автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Обратное выдавливание трубных заготовок из анизотропных материалов

На правах рукописи

Ле Куанг Хиеп аЬ 1 ^

ОБРАТНОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 окг

Тула 2008

003448614

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Петрович

Официальные оппонента доктор технических наук, профессор

Журавлев Геннадий Модестович

кандидат технических наук, доцент Булычев Владимир Александрович

Ведущая организация - ФГУП «ГНПП «Сплав» (г Тула)

Защита состоится « <£» ноября 2008 г г. 14 час на заседании диссертационного совета Д 212 271 01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г Тула, ГСП, просп им Ленина, д 84-7, 4 корп, ауд 203)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные тенденции развития различных отраслей промышленности стимулирует разработку высокоэффективных технологий, обеспечивающих повышение требований к качеству и эксплуатационным свойствам издепий при снижении себестоимости их производства, экономии материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат Процессы обработки металлов давлением относятся к высокоэффективным, экономичным способам изготовления металлических изделий

В различных механизмах и машинах, особенно в пневмо- и гидроаппаратуре, широко применяются детали типа полых цилиндров, имеющих внутренние полости Детали такого типа могут быть получены обратным выдавливанием трубной заготовки

Заготовки, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая зависит от режимов их изготовления Эти свойства оказывают влияние на технологические параметры процессов обработки металлов давлением

В настоящее время в технической литературе недостаточно уделено внимание вопросам, связанных с реальными условиями протекания процесса формообразования, влиянием анизотропии механических свойств на технологические параметры, предельные степени деформации и ожидаемые механические свойства изделия Процессы пластического деформирования тонкостенных и толстостенных трубных анизотропных заготовок коническим пуансоном мало изучены Таким образом, исследование операции обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных деталей из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, приобретает особую актуальность

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научны { школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456 2003 8 и № НШ-4190 2006 8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям № 02 513 11 3299 (2007 г), грантами РФФИ № 05-01-96705 (2005-2006 гг) и № 07-01-00041 (2007-2008 п ) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг)» (проект № РНП 2 1 2 8355)

Цель работы. Повышение эффективности изготовления тонкостенных и толстостенных трубных деталей обратным выдавливанием на базе установления научно-обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи

1 Разработать математические модели операции обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств Получить основные уравнения и соотношения для анализа процессов пластического деформирования анизотропных трубных заготовок коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного состояния и осесимметричного нерадиального течения материала

2 Выполнить теоретические и экспериментальные исследования опера-

ций обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов коническим пуансоном.

3 Установить влияние технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, анизотропии механических свойств, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, величину накопленных микроповреждений, неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовые режимы и предельные возможности операции обратного выдавливания трубных заготовок

------4. Разработать рекомендации и создать пакеты прикладных программ для---

ЭВМ по расчету технологических параметров операции обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов

5 Использовать результаты исследований в промышленности и в учебном процессе

Методы исследования. Теоретические исследования операций обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела, анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности анизотропной цилиндрической заготовки и условию потери устойчивости трубкой заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок при осадке свободно опертой заготовки Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры Обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики

Автор защищает:

- математические модели обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном,

- основные уравнения и соотношения для анализа процессов пластического деформирования анизотропных трубных заготовок коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного и осесимметрично-го (нерадиальных течений) состояния,

- результаты теоретических исследований процесса обратного выдавливания трубных заготовок коническим пуансоном,

- закономерности влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств материала заготовки, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, величину накопленных микроповреждений, неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовые режимы и

предельные возможности деформирования, связанные с величиной сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, степенью использования ресурса пластичности анизотропной цилиндрической заготовки и условием потери устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок при осадке свободно опертой заготовки,

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов процесса обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок из малоуглеродистых сталей,

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов осесимметричных деталей, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости, сокращение сроков подготовки производства новых изделий, которые использованы при изготовлении осесимметричных полых цилиндров, имеющих наружные и внутренние полости, из стали 10

Научная новизна установлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, величины накопленных микроповреждений, неоднородности интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовых режимов и предельных возможностей формообразования в зависимости от технологических параметров, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанных основных уравнений и соотношений для анализа процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного состояния и осесимметричного нерадиального течения материала

Практическая значимость Разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операции обратного выдавливания тонкостенных и тонкостенных трубных заготовок из анизотропных материалов, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

Реализация рлботы. Разработанные рекомендации использованы при проектировании технологического процесса изготовления осесимметричных полых цилиндров, имеющих наружные и внутренние полости, из малоуглеродистой стали методом обратного выдавливания Применение операции обратного выдавливания обеспечивает экономию металла около 15%, уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30% по сравнению с механической обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXXI - XXXIV «Гагаринские чтения» (г Москва МГТ / «МАТИ», 2006-2008 гг ), на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ-6 (М МАТИ, 2006), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2006-2008 гг )

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 9 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, одной статье в межвузовском сборнике научных трудов, 5 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций общим объемом 4,72 печ л , из них авторских - 2,5 печ л

Автор выражает глубокую благодарность д т н, профессору С С Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 135 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц машинописного текста, содержит 34 рисунка и 1 таблица Общии объем -158 страниц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая значимость и реализация работы, приведены положения, выносимые на защиту, и краткое содержание разделов диссертации

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии пластического формообразования изотропных и анизотропных материалов, существующих методик определения характеристик анизотропии Показано влияние анизотропии механических свойств материала заготовок на технологические параметры процессов пластического деформирования Проведен анализ существующих технологических процессов изготовления осесиммет-ричных деталей методами обратного выдавливания, намечены пути повышения эффективности их изготовления Обоснована постановка задач исследований

Значительный вклад в развитие теории пластичности, методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов, процессов выдавливания внесли Ю А Алюшин, А А Богатов, Р А. Васин, С И Вдовин, Э Ву, О А Ганаго, В Д Головлев, Ф В Гречников, С И Губкин, Г Я Гун, Г А Данилин, Г Д Дель, В Джонсон, Л M Дмитриев, Д Друкер, А К Евдокимов, А А Ильюшин, Е И Исаченков, Ю Г Калпин, JIM Качанов, И А Кийко, В JI Колмогоров, X Кудо, В Д Кухарь, H H Малинин, А Д Матвеев, А Г Овчинников, В А Огородников, С С Одинг, Е А Попов, И.П Ренне, В П Романовский, Ф И Рузанов, Е И Семенов, Е H Сосенушкин, Л Г Степан-ский, А Д Томленов, Е П Унксов, Р Хилл, В В Шевелев, С П Яковлев и другие В трудах этих ученных разработаны и усовершенствованы методы анализа процессов пластического формоизменения, даны примеры их применения к анализу процессов обработки металлов давлением

На основе приведенного обзора работ установлено, что анизо гропия механических свойств обрабатываемых материалов оказывает существенное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения, и ее следует учитывать при расчетах техно nor ических параметров процессов обработки металлов давле нием Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов обратного выдавливания трубных заготовок, вопросы теории пластического радиального и нерадиального течений трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном в настоящее время практически не разработаны Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей процессов обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок При разработке технологических процессов обратного выдавливания трубных заготовок в основном используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры

Во втором разделе приводятся основные уравнения и соотношения, необходимые для теоретического анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельны к возможностей формообразования при обратном выдавливании тонко- и толстостенных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропиеи механических свойств

Материал принимается несжимаемым, анизотропным, для которого справедливо условие текучести Мизеса-Хилла и ассоциированный закон пластического течения Упругими составляющими деформации пренебрегаем

Предельные возможности формоизменения при пластическом деформировании часто оцениваются на базе феноменологических моделей разрушения по накоплению микроповреждений

£Г de< п\

0е1Г,р{а/о,)

где о = (о]+о2+аз)/3 " среднее напряжение, a], cij и ст3 - главные напряжения, а, - интенсивность напряжения, гтр = 8г/у,(а/ст,,а,Р,у) - предельная интенсивность деформации, а, р, у - углы между первой главной осью напряжений и главными осями анизотропии х, у и z

В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготавливаемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины %, т е

юе<Х (2)

При назначении величин степеней деформации в процессах пластического формоизменения в дальнейшем учитывались рекомендации по степени использования запаса пластичности В JI Колмогорова и А А Богатова, согласно которым для ответственных деталей, работающие в тяжелых условиях эксплуатации, и заготовок, подвергающихся после штамповки термической обработке (отжигу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности следует считать х=0,25, а только для неответственных дета-

лей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята х=0,65.

Величина предельной интенсивности деформации находится по выражению

\

е,^,=аехр

+01! соза + а2 соБР + аз соэу), (3)

где П, (7, ао> аь а2 и аз " константы материала, определяемые в зависимости от рода материала согласно работам В Л Колмогорова и А А Богатова и уточняющиеся из опытов на растяжение образцов в условиях плоского напряжен--ного состояния в зависимости от анизотропии механических свойств орто-тропного тела

Технологические возможности многих процессов штамповки лимитируются потерей устойчивости заготовки второго типа при ее формоизменении, т е явлением волнистости, складок, гофров на участках заготовки, деформируемых при сжимающих или сжимающих и растягивающих напряжениях. Анализ потери устойчивости цилиндрической заготовки выполнен на основании статического критерия устойчивости Принималось, что в начальной стадии потери устойчивости при осадке свободно опертой заготовки концы заготовки защемлены Напряженное и деформированное состояние цилиндрической заготовки до момента потери устойчивости заготовки принимается приближенно плоскими Предложено выражение для определения критического напряжения, соответствующего потери устойчивости цилиндрической заготовки второго типа

п2з2 к2

3к1 к^Лп'

(4)

ст_хг к р =

где - радиус срединной поверхности исходной трубной заготовки; Е^ - касательный модуль упрочнения (ст, = а,о + Ле"), Е^ = АпСп~\"~Х, -

(¡г,

исходная и текущая высога цилиндрической заготовки, .Уд*5 - исходная и текущая толщина цилиндрической заготовки, а,д, А,п - экспериментальные константы материалов,

в + О+У

1 3 Яу ЯуКх+\ + Ку'

в -2 (Ях + КхКу + +V + 1)КУ 2 3 Я/Ду^+И-Ду) (2^ + 1)Ях'

С =

2{ЯХ + Ку + ИхИу) 1 {ЯхНу+К2+21{у+\ + и1)1/2

3 1 +Ку+Кх

ех=\п{Ио1И), Л = Ло/еех , 5 = ЯХ=НЮ, = F, в, Н - па-

раметры анизотропии

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям процесса обратного выдавливания тонкостенных трубных заготовок (плоское деформирован-

ное состояние) из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном

Рассмотрен процесс обратного выдавливания трубной заготовки при установившемся течении анизотропного упрочняющегося материала коническим пуансоном с углом конусности а и степенью деформации е = 1 - ^ /¿-д (рис 1), где и 1| - толщины трубчатой заготовки и полуфабриката соответственно Допускается, что процесс обратного выдавливания протекает в условиях плоской деформации, те отношение диаметра В3 к толщине стенки £>3/£0>20 Главная ось анизотропии у нормальна к плоскости течения Здесь координаты х, у, г совпадают с главными осями анизотропии Принимается, что материал трубной заготовки подчиняется условию пластичности Мизеса-Хилла и ассоциированному закону пластического течения

Принимается, что на контактных границах заготовки и рабочего инструмента реализуется закон трения Кулона

ЧМ = ММапМ и ЧП = У-Л^пП > (5)

где и ц^ - коэффициенты трения на контактных поверхностях матрицы и пуансона

Условие несжимаемости материала позволило установить связь между скоростью течения материала на входе в очаг деформации и выходе из очага деформации

Рисунок 1 - Схема кинематики процесса обратного выдавливания

(6)

Уравнение линии тока, проходящей через точку с координатами х, г, имеет вид

£0

г = (7)

К

и К, запи-

ло-^а ¿о ' SQ-xtga Выражения для определения скорости течения материала сывается так

у и у

где Уд - скорость движения пуансона

Имея кинематику течения материала, определяются компоненты тензора скоростей деформаций в системе координат Охуг

(8)

^ ах'

(¿•0-хг£а)2

_дУ, _ ^ ~ & "

(s0-xtga.y

2 '

2 дг дх (sQ-xtgaY

Интенсивность скорости деформации в рассматриваемом случае деформирования, учитывая, что =-Е,х, запишется в следующем виде

= Шх + ^Яу + яЩ 2 гУа |'/2х

-где-Лу = Н/Г,—Яу/Ях =67У7, Яхг = МЮ,-Н,0,Н,М - параметры анизо— тропии.

Накопленная интенсивность деформации вдоль к -ой траектории определяется с учетом добавки деформации, связанной с изменением поворота траектории при входе в очаг деформации, по выражению

+ Яу+\ _2_ 2уа \1/2

У 3Яу Ях + Яу +1 Я& _ х!^)2 \

х1п__^0—+

у ЗЯуЯ^ (S(l-xtga.) Накопленная интенсивность деформации в заготовке после деформации определяется по выражению (11) с учетом добавки деформации, связанной с изменением поворота траектории при выходе из очага деформации.

Изменение механических свойств материала заготовки оценивается по кривой упрочнения

с,=и,0{1+Аг?), (12)

где а,р. А и п - параметры кривой упрочнения

Для определения напряжений в очаге деформации располагаем указанными выше уравнениями теории "пластического течения анизотропного материала

| 2д, (ЯхЯу + Яу+ _ _2с, {ЯхЯу + Яу + \)\х

_ } СУ 2 п г

3 1;, Д^ + ^+1) 'У г 3 4, Яу(Ях+Яу +1) '

____+ + + ^ 1С, (ЯуЯх+Яу + Ях) С1'

3 1;, Яу(Ях + Яу +1) ' ^ 3?, Я^Яу

/1 Л у " у1 1 /

_2 ст, + ^ + + _ 1 а, (ЯуЯх + Яу + Ях) 1

г> / п . ™ . ..х ' хгс ~ ^ „ Л ~ '

и уравнениями равновесия

ния

—^ + —^- = 0, —¿- = 0, —^ + —— = 0 (14)

дх дг ду дх дг

Осевое напряжение ах определяются путем интегрирования уравне-

дах = 1 сг, (Яу + Кх + ЯХЯУ) У0*№га дх 3^, (50-^)3'

а остальные напряжения ау,а2 определяются из уравнений (13)

На входе в очаг деформации и выходе из очага деформации происходит резкое изменение направления течения материала от вертикального до наклонного к осевой под углом р, что связано с разрывом тангенциальной составляющей скорости течения Это изменение направления течения учитывается путем коррекции напряжения на границе очага деформации по методу баланса мощностей

Лох =тЛхсзтРсозР (15)

Сила операции выдавливания определяется по выражению

Р = п{03-$ъ)\ох{2)<Ь + РхХ1-Рх2, (16)

О

I I

где Рх1 = п(03-*0-.11)1цл<*пл<**'; рх2 = ^з

О О

РХ1 - сила трения на пуансоне, Рх2 - сила, действующая на стенку заготовки от контакта с матрицей,

2 • 2 апП "О^соэ а + а^БЩ а + т^Бтга.

Относительная величина силы процесса может быть определена по формуле _

Р = Р/[71(О3-*0)*0а,0] (17)

На рисунке 2 приведены зависимости изменения относительной силы Р от угла конусности пуансона а при обратном выдавливании трубных заготовок из стали 10 Здесь кривая 1 соответствует е =0,1, кривая 2-е =0,2, кривая 3-е =0,3, кривая 4 - в =0,4, кривая 5 - е =0,5 Механические характеристики исследуемых материалов приведены в работах [3, 7] Расчеты выполнены при $0=4 мм, 03=200 мм, [1)1 =0,1, (.1^ =0,05

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением степени деформации е относительная величина силы Р возрастает. Интенсивность роста тем выше, чем больше степень деформации е Выявлены оптимальные углы конусности пуансона в пределах 10 20°, соответствующие наименьшей величине силы, при степени деформации £ <0,3 Величина оптимальных углов конусности пуансона а с увеличением Рисунок 2 - Зависимости изменения Р степени деформации е смещается в от а ПРИ обратном выдавливании труб-сторону больших углов ных заготовок из стали 10

Установлено, что и шенение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р С ростом коэффициента трения на пуансоне (при ¡1^ = 0,05) величина относительной силы Р возрастает Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности пуансона а и больших величинах степени деформации е , при уг-

лах конусности пуансона а = 10° (е = 0,3) увеличение коэффициента трения на пуансоне в 4 раза по сравнению с коэффициентом трения на матрице приводит к изменению относительной величины силы Р более чем в 2 раза

При обратном выдавливании предельные степени деформации трубной заготовки ограничиваются допустимой величиной изменением толщины стенки заготовки Предельные возможности формоизменения определены из условия, что максимальная величина осевого напряжения ах, передающегося на стенку, не превышала величины напряжения охпр

а Да), ахпр <2х51Х4'\-с , /{а) = 1,47-0,131а, (18)

и допустимой степенью использования ресурса пластичности (2), где т^- сопротивление материала пластическому деформированию на сдвиг в плоскости хг при заданной величине изменения начальной толщины стенки заготовки, /(а) - функция, определяемая экспериментально и зависящая от угла конусности пуансона а; с - характеристика анизотропии в условиях плоского деформированного состояния

Зависимости изменения предельных степеней деформации гпр,

вычисленных по первом;/ (18) и второму (2) критериям разрушения, от угла конусности пуансона а для латуни Л63 приведены на рисунке 3 Здесь кривая 1 соответствует величине гпр,

определенной по максимальной величине осевого напряжения ах, передающегося на стенку трубной заготовки (18), кривая 2 соответствует величине епр, определенной по степени

использования ресурса пластичности (2) при % = 0 25, кривая 3 - при х = 0,65

Расчеты выполнены при = 0,1,

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением

угла конусности пуансона а ог 10° до 30е' предельная степень деформации е„р, определенная по максимальной величине осевого напряжения их, передающегося на стенку трубной заготовки, возрастает на 10% Установлено, что рекомендуемая степень деформации епр, вычисленная по степени использования ресурса пластичности, с уменьшением угла конусности пуансона а увеличивается

Показано, что предельные возможности формообразования при обратном выдавливании анизотропного материала могут ограничиваться как максимальной величиной осевого напряжения ах, передающегося на стенку, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений (рис 3) Это зависит от технологических параметров, угла конусности пуансона и условий трения на контактных поверхностях инструмента

ю

0 9 08 07 06

04 03

о:

01

оо,

/

г 1

/ /

/

ю

и

20

25

граоус

М

Рисунок 3 Зависимости изменения €пр от а при обратном выдавливании

трубных заготовок из латуни Л63 =0,05, гд =4 мм, Л, =200 мм

Четвертый раздел содержит результаты теоретических исследований процесса осесимметричного обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов коническим пуансоном Приведены основные уравнения и необходимые соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения обратного выдавливания трубных заготовок

Исследован процесс осесимметричного обратного выдавливания толстостенной трубной заготовки при установившемся течении анизотропного упрочняющегося материала коническим пуансоном с углом конусности а и степенью деформации е = 1 - //<() (рис 4), где ^ и ^ - площади поперечного сечения трубчатой заготовки и полуфабриката соответственно Принимается, что материал трубной заготовки обладает цилиндрической анизотропией механических свойств, жесткопластический, подчиняется условию пластичности Мизеса-Хилла и ассоциированному закону пластического течения

Течение материала принимается осесимметричным Анализ процесса обратного выдавливания реализуется в цилиндрической системе координат Течение материала принимается установившееся Принимается, что на контактных границах заготовки и рабочего инструмента реализуется закон трения Кулона (5)

Условие несжимаемости материала позволяет установить связь между скоростью течения материала на входе в очаг деформации и выходе из очага деформации

у у ^

Компоненты осевой К. и радиальной Кр скоростей течения определяются по выражениям

\\ ч ч \

Рисунок 4 - Схема к анализу процесса обратного выдавливания

(19)

У2=У0

(А, + 2р) - Ю^ог^а

Уп=Уг

где tg$

(£>3+2р)(*0-ф3- 2р)^а

(20)

2(л0 - г^а)

Скорости деформации рассчитываются по выражениям

дК

дУ0 дУ7

(21)

_ дГР _ ¥Р

02 ор Р К 02 др

Получены выражения для вычисления величины интенсивности скоростей деформаций [3] Величина накопленной интенсивности деформации вдоль траектории к в очаге деформации определяется по формуле

у2к \ ряр2

гдеИ2=Н/в, ^?0=Я/F, Яр2=М/Р

Заметим, что последнее выражение учитывает добавку деформации, связанную с изменением поворота траектории при входе в очаг деформации Имея в своем распоряжении кривую упрочнения материала, находим среднюю величину в очаге деформации по формуле (12)

__Распределение напряжений <з2, ад, ар и тр7 в очаге пластической де-

формации определяется путем совместного решения уравнений равновесия в цилиндрической системе координат

(23)

dp dz р 56 dp ôz р

совместно с уравнениями между напряжениями и скоростями деформации стг =a-2|vlFz(p,z), csq~cs-2[l1AFq{p,z) , ap = CT-2n;/lFp(p,z), трг = n,/ipzFpz(p,z), при следующем граничном условии

2 = /, Aaz =TjpzsmpcosP, где (х, =o,/(3^,), выражения для определения функций A, Apz, Fz (р, z), Fq (р, z) , Fp(p, z), Fpz (p, z) приведены в работе [7]

Подставив выражения (24) в уравнения равновесия (23), имеем

дет „ 9(|i,Fp(p,z)) d(\itFpj!(p,z)) Fq(p,z) - Fp(p,z)

— 2A--f--+Apz--^-+ 2 Ац,--^-= 0;

dp op oz p

ас _ ao^O^ эр^о»,*)) i^z)

dz Ôz pz dp P P

Представив приведенные выше уравнения в виде конечных разностей и разрешив каждое из уравнений системы (23) относительно среднего напряжения, получим выражения для определения величины среднего напряжения атп Компоненты напряжений сгр, ctq и xpzопределяются из уравнений (24)

Осевая составляющ£1я силы с учетом составляющей трения определяется по выражению

¿V 2 I

где Pz о = 2тг [а,(р,0)рф, PzX =nD3\\xMGnMdz,

D3/2-s0 О

l 2 2 Pz2 = кj(2р + dp)\X[janndz, a„/7=CTpc0S a + <Tzsm a + tpzsin2a

0 _ Зависимости изменения относительной величины силы процесса Р от относительной величины Dis при обратном выдавливании трубных заготовок из стали 10 представлены на рисунке 5 (а = 20°) Здесь введены обозначения кривая 1 - s =0,1, кривая 2-е =0,2, кривая 3-е =0,3, кривая 4 - s =0,4, кривая 5 - е=0,5

20 1 ^

t

P 1 0 0 < 0 0

к / ■

/ /

/

/ /

i/ i/ :

10

и

20

Ib

Анализ результатов расчетов и зависимостей показывает, что при обратном давлении толстостенных трубных заготовок существуют оптимальные углы конусности пуансона в пределах 12 18°, соответствующие наименьшей величине силы Показано, что с увеличением степени деформации е, уменьшением отношения D/s, увеличением коэффициентов трения на контактной поверхности матрицы ц.^ и

пуансона относительная величина

силы Р увеличивается Установлено, что с уменьшением относительной величины D/s с 20 до 5 сопровождается ростом относительной величины Р при фиксированных параметрах процесса на 35% (рис 5)

Предельные возможности формоизменения определены из, условия, что максимальная величина осевого напряжения |oz|, передающегося на стенку, не превышала величины напряжения а znp

|а2|<aznp, aznp = a'sz/(a), /(а) = 1,47-0,131a, (26)

допустимой степенью использования ресурса пластичности (2) и по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок (3), az = P/[n(D3 - s0)sq], где a'sz - сопротивление материала пластическому деформированию при заданной величине изменения начальной толщины стенки трубной заготовки,

Рисунок 5 - Зависимости изменения Р от при обратном выдавливании трубных заготовок из стали 10 |

I

ст" р Лэ(я2 + 1) Зависимости изменения предельных степеней деформации гпр, вычисленных по критериям (26), (2) и (4), от угла конусности пуансона а для стали 10 приведены на рисунке 6 Здесь кривая 1 соответствует величине епр, определенной по максимальной величине осевого напряжения а2, передающегося на стенку трубной заготовки (26), кривая 2 и 3 соответствуют величинам гпр,

определенным по степени использования ресурса пластичности (2) при X = 0,25 и х = 0.65 соответственно, кривая 4 формообразование ограничивается условием устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок (4) при г, - 0,02, Ад = 200 мм

Расчеты выполнены при ц/7 =0,1, цд/ =0,05, 5д =20 мм, £3=100 мм Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением угла конусности пуансона а предельная степень деформации гпр, определенная по максимальной величине осевого напряжения а,, передающегося на стенку трубной заготовки (26), возрастает на 30%

Показано, что предельные возможности формообразования при обратном выдавливании анизотропного материала могут ограничиваться как максимальной величиной осевого напряжения стг, передающегося на стенку, так и допустимой величиной накопленных

микроповреждений (рис б) Это зависит от технологических параметров, угла конусности пуансона и условий трения на контактных поверхностях инструмента

Оценена

1 со

0 80

1 0 60 гт> 0 40

о:о

-ооо

/

/

:о

градус

чо

неоднородность

Рисунок 6 - Зависимости изменения гпр

от а (сталь 10) интенсивности деформации

гпах

-е,

т)'£!гшп и сопротивления материала пластическому

г-о,

)/а,

тт ;шт

в стенке осесимметричнои

деформированию 6СТ = (о, тах - V,, тт детали, где £/тах, £гт1Л и огтах, ст,тт - максимальная и минимальная величины интенсивности деформации и напряжения по толщине стенки детали

' Анализ результатов расчетов показывает, что величина неоднородности интенсивности деформации 5е и величина неоднородности сопротивления материала пластической деформации 6СТ в стенке детали с уменьшением угла конусности пуансона а и увеличением степени деформации е падает, что говорит о более благоприятных условиях формирования механических свойств материала стенки изготавливаемого изделия Увеличение угла конусности пуансона с 10° до 10° сопровождается ростом неоднородности интенсивности деформации по толщине дегали при е = 0.5 в 3 раза, при £ = 0,1 в 1,5 раза, и ростом величины неоднородности сопротивления материала пластическому деформированию при е = 0,5 в 3 раза, при е = 0,1 в 2 раза

В пятом разделе диссертационной работы изложены результаты экспериментальных исследований силовых режимов обратного выдавливания трубных заготовок из стали 10, а также результаты практической реализации теоретических и экспериментальных исследований

С целью выявления степени деформации и у1ла конусности пуансона, обеспечивающих надежное протекание процесса, на кафедре «Механика пластического формоизменения» были проведены экспериментальные исследования по выдавливанию и осадке заготовок длиной !ц) - 200 мм из калиброванной холоднокатаной трубы 0 121x6 из стали 10 Определены условия устойчивого протекания процесса обратного выдавливания реализуется в рамках исследованных технологических параметров при е<0, !5 и углах конусности пуансона а = 10 30° Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции обратного выдавливания трубных заготовок указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 15 %)

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований созданы рекомендации по расчету технологических параметров процесса

обратного выдавливания трубных заготовок, которые использованы при разработке технологического процесса изготовления точных заготовок типа полых цилиндров, имеющие наружные или внутренние полости, изделий ответственного назначения из стали 10 Применение операции обратного выдавливания трубных заготовок обеспечивает экономию металла около 15%, уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30% по сравнению с механической обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-тсхннческая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении эффективности изготовления тонкостенных и толстостенных трубных деталей обратным выдавливанием на базе установления научно-обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение грудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1 Разработаны математические модели обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном Получены основные уравнения и соотношения для анализа процессов пластического деформирования анизотропных трубных заготовок коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного состояния и осесимметрич-ного (нерадиальное течение) состояния Разработаны алгоритм расчета кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, а также программное обеспечение для ЭВМ

2 Выполнены теоретические исследования операций обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов коническим пуансоном Выявлено влияние технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, анизотропии механических свойств, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, накопленную величину микроповреждений, неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовые режимы и предельные возможности операции обратного выдавливания трубных заготовок

3. Показано, что с увеличением степени деформации е относительная величина силы Р возрастает Интенсивность роста тем выше, чем больше степень деформации в Выявлены оптимальные углы конусности пуансона в пре-

делах 10 25°, соответствующие наименьшей величине силы Р Величина оптимальных углов конусности пуансона а с увеличением степени деформации е смещается в сторону больших углов Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р С ростом коэффициента трения на пуансоне jj.^ (при р.д^ = 0,05) величина относительной силы Р возрастает Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конуснос ти пуансона ос и больших

---------величинах степени деформации s Установлено, что с уменьшением относи-_

тельной величины Dis с 20 до 5 сопровождается ростом относительной величины Р при фиксированных параметрах процесса на 35%

4 Количественно определены предельные возможности формоизменения процесса обратного выдавливания трубных заготовок по максимальной величине осевого напряжения, передающегося на стенку, допустимой степени использования ресурса пластичности и по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок полученного на основании статического критерия устойчивости Установлено, что с увеличением угла конусности пуансона а предельная степень деформации епр,

определенная по максимальной величине осевого напряжения, передающегося на стенку трубной заготовки, возрастает на 30% Показано, что рекомендуемая степень деформации znp, вычисленная по степени использования ресурса пластичности, с уменьшением угла конусности пуансона а возрастает Отмечено, что предельные возможности формообразования при обратном выдавливании анизотропного материала могут ограничиваться как максимальной величиной осевого напряжения, передающегося на стенку, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений Это зависит от технологических параметров, угла конусности пуансона и условий трения на контактных поверхностях инструмента

5 Показано существенное влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности операции обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок Установлено, что величина относительной силы Р уменьшается с ростом коэффициента анизотропии R и уменьшением степени деформации с Увеличение коэффициента анизотропии R от 0,2 до 2 приводит к уменьшению относительной величины силы Р на 50% Показано, что увеличение коэффициента анизотропии R от 0,2 до 2 приводит к росту предельной степени деформации s пр на 30%

6 Выполнены экспериментальные исследования силовых режимов и условий устойчивого протекания технологического процесса обратного выдавливания и осадки заготовок из калиброванных холоднокатаных труб из стали 10 Установлено, что устойчиво процесс обратного выдавливания реализуется в рамках исследованных технологических параметров при s < 0,35 и

углах конусности пуансона а = 10 30° Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок указывает на удовлетворительное их согласование

7 На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических про-

цессов обратного выдавливания тонко- и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов Эти рекомендации использованы при проектировании технологического процесса изготовления точных заготовок типа полых цилиндров, имеющие наружные или внутренние полости, из стали 10 Применение операции обратного выдавливания трубных заготовок обеспечивает экономию металла около 15%, уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30% по сравнению с механической обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Пилипенко О.В., Жарков A.A., Ле Куанг Хиеп. Оценка влияние цилиндрической анизотропии механических свойств трубных заготовок на устойчивость в виде образования складок // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2006.- Вып. 1. - С. 102-107.

2. Пилипенко О.В., Жарков A.A., Ле Куанг Хиеп. Влияние нормальной анизотропии механических свойств на устойчивость в виде образования складок трубной заготовки И Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 1. - С. 214-219.

3. Обратное выдавливание трубных заготовок из анизотропного материала / С.П. Яковлев, Г.Г. Дубенский, О.В. Пилипенко, Ле Куанг Хиеп // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 2. - С. 125 -134.

4. Яковлев С.П., Ле Куанг Хиеп. Силовые режимы процесса обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 3. - С. 2030.

5. Пилипенко О.В, Ле Куанг Хиеп. Оценка силовых режимов и предельных возможностей формообразования процесса обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тута: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 4. - С. 71-80.

6. Ле Куанг Хиеп. О повреждаемости материала детали при обратном выдавливании трубных заготовок из анизотропных материалов // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула. Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 4. - С. 104111.

7. Яковлев С.П., Ле Куанг Хиеп, Нечепуренко Ю.Г. Математическая модель процесса обратного выдавливания толстостенных трубных

заготовок из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007. - Вып. 2. - С. 123 -132.

8. Яковлев С.П., Jle Куанг Хиеп, Нечепуренко Ю.Г. Оценка предельных возможностей операции обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2007. -Вып. 2.-С. 178-184.

9 Яковлев С П , Пилипенко О В , Jle Куанг Киеп Математическая модель процесса обратного выдавливания анизотропной трубной заготовки // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ-6, 21-23 ноября 2006 г - М МАТИ, 2006 - С 49-50

10 Ле Куанг Хиеп К вопросу об устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок // XXXII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов -М МАТИ, 2006 - Том 1 - С 210-211

И Ле Куанг Хиеп К оценке предельных возможностей процесса обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета -Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С 188-192

12 Ле Куанг Хиеп, Старостин В Н Влияние технологических параметров на силовые режимы и предельные возможности обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропных материалов // XXXIII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов -М МАТИ, 2007 -Том1 -С 239-240

13 Чикова ЮВ, Ле Куанг Хиеп Математическое моделирование процесса обратного выдавливания тонко- и толстостенных анизотропных трубных заготовок // XXXIV Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МАТИ, 2008 - Том 1 - С 243244

14 Яковлев СП, Ле Куанг Хиеп, Черняев А В Влияние технологических параметров на силовые режимы и предельные возможности обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропных материалов // Удосконалення процесш i обладнання обробки тиском в металургп i машинобудувант / Тематический сборник научных трудов - Украина, Краматорск ДГМА,2008 - С 128-131

Подписано в печать т_ 09 200!? Формат бумаги 60x84 VJ^. Бумага офсетная

Уел печ л 1,1. Уч-изд л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 4V5"

Тульский государственный университет. 300600, г Тула, просп Ленина, '>2.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ. 500600, г.Тула, у л Болдина, 1Ь1

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Методы анализа процессов обработки металлов давлением.

1.2. Теоретические и экспериментальные исследования процессов холодного выдавливания

1.3. Влияние анизотропии механических свойств материалов на процессы обработки металлов давлением.

Современные тенденции развития различных отраслей промышленности стимулирует разработку высокоэффективных технологий, обеспечивающих повышение требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства, экономии материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат. Процессы обработки металлов давлением относятся к высокоэффективным, экономичным способам изготовления металлических изделий.

В различных механизмах и машинах, особенно в пневмо- и гидроаппаратуре, широко применяются детали типа полых цилиндров, имеющих внутренние полости. Детали такого типа могут быть получены обратным выдавливанием трубной заготовки.

Заготовки, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая зависит от режимов их изготовления. Эти свойства оказывают влияние на технологические параметры процессов обработки металлов давлением.

В настоящее время в технической литературе недостаточно уделено внимание вопросам, связанных с реальными условиями протекания процесса формообразования, влиянием анизотропии механических свойств на технологические параметры, предельные степени деформации и ожидаемые механические свойства изделия. Процессы пластического деформирования тонкостенных и толстостенных трубных анизотропных заготовок коническим пуансоном мало изучены. Таким образом, исследование операции обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных деталей из материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, приобретает особую актуальность.

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований гранты № HUI-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), государственным контрактом Федерального агентства по науке и инновациям № 02.513.11.3299 (2007 г.), грантами РФФИ № 05-01-96705 (2005-2006 гг.) и № 07-01-00041 (2007-2008 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355).

Цель работы. Повышение эффективности изготовления тонкостенных и толстостенных трубных деталей обратным выдавливанием на базе установления научно-обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств.

Методы исследования. Теоретические исследования операций обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела; анализ напряженного и деформированного состояний заготовки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по величине сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, по степени использования ресурса пластичности анизотропной цилиндрической заготовки и условию потери устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок при осадке свободно опертой заготовки. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры. Обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.

Автор защищает:

- математические модели обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном;

- основные уравнения и соотношения для анализа процессов пластического деформирования анизотропных трубных заготовок коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного и осесиммет-ричного (нерадиальных течений) состояния;

- результаты теоретических исследований процесса обратного выдавливания трубных заготовок коническим пуансоном;

- закономерности влияния технологических параметров, условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств материала заготовки, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния заготовки, величину накопленных микроповреждений, неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовые режимы и предельные возможности деформирования, связанные с величиной сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, степенью использования ресурса пластичности анизотропной цилиндрической заготовки и условием потери устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок при осадке свободно опертой заготовки;

- результаты экспериментальных исследований силовых режимов процесса обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок из малоуглеродистых сталей;

- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов осесимметричных деталей, обеспечивающих заданное качество их изготовления, уменьшение трудоемкости и металлоемкости, сокращение сроков подготовки производства новых изделий, которые использованы при изготовлении осесимметричных полых цилиндров, имеющих наружные и внутренние полости, из стали 10.

Научная новизна: установлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, величины накопленных микроповреждений, неоднородности интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесимметричной детали, силовых режимов и предельных возможностей формообразования в зависимости от технологических параметров, геометрических размеров заготовки и детали и анизотропии механических свойств материала заготовки на основе разработанных основных уравнений и соотношений для анализа процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного состояния и осесимметричного нерадиального течения материала.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операции обратного выдавливания тонкостенных и тонкостенных трубных заготовок из анизотропных материалов, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

Реализация работы. Разработанные рекомендации использованы при проектировании технологического процесса изготовления осесимметричных полых цилиндров, имеющих наружные и внутренние полости, из малоуглеродистой стали методом обратного выдавливания. Применение операции обратного выдавливания обеспечивает экономию металла около 15%, уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30% по сравнению с механиs ческой обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Штамповка анизотропных материалов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXXI - XXXIV «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2006-2008 гг.), на Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» НМТ-6 (М.: МАТИ, 2006), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2006-2008 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 9 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, одной статье в межвузовском сборнике научных трудов, 5 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций общим объемом 4,72 печ. л.; из них авторских - 2,5 печ. л.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., профессору С.С. Яковлеву за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 135 наименований, 3 приложений и включает 98 страниц машинописного текста, содержит 34 рисунка и 1 таблица. Общий объем - 158 страниц.

5.5. Основные результаты и выводы

1. С целью выявления степени деформации и угла конусности пуансона, обеспечивающих надежное протекание процесса, на кафедре «Механика пластического формоизменения» были проведены экспериментальные исследования по выдавливанию и осадке заготовок из калиброванной холоднокатаной трубы из стали 10. Эксперименты по выдавливанию трубной заготовки показали, что процесс выдавливания со степенями деформации 8 > 0,5 без дополнительного подпора стенки заготовки приводит к потере устойчивости стенки при всех исследованных углах конусности пуансона а = 20.80°. При е < 0,5 и а >30° наблюдался наплыв металла перед пуансоном. .Поэтому устойчиво процесс обратного выдавливания реализуется в рамках исследованных технологических параметров при 8 <0,35 и углах конусности пуансона а = 10.30°.

2. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции обратного выдавливания трубных заготовок указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 15 %).

3. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны технологические рекомендации по проектированию технологических процессов обратного выдавливания тонко- и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов.

4. Эти рекомендации использованы при разработке технологического процесса изготовления точных заготовок типа полых цилиндров, имеющие наружные или внутренние полости с утонением, изделий ответственного назначения из стали 10. Разработанный технологический процесс прошел опытно-промышленную проверку на ОАО «ТНИТИ». Технологический процесс обеспечивает экономию металла около 15% по сравнению с токарной обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам.

5. Материалы диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в ряде лекционных курсов при подготовке бакалавров направления 150400 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в повышении эффективности изготовления тонкостенных и толстостенных трубных деталей обратным выдавливанием на базе установления научно-обоснованных параметров технологических процессов пластического деформирования трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, уменьшение трудоемкости и металлоемкости деталей, заданное качество их изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработаны математические модели обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном. Получены основные уравнения и соотношения для анализа процессов пластического деформирования анизотропных трубных заготовок коническим пуансоном, протекающих в условиях плоского деформированного состояния и осесим-метричного (нерадиальное течение) состояния. Разработаны алгоритм расчета кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формообразования, а также программное обеспечение для ЭВМ.

2. Выполнены теоретические исследования операций обратного выдавливания тонкостенных и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов коническим пуансоном. Выявлено влияние технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, анизотропии механических свойств, геометрических размеров заготовки и детали на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, накопленную величину микроповреждений, неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке осесим-метричной детали, силовые режимы и предельные возможности операции обратного выдавливания трубных заготовок.

3. Показано, что с увеличением степени деформации 8 относительная величина силы Р возрастает. Интенсивность роста тем выше, чем больше степень деформации в. Выявлены оптимальные углы конусности пуансона в пределах 10. 25°, соответствующие наименьшей величине силы Р. Величина оптимальных углов конусности пуансона а с увеличением степени деформации е смещается в сторону больших углов. Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р . С ростом коэффициента трения на пуансоне \хп (при (1^ = 0,05) величина относительной силы Р возрастает.

Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности пуансона а и больших величинах степени деформации в. Установлено, что с уменьшением относительной величины Dis с 20 до 5 сопровождается ростом относительной величины Р при фиксированных параметрах процесса на 35%.

4. Количественно определены предельные возможности формоизменения процесса обратного выдавливания трубных заготовок по максимальной величине осевого напряжения, передающегося на стенку, допустимой степени использования ресурса пластичности и по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок полученного на основании статического критерия устойчивости. Установлено, что с увеличением угла конусности пуансона а предельная степень деформации епр, определенная по максимальной величине осевого напряжения, передающегося на стенку трубной заготовки, возрастает на 30%. Показано, что рекомендуемая степень деформации £пр, вычисленная по степени использования ресурса пластичности, с уменьшением угла конусности пуансона а возрастает. Отмечено, что предельные возможности формообразования при обратном выдавливании анизотропного материала могут ограничиваться как максимальной величиной осевого напряжения, передающегося на стенку, так и допустимой величиной накопленных микроповреждений. Это зависит от технологических параметров, угла конусности пуансона и условий трения на контактных поверхностях инструмента.

5. Показано существенное влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности операции обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок. Установлено, что величина относительной силы Р уменьшается с ростом коэффициента анизотропии Я и уменьшением степени деформации в. Увеличение коэффициента анизотропии Я от 0,2 до 2 приводит к уменьшению относительной величины силы Р на 50%. Показано, что увеличение коэффициента анизотропии К от 0,2 до 2 приводит к росту предельной степени деформации 8 пр на 30%.

6. Выполнены экспериментальные исследования силовых режимов и условий устойчивого протекания технологического процесса обратного выдавливания и осадки заготовок из калиброванных холоднокатаных труб из стали 10. Установлено, что устойчиво процесс обратного выдавливания реализуется в рамках исследованных технологических параметров при в < 0,35 и углах конусности пуансона а = 10.30°. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операции обратного выдавливания толстостенных трубных заготовок указывает на удовлетворительное их согласование.

7. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов обратного выдавливания тонко- и толстостенных трубных заготовок из анизотропных материалов. Эти рекомендации использованы при проектировании технологического процесса изготовления точных заготовок типа полых цилиндров, имеющие наружные или внутренние полости, из стали 10.

Применение операции обратного выдавливания трубных заготовок обеспечивает экономию металла около 15%, уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30% по сравнению с механической обработкой, при этом достигаются необходимые требования к изделию по геометрическим и механическим характеристикам.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.

1. Авицур Б. Исследование процессов волочения проволоки и выдавливания через конические матрицы с большим углом конусности // Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, 1964.-№ 4. - С. 13-15.

2. Адамеску P.A., Гельд П.В., Митюшков Е.А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. - 136 с.

3. Арышенский Ю.М., Гречников Ф.В. Теория и расчеты пластического формоизменения анизотропных материалов. М.: Металлургия, 1990. -304 с.

4. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов. -Л.: Машиностроение, 1969. 112 с.

5. Бакхауз Г. Анизотропия упрочнения. Теория в сопоставлении с экспериментом // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1976. - № 6.- С. 120 129.

6. Бастуй В.Н. К условию пластичности анизотропных тел // Прикладная механика / АН УССР. Ин-т механика. Киев: Наукова думка. - 1977 -№1. - С. 104- 109.

7. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатие, 1978. - 125с.

8. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. - 329 с.

9. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. - 144 с.

10. Быковцев Г.И. О плоской деформации анизотропных идеально-пластических тел // Известия АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение.- 1963,-№2.-С. 66-74.

11. Валиев С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов. М.: Машиностроение, 1973. - 176 с.

12. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

13. Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Механика композиционных материалов / Пер. с англ. М.: Мир, 1978.-С. 401 -491.

14. Вытяжка с утонением стенки / И.П. Ренне, В.Н. Рогожин, В.П. Кузнецов и др. Тула: ТПИ, 1970. - 141 с.

15. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. - 428 с.

16. Геогджаев В.И. Пластическое плоское деформированное состояние ортотропных сред // Труды МФТИ. 1958. - Вып. 1.- С. 55 - 68.

17. Геогджаев В.О. Волочение тонкостенных анизотропных труб сквозь коническую матрицу // Прикладная механика. 1968. - Т.4. - Вып. 2. -С. 79- 83.

18. Головлев В.Д. Расчет процессов листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1974. - 136 с.

19. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов М.: Машиностроение, 1998. - 446 с.

20. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960.- Т. 1.- 376 е., Т. 2.- 416 е., Т. 3.- 306 с.

21. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

22. Данилов В.Л. К формулировке закона деформационного упрочнения // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1971. - №6. - С. 146 -150.

23. Дель Г.Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978.- 174 с.

24. Джонсон В., Кудо X. Механика процессов выдавливания металлов. М.: Металлургия. - 1965.- 197 с.

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

26. Евдокимов А.К. Холодное выдавливание сложнопрофильных изделий // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005. - № 1. - С. 9 - 17.

27. Евдокимов А.К., Назаров A.B. Дифференцированное выдавливание с одновременной вытяжкой // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. 2004. - Вып. З.-С. 101 - 106.

28. Евдокимов А.К., Назаров A.B. Учет противодавления при обратном выдавливании с активным трением // Заготовительные производства в машиностроении. 2007. - № 11. — С. 28-35.

29. Евдокимов А.К., Петров Б.В. Механизм образования утяжины в ступенчатой стенке выдавленного стакана // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. -2004.-Вып. З.-С. 74-81.

30. Евдокимов А.К., Рыбин А.Ю. Комбинированное выдавливание кольцевых заготовок // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. -Вып. 1.-С. 200-208.

31. Егоров М.И. Определение коэффициента поперечных деформаций листового проката с начальной анизотропией на цилиндрических образцах // Заводская лаборатория. 1988. - №11. - С. 79 - 82.

32. Ерманок М.З. Прессование труб и профилей специальной формы. Теория и технология. М.: Металлургия, 1992. - 304 с.

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

34. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение, 1980.432 с.

35. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М.: Наука, 1966.231 с.

36. Ивлев Д.Д., Быковцев Г.И. Теория упрочняющегося пластического тела. М.: Наука, 1971.-232 с.

37. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР. - 1963. - 207с.

38. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.312 с.

39. Кибардин H.A. Исследование пластической анизотропии металла статистическим методом // Заводская лаборатория. 1981. - № 9. - С. 85 - 89.

40. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. - М.: Машиностроение, 1987. - 544 с.

41. Колесников Н.П. Зависимость штампуемости стали от анизотропии при вытяжке деталей сложной формы // Кузнечно-штамповочное производство. 1962. - № 8. - С. 18 - 19.

42. Колесников Н.П. Расчет напряженно-деформированного состояния при вытяжке с учетом анизотропии // Кузнечно-штамповочное производство. 1963. - № 9. - С. 15 - 19.

43. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет (УПИ), 2001.-836 с.

44. Колмогоров В.Л. Напряжение деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

45. Колмогоров В.Л., Мигачев Б.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрОРАМ, 1994. - 104 с.

46. Кудрявцев И.П. Текстуры в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1965.-292 с.

47. Кузин В.Ф. Влияние анизотропии на разностенность при вытяжке с утонением стенки // Обработка металлов давлением. Тула: ТПИ, 1971. - С. 171 - 176.

48. Кузин В.Ф., Юдин Л.Г., Ренне И.П. Изменение показателя анизотропии в процессе многооперационной вытяжки с утонением стенки // Прогрессивная технология глубокой вытяжки листовых материалов. Тула: ТПИ, 1968.-С. 229-234.

49. Jle Куанг Хиеп. К вопросу об устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок // XXXII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. -М.: МАТИ, 2006. Том 1. - С. 210-211.

50. Ле Куанг Хиеп. К оценке предельных возможностей процесса обратного выдавливания трубных заготовок из анизотропных материалов // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. - С. 188-192.

51. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. -М.: Машиностроение. 1975. - 400 с.

52. Малинин H.H. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1979. - 119 с.

53. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas. -1993. - 240с.

54. Микляев П.Г., Фридман Я.Б. Анизотропия механических свойств металлов. М.: Металлургия, 1986. - 224 с.

55. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1980. - 152 с.

56. Неймарк A.C. К вопросу об определении параметров анизотропии ортотропных материалов // Известия вузов СССР. Машиностроение. 1975. -№ 6. - С. 5 - 9.

57. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. -195 с.

58. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

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

60. Овчинников А.Г., Жарков В.А. Исследование влияния анизотропии на вытяжку листового металла // Известия вузов. Машиностроение. -1979.-№8.- С. 94-98.

61. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.

62. Пилипенко О.В., Яковлев С.П. Вытяжка с утонением стенки толстостенных цилиндрических заготовок из анизотропных материалов в режиме ползучести // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2008. - № 3. - С. 3 - 8.

63. Пилипенко О.В. Обжим и раздача трубных заготовок из анизотропных материалов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007 - 150 с.

64. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение. - 1977. - 283 с.

65. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 480 с.

66. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников, A.M. Дмитриев, В.Д. Кухарь и др. / Под ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

67. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. - 744 с.

68. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. - 540 с.

69. Рузанов Ф.И. Локальная устойчивость процесса деформации орто-тропного листового металла в условиях сложного нагружения // Машиноведение / АН СССР. 1979. - №4. - С. 90 - 95.

70. Рузанов Ф.И. Определение критических деформаций при формообразовании детали из анизотропного листового металла // Машиноведение. 1974.-№2.- С. 103 - 107.

71. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. -Минск: Наука и техника, 1977. 256 с.

72. Селедкин Е.М., Гвоздев А.Е. Математическое моделированиепроцессов формоизменения заготовок. М.: Академия проблем качества; ТулГУ, 1998.-225 с.

73. Скуднов В.А. Закономерности предельной пластичности металлов // Проблемы прочности. 1982. - №9. - С. 72 - 80.

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

75. Смирнов B.C., Дурнев В.Д. Текстурообразование при прокатке. -М.: Металлургия, 1971. 254 с.

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

77. Соколов Л.Д., Скуднов В.А. Закономерности пластичности металлов. М.: ООНТИВИЛС. - 1980. - 130 с.

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

79. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. - 215 с.

80. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. - 423 с.

81. Талыпов Г.Б. Исследование эффекта Баушингера // Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1964. - № 6. - С. 131 - 137.

82. Талыпов Г.П. Пластичность и прочность стали при сложном на-гружении. Л.: Изд-во ЛГУ. - 1968. - 134 с.

83. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У.V

84. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

85. Томилов Ф.Х. Зависимость пластичности металлов от истории деформирования // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987. -С.71-74.

86. Томленов А.Д. Пластическое деформирование металлов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

87. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение. - 1969.- 362 с.

88. Трегубов В.И. Ротационная вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из труб на специализированном оборудовании. Тула: ТулГУ, Тульский полиграфист, 2002. - 148 с.

89. Трегубов В.И., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Силовые режимы ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005. -№ 1.-С. 17-23.

90. Трегубов В.И., Яковлев С.С. Анализ ротационной вытяжки цилиндрических деталей // Заготовительные производства (Кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). 2004. - №10. - С. 25-30.

91. Углов А.Л., Гайдученя В.Ф., Соколов П.Д. Оценка деформационной анизотропии механических свойств сплавов акустическим методом // Обработка металлов давлением. Свердловск: УПИ, 1987. - С. 34 - 37.

92. Хван Д.В. Технологические испытания металлов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. - 152 с.

93. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956. - 408 с.

94. Цой Д.Н. Волочение тонкостенной трубы через коническую матрицу // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1987. - № 4. - С. 182 -184.

95. Цой Д.Н. Предельная степень вытяжки анизотропной листовой заготовки //Известия вузов. Машиностроение. 1986. - № 4. - С. 121 - 124.

96. Шевелев В.В., Яковлев С.П. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на вытяжку. М.: Машиностроение, 1972. - 136 с.

97. Шляхин А.Н. Оценка надежности технологических переходов глубокой вытяжки осесимметричных цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения. 1995. - №4. - С. 33 - 36.

98. Шляхин А.Н. Расчет напряжений в опасном сечении при вытяжке без утонения цилиндрических деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. - №6. - С. 8 - 11.

99. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. -М.: Машиностроение, 1964. 365 с.

100. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. -М.: Машиностроение, 1986. 136 с.

101. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. - 331 с.

102. Baltov A., Savchuk A. A Rule of Anisotropik Harolening // Acta Mechanica. 1965. - Vol.l. - №2. - P. 81-92.

103. Bhattacharyya D., Moltchaniwskyi G. Measvrement of Anisotropy by the Ring Compression Test // J. Mech. Work. Technol. -1986. 13. - №3. - P. 325 - 330.

104. Korhonen A.S. Drawing Force in Deep Drawing of Cylindrical Cup with Flatnosed Punch // Trans. ASME J.Eng. Jnd. -1982. -104. №1. -P. 29-37.

105. Korhonen A.S., Sulonen M. Force Requirements in Deep Drawing of Cylindrical Shell //Met. Sci. Rev. met. -1980. -77. №3. -P. 515 - 525.

106. Lilet L., Wybo M. An investigation into the effect of plastic anisotropy and rate of work-hardening in deep drawing. // Sheet Metal Inds. 41. - №450, 1964.

107. Mellor P.B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech. Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation Anal. Proc. Symp. Warren, Mich. New York - London. - 1977. - P. 53 - 74.

108. Mellor P.B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech. Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation Anal. Proc. Symp. Warren, Mich. -New York-London . -1977. -P. 53 74.

109. Oiszak W., Urbanovski W. The Generalised Distortion Energy in the Theory of Anisotropic Bodies // Bull. Acad. Polon. Sci. cl. IV. - vol. 5. - №1. -1957.-P. 29-45.

110. Oiszak W., Urbanovski W. The Generalised Distortion Energy in the Theory of Anisotropic Bodies // Bull. Acad. Polon. Sci. -cl. IV. -vol.5. №1. -1957.-P. 29-45.

111. Wilson D.U., Butler R.D. The role of cup-drawing tests in measuring draw-ability // J. Inst. Metals. Vol. 90. - № 12. - 1962.

112. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. 1987. - 69. - №1. - P. 59 - 76.

113. Wu M.C., Yeh W.C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropic Hardening // Acta. Mech. -1987. 69. - №1. - P. 59 - 76.

114. Wu M.C., Hong H.K., Shiao Y.P. Anisotropic plasticity with application to sheet metals // Int. J. Mech. Sci. 1999. - 41, №6. - P. 703 - 724.

115. Wu M.C., Hong H.K., Shiao Y.P. Anisotropic plasticity with application to sheet metals // Int. J. Mech. Sci. 1999. - 41, № 6. - C. 703 - 724.

116. Yamada Y., Koide M. Analysis of the Bore-Expanding Test by the Incremental Theory of Plasticity // Int. J. Mech. Sci. Vol. 10. - 1968. - P. 1-14.

117. Zharkov V.A. Theory and Practice of Deep Drawing. London: Mechanical Engineering Publications Limited, 1995. - 601 p.