического решения позволяет повысить срок службы плашек.

6. Разработана методика прогнозирования точности размеров накатанных наружных резьб. Методика позволяет рассчитывать отклонения диаметров готовых резьб, которые возникают в результате малых колебаний различных факторов процесса накатывания. При этом учитывается жесткость резьбонакатных станков. Выполнены соответствующие расчеты для ряда конкретных случаев процесса накатывания, на основании которых установлено, что, при равных долях отклонений факторов от их номинальных значений, наибольшее влияние на колебания размеров получаемой резьбы оказывают колебания диаметров заготовки (70-80% от суммарной погрешности), а наименьшее - колебания коэффициента трения (менее 1% от суммарной погрешности).

7. Проведено исследование процесса накатывания плоскими плашками резьбы на путевых шурупах. Установлено, что применение горячего способа накатывания обеспечивает для плашек 6-й класс износостойкости. В то же время холодное накатывание дает лишь 5-й класс. Выявлено, что применение твердосплавных вставок на плашках позволяет на единицу повысить разряд износостойкости. Кроме этого, рекомендовано применять для обработки рабочих поверхностей плашек шлифование, которое также обеспечивает повышение разряда износостойкости на единицу. Использование горячего накатывания плоскими плашками вместо накатывания с использованием трех-роликовых станков в условиях ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» позволит повысить качество изделий, снизить долю брака по диаметру и искривлению стержня готовой резьбы, а также затраты на производство нового инструмента, сокращения простоев и снижения стоимости изготовления инструмента.

8. Установлено, что при рекомендуемом минимально допустимом значении коэффициента жесткости станка для накатывания резьбы путевых шурупов ЦП-54, равном 500 кН/мм, и при 10%-х отклонениях диаметра заготовки, коэффициента трения, базисного сопротивления деформации сг0, температуры заготовки и скорости деформации от их номинальных значений диаметры получаемой резьбы укладываются в допустимое поле допуска (± 500 мкм).

1. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев. Л.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

2. Миропольсшй Ю.А., Луговой Э.П. Накатывание резьб и профилей. М.: Машиностроение, 1976. - 175 с.

3. Писаревский М.И:, Самсонов В И. Новое в технологии накатывания резьб, шлицев и зубьев. ЛДНТП, 1978. - 20 с.

4. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. ЛИИ им. М. И. Калинина, 1954

5. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб и шлицев. М.-Л.: Машгиз, 1963.- 180 с.

6. Писаревский М.И. Новый инструмент для накатывания резьб и шлицев. М -Л : Машиностроение, 1966. - 152 с.

7. Мирополъский Ю.А. Исследование прессов-автоматов для объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1968. - 155 с.

8. Мирополъский Ю.А., Луговой Э.П., Дмитриенко В.Д. Экспериментальные исследования резьбонакатного автомата модели А2522 с ролик-сегментом // Кузнечно-пггамповочное производство. 1974. - № 5. - С. 27-29.

9. Мирополъский Ю.А., Насонов А Н. Технология и оборудование для накатывания резьб и профилей // Кузнечно-прессовое машиностроение. Серия С.-III, М., НИИМАШ. - 1971. - 175 с:

10. Журавлев А.З., Луговой Э.П. Контроль и прогнозирование точности резьбы, накатанной на автоматах // Кузнечно-пггамповочное производство. 1990. -№8.-С. 23-25.

11. Журавлев А.З., Ефремова Е.А. Проблемы точности и качества резьбы, накатываемой на автоматах // Кузнечно-пггамповочное производство. 1998. - № 10.-С. 10-13.

12. Андреев A M., Журавлев А.З., Луговой Э.П. Графоаналитический метод определения радиальных усилий накатки резьбы // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - №11. - С.7-9.

13. Журавлев А.З., Луговой Э.П:, Илясов В.В. Определение усилий накатывания резьбы на автоматах с роликами и сегментами с учетом жесткости системы // Кузнечно-штамповочное производство. 1992. - №4. - G.7-9.

14. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985.- 184 с.

15. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы: Справочник.- М.: Машиностроение, 1989 192 с.

16. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973.-256 с.

17. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и сварные соединения. М.: Машиностроение, 1990. - 364 с.

18. Фрумин Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977. 183 с.

19. Apel Н. Gewindewalzen. Carl Hanser Verlag. Mflnchen, 1952.

20. Naser W., Meichsner H. Technologie des Gewindewalzens. Leipzig Fachbuch-verlag, 1959.

21. Montag G, Konig D. Kraft, Arbeit und Machinengrundzeit beim Gewindewalzen zwei RoUen im Einstechverfahren // Fertigungstechnik und Betrieb. 1965. - N 4. - S. 227-230.

22. Forres T. The Cold Rolling of Spline Shafts // Australian Machinery and Production Engineering. October, 1966.

23. Ямамото А., Акаси К, Есгшото И. Усилие накатывания и расчет межцентрового расстояния накатных роликов // Перевод ВИНИТИ № 52847/5. Статья из журнала «Никой кикай гаккай ромбунсю». 1960. - № 166. - С. 813 -826.

24. Jamamoto A. Investigations on thread rolling // Bulletin of the Tokyo Institute of Technology. 1959. - N 2. - Ser. B. - P. 27-34.

25. Jamamoto A:, Joshimoto /. Investigations on thread rolling // Bulletin of the Tokyo Institute of Technology. 1961. - N 40. - P. 141-145;

26. Dallas D. B. Getting the most of thread rolling attachments // The Tool and Manufacturing engineer. 1966. - Apr. - P. 170-173.

27. Губин А.П. Накатывание резьбы роликами. М.: Машгиз, 1947.

28. Загурский В.И. Исследование процесса накатывания наружных резьб с продольной подачей: Автореф. канд. дисс. М., Институт машиноведения АН СССР, 1959.

29. Загурский В.И. Прогрессивные способы обработки резьбы. М.: Машгиз, 1960.- 125 с.

30. Загурский В.И. Автоматизированное производство резьбовых крепежных изделий. М.: Машгиз, 1962. - 121 с.

31. Дейнеко В.Г. Новые способы непрерывного накатывания резьбы и других профилей. М.: Машгиз, 1961. - 159 с.

32. Рыжов Э.В., Андрейчиков О.С., Стешков А.Е. Раскатывание резьб. М: Машиностроение, 1974 - 122 с.

33. Ардеев Ж.А. Исследование процесса накатывания резьбы роликами // Вестник машиностроения. 1980. -№11. - С. 65-67.

34. Грубое А А., Комаров П.Н. Силы при накатывании резьб // Станки и инструмент. 1981. - №1. - С.19-21.

35. Усов В.П. Кинематика пластического течения металла при деформировании резьбового профиля. // Кузнечно-пггамповочное производство. 1977. - №9. -С.16.

36. Хостиков М.З. Исследование силовых зависимостей процесса накатывания резьб тангенциальными головками // Прогрессивный режущий инструмент. Высокопроизводительное резание. М. - 1978. - С. 48-70.

37. Симонов JI.Р. Стойкость резьбонакатных головок // Вестник машиностроения. 1986. -№10. - С. 62-63.

38. Таурит Г.Э., Пуховский Е.С., Добрянский С.С. Прогрессивные процессы резьбоформирования Киев: Техшка, 1975.- С. 240.

39. Мокринский В.И., Железков О.С. Новые прогрессивные виды и технологические процессы изготовления крепежных изделий // Сер. Метизное производство. Вып. 2. М : Ин-т Черметинформация, 1990. - С. 22

40. Мокринский В.И., Железков О.С. Повышение прочности, точности и стойкости крепежных изделий // Черная металлургия: Бюл. Ин-та Черметинформация. 1987. -№ Ц. - С. 19-32.

41. Паршин ВТ., Железков О.С., Савинкина О.В. Прогнозирование прочности холодновысаженных стержневых изделий из низкоуглеродистой стали // Изв. АН СССР. Металлы. -1990. № 4. - С. 158-161.

42. Железков О.С. Исследование энергосиловых параметров процессов холодной высадки и точности стержневых крепежных изделий: Автореф. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук.- Магнитогорск, 1979. 20 с.

43. Железков О.С. Развитие теории и ресурсосберегающих технологий изготовления крепежных изделий на высокопроизводительном автоматическом оборудовании: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Магнитогорск, 1998.-37 с.

44. Герасимова О.В. Закономерности упрочнения металла при накатывании резьбы на редуцированных стальных изделиях // Сталь. №7. - 2000. - С. 5152.

45. Арсенъев В.В. Состояние и основные направления развития метизного производства // Сталь. 2000, - №1. - С. 58-60.

46. Аршанский М.М., Кульков И.Б. Способы нестационарного резьбонакатыва-ния с радиальной подачей // Вестник машиностроения. 2003. - № 9. - С. 4853.

47. Gorke М. Verschleiparm Gewinde furchen // Ind. Anz. 1995. -117. - № 35.

48. Бушенин Д.В., Киричек А.В. Кульков И.Б. Сравнение твердости резьбовых профилей, полученных разными методами пластического деформирования // Вестник машиностроения. 1999. - №10.

49. Поперечно-кттовая прокатка / Г.В. Андреев, В.А. Клушин, Е.М. Макушок и др./ Под общ. ред. Е.М. Макушка. Минск: Наука и техника, 1974. - 160 с.

50. Механические свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании / Третьяков А.В., Трофимов Т.К., Гурьянова М.К. М.: Машиностроение, 1971.-64 с.

51. Смирнов-Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. М.: Машгиз, 1956. - 368 с.

52. Никифоров А.Д. Точность и технология изготовления метрических резьб. -М.: Высшая школа, 1963. 180 с

53. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник. JI.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 464 с.

54. ГОСТ 16093-81.Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором.

55. ГОСТ 9150-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль.

56. ГОСТ 8724-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги.

57. ГОСТ 24705-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры.

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

59. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: 1969. - 420 с.

60. Соколовский В В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969. - 608 с.

61. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением: Теория пластичности.- М.: Металлургия, 1980. 456 с.

62. Громов ЕЛ. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978.-360 с.

63. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: Справочник. -М.: Машиностроение, 1980. 157 с.

64. ТурчакЛ.И. Основы численных методов: Учебн. пособие. М.: Наука, 1987. -320 с.65; Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства сталей и сплавов при обработке давлением. М: Металлургия, 1973. - 224 с.

65. ЛагранжЖ.Л. Аналитическая механика. Т.1 M.-JL: ГТТИ, 1950. - 594 с.

66. Ritz W. Uber eine neue Methode zur Losung gewisser Variationsprobleme der mathematischen Physik, J. f. d. reine und angewandte Math. 135, H. 1 (1908)

67. Ritz W. Theorie der Transwersalschwingungen einer quadratischen Platte mit freien Randern, Gesammelte Werke. Paris, 1911.

68. Краснов М.Л., Макаренко Г.И., Киселев A.M. Вариационное исчисление. -М: Наука, 1973. 192 с.

69. Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. Изд. 2-е, переработ. и доп. М.: Наука, 1970. - 512 с.

70. Губкин С И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургиздат, 1960. - Т. I - Ш.

71. Смирнов-Аляев /".^. Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд., перераб. и доп. JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978.-368 с.

72. Ильюшин А.А. Механика сплошной среды. М.: Изд. МГУ, 1978. - 288 с.

73. УнксовЕ.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959.-251 с.

74. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. М: Машгиз, 1939. - 191 с.

75. Ун/ccoe Я.Я. Пластическая деформация при ковке и штамповке. М.: Машгиз, 1939 -191 с.

76. Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Ганаго О.А. Деформации и усилия при обработке металлов давлением. М.: Машгиз, 1959. - 304 с.

77. Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред. М.: Мир, 1974. -319с.

78. Хилл Р. Математическая теория пластичности.- М.: Гостехиздат, 1956.-462с.

79. Томленое АД. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

80. Колмогоров.B.J1. Механика обработки металлов давлением.- М.: Металлургия, 1986.-688 с.

81. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.1. М.: Наука, 1983. - 528 с.

82. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров.- М.: Машиностроение, 1979. -568 с.

83. Е. Orowan. The Calculation of Roll Pressure in Hot and Cold Flat Rolling -Proc. Inst. Mech. Engr. v. 150,4. - 1943.

84. McuiUHWi H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1979.400 с.

85. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. - 424 с.

86. Соколов Л.Д. Сопротивление металлов пластической деформации. М., Ме-таллургиздат, 1963. 284 с.

87. Томсен Э., Янг К., Кабояши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение, 1969. - 503 с.

88. Прандтлъ Л. О твердости пластических материалов и сопротивлении резанию // Теория пластичности. М.: Иностранная литература. - 1948. - С. 220.

89. Соколовский В.В. Построение полей напряжений и скоростей в задачах пластического течения // Инженерный журнал. Вып.З. 1961.

90. Underwood L.R. The Rolling of Metals. Sheet Met. Ind., 1945.

91. Рейнер M. Деформация и течение. Введение в реологию. (Пер. с англ.). -М., Изд-во иностр. лит., 1963. 381 с.

92. Марков А.А. О вариационных методах в теории пластичности // Известия АН СССР. Сер. Прикладная математика и механика, 1947, вып. 3, т. 11, с. 339-350.

93. Тарновский И.Я. Вариационные методы механики пластических сред в теории обработки металлов давлением // Инженерные методы расчета технологических процессов обработки металлов давлением. М. - 1963. - С. 45-72.

94. Колмогоров В.Л., Тарновский И.Я., Ериклинцев В.В. Новый метод расчета напряжений в обработке металлов давлением // Изв. вузов. Черная металлургия. 1964.-№ 9.-С. 74-92.

95. Расчет напряженного состояния при прокатке вариационными методами / И.Я. Тарновский, В.Л. Колмогоров, Э.Р. Римм и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1964. - № 12. - С. 78-80.

96. Тарновский И.Я., Паршин В.Г. Исследование холодной деформации тел с неоднородными механическими свойствами // Изв. вузов. Черная металлургия. 1968.-№ 5. - С. 81-86.

97. Ериклинцев В.В., Тарновский И.Я., Колмогоров В.Л. Определение напряжений при осадке высокой полосы с внешними зонами в условиях объемной деформации // Изв. вузов. Черная металлургия. 1967. - № 1. - С. 92-97.

98. Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Тарновский В.И. Вариационные методы в теории обработки металлов давлением // Прочность и пластичность. М. -1971.-С. 175-178.

99. Тимошекнко С.П., ГулъдерД. Теория упругости (Пер. с англ.). М.: Наука, 1975. - 576 с.

100. Мясищев АЛ, Ренне И.П., Смарагдов И.А. Аналитическое решение задачи образования выступов при вдавливании острых симметричных клиньев // Обработка металлов давлением: Сб. науч. тр. Вып.8. Свердловск: Изд. УПИ,- 1981. -С23-31.

101. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Наука, 1966. - 664 с.

102. Снеговский Ф.П. Малыгин Б.В. Теория и практика магнито-импульсного упрочнения инструмента и деталей машин // Резание и инструмент. Респ. межвед. науч.-техн. сборник. 1989. - №41. - с. 18-23.

103. Контроль качества инструментальных материалов / А.А. Кондратюк, В.П. Нестеренко, В.Д. Руднев и др. // Современные технологии и материаловедение: Сб. науч. тр./ Под ред. Ю.А. Баландина. Магнитогорск: МГТУ, 2003. -С. 118-119.

104. Повышение стойкости инструмента для формирования резьб крепежных изделий / О.С.Железков , А.А.Старушко, С.В.Кочуков и др. // Современные технологии и материаловедение: Сб. науч. тр./ Под ред. Ю.А. Баландина. -Магнитогорск: МГТУ, 2003. С. 102-106.

105. Железное ОС., Старушко А.А., Кочуков С.В. Перспективные способы повышения стойкости резьбообразующего инструмента // Труды пятого конгресса прокатчиков. М.: Черметинформация, 2004. - С. 443-444.

106. Norrie D.H., de Vries G. The Finite Element Method Fundamentals and Applications. - Academic Press, New York, 1973.

107. Крагельский KB. Muxuh Н.М. Узлы трения машин: Справочник М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

108. Жиркин Ю.В. Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин: Учебник. Магнитогорск: МГТУ, 2002. - 230 с.

109. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / А.В. Чичинадзе, Э.М. Берлинер, Э.Д. Браун и др.; Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2003. - 576 е.; ил.

110. Пат. на п.м. 39101 РФ, МПК7 В 21 Н 3/06. Инструмент для накатывания наружной резьбы / О С. Железков, С.В. Кочуков, С.О. Железков (РФ); заявл. 09.03.2004; опубл. 20.07.2004: Бюл. №20.

111. Ланской Е.Н. Характеристика точностных параметров кузнечно-прессового оборудования // Вестник машиностроения. 1965. - № 12. - С. 51-56.

112. Ланской Е.Н. Общий метод анализа жесткости прессов для объемной штамповки // Кузнечно-нггамповочное производство. 1969. - № 5. - С. 2932.

113. ГОСТ809-71. Шурупы путевые.

114. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. -Изд. 4-е, переработ, и доп. М.: Машиностроение, 1992: - 480 с.