автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Получение полых цилиндрических оболочек из плоской заготовки ротационной вытяжкой

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

\

ч

%

ОВЧИННИКОВА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА

ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ИЗ ПЛОСКОЙ ЗАГОТОВКИ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКОЙ

Специальность 05.03.05 - Процессы и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 1997

- г -

Работа выполнена в Тульском государственном университете

Научный руководитель Научный консультант -

- доктор технических наук, профессор Л.Г.Юдин кандидат технических наук, доцент В.А.Короткое

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В.Д.Кухарь кандидат технических наук Е. А.Белов

Ведущая организация

АО "Тульский научно-исследовательский технологический институт"

/сЛ 1997 г. в

■Защита состоится ЧУ^" /об- 1997 г. в ^ час. на заседании диссертационного совета К 063.47.03 Тульского государственного университета (300600, г. Тула, ГСП, проспект им.Ленина, 92, 9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

■■^ //

Автореферат разослан '" _ У ' 1997 г

Ученый секретарь диссертационного

совета, 'к. ф.-м.н.; доцент В. И. Желтков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Постоянно увеличивающаяся • потребность промышленности в тонкостенных цилиндрических оболочках ставит задачу, связанную о выбором эффективного способа их изготовления. Тонкостенные цилиндрические оболочки, работающие в сложных условиях, при высоких температурах и давлении, должны обладать повышенной прочностью, точными размерами и достаточно низкой шероховатостью поверхности: В связи с этим выбранный способ получения цилиндрических оболочек должен гарантировать их надежное качество и стабильность размеров. • Наряду с традиционными способами получения цилиндрических оболочек механической'обработкой, в промышленности широко 'используется многооперационная вытяжка с утонением и без утонения.стенки.

Однако, изготовление цилиндрических оболочек многооперационной вытяжкой, равно как и*-такими способами обработки ме- • таллов давлением: прессованием, волочением и др., требует большого количества переходов, оснастки, оборудования, зат- . рат труда и полностью не-решает задач обеспечения качества' продукции. За последние годы в различных отраслях машиностроения 'значительное развитие получили процессы пластического формоизменения с локальным приложением нагрузки, среди которых особое внимание привлекает ротационная вытяжка, реализуемая как на специализированнсм оборудовании, так и с помощью специальных устройств, монтируемых на токарно-винторезных-' станках.

Процессы ротационной вытяжки характерны возможностью экономии материалов, трудозатрат и ,в ряде случаев, остаются' единственно возможным способом получения различных типоразмеров оболочек из обычных и труднодеформнруемых материалов.

Специализированные раскатные станки предстазляют собой сложную конструкцию, оснащенную гидростанцией, и обладают высокой стоимостью. В качестве заготовки при работе на специализированном оборудовании используется вырубленный из листового, материала кружок. Затруднения заключаются в том, , что теоретически и экспериментально трудно установить оптимальное число проходов и траекторию перемещения роликов в

зависимости от характера материала заготовки, ее размеров и технических характеристик-готового изделия, что приводит и повь;ше:мю трудоемкости изготовления изделия или к -получении: оболочек с неудовлетворяющими техническими характеристиками.

Наряду с использованием специализированного оборудования, в промышленности получили-применения специальные устройства для ротационной вытяжки, где в качестве деформирующих элементов также используются ролики. С помощью таки> устройств, устанавливаемых на токарно-ви'нторезное оборудование можно получать цилиндрические оболочки с соотношениеь 1/й~5 (где Ь и <3 соответственно длина и диаметр оболочки). { таких устройствах ролики могут быть равны или меньше диаметра оболочки, что позволяет разместить в устройствах большее число деформирующих элементов, чем это имеет место в специализированном оборудовании и способствует получению более высокой точности изделий. При изготовлении оболочек, в этот случае, заготовкой служит колпак, полученный многооперационной вытяжкой, который в дальнейшем подвергается ротационно! вытяжке с утонением стенки за один или несколько проходов I " "зависимости от высоты оболочки. При получении колпака-заготовки вытяжкой возникает потребность в изготовлении дорогостоящей штамповой оснастки, использовании прессового оборудовании, а в случае формоизменения заготовок из труднодеформи-руемых материалов , необходимы значительные энергозатраты 1 возникает проблема повышения стойкости -инструмента.

При соотношении размеров колпака 1/й~1 листовая заготовка может быть сразу формоизменена в полый полуфабрикат с помощью как роликовых устройств, так и специализированное оборудования без сложной траектории движения инструмента .Такое построение технологии ' исключает использование в ка честве заготовки колпака, полученного многооперационной вытяжкой. Несложность конструкции роликовых устройств и доста точный парк токарного оборудования позволяет использовать и: во многих отраслях машиностроения и особенно эффективно условиях мелко- и среднесерийного производства. Относительн низкая себестоимость продукции в этом случае определяется н только высоким значением -КИМ, но и тем, что исключается ис пользование прессовых операций для получения заготовок.

также специализированного оборудования и оснастки. Тем не менее, применение ротационной вытяжки с помощью роликовых устройств, когда исходной заготовкой является кружок, не нашло достаточно широкого применения из-за отсутствия реко- ■ мендаций и 'методик, позволяющих успешно вести процесс. Имеющиеся многочисленные решения формоизменения плоской заготовки вытяжкой в радиальной или конической матрице' существенно отличаются от условий формоизменения плоского кружка-с наложенным вращением и в полной-мере не могут быть использованы в.качестве аналога. Отсюда возникает необходимость в проведении анализа формоизменения плоской вращающейся заготовки роликами с целью выявления оптимальных режимов обработки, оценки силовых параметров и качественных характеристик изделий.

Таким образом,, актуальность поставленной задачи состоит в необходимости развития теоретических исследований в области ротационной вытяжки плоских заготовок на специализированном оборудовании и- с помощью роликовых устройств и обобщении экспериментальных данных для разработки научно-обоснованных методик проектирования технологических процессов и инструмента, что в целом' представляет большой практический интерес. .. ' •

■ Цели ■и задачи работы. Диссертационная работа посвящена решению научно-технической задачи производства цилиндричео- ч ких оболочек из плоских заготовок на специализироанном оборудовании и о помощью роликовых раскатных устройств, исключающего применение традиционных Методов механической обработки и вытянки на прессовом оборудовании.

Поставленная цель определяет основные направления теоретического и экспериментального•доследования:

- изучение процесса ротационной вытяжки цилиндрчеоких оболочек роликовыми устройствами и на специализированном оборудовании из плоских заготовок и обобщение теоретических и экспериментальных данных для установления надежных зависимостей между технологическими параметрами процесса, показателями качества и энергозатратами;

- разработка рекомендаций и создание методик' для проектирования, технологических процессов РВ;

- с -

- разработка оптимальных конструкций рабочего инструмента и создание методик для его расчета и проектирования.

Методы исследования. Теоретические исследования процесса РВ цилиндрических оболочек из плоской заготовки выполнены на базе теории обычной вытяжки с наложением вращения. Анализ реализован численно инженерным методом с использованием персональных ЭВМ.

• Летор защищает научно-обоснованную методику определения . силовых составляющих процесса РВ плоской заготовки; результаты теоретических исследований-напряженного и деформированного состояния заготовки: закономерности влияния геометрии инструмента на силовые параметры процесса; методику и результаты экспериментального изучения формоизменения плоской заготовки; математическую модель формирования параметров качества и шероховатости поверхности в зависимости от технологических Факторов многопроходной РВ.

• Научная новизна. Установлен характер формоизменения плоской заготовки в полую цилиндрическую оболочку с помощью РВ на специализированном оборудовании и роликовыми раскатными устройствами. ' '

Основные научные результаты, выносимые на защиту, состо--ят в следующем:

1. теоретическое решение задачи по оценке" напряжений в очаге деформации ¡1 силовых параметров с учетом наложенного вращения и условий трения;

2. получение математических • зависимостей силовых параметров от технологических факторов и геометрии инструмента, . позволяющих прогнозировать затраты энергии;

3. оценка зависимостей параметров качества., '(шерохова- . тости поверхности, овальности и разностенности) от технологических факторов (продольной подачи, геометрии инструмента/ степени утонения, частоты вращения шпинделя), позволяющих прогнозировать состояние поверхности оболочек;

■ 4. создание рекомендаций и методик проектирования технологических процессов и.технологического оборудования для по-' лучения оболочек из плоской заготовки.

Практическая ценность и реализация работы: На- основании выполненных исследований установлена' целесообразность ис-

пользование ротационной вытяжки при получении цилиндрических оболочек из плоских листовых заготовок, как одного из.методов. обеспечивающего Минимальные трудозатраты, значительную экономию материала и исключающего применение многооперационной. вытяжки. На основе теоретических и экспериментальных исг чедозани:! процесса формоизменения плоской заготовки при РВ определены величины напряжений в очаге деформаций, - крутя- ■ щий момент и осевая составляющая усилия РВ, даны рекомендации по установлению оптимальных параметров технологического процесса и разработаны методики расчета силовых параметров и конструкции рабочего инструмента.

Отдельные результаты исследований включены в разделы' лекционных курсов "Теория обработки металлов давлением", "Технология холодной штамповки", а также использованы при выполнении курсовых и' дипломных проектов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава с ноября 1993 года по март 1997 года.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ. '

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 разделов,' заключения . основных выводов, списка использованных источников, приложения. Работа выполнена на 151 странице машинописного текста,- содержит 50 рисунков. 8 таблиц, .список использованных источников из 126' наименований. Общий обьем работы 192 страницы.

ОСНОВНОЕ.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

'■ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ее. научная новизна, практическая ценность работы, указаны цели, задачи и методы исследования. :

В первом разделе рассмотрено современное состоянте теории и практики РВ цилиндрических об'олочек и раскрыты задачи исследования.

' Большой вклад в исследование процесса ротационной вытяжки внесли ученые В.Ф. Баркая, ■ К.Н.Богоявленский. И.И.Казаке-зич, В. Г. Капорович, Н. И. Могильный, Л.Г.Юдин. С.П.Яковлев,

А.И.Вальтер, А. С. Маленичев, В.В.Смирнов, Е.А.Белов. В.Г.Сме-ликов и др., а также зарубежные исследователи С.Колпакчиог-лу. Ч.Янг, Э.Томасет и др.

• ■ 'Проведенный обзор научных работ 'Показывает, что с помощью различных схем РВ на специализированном оборудовании из плоской листовой заготовки может быть получена широкая номенклатура цилиндрических оболочек с отношением L/D<1. Для этого .применяется однопереходный процесс с использованием простых траекторий движения инструмента, а точность получаемых изделий отвечает .11-12 квалитетам точности прк Ra=0,30-0,15 мкм. Детали с отношением L/D>1 могут быть получены многолерёходной РВ с использованием, сложной траекторш движения инструмента. Получение цилиндрических оболочек и: плоской заготовки с помощью РВ раскатными устройствами практически не рассматривалось.

При определении силовых параметров процесса РВ в литературе приведены эмпирические зависимости,' не в полной мер учитывающие факторы,- влияющие?на силовые параметры. Так например, не учтены величина и4форма очага деформации, гео мегрия инструмента. Поэтому возникает потребность в боле глубоком анализе процесса и .в частности, определении сило вых параметров и крутящего момента для выбора оборудован!! при РВ плоских заготово'к роликовыми раскатными устройствами

Повышение1качества изделий.при РВ на специализированно оборудований- возможно до 10 квалитета точности и значен!: Ra=0, 20-0,10 мкм'при условии увеличения числа деформирукщ элементов, подбора их профиля и тщательной наладки, что вь зывает конструктивные и технологические трудности. Более ее сокое качество достигается за счет применения роликовых pat катных устройств, однако, вопросы качества при многоперехо, ном процессе-РВ изучены недостаточно.

Получение полых заготовок из плоской заготовки и-зуче; недостаточно. В современной технической литературе данные ведении подобного технологического процесса -отсутствуют. П этому появляется необходимость в разработке научно-обосн ва'нных методик -и'рекомендаций по расчету и проектирован технологических процессов и оснастки.

На основании вышеизложенного поставлены следующие зада

исследования:

1. Экспериментальное и теоретическое изучение характеристик формоизменения плоской заготовки в зависимости от параметров процесса и выявление особенностей деформирования, влияющих на качество оболочек.

2. Теоретический и экспериментальный анализ силовых параметров процесса РВ и получение аналитических зависимостей для расчета полного усилия и его составляющих. ■ •<3. Разработка научно-обоснованных методик и рекомендаций

по расчету и проектированию технологических процессов РВ плоских заготовок для получения цилиндрических оболочек высокого качества.

Во втором разделе приводятся основные уравнения.» соотношения для анализа процесса. РВ плоской заготовки.

Угол изгиба ф элемента заготовки на начальной стадии для центрального сечения определяется как (рис. 1):

ф---аг^ 0Х/(2У, где (1)

у=йу= --—-----г (2)

у > 1г+к2 ' •

Х=0К= -^-• - (3)

Осевое усилие- Рх„ приходящееся^ на один ролик вычисляется по выражению :

РхроЛ = 2-Ро (Крол + 0-5^)-Гро/ (1-31Пфср)р0брср31Пфср. (4)

'а на оправку: ' ■ •

Рхопр=2'3.14(Нопр+0. 5г0 )-Гопр/ (1-зтфср) 10брсрз1пфср (5) _ Общее осеЕсе продольное усилие , приведенное к числу деформирующих элементов , запишется как .

Рхпрод^'^хпрод - (2)

Крутящий момент Мкр на оправке предлагается определять по работе деформации. Считаем, что работа деформации при обычной вытяжке равна работе деформации, при 'РВ аналогичных плоских заготовок. Учитывая особенности РВ,' заключающиеся в том, что формоизменение заготовки осуществляется 'за. счет осевого усилия Рх и крутящего момента Мкр, '.примем во внима--

ние, что осевое усилие будет всегда меньше усилия обычной вытяжки тех же заготовок . Зная характер изменения данных усилий от глубины вытяжки; можно рассчитать работу деформаций при фиксированных значениях глубины вытяжки. Сравнивая работу деформации при обычной Еытяжке и работу 'от осевой ■составляющей при РВ, можно рассчитать разницу работ ДА, которая преходится на работу от Мкр при РВ. Для определения крутящего момента использовали выражение:

Рисунок 1. Расчетная схема начальной стадии процесса Р плоской заготовки раскатными устройствами для определения: - размеров очага деформации и крутящего момента; б - вeлич^ ну угла изгиба ф0, заготовки в сечении 0,02; в - угла изгис уср1 в сечении 02М1н.

Сравнение силовых параметров при ротационной вытяжке показывает, что максимальное растягивающее напряжение возникает на начальной стадии, что определяет возможности формоизменения; установлено, что крутящий момент также является максимальным на этой стадии, а осевое усилие максимально в момент перехода от начальной стадии к стационарной.

Установлено влияние геометрических размеров рабочих частей деформирующих элементов на силовые параметры технологического процесса РВ. С увеличением рабочего радиуса' деформирующего элемента осевое усилие и крутящий момент уменьиают-ся.

Исследовано влияние свободного угла изгиба заготовки и величины подачи. Установлено, что подача не оказывает влияния на характер изменения осевого усилия, существенно влияет лишь на крутящий момент. Что касается свободного угла изгиба фланца плоской заготовки, то он оказывает влияние на осевое усилие и, в большей мере, на крутящий момент на начальной" стадии процесса РВ. При дальнейшем деформировании заТотовки влияние свободного угла изгиба фланца заготовки на силовые параметры снижается. Установлено, -что величина-осевой составляющей усилия при РВ плоской заготовки существенно меньше общего усилия обычной вытяжки.

Для удобства выбора оборудования по теоретическим результатам построена номограмма (рис.2).

Третий раздел посвящен экспериментальному исследованию процесса РВ плоской заготовки.

Для количественной оценки значений ' силовых параметров процесса предлагается использовать упрощенную конструкцию роликового раскатного устройства.

Устройство такого рода является универсальным и может устанавливаться кан на испытательных машинах, так и на токарных станках.

Для проведения- эксперимента была разработаны методика, позволяющая получить экспериментальные значения осевой составляющей усилия Р„ и крутящего момента Мкр на различных этапах РВ плоской заготовки." Из- составления экспериментальных и расчетных значений осевого усилия Рх й_крутящего момента Мкр следует, что различие в них составляет 10-15%.

И

УМ 15

АМ:;р,% 150 ЮО 50 100 300 ДРХ,

Рисунок 2. Номограмма, определяющая влияние параметра Н на изменение продольного усилия ЛРХ л крутящего момента дмкр.

Проведенные экспериментальные'исследования позволили установить влияние геометрии рабочего инструмента и, в частности, рабочего радиуса ролика'на осевое усилие Рх и крутящий момент Мдр,- Установлено, что с увеличением рабочих ради-уссь роликов значение силовых параметров уменьшается. Также били установлена зависимости силовых параметров процесса РВ от глубины вытяжки: с увеличением глубины вытяжки значение осевой составляющей усилия Рх '(рис. 3) и крутящий момент Мкр увеличиваются на начальной стадии РВ (рис. 4).

Продольная подача оказывает влияние на характер изменения величины крутящего'момента Мкр. С увеличением продольной подачи значение Икр возрастает. Величина осевой составляющей усилия рх от изменения продольной подачи практически не зависит. '

Увеличение величины-крутящего момента Мкр связано с явлением волнообразования. Ресчетно-зкспёриментальным методом

I---- 1 V/ /

-ч/ ¿у9

/ / « X Г ■

у о у 4

Г1

Рисунок 3. Графики .зависимостей осевого усилия Рх от глубины вытяжки й при радиусе ролика грол=12 мм для различных материалов: 1-при величине подачи 0.3 мм/об, 2-0.6мм/об, 3-0.9 мм/об; • - экспериментальные значения усилия для АД1, * -ЛК75. 05, о - стали 3 кп. .

Рисунок 4. Графики .зависимостей крутящего момента Мкр от глубины вытяжки 11 для различных материалов при величине подачи Г=0.3 мм/об и рабочем радиусе ролика грол=6 мм: 1-АД1, 2-ЛК75.05. З-сталь.Зкп. • - экспериментальные значения усилия для АД1, * - ЛК75.05, о - стали 3 кп..

установлено, что высота волны возрастает по мере увеличения глубины вытяжки и -уменьшения рабочего радиуоа ролика. Высота волны зависит также от анизотропии материала. С уменьшением коэффициента нормально» анизотропии высота волны увеличива-■ ется.

• При сравнении • установлено, что величина осевого усилия Рх при РВ всегда меньше усилия обычной вытяжки на 10-20%, что подтверждает результаты теоретического исследования.

Четвертый раздел посвящен исследованию влияния основных, факторов многопроходной РВ: 1) Е,% - степени деформации (степень обжатия); 2) п, 1/мин - частоты оборотов (частота вращения шпинделя); 3) Г,мм/об - осевой подачи и числа проходов на качество получаемых изделий (размерную точность, шероховатость), что'позволит выбрать оптимальные режимы РВ.

УРОВНИ ФАКТОРОВ И ИНТЕРВАЛЫ ИХ ВАРЬИРОВАНИЯ

Таблица 1.

факторы эксперимента ЕД 11. 1/ыин Г.ММ/об

уровни факторов XI Х2 ХЗ

нижний -1 5 200 0.1

средний 0" 10 400 0.2

верхний '. +1 . 15 600 ' 0.3

интервал д 5 ■ 200 0.1

Для количественного определения влияния этих фаторов целесообразно использовать математическую модель, основанную на теории планирования эксперимента. Использовали полиномиальную модель второго порядка:

к К К '

у- Ро + I 01Х1 + I РиМл Ри*1г . (8) 1=1 1=1

о

где X. = - . 1=1,2, ...к; к - число факторов.

ЛХ1 . '

Задача состоит в определении оценок коэффициентов этой модели по результатам спланированного эксперимента. Поставленная задача _была реализована при помощи плана Хартли -композиционного плана-, построенного на основе регулярных

реплик, мента.

N опыта XI Х2 " хз.

1 ■ -1 -1 1

2 1 -1

3 -1 1 ■ -1

4 1 1 . 1

5 -1 0 0

6 1 0 0

7 0 -1 0

8 0 1 0

9 0 0 ' -1

10 0 0 1

И 0 0 0

Были получены уравнения регрессии для первого прохода РВ:' Уп = 6.2869 - 0.83982-Х! - 0. 5194-Х2 + 0.2075-Х3 - (9)

- 0.13472-Х!-Х2 " 0. 54505-X,-Х3 + 0.11852-Хг-х3 + + 0. 43178-Х!2 - 0.15114-Хгг - 0.17054-Х32:

Уа = 0.25458 + 0.053524-Х! + 0.044698-Х2 + 0.0425-Х3 - (10)

- 0. 028941 -X!-Х2 + 0. 022119-Х2 -Х3 - 0. 044253-XIй + '+ 0. 053436'Х22 - 0. 044479-Х3г;

Уд = 2.8234 - 0.47501;Х) - 0.45788-Хг - 0;5625-Х3 + (И) + 1. 1189-Х!-хг " 0. 77262-х2 -Х3 - 1.3983-Х!2 + 0.68917-х32; для второго:.

у„ = 5.1797 - 0.68939-Х! ~ 1. 0602-Хг - 0.13296-Х1-Х2 + (12) + .0.29318-х,-х3 + 0. 4034-Х2-Х3 +' 0. 84605-х,2 + 0. 14188-х22 -

- 0. 80584-х3г; '

уй = 0.30078 - 0. 11731-хя - 0.04-Хз + ' 0. 066235-X! -хг + (13)

+ 0. 099403 ■ X!-Хэ - 0. 083545- X!2 + 0'. 040356 ■ Х22';

Уи = 0.81493 + 0. 019937-х, - 0. 03125-Х3 1 (14)

- 0. 05433-Х!-Х2 - 0.1649-Х,2' - 0, 1292-Хгг + 0.16259-х32.

Полученные выражения позволяют определить ра-ностен-ность, овальность и шероховатость при любом сочетании указанных факторов РВ из их области определения на первом и последующих проходах РВ. , Проведенные исследования позволяют оценить влияние технологических факторов на размерные характеристики получаемой детали и выбрать оптимальный • режим РВ для. первого и последующих проходов. ■

- 1Ь" -

По уравнениям регрессии были получены графики зависимостей разностенности, овальности и шероховатости (рис.5) от технологических факторов при многопроходной РВ.

Пятый раздел посвящен проектированию технологических процессов и расчету рабочего инструмента при РВ. Установлено, что для РВ плоской заготовки б&з утонения стенки рабочий радиус ролика можно выбирать из соотношения:

'рол

= (2.5<-7) -Ц

(15)

Наиболае оптимальные результаты'ведения процесса достигаются, если отношение находится в пределах от (5+7):

!'п ..

(Ш

' рол

г

С -

'рол

N

а)

агюршций, ч

оз

СсЛОРМАдДИЯК

5 0 1

ПОДАЧА, ми/о5

Рисунок 5. Зависимость шероховатости от степени деформации и осевой подачи при частоте вращения шпинделя п=200 об/мин: а -'на первом проходе РВ; б - на втором.

Рекомендуемая степень деформации • для РВ плоской заготовки без утонения аналогична рекомендациям для первой операции обычной вытяжки •без утйнёння стенки : коэффициент вытяжки' квыт=0. 45... 0,48. Если отношение 10Л)заг<1.5%, то возможно складкообразование. Для его предотвращения в конструкции устройств следует применять притом или назначать такие степени деформации, при которых складок не образуется:

каыт>1-(18+22)-Ц (17)

Величину подачи при этом следует назначать в ■ диапазоне от 0.2 до 0.4 мм/об , частоту вращения шпинделя станка в пределах 300-1000 1/мин.

Если необходимо получить детали с высокими точностными и размерными характеристиками^ то следует выбирать оптимальные режимы РВ, при которых в зависимости от характеристик исходной заготовки можно получить требуемую качественную точность детали.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Изучение современного состояния теории и способов ведения процессов РВ показало, что большое число цилиндрических оболочек получают многооперационной вытяжкой с утонением и без утонения стенки из плоской заготовки как на специализированном оборудовании, так и с помощью раскатных устройств. ■ Однако, проведенный обзор литературы показал, что отсутствуют рекомендации и методики по ведению- процесса РВ," в случае, когда исходной заготовкой является кружок. Поэтому поставленная задача является актуальной и ее решение представляет • интерес для разработки и проектирования процесса РВ плоской заготовки. , •

В настоящей работе решена научно-техническая задача создания научных основ разработки технологических процессов РВ получения полых цилиндрических оболочек как на раскатных устройствах, так и на специализированном оборудовании из пло-ской заготовки. Теоретически изучены особенности формоизменения плоской заготовки в зависимости от. технологических параметров процесса РВ. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по изучению зависимости осевого усилия -и крутящего момента"от'технологических факторов деформирования и получены аналитические .зависимости для расчета

составляющих осевого усилия и крутящего момента. Установлено, ■ что силовые параметры достигают максимального значения на начальной стадии РВ.

Установлено: преимущество - РВ по сравнению с обычной вытяжкой состоит в том, что усилие деформирования при РВ уменьшается на 20-40%; не требуется изготовление специальной оснастки, что ,в целом делает-процесо более экономичным,-

Изучено влияние геометрических размеров рабочего инструмента на усилие Рх и крутящий момент Мкр: с увеличением рабочих радиусов ролика и оправки Рх, Мкр становятся.меньше. Отмечено, что с увеличением продольной подачи существенно возрастает лишь крутящий момент. Величина осевой составляющей усилия Рх от изменения продольной подачи практически не " зависит. Проведенные исследования позволили установить зависимость силовых параметров процесса РВ 'от глубины вытяжки. Показано, что с увеличением глубины вытяжки значение осевой составляющей.усилия Рх и'крутящий момент Мкр увеличиваются на начальной стадии РВ и достигают максимальных значений.

Основные теоретические выводы подтверждены экспериментальными наследованиями.-

Получена математическая модель, формирования параметров ■качества и шероховатости поверхности от технологических фак-" торов, что позволяет прогнозировать качество получаейых деталей как для одно-, так и для многопроходной РВ. Проведенные исследования позволяют также в зависимости от- качества готового изделия выбрать заготовку по параметрам шероховатости, разностенности и овальности: Отмечено,' что от качества исходной поверхности заготовки зависят конечные размеры и шероховатость изделий.

Если формоизменение заготовки происходит за один переход, то шероховатость улучшается с 4 до 0. 8 мкм. За два перехода возможно снижение шероховатости до 0.2 мкм. Для обеспечения качества поверхности получаемых изделий можно рекомендовать высоту неровностей заготовки не более 5 мкм. Если исходная шероховатость больше 5 м{см, то следует применять два перехода РВ для достижения удовлетворительного качества поверхности готовой детали. Кроме того, на качество получаемых изделий оказывает влияние исходная размерная точность

заготовки: разностенность. и овальность. Наиболее оптнмальны-ли являются размеры разностенности до 8%, а характеристики дальности до 0.6%.

Разработаны и предложены методики и рекомендации по рас--."¡'У и проектированию технологических процессоз РБ плоских заготовок и расчету рабочего инструмента.

Предложена новая методика и спроектирована экспериментальная оснастка для определения составляющих Рх и Мкр при )ормоизменении плоской заготовки.

Рекомендуется для приближенного расчета осевой составля-зщей Рх использовать зависимость: Рх = (0.8.. . 0. 9) РВЬ1Т. Для удобства выбора оборудования монно воспользоваться номогрвм-юй. построенной по расчетным и экспериментальным значениям.

Результаты работ по исследованию особенностей процесса юлучения полых цилиндрических изделий из плоских заготовок ютационной вытяжкой внедрены в производство при получении дда изделий на ГНПП "Сплав". Применение рекомендаций по ;азначению технологических режимов обработки заготовок поз-юлили существенно повысить качество изготавливаемых изделий улучшить технические характеристики.

Отдельные результаты диссертационной работы использова-ись в научно-исследовательской работе студентов, при выпол-ении курсовых и дипломных проектов, а также в лекционных урсах "Теория обработки металлов давлением", "Технология олодной штамповки".

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩХ РАБОТАХ:

1. Тезисы научной конференции "Проблемы теории проекти-ования и призводства инструмента" ТулГУ 15-17 ноября 1995 ода. УДК 621.933. Юдин Л.Г., ' Короткое В. А.. Овчинникова .Ю. Исследование влияния геометрии рабочего инструмента на араметры РВ роликовыми раскатными устройствами.

2. Овчинникова Е.Ю. К оценке осевой составляющей усилия отационной вытяжки плоских заготовок раскатными устройства-л // Исслед. в обл; теории, технологии и оборуд. штамп, о-ва. - Тула, 1995.- С. 115-122.

3. Наленичев А.С., Овчинникова Е.Ю. Оценка качества из-

делий пр1- мнм'ипореходной ротационной вытяжке. // Исслед. в обл. теории, технологии и оборуд. штамп, пр-ва. - Тула. 1996,- С.6-И. '

4. Юдин Л.Г., Короткое В.А., Овчинникова Е.Ю. Определение размеров инструмента и выбор оборудования при ротационной вытяжке плоских заготовок раскатными устройствами // Кузнечно-штампозочное производство. - 1996. - N8. - С. 33 -37.

5. Овчинникова Е.Ю. Оценка качества изделий при многопереходной ротационной вытяжки. /ТулГУ. - Тула, 1996.- 13 с. -Деп. в ВИНИТИ, N2749 - В 96 от 30.08.96.

6. Овчинникова Е.Ю. Влияние подачи инструмента на силовые параметры ротационной вытяжки плоских заготовок роликовыми раскатными устройствами. /ТулГУ. - Тула, 1996,- 12 с. -Деп. в ВИНИТИ, N2750 - В 96 от 30.08.96.

я ££'Оорют букета СЭгШ 1/1С. Бумага тип тара 4»- Л

0-4--клягя.егча=ъ.'Уеа. кеч-а. Усл. кр.чгп. << . Уч--надл. СР Твраж -ЙЕ>.

.Т^гьсгьй п^улзрстасиаЛ уккиерзгтех. ЗСОоСО, Тула, просп. Левша, Е...'.ргдделсЕзгг одерглашой сахгагрхфет Туадегпто государственного унк И'ЛЗ. ша.3 Туда, улиБоддава, 141.