автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Оптимизация технологии холодного прямого выдавливания поковок со сложной конфигурацией внутренней поверхности

г i и ин

2 7 сен ььз

государственный комитет российской федерации

по высшему образованию

московский государственный технологический университет "станш1"

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ХОЛОДНОГО ПРЯМОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ поковок СО СЛОШИ КОНФИГУРАЦИЕЙ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Специальность 05.03.05 - Процеооы я «авины обработки давлением

Автореферат диссертации не ооиоканио ученой сгапеки каядадата технически каук

1и правах рукопкои

МАЗУРИН Андрей Геннадьевич

УДК 621.777.043

Москва 1ШЗ

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные системы и ло дуля обработки металлов давлением" Московского Государственного Технологического Университета "Оганкин".

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор АРТЕС А.Э.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор КАЛПИН Ю.Г. - кандидат технических наук, с.н.о. БУКШ-БАТЫРЕВ И.К.

Ведувдя организация - НЮГГрактороельхозмаш.

Ваадта оостоитоя "-/<?" ЖГЯе^Р 1993г. в чаоов на оаоеданни алециализироваяного совета Д063.42.01 Московского Государственного Технологического университета "Станкнн" по адресу: 101472, Москва ГСП, Вадковский пер., д.За.

0 диссертацией шашо ознакомиться в библиотеке МГТУ "Огкстн".

Автореферат разослан " ?" ¿^гТЯе»/'? 1833г.

Учоеуё! сакрэтерь отеаваяетсрозавного совета,

д.т.н., иро^ссоор БУБНОВ В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Работы. Одним из условий интенсификации производства является разработка и совершенствование ресурсосберегающих технологических процессов. Решение этой задачи в области мета л л ообра бот к и предполагает расширение применения прогрессивных методов пластического формоизменения, в частности, процессов холодной объемной штамповки.

Рост обмена производства поковок и деталей прогрессивными методами холодной объеиной штамповки во многом зависит от вовлечения в обработку пластическим деформированием большой номенклатуры сло*нопрофильных изделий. Однако, процесс внедрения технологии холодной штамповки деталей этой группы одеряиваетоя из-за отсутствия научно обоснованных рекомендаций по проектирование оптимального технологического процесса, обеапечивягяего эаданнуо точность профиля при минимальных силовых затратах. Иэ-эеотные схемы холодной объемной штамповки требуют дальнейиего их ювершенствования. Поэтому актуальной является задача обоснова-)ия способов холодной объемной штамповки сложнопрофилъных поко-юк, обеспечивающих условия полного заполнения профиля без раз->ушения материала инструмента.

Целыз работы является повышение эффективности производства олых изделий с неосесимметричной внутренней поверхность» обце-ашиностроительного назначения из пластичных материалов, моде-ирование процесса и установление оптимальных технологических араметров холодного прямого выдавливания на свободной оправке ак более перспективного с точки зрения простоты изготовления и тонкости инструмента, и разработка научно обоснованных рекоыен-ации по проектирование технологического процесса.

Метод исследования. На основе метода верхней оценки пред-иены математические модели расчета нагрузок н деформаций для 5ямого выдавливания на оправке, позволявшие установить характер тияния основных факторов на затрачиваемые усилия н заполнение юфиля изделия.

Для верхней оценки значений усилий и заполнения профиля для М РС разработан пакет программ "ПРОФИЛЬ", позволявшей оценить характер влияния различны* факторов на процесс холодного давливания с неосесимметричной оправкой.

Для многофакторного процесса выдавливания на неосесяшют-чной оправке, характеризуицегося несколькими критериями ка-

- г -

чества предложена методика определения оптимальных условий о использованием метода планирования эксперимента и обобщенного критерия качества - функции желательности Харрингтона.

Научная новизна работы состоит в построении теоретических и экспериментально-статистически]!: математических моделей процесса прямого выдавливания поковок о неосеоимметричной внутренней поверхность!) из трубных заготовок, устанавливавших взаимосвязь показателей заполнения профиля и усилия от параметров процесса, в решении многокритериальной оптимизационной задачи о применением функции желательности.

Практическая ценность. На основе разработанной научно обоснованной методики о использованием пакета прикладных программ "ПРОФИЛЬ" предлагается проектировать оптимальные технологические процессы холодного прямого выдавливания на свободной оправке полых изделий о неосеоимметричной внутренней поверхности). Даш практические рекомендации по технологии холодного выдавливания поковок типа шгицевые втулки, втулки ниппеля и корпус шэ-кового насоса.

Апробация работы. Основные результаты работы, а также работа в целом докладывались на заседании кафедры "Автоматизированные оистемы и модули обработки металлов давлением" МГТУ "Отан-кян" (1091г.) и на научно-техничеоком семинаре "Опыт применения и разработки прогрессивных процессов пластического деформирсва-вня а машиностроительном производстве" в г.Владимире (1890г.).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4-х работах.

Структура и об»ем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, описка литературы и приложений и содержат 87 стр. основного текста, 41 рисунка (18 отр.), 8 таблиц, список литературы (93 нанм., 9 стр.) и приложения на 18 отр.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы основные научные положения, вынесенные на вдвдггу.

В первой глав? проведен анализ ежей получения внутреннего йрсфшш, суъествувдих споообов оценки усилий деформирования ж од&одаэквя неосэскммвтричнкх профилей, способов реоання много-

критериальных оптимизационны* задач.

На основании выполненного анализа изученных схем получения поковок о неосесимметричной внутренней поверхности пластическим деформированием наиболее перспективным является холодное прямое выдавливание на неосесимметричяой оправке. Основными преимуществами технологических процессов холодного выдавливания являются высокие показатели стойкости инструмента, высокая производительность процесса и возможность получения некоторых поверхностей а элементов деталей без дополнительной обработки резанием. Однако, получение неосесимметрнчяых поковок голодным выдавливанием одерживается из-за недостаточной изученности процесса.

В большинстве работ, касающихся анализа напряженно-дефор-от<р!-ванного состояния материала, решения сводятся исключительно к ' г>еделенив усилий деформирования. В меньшой степени уделяется внимание вопросу оценки заполнения профиля.

На основании выполненного анализа сформулированы оледуюцпе задачи исследования!

- провести теоретическое и экспериментальное исследования влияния условий процесса прямого выдавливания поковок из трубных заготовок о использованием плавающей оправгея ямевдей неосесам-иетричнув боковую поверхность на усилие вташгавки п степень заполнения полостей оправки:

- построить теоретическе и экспериментальные ктдаатпчоскяэ зависчииостя устанавливавшие взаимосвязь показателей заполнения профиля и усилий выдавливания от параыетров исследуемого процесса;

- разработать методику поиска оптимально условий холодного прямого выдавливания на оправке поковок с кеосеошздатрйчпоЯ внутренней поверхность».

• Во второй главе изложены результаты теоретически исследований процесса холодного прямого выдавливания поковок о иоосэ-симкетричной внутренней поверхность» кз трубной заготовки о использованием оправки.

Напряженное состояние исследовалось па основе энергетического метода расчета нагрузок и деформаций в процессах плаоткчес-кого дефоркяровакяя по равенству мощпоотей воег сил на гепквияти-ческя возможных скоростях.

При построение кинематически иозкегной накеля яспояьзаззяи сладуюяпе допущения: материал вххтсо плаотачея, однороден я а®-

сжимаем; центры тякеоти сечения оправки, отверстии очка матрицы и контейнера лежат на одной оси; процесс деформирования состоит из радиального выдавливания в контейнере и прямого выдавливания в конической части матрицы; на первом этапе деформирования течение металла в очаге пластической деформации ограничено стенкой контейнера (1) г-Ь. нижним торцем пуансона (2) верхним

торцем предшествующей заготовки (3), выдавливаемой "на провал", г »0, боковой поверхностью оправки (4) гт0(р) и внутренней боковой ово<к)дной поверхностью заготовки (5) г-ге<*>) (рис.1); на первом этапе деформирования течение металла в очаге пластической деформации моает быть описано в цилиндрической системе координат функциями Чг-иг(г,р), и2-и2(г); на этапе прямого

выдавливания течение металла в очаге пластической деформации ограничено сферическими поверхностями и с ойщим

центром в вершине конуса матрицы т.01, боковой поверхностью оправки (3) в-в0 <Я,»>), коничеокой частью матрицы (1) 6-9 м и свободной внутренней поверхностью поковки (4) в—ве (Р.»>) (рис.2); на этапе прямого выдавливания течение металла может выть описано в сферической системе координат функциями 6,

чв-чдк,в,1>). ^-ур.в.?».

Уоловле несжимаемости материала в цилиндрических г, г я сферических Й, в, р координатах, соответственно:

+ ^ + ^ ♦ . о ,

аг

гдр

дг

Ж к

яда

с1дв

I?

ко ыаруваетоя

т

и,

т

V-

гдг

й. --¿Ё

ЙГ

гй-

еоли

ч- —Ь.

гдр

& да.

Ур1?251Пб

Кашв д?

(1)

УдР-БШв

д<р ж

- о

дв а*.

а?

V

дУ1 сК

— 38

(2)

гдэ , в -С (К.р.в) для I, ^ 1, 2, 3 - в обаем слу-

чае права со шлик» функции овоих аргументов.

Квнеггзтачеокя воз:юешш ьюдель радиального выдавливания (рго. 1) построена о учотоы ограничений, накладываемых наличием погзрхвостс г«г (р) я условлен безотрывного скольжения

+

+

+

- 5 -

Расчетная схема радиального выдавливания

А-А

1- иатркца; 2- пуансон верхний; 3- пуаксон шшгай; 4- оправка; 3- поковка.

Рмо.1.

материала, обеспечиваемого равенствами нуле проекции на нормали к поверхностям контакта. Поэтому кинематичеоки возможные скорости долины удовлетворять следующим граничным условиям:

- при z-h Uz- V; (3)

- при z-0 U2- 0; (4) • - при г-Ь Ur- 0; (5)

- при Г"Г., (р) Ur- U„ — - U; (в)

вв . * го. ^

- при О + (п-1 )я/к (n- 1.....2к) Up- О, (7)

здесь к- чиоло плоскостей симметрии поперечного сечения оправки; U- нормальная составляющая скорости перемещения металла на внутренней границе поковки, определяемая из условия поотоянотва объема. Если допустить, что на свободной поверхности г-г, направление течения совпадает о кратчайшей нормалью, т.е. г#-const, то

f при „л г-г0,(|о)-г0(*>>;

° " f-r.-lM^J 0 (b2- ^

- при Г-Ге 0; (8) где го0-ге,(р) - функция, описывающая контур внутренней поверхности поковки по границе сопряжения с оправкой и по свободной поверхности, граница раздела свободной и сопряженной о оправкой поверхностей поковки, V- скорость деформирования.

Приняв для первого приближения функции (2) в виде

V0.5V& [ьа-г*); 0;

>: 1

(8)

6а- гж<г)Ря(у»> ♦ Va<r)Fa(p), где ух(г) и уа(г) - произвольные "возмущающие" функции от г, обрацающиеоя в ноль на поверхности контейнера при г-Ь

у(Ы«0, (10)

F, (р) я Гя(р)- "возмущающие" корректирующие функции от p. обео-печызаящие тождественное выполнение граничных условий (3)-(8) ори произвольном выборе функций ^ (г) и ya<r)i

- 7 -V. Ьа-

f,<*>>-

j

_!_2___

^{Ь.г0») -V-2-- ^2<Ь,г0в)

ba-j |0. ВТ

о

¿V (b,r.) г в a

—1 j с05* -h-

drA

+ r.

u)dp

are 1

определяем кинематически возможные поля скоростей радиального выдавливания (2).

Таким образом, если ^ (г), у2 (г ).F, и Fa(pD, определял-оие ?2(г,р), приняты по требованиям (10) и (11), скорости Ц-.IL. U2 по (2) тождественно удовлетворят: граничные условия (3)-(8) к, следовательно, кинематически возможны и могут быть использованы для верхней оценки усилий и деформаций радиального видами-. вавия.

На этапе прямого надавливания (рис.2) условаа беоотркзкого течения металла в конической части ыатряцы обеспечивается, еолн кинематически возыозиые скорости Vp, Vg, V^ удовлетворяют оледу-саим условиям:

(12)

(13)

(14) CIS)

(1в)

(17)

- при R-R„ VR«' -Vcos-9;

- при R-Rr V^- -wVcosfl;

- при в-вк V-т» 0; 0 ea Vn+ RVn —V, 6 R dB >

- при 0- 0О<(R,p)

- при 0« 6e(R) V » 0; P

- при 0 + (n-l)!T/k (п- 1,...,Ш

¿9

V sindp

функция, задающая внутренняя поверхность поковки, ы- вытяжка, определяемая отношением шгададя поперэ<пшго сечения поковки на входе к пяодади ее поперечного озчвнал' на выходе из очага пластической деформации.

Для определения кинематически возможных скоростей Ун, Уа, - *

V (2) прнием в первом приближении функции

V 0; <32= 0.5VXR3(sin26M- sina9);

Расчетная схема прямого выдавливания

2

Д-Д

1- матраца, 2- пуансон, оправка, "V- поковка.

Рис.2.

здесь ^(К.Э) и у2 - произвольные "возмуцасздае" функции,

обрацаюциеоя в ноль на поверхности звходного конуса матрицы при

в-ви »/<И,в)- 0; (19)

Г, (*>) и Г2 (р) - корректирующие функции, обеспечивавшие тождественное выполнение граничных условий (И)-(17) при произвольном выборе "воэмуцаовдах" функций у1 (1?,в) и уа(Й,в)

Г, (*>)-

Щч

51паЭи-51паб0#

V! (К.0С

39.

аз.

Гя(*>)-

д9.

Функция

2ГГ

ов аэ

(20)

х(ю-

ЯП

обращается в единицу при и равна вытяжке ы при .

Таким образом, если у2<Й,в), Г, (р) и Г3<р>. обра-

зуй дне Ф3 <1?,б,р>, приняты по требованиям (18) и (20), окорооти \ по тождественно удовлетворяют уоловиям (12)-(17) п, следовательно, кинематически возможны и приемлемы для выполнения расчетов уоилиИ и деформаций процесса прямого выдавливания.

Оценки затрачиваемых ыовдостей радиального и прямого выдавливания по соответотвусщим полям кинематически возможных скоростей (2) устанавливаются из равенства мощностей всех внешних и внутренних оил, действую ода на поковку в состоянии пластического равновесия материала. Иокомьга моцноота н ^ шрэделя-птся как функционалы по ооотвэтсвуюадм "возыувдюцим'* ^уккцшш (10) в (19), а 1/,, - дополнительно по функции б,(К), описывавадй овободнул поверхность течения материала в конической частя очага пластической деформации. Например, в качестве "возмуяшвднх" мо-

в,(Ю- аг«ип( г»х<*/*») ).

гут быть приняты функций следующего вида:

для радиального выдавливания

г. -»л п « У,- [Ь - г) , Ь - г ;

для пряного выдавливания

[^пв,,- 1Ып0] , уг- [Е51п9м] - [(&1п0],

для свободной поверхности 6-9^ (Ш

Л

п, т н ? - варьируемые коэффициенты, определяемые из уоловия минимума затрачиваемых мощностей решением системы уравнении

. 0;

дп

оЧ, <21)

—Ь-О;

дш

_В. « о

Согласно допущении о начале прямого выдавливания, наступающего по окончании радиального выдавливания (распрессовкк), про-цесо деформирования будет протекать при выполнении условия

V V

пооволявдего учитывать изменение формы и упрочнение материала трубной заготовки в результате распрессовки.

Для численного решения уравнений (21) о учетом (22) для 1ВМ РС не языке СИ++ разработан пакет программ "ПРОФИЛЬ". Данный комплекс программ позволяет получать верхнии оценки нагрузок и отепекай заполнения профиля для лвбых комбинаций технологических параметров процесса.

В третьей главе на примере втулки ниппеля о двумя симметрично распопохеяныкн продольными ребрами на внутренней боковой поверхности с использованием комплекса программ "ПРОФИЛЬ" проверена адекватность разработанной математической модели. Теоретическая модель позволила получить верхние оценки степени заполнения профиля и усилий, затрачиваемых в процессе прямого выдавливания покозок втулка ниппеля, с ошибкой, не превишасдей 154. Слохкость точного учета условий трения, а также допущения о

жестко-пластической схеме деформирования, однородности и несжимаемости материала и о форме свободной поверхности в очаге пластической деформации являются основными источниками накопления раочетиой ошибки.

8 четвертой главе изложены методика и результаты экспериментальных исследования. Дано описание материалов, оборудования и методики экспериментальных исследований. На рио.З представлена схема экспериментальной штамповки.

В процессе эксперимента выполнялась опытная штамповка поковок с четырьмя продольными выступами на внутренней поверхности. Исследовалось влияние величии угла звходного конуса матрицы в интервале вч »15-50° (Xj), диаметра контейнера Dj-29-Збмм iXg), высоты заготовки Н0-28-39мм (Х3), ширины полооти оправки В«2-4мн (Х4) и угла наклона отенок полости оправки ^-0-10° (Х9) на полное технологическое Р (Tj,кН) и удельное q (Y3,МПа) усилия выдавливания и на степень заполнения полостей оправхи. При этом принимались постоянными: диаметр очка матрицы D2«24km, диаметр оправки d0-16MM и глубина полости оправки h-4MM. Степень заполнения полоотей оправки оценивалась величиной равной отношению глубины затекания металла h, к глубине полости оправки h/h (Т?), и высотой фаски AL (Т4,мм) формируемых радиальных элементов поковки <рис.3).

Для получения зависимостей откликов процесса (Yj,Ya,73,Yf) от выбранных факторов (Xj ,Х2,Х3Д4 ,Х3) применен метод планирования эксперимента. В качестве плана эксперимента использована полуреплика 2®"1 о генерируювдм соотношением X3-XjXaXjX4.

Значения откликов в точках плана определялись в ходе экспериментальной штамповки втулок с неосесиыметричной внутренней поверхностью из алюминиевого сплава АД31Т. Экспериментальная штамповка осуществлялась на гидравлической пресс© ДБ2432 уонлнеы 1600 кН. Усилив на пуансоне измерялось о помоцыэ осциллографа модели H14S. Геометрические параметры оттампованных образцов измерялись микроскопом БМИ-1Ц. В результате обработки экспериментальных данных по методу наименьших квадратов к отсева с применением критерия Сгыздента незначимых коэффициентов получены аледугадо акспериментально-отатиатичеокме модели:

?1«524,8+134Xa-t-13,5X4-ie.e)(9+21,6X1XJ+20,3X1Xa42a.'5XaX1--2O,0XaXo+19,8XJX4; (23)

Схема экспериментальной штамповки

I- матрица; 2- пуансон; 3- оправка; Ц- поковка; 5- ыесдоза; б- резиновая прокладка.

Рис.3.

тз-619,4 +27, 8Хг +23, 8Х, Х3 +19, 9Х, Х3 +28,1Х2Х4 -21, 6Х2ХЯ +

+19,ЗХ5Х4; (24)

Y -0,675+0,324Х,, +0,018Х, +0, 018Х. +0,042Х, X, +0.019Х, X.

J С 4 9 IJ 11

+0.025Х, Хч -0,017Х„ X. -0,02SX, X -0, Ol 9Х- Х„; (25)

1 э 2 4 3 4 3 3

Г-О.^-О^ЗЭХ.+О.ОЗбХ.Х -0.032ХоХ.,-0,058ХдХ,,. (28)

4 2 12 2 3 19

Адекватность эависиыостеи (23)-(2б) проверялась о использованием критерия Фишера. Полученные эксперименталъно-отатиотичео-кие модели, позволявшие рассчитать значения выбранных показателей процесса при любом сочетании факторов в исследованном диапазоне их изменения, были использованы для анализе параметрической чувствительности процесса. Анализ позволил установить направление и интенсивность действия факторов.

Решение задачи оптимизации было проведено о использованием обобщенного критерия (обобщенной функции желательности Харринг-тона D >. Для построения обобщенной функции аелательнооти измеренные значения показателей процесса были преобразованы в безразмерную шкалу хелательности по форыуле:

d-expI-exp(-Y')). (27)

где d - частная функция еелательнооти.

В нашем случае в выражении (27) Y'-b0 + bjY.

Коэффициенты bQ и определяется из условия соответствия частного критерия желательности d« 0,8 лучшему значение выходного параметра Y, а d« 0,2 - худшему значении.

После соответствующих подстановок частные функции еела-тельнооти имеет вид-.

d, -expl -ехр(2.57xlO°Ya-l.694) J;

c^-expt -exp(4,79xl0"3Ya-3.219)3;

dj«exp{ -exp(0,278-0.262Y,)1;

d4 -expl -exp (3,5SY4 -1,304)). где d( .dj.dj .dt- частные функции желательности для технолога-чес ко го усилия, удельной нагрузки, относ яте льао11 глубякм оатегез-ния н высоты фаске.

Обобщенная функция гэлатольности d опрэдоллотся по форцу/я»

D-У djdjd,^ (23)

для вое* точек плана. По полученным значениям V построено уравнение регрессии, которое после отсева незначимых коэффициентов имеет вид:

Б-0,493+0,032Ха-0,013Х3-Ю,027Х3-0,039X^3+0.017Х1 Х^-О.ОгЭХ^-

-0,031Х2Х4+0,023ХаХ0-0,026ХэХ4-0,022Х3Х9+0,014Х<Хд. (29)

Зависимость (29) позволяет определить оптимальные условия процесса путем поиска максимального значения обобщенного критерия 0. В исследованном диапазоне изменения факторов процесса наибольшее значение функции желательности, равное 0.К5,

получено при следующих условиях: X,--1 (0и-1ЕгТ, Х2-+1 Ф,-36мм), 1С3-+1 (Нд-Земм), Х4— 1 (В-2мм>, Х„-+1 <г-10°). В этих условиях отклики принимают значения: 71-520кН; У2«637МПа; Т,-1,0; Т4-0,0мм.

Уравнение (26) может быть использовано для решения задачи оптимизации при любых фиксированных значениях отдельных факторов. Так, например, требовалось найти значения угла эаходного конуса матрицы вн (Х]), диаметра контейнера 0 <Х2> и высоты заготовки Н0 (Х3), позволяющих достичь максимума обобщенного критерия для фиксированных значений ашрины В«2мм (Х4—1) и угла наклона стенок }"»0о (X,—1) полости оправки. В этих условиях функция желательности имеет вид:

0-0,48+а,012Х,-Ю,04Ха+О.О^Х3-0,039X5X3.

В результате поиска максимального значения обобщенной функции желательности для данного частного случая получено: Виах-0,636 при (8„-50°), Х2-+1 Ш,-38мк), X,—1 (Н0-28ш>. В

етих условиях показатели принимают оледующие значения: Т1-629кН; Та-б18Ша; Тэ-0,85; Т4-0,07мм.

Предложенная методика может быть использована для оценки качества разрабатываемого технологического процесса выдавливания втулок о коосесикгяетричной внутренней поверхностью применительно к новым сталяц и сплавам.

В четвертой главе даны практические рекомендации по проектированию технологического процесса холодной объемной вггамповкн втулки ниппеля из стали 15Х. На основании анализа теоретических и проверочных экспериментальных данных прямое выдавливание рекомендуется выполнять "на провал" о применением свободной неподвижной оправки при величине угла эаходного конуса матрицы 60° и относительной степени деформации 60%.

общие выводу

1. Использование катода функции тока позволило разработать математическую модель процесса прямого выдавливания "лучевых" профилей из трубных заготовок с использованием неооеоимметричной оправки.

2. Полученная математическая модель позволила разработать пакет прикладных программ "ПРОФИЛЬ" на языке СИ++ для 1ВМ РС, предназначенный для верхней оценки усилий выдавливания а заполнения радиальных элементов профиля. Общая память занимаемая комплексом программ составляет 210 кб. Среднее время счета в зависимости от сложности профиля и размера шага ооставляет 10-30 минут.

3. В результате выполнения чиоленного эксперимента установлен характер влияния параметров процесса на силовые показатели процесса и степень заполнения полостей оправки деформируемым материалом. Усилия и степень заполнения растут о увеличением степени деформации, величины противодавления и трения на поверхности контакта инструмента и деформируемого материала. Выбор угла наклона конической частя матрицы в пределах от 13° до 24° приводит к снижении значений показателей процесоа, а при дальнейшем его увеличении к их росту.

4. Анализ параметрической чувствительности процеоса по теоретической модели показал, что полное заполнение полоотей оправки в процессе прямого выдавливания "на провал" осуществляется, главным образом, за счет реализации больших степеней деформации. Это ограничивает использование материалов, допустимая степень деформации которых не превышает е»40-50К, и повышает эффективность процесоа прямого выдавливания на яеосеоимыетричной оправке при обработке малоуглеродистых пластичных аталей, медных я алп-минневых сплавов.

5. Экспериментальная проверка математической модели на примере втулки ниппеля показала, что расхождение между расчетными и экспериментальными данными ооставляет не более 15%.

6. Использование метода планирования эксперимента позволило построить экспериментально-статистические модели процесоа прямого выдавливания поковок о неооеоимметричной внутренней поверхностью. Полученные модели позволят о достаточной точноотьв определять необходимые полное технологическое я удельное уаятя выдавливания, а такаэ прогнозировать заполнение радиальных еле-

ментов в поперечном сечении поковки по их относительной высоте и величине фаски в зависимости от основных факторов процесса. Уравнения (23)-(26) адекватны эксперименту при значениях критериев Фишера, соответственно: F,-2,30 '^тавя "18.33); F.,-5,4fl ^.м.-«'38»-. V*'80 <F„0, -19.3>; F4-0.75 (FT,e, -19,4).

7. По экспериментально-статистическим моделям о использованием обобщенного критерия - функции желательности Харрингтона получены оптимальные условия процесса: 6^-15°, 0,'Збмм. Н0-39мм, В-2ММ, г-10°. В этих условиях Р-520кН; q-637MIla; h/h-1,0; А1»0„0мм. Значения показателей Ьж/Ь и Д1 свидетельствует о полном заполнении полостей оправки деформируемым материалом.

в. Установлено, что предложенный подход поиска оптимальных уоловий процесса выдавливания неооесимметричных профилен с использованием планирования эксперимента и функции желательности может быть рекомендован при разработке новых материале- и энергосберегающих технологических процессов холодной объемной втамповкн.

8. Комплексное изучение объекта по теоретическим и экспериментально-статистическим моделям повышает достоверность результатов исследования и позволяет расчитать параметры технологического процесса с учетом геометрической сложности штампуемой детали и упрочнения материала.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Артес А.Э., Серов Е.С., Мазурин А.Г. Холодное выдавливание высоких втулок. Материалы семинара: "Опьгг применения и разработки прогрессивных процессов пластического деформирования в ма-«иностроительном производстве". - Владимир, ВПИ. 1990. -с. 19-,'Л .

Z. Серов Е.С., Мазурин А. Г. Холодное выдавливание на сво бодных оправхах.//Кузнечно-штамповочное производство.-1091, N8.-0.7-8.

3. Серов Е.С., Мазурин А. Г. Выбор оптимальных параметров процесса холодного выдавливания втулок.//Кузнечно-штамповочное производство. -1883,N4. -с. 13-15.

4. Казуркк А.Г. Оценка усилий и заполнения профиля при холодном жаавлквашш поковок о неооесимметричнои внутренней поверхности«,//В редакции "Кузнечно-штамповочное производство".