автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Научное обоснование, обобщение и разработка прогрессивных технологий холодной объемной штамповки

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛПЩ И ОРДЕНА ТРУДОВОЮ КГ CHOTO ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ■g 0д имени Н.Э. БАУМАНА

3 На правах рукописи

ЕВСТИФЕЕВ ВЛАДИСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ, ОБОБДО'Е И РАЗРАБОТКА ПРОГРЕССИЕЙ ТЕХНОЛОГИЙ ХОЛОДНОЙ ОБЫМЮЙ ШШОВКИ

Специальность 05.03.05 -Щ -ссы и машины

обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ '

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Омском государственном технически! университете

Офадвалхиые оппоненты: 0всдужениы5 деятель ваухя в тегнжжн Россгг, дохтор техизпгскЁх иаух, профессор Попов Е. А.

(Заслуженный изобретатель Россяа, дохтор техяачесххх иауж, профессор ' СоаовдоаС. С. дохтор техютесквх веух, профессор Кешшн Ю. Г.

Вгдупюе предпряятве: > Омсхяа н»учио ЕсслздоватвиьсгЕа шаститут

технология в организация производства двггатегвй.

(Защита состоится .

ЛЛ^С^КЯ 1994 г.,

ваааседалкмслецтпюнровгшногосивето. Д 063.15.06 прв Мосховсхои ордена Ленвна, ордена Охтябрьсхся Ревошоцвж а ордена Трудового Красного (Знамена государственной техлячесюы уняверевтете км. Н.Э. Баумана по адресу: Москва, 107005, 2-ая Баумавсхая ул., д.Б.

Ваш отоыв в 1-ом охоеыпляре, оаверенний печатью, просим направлять по уха-заянацу адресу.

О джссертацвей можно оонахоматся в бяблвотеже МГТУ вм. Н.Э. Баумана. 1Ъовфон для справог • 7.67-С9-£2

Автореферат разослал _

,1994г.

Учены! сехретарь спецжалжожровавною совета 1.т.н.,доцент

Подписано в печать /<■¥> У- 1994 г.

/¿у'

В.И. Семенов

Объем 2 п.л. Зак,-^^^, Тир. 100 экз. Типография МГТУ им.Н.Э.Ба'

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акхусиыюспъ работы. Технологии холодной объемной штамповки [ХОШ) с полным основанием относятся к малоотходам. Опыт оте-1ественных и зарубезшп фарл показывает, что при изготовлении таделий ХОШ почти вдвое сокращаются расхода материала и электро-шергии, уменьшается, а иногда полностью исключается, доработка эезанием.

В то же время внедрение процессов холодного деформирования гробует относительно высоких расходов на опытно-конструкторские >аботы и изготовление деформирующего инструмента.

Перспективы распирения применения технологий ХОШ связано с >азрэбогкой новых способов формообразования фасонных изделий, высоко стойкого инструмента и смазок.

Повшение производительности труда и уровня принимаемых реше-шй при проектировании технологических процессов ХОШ может быть »бесгочено за счет накопления данных о приемах формоизменения за-'отовок, унификации расчетных схем, унификации штамповпх блоков и шструмента, внедрения классификаций штампуемых изделий и способе обработки, расширения применении вычислительной техники.

Работа в этом направлении выполнялись в соответствии с постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 12.12.80 Г. * 472/240 о созда-ии малоотходных технологий (проблема 0.16.02, этап 0I.0I.HI 'Провести НИР по прогрессивным малоотходным технологическим провесам выдавливания и повшению стойкости штампового инструмен-а") и приказом Минвуза СССР * 1342 от 08.12.80 г. о плане вах-ейших работ по проблеме "ХолоОноя объемная татавю

Цель работы, разработка научно-обоснованного метода проекти-ования рациональных технологических процессов молод-

ой объемной штамповки, обеспечивающего уменьшение цикла подго-овки проивводства и затрат на изготовление поковок.

МеяюОы исследование.. Экспериментальные исследования яапрэвле-ы на оценку адекватности предложенных расчетных схем процесса ОШ, выяснения характера течения металла и формирования пласти-еских зон. Такие исследования проводились с использованием ме-одов координатных сеток, слоистых моделей, измерения твердости, акроанализа структуры, тензометрирования.

Теоретические исследования выполнены с применением энергетического вариационного метода и метода совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и услогжй пластичности.

Досиюберюсаь реоулътахлоб исследований. Доказана сокращением сроков разработки технологических процессов ХОШ, в том числе и за счет использования ЭЦВМ, и успешным внедрением в производство процессов итамповкЕ изделий нескольких типов. Обесточена сочетанием соь^еменшы методов реления задач обработки металлов давле-и многочисленных разнообразных экспериментов для оценки адекватности ыоделей.

Научная новизна. Состоит в создании нового метода проектирования рациональных технологических процессов с использованием таблиц возыошшх ва]-лаптоп - алгоритмов технологических схем, -составленных, из элементов классификаций способов обработки и изделий, а такге применением новых методик анализа процессов, обеспечивающих сокращение трудоемкости проектирования, уыеньшэнко себестоимости поковок.

Сформулированы и обоснованы принципы унификации расчетшс схем процессов, на базе которых разработаны обобщенные математические модели для анализа влияния различных факторов на параметр» процесса формоизменения заготовок.

Разработана методика расчета процессов комбинированного выдавливания при одно- и двустороннем двияенш дефорыирувдих инст рументов, основанная ва моделях, составленных из расчетных схв1 простых процессов.

Теоретически исследована устойчивость деформирования при штамповке изделий с коническими поверхностями; обеспечено однооб раоие расчета схем и уравнений для определения предельного ко эффшщвата нвдазливания.

Установлен характер течения металла при штамоовке изделий < многогранной наружной поверхностью и обоснован выбор формы заго тонки для обеспечения необходимого качества.

Получена расчетные формулы для определения дефорыарущих си выдавливания изделий типа стаканов с числом граней наружной по верхвости больше четких, что достигнуто введением коэффициент: сопротивления проталкивании металла в зазор между матрицей и пу ансоном, учитывавшего влияние периметра матрица, коэф^ищюят трения, высота пояска пуансона и других размеров инструмента.

Новые технические репешш способов штамповки и устройств для их осуществления защщены 14 аварскими сивдетельстваш!.

Прнгтхчестл цтоюскь. Разработанный метод проектирования рациональных технологий ХОШ на основа таблиц возможных вариантов тогполоппесгаи процессов групп изделий, составленных с использованием класскфглкацпй итакпуешн изделий и способов обработки, обеспечивает сокращенно цикла технологической подготовки производства (ТПП) слогных по форме изделий различных типов; применение ушфщированных расчетных схем и соответствующих математических моделей упрощает сравнение технологий л программное обеспечение ТШ. Использование результатов исследовашй и рекомендаций позволяет выбирать и обосновывать рациональные технологические процесса, расчитывать формоизменение заготовок и силовой pesra, а в некоторых случала устойчивость дефоргжрования, что позволяет па стадии проектирования исключить ошибочные решения и у!!еньшггь затрата на доводку инструмента.

Разработаны и внедрены в производство технологии штамповки изделий типа стаканов с многогранной наружной поверхностью, втулок с фланцами, конических стаканов, толстостенных оболочек с кони-ческиш переходами, ступенчатых втулок и др. При значительном сшпении трудоемкости изготовления увеличился на 20-70 % коэффициент использования ыатериала.

Результаты исследований использозанн в учебных пособиях и при чтении лекционных курсов "Геория обработки металлов давлением", "Специальные виды, обработки металлов давлением"

Реальный экономический эффект от внедрения технологий объемной шташовки на предприятиях различных отраслей промышленности составил более 700 тыс. рублей (в ценах до 01.01.92 г.).

Апробация рабски, основные результата работы представлены на Всесоюзных научно-технических конференциях по обработке металлов давлением^ Запорожье (1975 г..).Омске (1978 г.), Москве (1904 г.) Ростове-на Дону (190о г.), Барнауле ( 1906 г.), Свердловске (1908 г.), на республиканских, зональных и отраслевых научно-технических конференция в Риге (1969 г.), Новосибирске (1903 г.), Барнауле (1900 г.), Белебее (1907 г.),'на семинарах МЩЕГП (1967, 1973, 1977, 1980, 1990 гг.), ЛДЕГГП (1987 г.), а такяе на областных совещаниях и ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Омского политехнического института. .

. 3

Яублишцш. Научные и практические результаты исследований изложена в 101 печатной работе, в том числе в 5 учебных пособиях, 3 брошюрах, 78 статьях и 14 авторских свидетельствах на изобретения.

Сйрукяура и объел диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, приложений и основных выводов; содержитстраниц машинописного текста, 13? рисунки, 33 таблиц, 65 страниц приложений... Список использованной литературы включает 396 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ,

Во введении показана актуальность работы, сформулирована цель исследований, приведены основные результаты.

I. Состояние вопросгГ разработки технологий холодной объемной штамповки. Задачи исследований.

Рассмотрены общий порядок разработки технологических процессов и форты представления информации о переходах штамповки три сравнении нескольких возможных и выборе рациональных вариантов технологий. Повышение производительности труда при технологической подготовке производства, особенно в условиях серийного производства, мохет быть достигнуто за счет должной организации информационного обеспечения и использования вычислительной техники. В качестве информационно-справочного материала используются классификаторы изделий и технологических операций, приоритетные листы, рекомендации по составлению одно- и многоперетодных технологических процессов.

Существенный вклад в разработку классификаций внесли ученые стран СНГ И.С.Алиев, А.Э.Артес, А.С.Базык, В.А.Головин, В.А.Евст-ратов, Е.И.Исаченков, Н.В.Исаченкова, Ю.А.Миропольский, Г.А.Навроцкий, Д .Г.Овчинников, В.В.Рис, Л.Д.Оленин и зарубежные ученые Н.?е1(1111аш1,В.Ю»аз1втак1, .1.1^егп1с, I.Окатов, В.ОрИг, К.Вр1ев и многие другие. Отмечено, что большинство классификаций имеет принципиальный характер, построены по различным критериям и не подготовлены к использованию в системе технологической подготовки производства. •

Опыт разработки технологических процессов и освоения их промышленностью показывает, что наиболее трудоемким оказывается прогнозирование формоизменения, силового режима и предельно допустимых деформаций, проектирование высокостойкого инструмента. Значительные успехи по этим направлениям достигнуты благодаря 4

¡следованиям выполненным Л.Б.Аксеновым, Ю.а.алпшшм, М.Г.Амиро-ы, А.Д.Богатовш, И.К.Бутатнм-Рзтаревкм, Г.В.Еунатянон, И.А.Выжал, О.А.Ганаго, С.И. Губкиным, В. А.Головины,!, Г.А.Дэлем, .М.д.!итри0вка, В. А. Евстратовш, Л.И.Жх®овш, А.З.Журавлевш, .Л.Коямогоровкм, Д.П. кузнецовш, Е.П.Ланским, А.Н.Митькшшн, JL Мишулиным, й.П.Михалвнко, Г.А.Навроцким, А.Г.Овчинниковкм, -Д. Олбншшм, В.Н.Пэретятысо, Е.А. Поповым, И.П.Рейне, Е.И.Сэ-3HOESB.1, С.С.Соловцовш, В.С.Солодянниковкм, Л.Г.Степанским, •Я.Тарновским и другими, а такзе к.Ъапд©, u.Kunoqi, Tt.Geiqer, .Kudo, Я.Johnson, D.Sohmoeoksl, U.Watkina, В. lotos en, J.Ever-art.

разнообразная методики расчета с достаточной для практики точ-остыо позволяют определять влияние разливши факторов на формоиз-енепие и потребпао дефориирукщие силы в простых и конбинировая-ш процессах, объяснить момент появления дефектов. Однако в ряде лучаев без ущерба для точности рэиений можно использовать унифицированные математические модели. Это дает возможность упросить програглмное обеспечение, сократить трудоемкость разработки •ехнологических процессов. Расширение технологических возмознос-•efl КОШ может бить обеспечено разрс!боткой технология штамповки ыюзяофзсонннх изделий, таких как: полые с многогранной наружной

поверхностью, с конически,га поверхностями и т.д.

На основании анализа существуищга технологий и методик расчета итераций КОШ намечены следующие задачи исследований:

- разработать конструктивно-технологическую классификацию изде-шй полых и стергневнх, составлзннув так, чтобы объединить в 'pynmi схожие по форме изделия, а также с учетом использования ограниченного набора способов формообразования для организации тростах алгоритмов построения всех возможных вариантов технсугоги-гесгаос процессов изготовления группа однотипных изделий;

- разработать конструктивно технологическую классификацию способов точной объемной шгампозки, объединенных в группы по преимущественному направлению течения металла;

- разработать методику проектирования и расчета процессов выдавливания многогранных полах изделий;

- сформулировать и обосновать принципы унификации расчеглис схем группы процессов; изучить особенности штамповки изделий из высоких заготовок; . ■

■ - S

- разработать универсальную математическую модель процессов изготовления изделий с коническими поверхностями;

- разработать и внедрить в производство прогрессивные процессы и оснастку.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТОЧНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ С ИСПОЛЬЗОВАЙЕМ КЛАССИФИКАТОРОВ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ' ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

классификации изделий представлены изделия наиболее распространении типов, которые возможно изготавливать на универсальных и специализированных прессах, а также холодновысадочшх автоматах в оснастке с разъемными и неразъемными матрицами.

По конструктивному технологическому признакам типовые изделия распределены в 28 груш. Каждой груше присвоен шф из 2 цифр, стоящий в верхней строке таблиц.

В группах 1-14 сосредоточены изделия осесимметричние полые: стаканы гладкие, со ступенчатой полостью, с отростком в полости, с утолщением у закрытого или открытого торца, втулки с наружными и внутренними фланцами с утолщениями не наружной поверхности, вклшая конические и др. Конструктивный признак изделий отражен в названиях груш. Технологический признак определяется набором операций, которые используются при изготовлении полых изделий: выдавливание обратное, выдавливание дифференцированное, вытяжка с утонением стенок, дорнование, раздача, обжим, высадка и другие.

В группах с 15 по 28 собраны изделия: стержневые с головками простой и сложной формы, со ступенчатым стержнем, с утолщениями в средней части стержня или на обоих концах, с коническими элементами, с эксцентричными и тшоскосимметричными головками; крышки, фланцы, пластины, П-образные, с изогнутой осью, прямоугольные плоскосимметричные и другие. Технологический признак определяется совокупностью операций, используемых при изготовлении подобных изделий: высадке, осадка, редуцирование, ввдавливание прямое, поперечное, поперечно-прямое и т.д.

Классификация состоит из 10 блоков: шесть для полых, четыре для стержневых изделий. Каждый блок несет семь групп по три подгруппы изделий в каждом. Порядковые номера изделий в каж-

цой группа переходят от блока к блоку. Преимущество такой компа-аовки состоит в том, что по мерг накопления научно-производственного опыта по штамповке изделий других типов могут форптро-ваться и пристыковываться новые блоки.

В отличие от известных классификаций, предлагаемая конструктивно-технологическая классификация имеет целью такое группирование типовых изделий, при котором обеспечивается их получение с использованием ограниченного по количеству, но не по технологическим возможностям, набора операций независимо от размеров изделия в целом или его элементов, условий производства и т.д. В классификаторе нет указаний относительно соотношений размеров изделий, штаипуемости материала, предельных размеров.

Ограниченный набор операций позволяет рарабатывать простыв алгоритмы расчета технологических процессов с использованием ЭЦВМ в случае создания САПР ТП ХОШ.

При использовании информации об изделии в других документах ему присваивается код, состоящий из шифра группы и порядкового номера изделия в груше.

Рациональная схема технологического процесса может быть отработана только в результате всестороннего анализа нескольких вариантов, каждый из которых включает п-е количество операций формоизменения, а также операции термической обработки, подготовки поверхности и другие. Для некоторых типов изделий число возможных вариантов технологических процессов может доходить до нескольких десятков.

Для облегчения поисков подходящих для формообразования изделий операций (одной или нескольких) и составления из них технологического процесса предлагается использовать классификацию способов объемной штамповки, один из блоков которой показан в табл. ],. Все операции, в зависимости от характера течения металла и за назначения, распределены в 12 груш, обозначенных латинскими буквами. Группы А,в,с,Г),в,? объединяют разновидности операций осадки открытой и закрытой, высадки утолщений на полых и стержновых заю -товках, выдавливания прямого, редуцирования; в группы а,н,к,ь,ид входят операции выдавливания обратного, комбинированного,вытяжки с утонением стенок..Каждому способу штамповки присвоен поряд-■ ; ' 7

ковнй номер в груше (в левом столбце таблицы). В технологической документации способ обозначается шифром А 01,Н 14 и т.д.

Для оценки слозности инструментальной наладки штампов в классификатор способов взэдеш показателя условной сложности (строка под индексами груш, тал I). Показатели состоят из двух чисел (0-0,1-7, 12-3 и т.д.) а характеризуют сложность верхнего и шп-

Та$лица 1

него инструментов, т.е. учитывают количество деталей, наличие дополнительных устройств (выталкиватель, съемник, буфер, привод дополнительный матрицы или контрпуансона). Способы деформирования с примерно одинаковой сложностью конструкции верхнего- и нижнего инструментов - независимо от того, в какой груше находятся способы - объединены в блоки, которые выделены жирными линиями. В настоящее время в классификатор включены 312 основных способов штамповки.

При составлении технологического процесса из операций, помещенных в классификаторе, каждому способу присваивается код, состоящий из показателя сложности, индекса груши и порядкового номера операции в груше: 0-0 А 01, 4-3 В II.

Кроме характеристик операций сделана ориентировочная оценка показателей штампуемости в относительных единицах, как это пред-8

лозено В.А. Головиным. Расставив наиболее характерные для метода ХОШ способы деформирования в пор щке уменьшения условного показателя сопротивления деформированию вдоль одной из координатных осей,а по другой отловив соответствупцие этим способам показатели пластичности, получим обобщенную диаграмму штампуемости, которая позволяет технологу ориентироваться при выборе подходящих способов деформтрсвания при изготовлении конкретного изделия.

Разработка технологического процесса значительно облегчается, если использовать специальные таблицы - таблицы возможных вариантов процессов штамповки изделий одной группы. В папке таблиц приведены схемы инструмента, коды технологических операций, индексы сложности. Схемы операций располохевы в такой последовательности, чтобы при составлении процесса для любого изделия данной группы "набор" операций осуществлялся слева направо. В клетках, образовании на пересечении столбцов и строк, указаны номера вариантов; если при движении по строке направо номер варианта встречается лишь один раз, то технологический процесс является однопереходным; если номер варианта встречается два и более раз, то технологический процесс многопереходный. ■

При разработке технологических процессов изготовления изделий, которые часто встречаются на данном производстве, составляются таблицы вариантов технологий итагтовки изделий определенного типа. Это развернутые строки таблиц возможных вариантов технологий группы деталей.

Классификация способов холодной объемной штамповки позволяет наглядно представить конструкции инструментов для осуществления операций, выбирать и сравнивать мезду собой возможные схемы переформовки заготовок в изделия определенного типа, составлять типовые технологические процессы с унификацией инструмента. Последнее важно, например, с точки зрения организации группового метода обработки. Кроме тот, классификация способов штамповки в сочетании с классификатором изделий и другими материалами (методичоскш /казания по организации производства, методики расчета формоизменения и силового режима, диаграммы пластичности и т.д.) является базой для создания системы автоматизированного проектирования и управления производством. Технологические схемы обработки, ¡¡оставленные из операций ХОШ (ячеек классификации способов штам-товки), есть алгоритмы технологических процессов.

\ ' ■ 9

3. РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННЫХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ПРОЦЕССОВ . ТОЧНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ

При определении деформирупцих сил, текущего и конечного формоизменения заготовок для некоторой группы способов мокно, без ущерба для точности решений, использовать обобщенные (унифицированные) расчетные схемы.

Цель унификации - свести до минимума общее количество расчет-т?ых схем для анализа всего множества способов формообразования , используемых для изготовления изделий основных типов. Единообразие схем дает возможность упростить составление программного обеспечения, повысить его универсальность.

Набор признаков, по'которым проводится унификация расчетных схем, определяется на этапе выбора исходных данных для разработки математических моделей. Для процессов ХСШ такие признаки связаны с особенностями конструкции инструмента, с кинематикой течения металла. Последняя является одним из важнейших признаков, определяющих структуру расчетных схем.

Целесообразно подразделить процессы, с учетом направлений перераспределения металла, на следупдие группы: с течением металла в верхний и нижний зазоры между цилиндрическими, коническими или ступенчатыми пуансонами и матрицами; с течением металла в кольцевые зазоры и отверстия вверху и внизу; с течением металла в кольцевой зазор или отверстие вверху и в суживающуюся (или равномерную) щель (поперечную или наклонную) внизу; с течением металла только вниз или рверх из закрытой полости в зазор меаду матрицей и цуансоном (коническим, цилиндрическим, ступенчатым, полым и т.д.).

С учетом метода анализа и упрощающих допущений строится геометрическая макромодель. Она может составляться из элементов различной формы, взаимодействие которых друг с другом или с поверхностями инструмента задается в виде определенных условий (граничных условий в напряжениях, перемещениях, скоростях и т.д.). Состав, количество и относительное положение элементов выбирается в соответствии с формой и размерами очага пластической деформации, их изменения в процессе деформации заготовки.

Принципы унификации реализуются следующим образом: - формирование обобщенной расчетной схемы процесса с несколькими степенями ю •

свободы течения металла го максимального количества элементов (Рис. 1а) с тем расчетом, чтобы при изменении расстояния между пуансоном и матрицей или соотношений их поперечных размеров опа трансформировалась в более простые схемы (Рис. 16,в);

- формирование расчетных схем из "п-ого" количества однотипных блоков (2), состоящих из "ш" деформируемых и жестких элиентов, присоединяемых к базовому блоку (I),(Рис.2а);

- формирование расчетной схемы из . "п-го" количества элементов, которая трансформируется в более простые схемы при изменении условий на каких-либо поверхностях элементов (Рис.26,в,г);

- формирование расчетных схем го "готовых" блоков, составленных для процессов прямого, обратного и т.д. выдавливания, когда верхний и нижний очаги пластической деформации разделены жеслсой зоной (Рис. За,б,в). Практический интерес представляют процессы комбинированного выдавливания фасонных изделий из "высоких" заготовок (отношение высоты к диаметру больше 1,5). Особенности течения металла в таких процессах выяснены при экспериментальной штамповке разнообразных

изделий из заготовок Ф ЗОхСО мм с использованием комплекта ине рументов, состоящего из цилиндрических сплошных и трубчатых пуансонов и контрпуансонов, контейнера и матрицы для прямого выдавливания. При различных сочетаниях верхнего и нижнего инструментов выдавливались изделия 10 типов. Установлено, что пуансон не только внедряется в заготовку, но и перемещает ее относительно нопод вижных контрпуансона и контейнера. Только в этих условиях мольг формироваться нижний очаг пластической деформации; форма и размеры его зависят только от вида процесса и соотношения поперечных размеров матрицы и контрпуансона. Параметры верхнего очага зэеисят от .сопротивления проталкиванию остальной части заготовки. Между верхним и нижним очагами находится жесткая зона,

которая проталкивается через контейнер при сопротивлении сил трения со стороны его стенок.

Кз сказанного следует, что перемещение пуансона относительно контейнера на величину ДЯ сопровождается внедрением его в заготовку на величину ДМ и одновременно смещением в том же направлении заготовки на ЛЬ2, то есть

АН = А1И+ АЬ2 = ДЬ1 (1+Ат); (I)

в этом случае То = ^ +

Т2 =

ТЛ^).

Так как пластические зоны разобщены, то расчетные схемы комбинированных процессов можно составлять из двух схем: базовой и дополнительной. Базовыми схемами являются схемы для анализа прямого, обратного, поперечного, прямого с раздачей и других способов выдавливания изделий из сплошных или полых заготовок. Схемами дополнительными являются, за некоторым исключением, практически те же схемы. Возможные сочетания базовых и дополнительных схем в комбинированных процессах выдавливания изделий из сплошных заготовок указаны знаками "+" в табл. 2. Условные обозначения схем такие: ВЮ1 - прямое выдавливание стержня; БР02 - обратное выдавливание стержня с головкой; 5Р04 - прямое выдавливание стаканов: БР14 - прямое выдавливание с раздачей и т.д. Дополнительные схемы обозначаются двумя цифрами - 02; 07; 14 и т.д. и добавляются к обозначению базовой схемы: 5Р0102... . . .

Расчетные схемы трех процессов представлены на рис. 3. Для процессов 8Р0301 (Рис. 36) и 3?0403 (Рис. За) составляющие работ сопротивления внутренних сил А1 ,А2Д1 Д3.А4 , сопротивления сил трения и сдвига по горизонтальным поверхностям (А]_п_7,

а1'-7-кп' ^7-2-м' Ч-З-Т'^б'-З*-?' Ч-А-&* 8 также ш веРта-кальным поверхностям нижнего очага деформации (А„ АМ_Б'_ кп, 12 ~

Рис. 2.

С Л £МЫ & А 3 О 3 ¿>/ е

схеяь/ дополнит. ¿P Of SP 01 SP OS SP c* SP as (P 07 ÍP os f, SP fO SP if Г2 SP /3 SP w SP\SP rsys ffi /7 % fP fS sp £0

т 1 u П и И JÜ и Ш m A ± i1 h n'u ГЦ l\\ (H

01 Т 4 f 4 + 4 + +

02 _L 4 + 4 + + 4 4 + 4 4 + 4

03 U + 4 4 + + 4- +■ 4 + + 4

04 п + 4 4 4 4

05 и '/Л 4 + 4- 4 +■ + + 4 4 4

06 п 4 4 4

07 jd y 4 ■+ + + 4 4 + ■ь + +

08 ~Ч £ + + 4

09 Ш + + "t 4 + 4 4 + +

fü гп 4 4

¿ti т 4- 4 4 4 4 4

а6_м,а2_4) определяется обкчзш Сразои. При вычислении работ а5_и и А5_п учтено то обстоятельство, что элемент 5 за казднй шаг перемещения пуансона на ан "внрастает" на га^-t- ti^ (r|/(r2-r^)1, одновременно опускаясь вместе с элементом / нз Ahg. Тогда перемещение элемента 5 относительно матрицы составит

а перемещение элемента 5 вдоль цилиндрической поверхности с /''/г равно:Ц,р.ц : ¡¿¡Ц'йксР]. Относительно хе пояска пуансона^ он перемещается на величину

При сохранении сплошности металла на границах элементов 3 и 5, 3 и 7 имеем соответственно:

^^¿.о'^ущ^о "М* - лк, ■Р/, (3)

хз

и; =, Ж .

ТсгЗс и1„*\ -лкгР Так как для элемента I перемещения в особом направлении

„ и!1г;к^,гс (4)

При определении работы сопротивления сдвигу элемента I относительно элемента 3 при р=£( , учитываем, что

Посла дифференцирования уравнений работ по Х,¥,Ау получим системы уравнений, составляющие математические модели процессов БР0301 и ВР040Э:

х-¡СмМ, Г'Ш),-о. (6)

Ям/ЛУ, 'А)

Модели (6) и (7) поволяот анализировать зависимость КСрЫ^от соотнесения поперечных размеров инструмента, от относительной высота заготовок, расстояния не еду контрпуансоном и пуансоном, от коэффициента трения, а также исследовать изменение удельной ■деформирущей силы при различных степенях деформации в базовых и .дополнительных расчетных схемах. Выяснено, что параметры нижних очагов деформации зависят только от поперечных размеров инструмента и коэффициента трения. Это дает возможность использовать готовые решения относительно ы^при любых сочетаниях базовых и дополнительных схем.

1ах как в анализируемых процессах происходит истечение металла в зазор между пуансоном и матрицей, то 1А, зависит еще и от Ау. Это видно из того, что и являются функциями ау.

Поскольку АуВ составляющие работ входит в первой степени, то из Ев11/вАт=о можно определить лишь соотношение между МЦи Ш^. Величина Ауопределяется из уравнения баланса работ, с учетом того, что сумма работ, затрачиваемых на формоизменение верхней части за-

готовки, рзвпа су^сз рчбот, з'ярачйк-шнк пи фсроякодопг* здгноЯ часта ззготовкя, включая р.чсоту ^опротгаления козтэктзш кяса-толышг капрляошй протялхкват'.о яесткий часта заготовки чорся контейнер. Для процессов БРСМОЗ и Г>?огС1 (Рис. Зв) относите/,ьпда шсоти верхнего и ипхного очагов равны соответственно

/«У. Р.

у

(в)

(9)

Числители подкоренных выражении формул зависят от

относительных радиусов контрпуансона п пуансона ( а, р>, и при а = р равны между собой. Это объясняется тем, что они есть производные по X и У работ сдвига и трения по горизонтальным поверхностям элементов. При ¿V = о относительный радиус контрпуансона р равен 1,0, и у = О, а X зависит только от а и ц.

Для процесса Брогоч, характерным отличием которого являемся от-сутсшие течения металла в зазоры меаду пуансоном и матрицей, относительные размеры очагов деформации зависят исключительно от относительных радиусов пуансона и очка матрицы и коэффициента трепг 1. Числители формул (9) равны мезду собой при р = б,тогда как зЕамэ*..а-тели отличаются только знаками перед слагаемыми |1 Л 3, так как последние отражают различие в величинах работ сопротивления сил трения и работ сопротивления сдвигу между блокэми

г-4. 4

Описанная методика использована для анализа формоизменения и силового режима более сложного по кинематике течения процесса комбинированного выдавливания полого изделия с внутренним фланцем.

При внедрении пуансона в кольцевую заготовку, у которой диаметр отверстия меньше диаметра пуансона, формируются два очага деформации, а металл течет в трех направлениях. Процесс характеризуется значительной неоднородностью деформации, особенно по высоте фланца. Изделия • без поперечной складки на внутренней поверхности фланца получается только при определенных отношениях высоты заготовки к толпцше ее стенки. В расчетную схему введены две вертикальные границы раздела течения металла, определяющие перемещение металла в верхней и нижней частях фланца.

Установлено, что в зазор между контрпуансоном и матрицей металл поступает непрерывно с возрастаодей интенсивностью; верхний торец изделия в начальный период деформирования "проваливается" вниз. Затем, при увеличении подпора со стороны фланца начинается интенсивное течение металла и в зазор между пуансоном и матрицей. Границы раздела течения смещаются к оси заготовки.

Сравнение расчетных и опытных зависимостей показало их удовлетворительную качественную и количественную сходимость, что подтверждает пригодность методики для целей практики.

Таблицы, подобные табл.2, составлены также для процессов выдавливания изделий с гладкой наружной поверхностью и сквозным отверстием, ..зделий со ступенчатой наружной поверхностью, получаемых из

16

сплошных и полых заготовок, для процессов, осуществляемых при встречной движении верхних и тсших пуансонов. В последнем, когда рассматривается комбинация основных и дополнительных расчо-пшх схем одного типа при одинаковых размерах и скоростях движения инструментов, для определения силового режима выдавливания и параметров очагов деформации можно использовать готовые решотая, полученные для простых процессов.

Когда рассматривается комбинация разнотипных схем или однотипных схем при разных размерах инструментов и скоростях движения пуансонов и контрпуансонов, то при определении формоизменения и силового режима следует учитывать смещение заготовки относительно матрицы в сторону пуансона или контрпуансона.

4. УСТОЙЧИВОСТЬ ДЕЖОШИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССАХ ПОПЕРЕЧНОГО, ПОПЕРЕЧНО-ПЕШОГО И ПРЯНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ С КОНИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

Приведены поковки осесгаивтричные, которые целесообразно изготавливать с использованием операций поперечного, поперечно-прямого и прямого выдавливания металла в расходящиеся кольцевые щели постоянного и переменного сечения. При этом существенно снижаются потребные деформирущие силы; есть и другие преимущества по сравнению с процессами обратного выдавливания и высадки.

Технологические возможности операций определяются ресурсом пластичности материала, величина которого зависит от• ^напряженно-деформированного состояния на кройке изделия, где действуют растягивающие окружные напряжения.

Роль рзстягававдих напряжений можно уменьшить за счет наложения подпора со стороны кромки или вдавливания металла в суживандийся зазор мезду пуансоном и матрицей. Предельный коэффициент надавливания (отношение наибольшего диаметрального размера выдавленной части изделия к наименьшему) определяется исходя из условия полного исчерпания ресурса пластичности^ по В.Л. Колмогорову.

В этом случае анализируется распределение показателя напряженного состояниям/У и степени деформации сдвигаЛ вдоль траекторий движения частиц металла. Последовательность расчета: определение траекторий движения частиц, а также поля скоростей, удовлетворяю^ щих гипотезе плоских сечений; определение компонент тензора ско-

17

рос той деформацхЛ к интенсивности скоростей деформации сдалга Н; определение обобщенны; показателей шзпряхенно-дефор1:ировшшого состояния вдоль траектория декжеяия частиц металла; шявлеяко поверхностей (траекторий), на которыз наиболее вероятно разрусоппе махерила; аппроксимация диаграмм пластичности аа&таппвета! (¡дикциями, вид которых зависит от показателя и тробуеиой точности расчета; • определение степени использования запаса пластичноста вдоль наиболее опасной, с точки зрения разрушения, траектории движения металла от начала до конца области пластической деформации с учетом характера развития деформация; расчот продельного коэффициента выдавливания К»,

Рис. 4

Анализ результатов исследования силового режима и деформируемости при выдавливании изделий с коническими поверхностями (А.А. Александров, А.Э. Артес, A.M. Дмитриев, В.В. Евстифэев, А.Г. Овчинников, Г.П. Подколзин и другие авторы) и их обобщение привели к выводу, что методику можно использовать для расчета предельного коэффициента в процессах, сходных по общему характеру точения металла (рис. 4), в том числе и таких, в которых частицы металла по мере смещения вниз приближается к оси инструмента (рис. 4,в).

Траектории движения частиц задаются уравнениями: для схем 0) и (b) J>=J>c ±2-t§? у Для схемы (а) 1-2 +(j>*Ro) Ctg У , а показатель напряженного состояния на кромке поковки находится из уравнений состояния при граничных условиях О (рис. 4,б,в) и 6j>*0 (рис. 4,а): 6/т = -¿U(p)/HC<}-

Математически модели всех процессов, включая поперечное выдавливание по схеме (а) при £ = 90°, пргаюо видавлгоагота по сжат (0) при= 0 или по схеме (в) при р = 0, приведены к обцому еп-** Гл

A/i ■ Mj(x)-d/<

где Кд - продольный коэффициент выдавливания;

Л,В - коэффициента аппроксимации диаграгм пластичности; fi,n,p,ff - функции относительные размеров поковки и углов наклона образующих конических поверхностей матриц и контрпуэясояов.

Гак как выражения для К^ в явном виде получить невозможно, их значения находил численными методами в определенных интервалах

tgcC/fypbimCipfl-Cfyet ) и шагах ж жмене-кия. Разработана универсальная программа расчета предельного коэффициента выдавливания.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЫДАВЛИВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С МНОГОГРАННОЙ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТЬ»

Приводится методика и результата исследования характера течения металла при выдавливании изделий с многогранной наружной поверхностью из заготовок-тел вращения при различных соотношениях размеров инструмента, по определению влияния формы заготовки на оформление многогранной поверхности и обоснованию возмозяоста выдавливания изделий с четко оформленными по всей высоте ребрам, анализируется силовой режим выдавливания.

При исследовании использовались цилиндрические и цилиндро-конические заготовки. Варьировались такие их размеры: отношение диаметра цилиндрической частив к диаметру торца усеченного конуса d и угол наклона образувдей усеченного конуса к горизонтали г£

Распределение деформаций и течение металла изучались по искажению координатных сеток, нанесенных на поперечные и меридианаль-ныа сечения исходных заготовок, по трансформации продольных плоскостей разъема составных образцов в различные моменты надавливания; по изменению твердости, макро- и микроструктуры.

Установлено, что при надавливании изделий из цилиндрически заготовок полного заполнения углов многогранных матриц по высоте не происходит; изделие имеет незаполненно со стороны внедрения пуансона, величина которого зависит от отношения размера под ключ 5 матрицы к диаметру пуансона d/i , и увеличивается с увеличением ¿^.Процесс формоизменения цилиндроконических заготовок значительно слохнее. IIa первой стадии наибольшие деформации имеют место в зоне конусе. Происходит как бы внедрение металла конуса в цилиндрическую часть. Последняя раздается при незначительных осадке по высоте и бочкообразности. Следующая стадия начинается с заталкивания металла, находящегося под переходным сечением в клиновыо цели, образованные гранями матрицы. Металл испытывает всестороннее сжатее. В зоне же" конуса периферийные слои подвергены действию растягиващих напряжений. Различие в механических схемах деформации предопределяет характер формоизменения. Наибольшие деформации происходят в зоне конуса при максимальном заполнении углов в месте перехода во все время действия пуансона в области конуса. Высота многогранной части изменяется незначительно.

Третья стадия - комбинированное надавливание стакана с увеличивающимся от переходного сечения заполнением углов. На этой стадии ребра изделия либо оформляются полностью, либо приобретают ввд. показанный на рис. 5,6.

Заключительная стадия - обратное надавливание. Очаг пластической деформации формируется в узе упрочненном металле, поскольку при заполняющей прошивке весь объем заготовки подвергается деформации.

Эксперимента показали, что уголек не долгой превышать 45°, так как при больших углах паблздаетсл прокмуцоствоняая деформация конуса, появляются признаки неустойчивости конуса, увеличивается объем металла вне многогранника. Установлено, что величины относительных незаполнений вертикальных^?- и поперечн,<?//? при увеличения оС иуменьшаются, а при увеличении/1^(высота заготовки, приведенная к высоте цилиндра диаметром В ) увеличивается, но незначительно. В зависимости от соотношения размеров инструмента я заготовки наблвдаотся незаполненйл одного Iчз четнрех ишов: й?0, ¿20, п/>и и

\

\

\

XI

\

\

■Ь

при

5Г

V и ; а *о, ¿*о, £*а, а=о

\ при Нлр'ЦЯЯ и К,1>Для решения прак-

_ _______ ч тачвеких задач по расчету переходов шгам-

4 / т-Ъ?-*"^4*! ^ совки и хфоектированию инструмента про' изведена количественная оценка величин

незаполнения и определены граничные условия, при которых обеспечивается полное заполнение углов многогранника. По результатам измерений построены ¡рафики незашл-иений иX при числах сторон

патрицы, равных 4,6,8, К от 1,05 до 3,6 и Рис. 6. от 1,14 до 2,2 (рис. 5,а), а по ним

диаграмма заполняемое™ многограннн? матриц в координатах К/-К (рис. 5,в). В областях вихе кривых, для определенных П, и о£ , заполнение шлноз(/Г^

Деформирунцая сила, потребная для выдавливания изделий с числом сторон от 4 до оо , определена методом совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и условий пластичности. Расчетная схема показана на рис. 6. Кроме общепринятых допущений приняты дополнительное: ребра стакана оформлена по всей длине, траектории движения частиц, металла плавно огибают кромку пуансона, упрочнение учитывается ва конечной стадии процесса - стадии

обратного надавливания, нижняя граница очага пластической деформации проходит через точку пересечения образующих конической поверхности торца пуансона и его оси.

Объем заготовки расчленен на участки простой геометрической Формы: кольцо I, коническое кольцо со сферическими наружной и внутренней поверхностями II, цилиндр под плоской площадкой торца пуансона III-

Особенность решения состоит в том, что при анализе напряженного состояния участка I, зависящего от сопротивления проталкиванию металла в зазор между матрицей и пуансоном, действительные эпюры давления на стенку матрицы и поясок пуансона заменены прямоугольными за счет введения коэффициентов неравномерности.

--Kl*a/-i~7Jv~

ä

*

5,0

w

Zß

и,И

12Ш.

4*

Рис. 8.

q* 2

Осевое напряжение ё< на нижней границе участка представлено в виде произведения напряжения течения и коэффициента подпора 2 • Последний зависит от числа сторон матрицы, коэффициента трения, высоты стенки стакана, контактирующей с матрицей, высоты калиб-рупдого пояска пуансона и равен

где Пн и /7, - параметры матрицы и пуансона;, X/. - коэффициент неравномерности давления на стенки матрицы; /V и/ - площади поперечного сечения матрицы и пуансона.

Зависимости- от относительной высоты стенки стакана/'- 1>/р ■ при фиксированных значениях ду ^ 6 и € - линейные (рис. 7).

22

Напряжения, 'действущие на коническую и плоскую поверхности торца пуансона, определены как функции/? и рабочих размеров пуансона: , м мг т 1

+Ц ■ Sin c¿ñ) V ¿¿s -Ji СЪ -/) ■ L ,

где м

S = (CoslcCn SinZoC*)',

2V - радиус плоской площадки торца пуансона;jo и текущие радиусы конической и плоской поверхностей торца пуансона.

При определенном^ слагаемые в скобках (I) и (2), а такжеЛ/ и коэффициенты при 2 являются постоянными. Поэтому формула для определения удельной деформирующей силы приводится к виду'

(3)

где р**- неполная удельная деформирующая сила.

Величина р* определяется по графикам зависимости^*-(рис.8).

Результаты расчетов соответствуют опытным данным, полученным автором и учеными ТПИ, МГТУ, ХШ и др.

6. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОШШЛЕНШХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНСТРУМЕНТА

Теоретические и экспериментальные исследования привели к созданию эффективных способов формирования изделий. Среди них несколько способов высадки фланцев на трубных заготовках. Один из них [1 ] предусматривает получение разновысоких наружного и внутреннего фланцев (рис. 9а). за счет установки торца оправки-контрпуансона относительно поверхности матрицы при свободном течении металла. При высадке фланцев одинаковой высоты

... г з

ввиду специфики напряженного состояния течение металла во внутренний фланец затруднено, а значит, не всегда можно получить требуемый диаметральный размер его. В этом случае в технологический процесс предлагается вводить предварительный переход (рис. 9 6,1), в котором плоским пуансоном шсаишается наружный фланец с заданным диаметром и высотой за счет установки торца матрицы на определенный уровень при одновременном наборе металла ео внутреннее утолщение [4]. На втором переходе (рис. 6,2) он высаживается до требуемой шсоты. Осуществить способ мохно и в одном инструменте за два этапа. Описанные способы использованы при выдавливании деталей "корпус подшипника" (НПО Сибкриотехника, г.Омск) и "втулка" (Оршанский льнозавод).

Интенсифицировать смещение металла виутрь труба (рис. Зв) или наружу можно коническими (вогнутыми или выпуклыми) пуансонами Ш. Например, при угле наклона образугадах конуса к плоскости матрицы в 10° течение металла во внутреннее утолдение практически отсутствует. На втором переходе фланец осаживается плоским пуансоном. Этот способ реализован в технологическом процессе изготовления детали "Фланец" с наружным диаметром 120 мм. В результате коэффициент использования металла увеличился в 4,4 раза, получен экономический эффект 37 тыс. рублей.

Высадку трубных заготовок при отношении высоты высаживаемой части к толщине стенки от 2,С до 3,5 можно произвести двумя коаксиально расположенными кольцевым и цилиндрическим пуансонами (рис. 9 д), представлягацими плунжерную пару. На первом этапе высаливают наружное утолщение, а на втором внутреннее - сплошным пуансоном. Пуансоны в процессе высадки воздействуют только на часть торца заготовки. В случае, когда диаметр внутреннего пуансона меньше внутреннего диаметра кольцевого пуансона, то на втором этапе оформляется отросток.

При разработке ■ технологий ХОШ реализованы также .перспективные способы штамповки: поперечно-прямое выдавливание стержня с цилин-дроконическоЯ головкой-полуфабриката под выдавливание., полой .■ многогранной головки (рис. 9з), комбинированное выдавливание вкладыша со сферической полостью, выдавливание, прямое на под- : пружиненной оправке стакана - со ступенчатой наружной поверхностью со стороны отверстия, одновременная штамповка двух плоских из-лий в одной матрице и др.

• 2V

Разработаны и внедрены на предприятиях разных отраслей процессы выдавливания таких изделий: двухстеннке стаканы (Электромеханический з-д, г. Омск), цапфа автотракторного прицепа массой 12,5 кг, ниппели двух типов, опора цилиндра (Мзазавод, г. Петропавловск), прокладка в виде сверкая с развитой полой головкой, гайка с цилиндрической головкой, крышки и заглушки, корпуса магнитов, гайка специальная (Сибкриотехпика, г. Омск), вкладыш со сферической полостью, крышка гидросистемы комбайна, специальный болт, головка плунзера, ось, седло клапана (Омскгидропривод), втулка-указатель бытового сифона (Трансмап, г.Омск), втулка ходовая и корпус (ЗИМ, г. Петропавловск), втулка-мзгшзтопровод (Ом-электроточприбор), гайка с фланцем,

профиль, ступенчатая втулка и др. (Агрегатный з-д, г. (Хек) и многие другие.

Разработка процессов штамповки производилась с учетом простота получения заготовки, допустимых степеней деформаций, минимального количества переходов при достаточной стойкости инструмента, легкости ориентировки заготовки и полуфабрикатов при загрузке в матрицу и т.д. Формообразующие операции и последовательность их выполнения^выбирались из классификатора способов обработки и таблиц возможных вариантов технологий. Именно поэтому оказалось возможным ввести в технологию изготовления корпуса шарнира про-

25

дольной рулевой тяги автомобиля ГАЗ-24 (внедрена ОШТП-6) в качестве основной операцию обжима трубной заготовки, а для производства Н-образннх профилей для сборки цветши витражей Омского музыкального театра вместо многопроходной прокатки прессование. Профиль длиной 1600 м изготовлен в лаборатории обработки металла давлением ОмПИ.

Значительное внимание уделено созданию устройств для деформирования сплошных и полых заготовок, обеспечиващих повышение стойкости инструмента, простоту наладки, расширение технологических возможностей метода холодной объемной штамповки. Например, для высадки и осадам утолщений на стержневых заготовках предложены устройства [5,6], отличающиеся тем, что с целью повышения качества деталей при отношении длины высаживаемой части к толщине стенки больше 2,5 поддерживающий инструмент выполнен в виде одной или несколысих коаксиально установленных цанговых втулок, имеющих возможность осевого перемещения (рис. 9ж). Применение такого инструмента позволяет уменьшить количество переходов штамповки, а в случае набора металла в углубление матрицы с последующей формовкой утолщения в полости, образованной лепестками цанги, производить высадку многогранных головок за один переход 171.

Для расширения технологических возможностей высадки внутренних утолщений предложено [ю] использовать инструмент, схема которого представлена на рис. 9е.

Сформулированы и обоснованы принципы конструирования универсальных штамповых блоков с тремя и четырьмя плитами, в которых направляющие колонки и втулки, соединяющие промежуточные плиты, разгружены от изгиба. Сконструированы и внедрены в производство штамповые блоки с верхним расположением колонок на механические, фрикционные и гидравлические прессы.

Разработаны оригинальные устройства для обжима трубных заготовок во вращающейся матрице, для комбинированного и поперечно-прямого надавливания и др. 18,11,12]. :.

Результаты исследований используются в учебном процессе в. лекционных курсах "Теория обработки металлов давлением", "Системы автоматизированного проектирования", "Специальные виды обработки давлением", в курсовой и дипломном проектировании, а также в системе переподготовки инженерных кадров.

Б. ОСЬ-иШЕ вывода

5 .X. Предложена принципиально новая концепция конструктивно-тех-иодогической классификации изделий полых и стеряневых, получаэанх методами точной объемной штамповки, составленной таким, образом, чтобы объединить в группы схожие по форде изделия, частично технологически ориентированная о учетом использования ограниченного набора способов для создания простых алгоритмов разработки всех возможных вариантов технологических процессов изготовления группы однотипных изделие.

5.2. Разработана констррстивно-технологическая классификация способов точной объемной итамповки (холодной, полугорячой), включающая разнообразные операции выдавливания н высадки, объединенные в группы по преимущественному направлению течения металла и о учетом • конструктивной смояшста инструментальных наладок; классификация позволяет составить представление об основных способах деформирования сшщщшлс а трубных заготовок,, с применением которых ыокно производить фориовку изделий определенных типов, сравнивать слаг-ность инструментальных наладок. Блочная компановка способствует развитию и расширению классификации.

5.3. Конструктивно-технологические классиСЕикации изделий и способов штамповки позволили составить два тила специальных таблиц:, возможных вариантов технологических процессов для группы изделий и возмогших вариантов технологий изготовления, конкретных изделий. Эти таблицы, но сути, являются сборниками алгоритмов проектирования технологических процессов, куда занесены заимствованные существующие и оригинальные процессы, а также процессы, рассчитанные о дроблением деформации о целью повышения стойкости инструмента в условиях массового производства. Оценка вариантов технологии ш количеству переходов, нагрузкам аа инструмент, ш сложности наладок позволяет выбрать экономичный технологический процесс, сформулировать требования при. выборе и создании универсального или специализированного оборудования.

5.4. Сформулированы и обоснованы принципы унификации расчетных схем и математических моделвй пррцессов конбинировашого и совмещенного выдавливания. Схем*могут мть сформи^оЯаш которых определены шля скоростей, или из "базовых" и "дополнительных" расчетных схем ЛМ анализе процесса» выдавливания изделий

из "высоких" заготовок.

5.5. На основе изучения кинематики течения металла, обобщения результатов исследований предложена универсальная методика определения предельного коэффициента выдавливания изделий с коническими поверхностями; она основана на гипотезе шоских сечений и методике расчета исчерпания ресурса пластичности материала изделия.

5.6. Разработана методика построения и расчета технологических процессов выдавливания полых изделий с шогогравной норужноГ. поверхностью, основанная на возмогшости управления заполнением ребер за счет изменения формы и размеров исходной заготовки, введения специфических приемов формирования полуфабрикатов и изделий; разработана иняенерная методика расчета силового peiaaia выдавливания.

5.7. Методика проектирования и процессы ХОШ внедрены на пред-пр!шгиях Мивсуцпром, Минкриогенмаш, Минтракторосельхозааш, fAui-автопроы и других отраслей. Общий экономический эффект от внедрения процессов и оснастки составил более 700 тыс.рублей

/В ценах до 01.01.93 г./ '

5.8. По результатам исследований изданы пять учебных пособий, в которых приведены классиЗикации способов обработки лизделий, конструкции универсальных кг шовых блоков, типовые решения по построению технологических процессов и т.д., три брошюрк, руководящие технические материалы для предприятий Министерства тяжелого энергетического и транспортного машиностроения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В РАБОТАХ

1. Ввстифеев в.в., ОсишйхВ.Я. Методика выбора варианта технологического процесса холодной обьекнной штамповки: Учебное пособив. - Омск: ОмШ, 1973. - 73 с.

2. Евстафеев В.В. Расчет и проектирование технологических гроцессов птамповки гаек // Проектирование процессов и конструкции штампов горячей и холодной объемной щтамповки. - М.: 'ОДНТП, 1967. - С. 157 - 168.

3. Производство полуфабрикатов и изделий холодным выдавливала

¡дай / В.А. Головин, А.Н. Штькин, В.В. Евстифеев, В.Н. Попов. -Л.: НИИТАвтопром, 1968. - 65 с.

4. Колесников В.М., Евстифеев В.В. К вопросу оптимизации опе-)ацш холодного совмещенного выдавливания // Пути совершенство-зания технологии холодной объемной иташовки и высадки: Тез. укладов Всесоюзной научно-технической конференции.- Омск, 1970. -С.137-143.

5. Евстифеев В.В. Выбор формы заготовки при холодном ввдавли-зании многогранных деталей // Машины и технология обработки металлов давлением (Омск). - 1967. - #2. -С. 52 - 59.

6. Норицыа И.А., Головин В.А., Евстифеев В.В. О кинематике течения металла при холодной объемной штамповке полых многогран-шх деталей. // Кузнечно-штамповочвое производство. - 1968. - &7 - С. 7 - 12.

7. Разработка типовых процессов штамповки шаровых пальцев

Г В.В. Евстифеев, В.А. Головин, А.Н. Митькин, И.К. Букин-Батырев -// Машины и технология обработки металлов давлением и литейное производство. -Омск: Зап.-Сиб.кн. изд-во, 1970.-с.75-79 '

8. Кинематика формоизменения на стационарной стадии холодного обратного надавливания осесимметричных деталей / В.Н. Перетятько, М.М. Фейгин, В.М. Колесников, В.В. Евстифеев // Машины и технология обработки металлов давлением и некоторые вопросы получения машиностроительных материалов. - Омск: ОыПИ,1373. - С.37-44.

9. Штампы и инструменты для холодной объемной штамповки

/ В.В. Евстифеев, В.В. Грязнов, В.П. Кокоулин и др.: Учебное пособив. - Омск: ОмПИ, 1976. - 139 с.

10. Евстифеев В.В., Подколзин Г.П. Методика построения геометрии инструмента при холодном надавливании конических стаканов // Кузнечночптамповочное производство. - 1978. - КЗ.- С. 11-13.

11. Евстифеев В.В. Технология и оснастка специальных способов обработки металлов давлением: Учебное пособие. - Новосибирск: НИСИ, 1977. - 88 о.

12. Евстифеев В.В., Марквчко И.В., Грязнов В.В. Анализ технологических параметров при осесимметричном выдавливании с использованием унифицированных расчетных рхем // Совершенствование процессов объемной штамповки. - М.: ЭДНТИ, 1980. -с.141-145.

13. Евстифеев B.B., Артес А.Э. Классификация технологических процессов холодной объемной штамповки. Вопросы групповой технологии: Учебное пособие. - М.: Машиностроение, 3980. - 80 с.

14. Евстифеев В.В., Маркечко И.В., Грязпов В.В. Разработка унифицированных расчетных схем для проектирования технологических процессов холодного осескмметричного выдавливания.// Малоотходные технологические процессы холодной объешойитаьщовки. - М.: МОССТАНКИН, 1984. - Вып. I. - С. 96-III.

15. Евстифеев В.В. Некоторые вопросы холодного деформирования // Вопросы кузнечно-прессового и литейного производства. - Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1970. - С. 52-57.

16. Евстифеев В.В., ОсиншхВ.Я. Разработка и промышленное освоение процесса объемной штамповки изделий и точных заготовок

// Объемная штамповка. - М.: ЩНТП, 1973. - С. 93-97.

17. Конструирование штампов для холодной объемной штамповки

/ Г.А. Навроцкий, В.А. Головин, В.В. Евстифеев и др. // Обзор.-НИШИ: Серия C-G-2. - 1976, - 67с.

18. Реализация группового метода технологической подготовки производства осесшметричных деталей объемной штамповки.

/ В.В. Евстифеев, В.В. Грязнов, И.В. Мэркечко и др. // Расчеты на прочность и малоотходные технологии в машиностроении: Труди Омского полЕтехг. ин-т8. -Оыск.- 0мШ,1987. - С. 58-63.

19. Штампы для холодной объемной штамповки / Г.А. Навроцкий, В.А. Головин, В.В. Евстифеев и др.//0бзор.- НИИМАШ,Серия С-6-2. 1977. - 63 е.

20. Евстифеев В.В. Расчет усилий при обратном выдавливании по-ых изделий // Вопросы кузнечно-прессового и литейного производства. - Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1970. - С. 17-24.

21. Конструкции штампов для холодной штамповки на универсальных прессах / В.В. Евстифеев, В.П. Кокоулин, В.М. Колесников и др. // Кузнечно-штамповочное производство. - 1978. й 4.- С. 17-20.

22. Теория и технология шсадки и вццавливания изделий из трубных заготовок / В.В. Евстифеев, В.П. Кокоулин, С.А. Шильников-ский'и др. // Пути повышения эффективности холодно-штамповочного, производства.- Л.: ДДНТИ, 1987. - С. 48-63.

23. Холодная ьл'амповка заготовки "цаш^а оси" тракторного придела / D.B. Евстифеев, В.M. Колесников, В.А. Коновалов и др.

'/ Кузнечпо-отамповочное производство. - 1987.- й 9. - С. 11-12.

24. Евстифеев В.В., Ланской E.H., Грязнев В.В. Автоматизация .трое ктирования процессов холодной объемной штамповки и создание систем автоматизированного производства: Учебное пособие - М. : •Лашиностроение, 1988. - 68 с.

25. Евстифеев В.В., Маркечко К.В., Грязнов В.В. Разработка технологических процессов выдавливания деталей со ступенчатой нерудной поверхностью // Автомобилестроение. Отеч.произв.опыт: Экспресс -информ. / Фиягал ЦНИИТЭИавтопрома(Тольятти). - 1987,-Вш. 13. - С. 13-16.

2G. Евстифеев В.В., Игнатович И.А., КокоулинВ.П. Малоотходная объемная штамповка деталей типа стакана с хвостовиком //Автомобилестроение. Отеч.произв.ошт:Экспресс-ИЕформ. / Филиал ЦНИИТЭИавтопрома(Тольяти). - 1987.- Вып. 13. - С. 16-18.

27. Евстифеев В.В., Гаврилов Г.Н., Маркечко И.В., Оптимизация технологических решений с использованием ЭЦВМ // Перспективы производства точных заготовок и деталей методами объемного деформирования. - М.: - ВДНТПД990. - С. 25-28.

28. Евстифеев В.В. Силовой режим выдавливания полых деталей с многогранной наружной поверхнностью / Оме. политехи, ин-т.- Омск, 1991. - 47 с. (Деп.рук. ВИНИТИ JS3236-B9I).

29. Евстифеев В.В., Колесников В.М. Разработка алгоритма и программы расчета на ЭВМ силовых и кинематических параметров операции холодного обратного совмещеного ввдавливания // Машины и технология обработки металлов давлением: Труды Омского политехи, ин-та. - Омск. - ОыПИ, 1975;. - С. 68-77.

30. Евстифеев В.В. Использование унифицированных расчетных схем и математических моделей при разработке деталей // Проблемы машиностроения и металлообработки: Сборник трудов Омского политехнического института. - Омск.-ОмПИ 1992. - С. 47-Б4.

31. Евстифеев В.В., Маркечко И.В., Гаврилов Г.Н. Групповой метод технологической подготовки производства изделий с конической головкой. // Системы автоматизированного проектирования в кузнеч-во-штамловочвом производстве: Тез.докладов Всесоюзной научно-

31

-технич. конференции (Свердловск, 11-13 октября 1988г.).- М.: 1ЭВ8. - С.203-205.

32. Евстафеев В.В. Конструкторско-технологические классификации: способов холодной объемной штамповки и получаемых с их использованием изделий. / Омский политехнический институт» - Омск. 1992. - 26'С. (Деп. ВИНИТИ, - № 277Б-В92).

33. Подколзин Г.П., Евстифеев В.В. Расчет предельной пластической, деформации при холодном выдавливании заготовки в сукиваадийся зазор мевду матрицей и оправкой. // Пути совершенствования технолога» холодной объемнной штамповки и высадки: Тез. докладов Всесоюзной научно-технической конферкнции.- Омск, 1978,- С. 131-134.

НОВИЗНА СПОСОБОВ ШТАМПОВКИ И УСТРОЙСТВ ЗАЩИЩЕНА АВТОРСКИМИ СВИДЕТЕЛЬСТВАМИ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ: й 927402; й 968400; Я 1003986; й 1020177; » 1074647; 16 И06570; й 1323181; й 1355339; Л 1355341; й 1593774; И 1593775; & 869928; « 1736665, * 997940.