автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности деформирующе-режущего протягивания за счет косоугольного резания в зоне деформирования

На правах рукописи

КРЮКОВ ОЛЕГ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕФОРМИРУЮЩЕ-РЕЖУЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ ЗА СЧЕТ КОСОУГОЛЬНОГО РЕЗАНИЯ В ЗОНЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-

технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 2004

Работа выполнена в Липецком государственном техническом университете на кафедре «Технология машиностроения»

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Амбросимов Сергей Константинович

Официальные оппоненты: заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор Харламов Геннадий Андреевич

кандидат технических наук, доцент Селезнев Юрий Никитович

Ведущая организация - Московский государственный технический университет «МАМИ», г. Москва

Защита диссертации состоится 17 декабря 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.06 при Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета

Автореферат разослан ««С» ноября 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Василенко Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одним из важнейших направлений в

машиностроении является создание высокоэффективных ресурсосберегающих методов обработки металлов и внедрение в производство прогрессивных технологических процессов.

К таким методам относятся методы деформирующе-режущего протягивания (ДРП), которые позволяют за счет совмещения режущего и деформирующего способов воздействия повысить эффективность процессов протягивания, значительно сократить длину инструмента, снизить силы на резание и на процесс ДРП в целом, повысить качество обработки. Но данные методы обработки обладают такими недостатками, как высокая стоимость инструмента, оснащенного нетехнологичными деформирующими и режущими элементами достаточно сложной конструкции, изготовленными из быстрорежущей стали или твердого сплава, что значительно снижает возможности использования этих методов. Кроме того, не изучены соотношения между припусками на резание и деформирование, которые оказывают существенное влияние на силы процесса протягивания, длину инструмента и как следствие производительность обработки.

Поэтому разработка нового ресурсосберегающего метода ДРП, осуществляемого технологичным инструментом, оснащенным элементами простой конструкции с рациональными теоретически обоснованными и экспериментально подтвержденными соотношениями между припусками на деформирование и на резание и является актуальной задачей.

Целью работы является разработка метода деформирующе-режущего протягивания на основе косоугольного резания в зоне деформирования, обеспечивающего требуемые параметры качества и точности обработанных поверхностей, максимальную производительность при минимальных удельных силах процесса обработки, сокращение расхода инструментального материала.

Методы исследования. Результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований. Исследования проводились с использованием научных основ технологии машиностроения, аналитической геометрии, а также с использованием компьютерного моделирования и методов планирования экспериментов.

Научная новизна.

1. Разработан способ деформирующе-режущего протягивания, отличающийся косоугольным резанием в зоне деформирования, при котором формирующиеся в результате деформационного воздействия выступы срезаются наклонно расположенными деформирующе-режущими зубьями.

2. Доработана для условий косоугольного резания в зоне деформирования геометрическая модель деформирующе-режущего протягивания, позволяющая рассчитать размеры и формы пластически оттесняемых и срезаемых слоев металла.

материала является следующее, в зависимости от исходного параметра шероховатости и исходных отклонений формы, распределение припусков: 73...95% припуска на деформирование, а остальной припуск на резание.

Практическая ценность.

1. Разработаны прогрессивные конструкции протяжек с резанием в зоне деформирования.

2. Доработана методика проектирования деформирующе-режущих протяжек для условий косоугольного резания в зоне деформирования, использующая зависимости параметров качества, точности и удельных осевых сил от технологических факторов.

Реализация результатов работы. Проведена НИОКР «Разработка нового метода обработки деформирующе-режущим прошиванием корпуса СМ45ТА. 100.401 линейной направляющей качения», результаты которой переданы в ЗАО «Липецкий станкозавод». Получен акт приемки НИОКР.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии», посвященной 40-летию кафедры Технологии машиностроения ЛГТУ (г. Липецк, 2002), на 2-й международной научно-технической Интернет-конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2003), на заседаниях кафедры «Технология машиностроения» Липецкого государственного технического университета в 2001 ..." 2004гг., а также на студенческой научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии» (г. Липецк, 2003).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 патента РФ на изобретение, 2 статьи приняты к опубликованию редакцией ж. «СТИН».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, состоящего из 82 наименований, и 5 приложений на 22 страницах. Диссертационная работа изложена на 209 страницах машинописного текста, содержит 85 рисунков и 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, поставлена цель и определены задачи исследования, а также сформулированы основные научные положения работы.

В первой главе представлен обзор публикаций, посвященных существующим методам протягивания. Приведены основные направления исследований, проводимые в этой области за последние годы.

Анализ работ по методам деформирующего и деформирующе-режущего протягивания (прошивания) отверстий показал, что к настоящему времени в

большой объем теоретических и экспериментальных

данных. Наиболее прогрессивным является комбинированный способ обработки отверстий, основы которого разработаны проф. A.M. Кузнецовым и развиты А.А. Посвятенко, А.З. Мариным, В.А Кузнецовым, С.К. Амбросимовым и др. учеными. Установлено, что чередование способов воздействия позволяет совместить точность режущего способа воздействия с качеством поверхностного слоя и производительностью процесса деформирования, а также сократить длину протяжного инструмента, уменьшить удаляемый припуск.

Кузнецовым В.А. доказано, что при перемещении режущего инструмента под углом к направлению перемещения деформирующего инструмента обеспечиваются наиболее благоприятные условия резания: минимальная сила и максимальная стойкость инструмента.

Проведенными Кузнецовым А.М. исследованиями доказана эффективность упругопластического воздействия, изменяющего показатель напряженного состояния в зоне обработки резанием для пластичных и хрупких материалов.

Обзор имеющихся исследований ДРП показал, что не изучены вопросы косоугольного резания в зоне деформирования, недостаточно изучены вопросы рационального соотношения между припусками на деформирование и на резание.

На основании перечисленного выше сформулированы следующие задачи 'исследований:

1. Определить рациональные соотношения между припусками на деформирование и на резание на каждой стадии деформирующе-режущего протягивания (прошивания).

2. Разработать способ деформирующе-режущего протягивания, отличающийся косоугольным резанием в зоне деформирования.

3. Доработать для условий косоугольного резания геометрическую модель деформирующе-режущего протягивания

4. Исследовать зависимости параметров качества, точности и удельных осевых сил разработанного метода деформирующе-режущего протягивания от технологических факторов.

5. Разработать рекомендации по проектированию инструмента для осуществления разработанного метода ДРП.

6. Разработать перспективные конструкции деформирующе-режущих протяжек (прошивок).

Вторая глава посвящена теоретическому изучению метода ДРП. Анализ методов ДРП показал, что важнейшими факторами, определяющими длину протяжки, а, следовательно, эффективность процесса протягивания в целом, являются величина общего припуска 2 А и соотношение между припусками на деформирование 1Ад и резание 2а на каждой стадии деформирования:

2А = 2Ад+2а, (1)

где 2^ = d-d' (где d,d' - диаметры отверстий соответственно после и до деформирования).

' Для устранения одинакового по размерам и форме припуска деформирующих зубьев требуется меньше, чем режущих, а удельные осевые усилия на деформирование меньше, чем на резание. На основании этого при ДРП с чередующимися циклами деформирования и резания, то есть с опережающим пластическим деформированием (ОПД), предложено максимальную величину припуска деформировать, а срезать высоту неровностей профиля (шероховатость), пространственное отклонение формы поверхности и дефектный слой, образующихся после предшествующего деформирования. Это сократит длину инструмента и снизит удельные силы на обработку.

Известно, что резание в зоне деформирования снижает силы резания при протягивании, повышает стойкость инструмента. К такому же эффекту приводит расположение режущих зубьев под углом к оси протяжки.

Анализ перечисленных характеристик способа воздействия позволил предложить новое направление совершенствования способа воздействия, а так же схему обработки и инструмент, реализующий его: косоугольное резание в зоне деформирования (КРЗД), осуществляемое одним элементом с деформи-рующе-режущими зубьями (рис. 1). Из условия обеспечения срезания припуска и одновременного его деформирования по всему периметру отверстия определено соотношение (рис. 2):

где Ъ - ширина канавок (зубьев) деформирующе-режущего элемента; со - угол наклона канавок (зубьев) элемента к его оси; а - угол наклона заборного конуса элемента к его оси; у - статический передний угол режущей кромки, определяемый в сечении, нормальном к боковой поверхности канавки.

При обработке по данной схеме первый элемент входит в отверстие заборной частью в точке А (рис. 2) и начинает увеличивать диаметр отверстия в зоне выступов 3 деформирующе-режущего элемента и в меньшей степени в зоне канавок 2, за счет чего на поверхности отверстия образуются выступы, испытывающие окружные растягивающие напряжения. Но поскольку левая боковая поверхность канавки при правом их расположении на элементе встает на пути движения образующегося на поверхности отверстия выступа последний начинает срезаться. При этом резание осуществляется в зоне растяжения, что способствует снижению сил резания, так как предварительное растяжение способствует накоплению степени разрушения в срезаемом слое, а также увеличивает показатель напряженного состояния в зоне резания.

Процесс срезания стружки начинается в точке то есть в зоне образования выступа на обрабатываемой поверхности, и по мере продвижения дефор-- мирующе-режущего элемента ширина стружки увеличивается. При вхождении точки В в зону обработки ширина стружки равна длине отрезка главной режущей кромки АЕ. При этом увеличивается и толщина срезаемого слоя а, максимальная величина которого равна максимальной высоте образующихся выступов.

При дальнейшем движении протяжки материальная точка С заготовки входит в зону обработки последней в точке Б режущей кромки, пройдя путь, равный 21. При этом материальная точка С испытывает максимальную степень деформации, так как она проходит максимальный отрезок С¥ по заборному конусу элемента, то есть в этих точках высота образованного выступа будет равна нулю. Таким образом, в точке Б режущей кромки процесс резания не происходит, поэтому ширина стружки, продолжая увеличиваться, достигает величины АБ, а толщина стружки уменьшается до нуля. То есть при перемещении де-

А Б А-А Б-Б

Рис. 1. Протяжка с деформирующе-режущими элементами

/

Рис. 2. Развертка рабочей поверхности деформирующе-режущих элементов

формирующе-режущего элемента на величину 21 процесс стабилизируется, ширина стружки равна 21 до выхода элемента из отверстия. При выходе из отверстия ширина стружки изменяется в обратном порядке, уменьшаясь до нуля. Соответственно, сила резания и деформирования при входе элемента в зону резания и выходе из нее изменяется не скачкообразно, а постепенно, что значительно снижает вибрации и, как следствие, волнистость обработанной поверхности. Выполнение канавок под углом со к вектору главного движения значительно снижает силы резания. При этом кинематический передний угол ук, определяется по формуле (3), а процесс резания становится косоугольным. Ук = arctg(tg//sinw) (3)

Максимальная толщина BG=amx находится в средней части срезаемого слоя.

При угловом смещении предыдущего элемента относительно следующего за счет совмещения по оси точки В предыдущего элемента с точкой At следующего, достигается равномерное удаление припуска по окружности отверстия. Максимальная толщина срезаемого следующим элементом слоя BjGj совпадает с точками А и С, в которых материал не срезается предыдущим элементом. Кроме того, равномерное срезание слоев металла по окружности обеспечивается только при четном количестве деформирующе-режущих элементов.

Одним из показателей эффективности процесса ДРП являются силы на обработку, которые зависят от припуска на обработку. При ДРП с КРЗД припуск на обработку (рис. 3, а) определяется по выражению: AS0={SP+Sa)-N + SJW (4)

где SP - площадь металла, срезаемая одним деформирующе-режущим зубом;

- площадь металла, оттесняемая деформирующе-режущим зубом; N - количество деформирующе-режущих зубьев на деформирующе-режущем элементе; Бдр - площадь металла, оттесняемая деформирующе-режущим элементом.

Анализ макрогеометрии деформирующе-режущих элементов показал, что выполнение элементов с параметрами по условию' (5), то есть при а < со и

< а, обеспечит наименьший расход инструментального материала. е3 - cos m/cos а < 1; е0= cos mjcosa < 1 (5)

где or, а, - углы, соответственно, заборного и обратного конусов деформирую-ще-режущего элемента.

При выполнении условий (5) и (6) форма срезанного слоя представляет собой фигуру (рис. 36), площадь которой вычисляется по формуле (7). 2 f <b/(cosy-sinw) (6)

s^s&bsi/J+slfJ-sfaX-sif,) (7)

где -S(/,),5'(/2),5'(/3),S(/4))5'(/5) - площади, ограниченные прямой ОХ, кривыми/!, fb fi, /а, fi соответственно и принадлежащими им граничными условиями.

Кривые f\, /ъ fa образованы пересечением плоскости резания с заборным конусом, цилиндрической ленточкой и обратным конусом соответственно. Кривая ft является проекцией линии пересечения плоскости, находящейся на расстоянии Ъ от плоскости резания в направлении главного движения протяж-

ки, и поверхности заборного конуса на плоскость резания. Кривая /$ является проекцией окружности, проходящей через вершины выступов обрабатываемой детали, на плоскость резания.

При выполнении условий (5) и (8) форма срезанного слоя представляет собой фигуру (рис. Зв), площадь которой вычисляется по формуле (9). 2f>b/(cOS/■SmCl)) (8)

ЛМС/-Д-£(/;) (9)

Площадь срезанного слоя (рис. 3, а) определяется по выражению: 5?=5'-«ию, (10)

где = 5, при выполнении деформирующе-режущих элементов с параметрами по условию (6); 5 = Б2 при выполнении деформирующе-режущих элементов с параметрами по условию (8)..

я 6

и ь Г

% /' »

У/2 X

б)

6

щ

г)

Рис. 3. Схема оттесняемого и срезаемого припусков во время протягивания (прошивания) элементом с деформирующе-режущими зубьями

Кривые fbf2.f3.Afs описываются уравнениями (11)...(15).

Для определения площадей £(/,), ^(/^(/'♦Х'^С/'Л'^С/з) были определены соотношения (16)...(21).

*ю

Ькз

к-Л: А-

л-

X1 У л ан К

(Х + йю)1 , У2 2 12 ~ "АО °КО

(Х-п/ | У2 =1

о;

X2 У2 ,

о йо

а,

2 о

лз

вгсят—агсзт——-- 1

*кз

-агсзт—) аи ^ ОяУ

2 «жо

*4ако-(1 + <1ю)г + в

^-(щ-п/ +(^5 + л)х

•'аго

ага т ——- агсда . ■

ако ако У

2 а„

агсхт-

■и/, -п

— агаш-

М', +«

I аР

(^4-п)-^]а2Р ~(м/А-п)г +(^3 + я)х

х л/ар -(Ч^ + Яр • агсят —--дгсш

и», +л

/

(П)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

и

-ija20-wt-w, -4^0 -W¡ + a20 x

í a0

. w,

ctrcsm—— arcsin-

w,

i—

ar

где аю, b«¡, q¡a определяются по формулам (22), (23), (24) соответственно, причем а' = а, е = е3; аКа bKa qm определяются по формулам (22), (23), (24) соответственно, причем а' = ах, е = е0. f-tga'+r t f-tga'+Л ' 1 к \tgw+tga' tgco-tga') 2-ее bк=aк■^¡í^ë

Чк =

cosco

1

2-cosco

f-tga'+r f-tga'+r"

f-tga + r +

tgco + tga' tgco-tga' o. bH=r

9

f-tga+r-

(22)

(23)

(24)

t = f¡cosco-, <*H=rlsin&. bH=r; a0=r0/sinco. bQ=r0. ra=r-2-h

' b' )

1

cosco

tgco+tga

+ -

cosco

tgco-tga

2-cosao

bP = ap --Jl-el -

f-tga + r +

b'

tgco + tga

s = -

л = -Л -s +

cosco

f-tga+r-

b'

cosa

tgco-tga

b' =

2-b' V ( , 2-b'\

-- +\.S-tgCO--

smcoj \ cosco)

b - cos(arctg(sin a> • tga ))

cosy

Wj =

-bj±4tf-4-aj-Cj

2-a,

</, (где j = 1,23-.)

ai =aK3'bo-ao'b2¡a

bJ=2-qfí3-al-b*K3 Ъ -а2кз 'fe '4 'bis.

аг=а1о-ь1~ар'Ь2ко b2 =-2-(n-alo-bl+qm-a2 -b2K0) c2 = n2-alo •b¡ -q\0-a\-Ьгко +a\ -a\0 -fe-b2P)

а}=а2Р

Ь0-ао'Ь,

Ъъ=2-п-аг0-Ь1

64 =-2-п-а

с.=п •ап

н'°р •Ъ\+а\

■{ь1-ь1\

с^а*-аг0.(ь2р-ь20)-п2-а>0.ъу

! _ Ъ • со$(агсЩ^т со • ))

где г - радиус цилиндрической ленточки деформирующе-режущего элемента; /- 1/2 ширины цилиндрической ленточки деформирующе-режущего элемента; к - высота выступа, образующегося во время прохояадения деформирующе-режущего элемента, определяется по зависимостям (36) или (37).

При выполнении элементов с параметрами по условию (25) м>4=1 / = (25)

Площадь металла, оттесняемая одним деформирующе-режущим зубом, представляет собой фигуру (рис. Зг), вычисляется по формуле (26). Яд ~ (26)

где ) ), ), б{/*) - площади, ограниченные прямой ОгХи кривыми /,йсоответственно и принадлежащими им граничными условиями.

Линии /,й,/4* являются проекциями линий /, ,/4 на плоскость Я. Линия /2Я является окружностью, образованной цилиндрической ленточкой деформирующе-режущего элемента Линия // является окружностью, проведенной через вершины выступов с максимальной высотой, образующихся на обрабатываемой поверхности во время прохождения деформирующе-режущего элемента через отверстие.

Кривые /*,/*,//,// описываются уравнениями (27)...(30). Для определения площадей 5(/'1я)¿>(/2я),)з{/}") были определены соотношения (31)... (34).

(Х\-Ят)г , =1

Л*:

Л*

лкл

Ью

Х2+Г2=г2 (Хх-пп)2 Г2

„г иг 1

йРП °р

Х1 + У?=г2

2 а„

лкп

X ^с2аТ-(\¥6+даг )2-а\п\ агаШ Щ+Чкп - агсэт ™6+Чкп

(27)

(28)

(29)

(30)

■ W8

arcsm—+arcsm

vi

2 i

(w8 -ия)-л/°ш -"я/ +(w5+n„)x

<Jal„-(ws+nn)

2 +al„

arcsm-

—arcsm

ЛРП

ЛРП

•V'o -w6 "Jr¿-wis-r¿

W,

arcs in—- aresw— v ro r,

где g^j = qgj-sina) . аш = аю •sina . nn = n-sina>

> 9

,2 J.2

(32)

(33)

(34)

ЛРП

O J. - aP -sina

as = am -bs=2-nn

bl bl

■{bp-ro)~nn-bi

m b¡a

К^'Чкп-Ью

c6 = am 'fe -го)~Якп-b] —ftga>

w^f-tgto. wt=-

' cosy-cosca

Площадь металла, оттесняемая элементом с деформирующе-режущими зубьями (рис. За) определяется по формуле:

(35)

где d - диаметр элемента по цилиндрической ленточке; А - высота выступов, образующихся на обрабатываемой поверхности (определяются по формулам (36) или (37)); dHCX - диаметр исходного отверстия.

В третьей главе изложена методика проведения экспериментальных исследований.

При проведении экспериментов для изготовления заготовок были выбраны следующие материалы: сталь 35, сталь 45, сталь 40Х. Образцы для исследований изготавливались в виде осесимметричных втулок с различной радиальной жесткостью D/d=l,31... 1,85.

Инструмент для обработки изготавливался в виде оправки с установленным на нее однозубым элементом. Элементы изготавливались трех видов: из твердого сплава ВКб с непрерывной рабочей поверхностью, из стали У8А с прерывистой рабочей поверхностью, деформирующе-режущими из стали У8 А.

Эксперименты проводились на разрывной машине Р-20 с записью диаграмм «усилие-перемещение». Прошивание образцов осуществлялось по схеме сжатия при свободном базировании заготовок в приспособлении.

Варьируемыми параметрами являлись: для всех элементов - натяг на элемент в диапазоне 0,25... 0,54, для деформирующе-режущих элементов - углы заборного и обратного конусов а = а\ = 2,5°...4,5°, угол наклона канавок (выступов) со = 20°...35°, ширина калибрующей ленточки/= 1,5 мм и/= 5 мм. Размеры отверстий при оценке точности измерялись индикаторным нутроме-

ром с ценой деления 0,001 мм в 6...8-ми равнорасположенных друг относительно друга поперечных сечения образца. Для измерения шероховатости поверхности использовался профилометр-профилограф типа А1 модели 252.

В качестве методов исследования выбрано многофакторное планирование эксперимента. Для обработки полученных данных применялись методы математической статистики.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований.

Исследование толщины срезаемого слоя при ДРП с ОПД позволило установить (рис. 4), что при натягах на деформирующий элемент / - 03-.0,8 мм наиболее рациональная толщина срезаемого слоя составляет а=0,23...0,11 мм '(а=0,065...0,032мм) при исходных параметрах шероховатости Я2ИСХ =80 мкм, отклонениях формы отверстия еисх =0,21 мм {Кгисх = 20 мкм, еисх = 0,065 мм), то есть предварительное деформирование позволяет снизить припуск на резание на 28...65% (40...68%). При натягах на деформирующий элемент 0,4...0,6 мм толщина срезаемого слоя является наименьшей и составляет от 0,15...0,11 мм (при Я2ИСх = мкм, ежх = 210 мкм) до 0,032 мм (при Ргисх. ~ 20 мкм, ежх = 0,065 мм), что составляет 5...27% припуска.

Исследования зависимости высоты выступов А (й ), образующихся во

время прохождения деформирующего элемента с прерывистой рабочей поверхностью, от технологических факторов /, йМ, НВ, /с (рис. 5) позволили установить соотношения (36) и (37), используемые при расчете площадей срезаемого

0,35

0,3 0,25

I 0Л

в 0,15 ОД 0,05 0

Сталь 45

0/(1=1,95 -в-2

---- --в-< __--— 1

0Л

0,4 /,мм

0,6

0,8

Рис. 4. Зависимость толщины срезаемого слоя от натяга на деформирующий элемент при деформирующе-режущем протягивании с чередующимися циклами деформирования и резания: 1 - Кгжх = 80 мкм, еисх = 0,21 мм; 2 - Я2ЖХ = 20 мкм, е^ - 0,065 мм

и оттесняемого припусков при ДРП с КРЗД. Уравнение (36) получено при 4 = 0 мм и применимо для определения параметров неупрочненного срезаемого слоя. Уравнение (37) получено при ic < 0,52 мм и применимо для определения параметров предварительно упрочненного срезаемого слоя. h = 508 ,32 • i °'81 • (D/d У'14 ■ (ЯВ )'1,55 (36)

\ = 10039,67 • / • {Djdf* • (НВ)-225 • (37)

Анализ зависимости высоты выступов (рис. 5) и толщины срезаемого слоя (рис. 4) показывает, что при натягах на элемент i = 0.4..Д5 мм высота выступов h^ - 0Д5...0Д7 мм, толщина срезаемого слоя а^ = 0Д5...0ДЗ мм, то есть высота выступа приблизительно равна толщине слоя, подлежащего срезанию после каждого цикла деформирования.

В результате экспериментальных исследований метода ДРП с КРЗД получены зависимости величины пластической деформации по дну впадины <5*, высоты образующегося выступа А, ), отклонений профиля продольного сечения по дну впадины sml (sm2) и по вершинам выступов е^ {£выс1), шероховатости поверхности по дну впадины Raml (Ra„2) и по вершинам выступов Raehlcl (Ra,^), удельного осевого усилия рл (рг1) от технологических факторов (натяга на деформирующий элемент /, радиальной жесткости заготовки D/d, твердости НВ обрабатываемого материала, угла наклона канавок элемента со и угла заборного конуса деформирующе-режущего элемента а). Индекс «1» («2»)

0,3

0,25

ч>

i 0,1

Сталь 45

1 с - и -—о- 4 -о- 5 -•- 6 мм

е- *"" — в — 0

в* "Z- «г

■

0,1

0,2

0,3

0,4 0,5

0,6

натяг i, мм

Рис. 5. Зависимость величины пластической деформации по дну впадины дт (1, 2, 3) и высоты выступа А (4, 5, 6) от технологических факторов (/', БМ, НВ, ¿с) при деформирующем протягивании (прошивании) элементами с прерывистой рабочей поверхностью: 1, 6 - D/d = lM', 2, 5 -£/</ = 1,6; 3,4-£>/</= 1,85

означает, что исследования выполнялись элементами с деформирующе-режущими зубьями, выполненными по условию (6) ((8)).

Анализ динамики образования выступов А, (рис. 6) и пластической деформации по дну впадин 8^ (рис. 7) показывает, что с увеличением натяга на деформирующе-режущий элемент при прочих равных условиях пластическая деформация по дну впадины возрастает быстрее, чем высота выступа А, (АД а их зависимость от натяга имеет линейный характер.

Анализ зависимостей 8т и 8^ (рис. 5 и 7) показывает, что их значения отличаются не более чем на 3... 10% при одинаковых натягах на элемент. Установлено, что 8^ =0,093...0,267мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. Установлено, что высота образующихся выступов составляет А, = 0.019..Д056 мм Л2 = 0,004...0,016 мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов.

0,06 -1-1-----

0,05 - Ста®45

0,04 1

|о,оз -1Гз

* 0,02 -—»-4

0,01--

о--

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

1, мм

Рис. 6. Зависимость высоты выступа А, от технологических факторов ДРП с КРЗД (а = 4,5°): 1,2- 0/4 = 131; 3, 4 - £>/£/ = 1,81; 1, 3 -ю = 20°; 2,4 - а> = 35°

Зависимость отклонения профиля продольного сечения отверстия по впадинам ет1 от натяга представлена на рис. 8. Зависимости ет1, е^, евыс2, имеют аналогичный характер. Отклонение профиля продольного сечения по впадинам (по выступам) при ДРП с КРЗД не отличается от ДРП с УПН и составляет ею1 = 0.01..Д036 мм (г-,^, = 0,016...0,05 мм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. При этом ет1 = ет1 = е^. Минимальные значения отклонения профиля продольного сечения находятся в диапазоне натяга на элемент г = 0,35...0,43 мм.

0,24

а 0,18 0,16

0,14

0,12

0,1

0,08

Сталь 45 -

-е-1 —в—2 —•—4 >

/// / у ' /

/ //

//

АГ А /

¥

0,1

0,2

0,3 I, мм

0,4

0,5 0,6

Рис. 7. Зависимость величины пластической деформации по дну впадины ' от технологических факторов ДРП с КРЗД (а = 4,5°): 1,2 — £>/</ = 131; 3,4 - П/й = 1,81; 1,3 - ю = 20°; 2,4- а> = 35°

0,035 0,03 0,025

I 0,02

6 0,015 0,01 0,005 0

. Сталь 4; —д—2

.. - -г^- .

Ь с 7 у )

/ >

1 Г" -

0,1 0,2 0,3 0,4 натяг/, мм

0,5 0,6

Рис. 8. Зависимость отклонения профиля продольного сечения отверстия по впадинам от технологических факторов ДРП с КРЗД (висх = 0,062 мм, а = 4,5°): 1, 2 - о = 35°; 3, 4 - ю = 20°; 1, 3 - £>/¿ = 1,31; 2, 4 -£>/¿ = 1,81

Зависимость шероховатости поверхности по впадинам Иат1 от натяга представлена на рис. 9. Зависимости &ат2, Яа,жи Яавыс2, имеют аналогичный характер. Шероховатость поверхности по впадинам (по выступам) при ДРП с КРЗД ниже до 10% (не отличается) в сравнении с ДРП с ОПД и составляет

2,6

Д 2,2

«5

1,8 1,6 1.4

--1- Огятп. 44

---А—2

та ж

XV

»Л

0,1

0,2

0,3

натяг/,мм

0,4

0,5

0,6

Рис. 9. Зависимость шероховатости поверхности по впадинам от технологических факторов ДРП с КРЗД (Яаисх = 15 мкм, а = 4,5°): 1, 2 -ш = 35°; 3,4- ю = 20°; 1,3-£/¿ = 131; 2,4-£/¿ = 1,81

= 1Д..2.9 мкм (Яаеь1с1 = 2Д...5.2 мкм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. При этом = Яат2 = Кавыс2- Минимальные значения параметра шероховатости находятся в диапазоне натяга на элемент / = 035...0,43 мм.

Зависимость удельного осевого усилия ДРП с КРЗД рл (рг2) от натяга (рис. 10, кривые 5 и 6) на деформирукяце-режущий элемент / при прочих равных условиях носит почти линейный характер. Получение меньших удельных осевых сил в сравнении с методами ДРП с УПН объясняется тем, что режущая кромка расположена под углом к оси протяжки. Анализ существующих методов протягивания показал, что использование ДРП с КРЗД позволяет снизить удельные осевые силы на процесс протягивания до 25% по сравнению с удельными осевыми силами ДРП с ОПД, до 10% по сравнению с удельными осевыми силами ДРП с УПН и до 2 раз по сравнению с удельными осевыми силами при режущем протягивания.

Зависимости А, (/гД^, (е^е^ (^2),Лаи1 (Яа^Яа^ (Кавыс2),рл (рг2) от технологических факторов были аппроксимированы уравнениями регрессии степенного вида. При получении уравнений регрессии использовались верхние и нижние уровни интервалов варьирования технологических факторов.

При выполнении условия (6) были получены зависимости (38)... (43). А, = 31,0095• /°'4855 • (О/оГ)'1'3089 •НВ~0,9037 -йЛ1971 ■а'0,229 (38)

= 0,0025•»олиз-(Р1<1У*П -Яб0,9161 .й)"0'546' .а"01583 (39)

„ 4500

| 4000

Я 3500

«Г ллпп

о §

I

2500 2000 1500 1000 500 0

1 ..... -----

—сталь чз- Ш1=16 ' ►-

1 •—-1

Чк-Ч

-ь-Ъ 1

-е-4

-•-5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 увеличение диаметра отверстия, мм

Рис. 10. Зависимость удельной осевой силы от увеличения диаметра отверстия: а=4°; 1 - режущее протягивание; 2 - ДРП с ОПД, #=0,03 мм; 3 -ДРП с УПН, а=0,03 мм; 4,5 - ДРП с КРЗД, а=4,5°, 4 - ю=35°, 5 - ©=20°

= 0,0006-(й/с1)-*т9 • НВиж-со-*-6106 -а"0"77

•х©"0,354® •а"0,1062

(40)

(41)

(42)

Иат1 = 0,0917 ■7^588 •(^)00881 -Яб04075 .да0 0568 -а"37 Иаж1 = 507,3499-Г0«57 ■

рл = 9096737,8-Г0**1 .ф1с1)1ХП -Ж"1-8555 V'3384 -а"06101 (43)

Элементы, выполненные с параметрами по условию (6) рекомендуется использовать для черновых секций протяжек.

При выполнении условия (8) были получены зависимости (44)... (47). Нг =18985277,0326•Л619 -(Я/^'3556 -ЩГ3'9145 V™ (44)

= ^2 = 0,0025• /0,2ИЗ • ^/(¡у1'2212 -НВа,Ш1 -й»"0'5469 - а"0,1583

= Яагыс2 = 0,0917-г"0,5588 •(^)0'0881 -ЯВ0'4075 -й/'0568 -а0127 =881583,264-У"0'3145 -ЯВ"1'3532 •®0ДМ2 -а-0'4219 (4?)

Элементы, выполненные с параметрами по условию (8) рекомендуется использовать для получистовых секций протяжек.

Зависимость (48) справедлива для обоих условий (6) и (8): 5*т =1,4188-Iй5 -(О/с/Г'1428 •НВ~0Ж9 -Фот •а~0,т9 (48)

В пятой главе изложена методика проектирования протяжек с деформи-рующе-режущими элементами, основанная на общих правилах проектирования протяжек, использующая зависимости параметров качества, точности и удельных осевых сил от технологических факторов ДРП с КРЗД, включающая распределение припусков между секциями протяжки, назначение натягов на деформирующие и деформирующе-режущие элементы, определение геометриче-

(45)

(46)

ских параметров элементов, определение припусков на резание и деформирование на каждой стадии протягивания; представлены новые прогрессивные конструкции деформирующе-режущих протяжек, а также результаты проведения НИОКР «Разработка нового метода обработки деформирующе-режущим прошиванием корпуса СМ45ТА. 100.401 линейной направляющей качения» с определением ожидаемого экономического эффекта.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Повышение эффективности методов обработки металлов, обеспечивающих требуемые параметры качества и точности обработанных поверхностей, максимальную производительность при наименьших силовых затратах процесса возможно за счет совершенствования комбинированного воздействия деформирующими элементами и режущими зубьями на обрабатываемый материал: косоугольного резания в зоне деформирования.

2. Разработан способ деформирующе-режущего протягивания, отличающийся косоугольным резанием в зоне деформирования, при котором формирующиеся в результате деформационного воздействия выступы срезаются наклонно расположенными деформирующе-режущими зубьями, а также инструмент для реализации процесса (патент РФ №2237552).

3. Доработаны для условий косоугольного резания модель формы оттесняемого и срезаемого припусков при деформирующе-режущем протягивании отверстий с косоугольным резанием в зоне деформирования, теоретико-экспериментальная модель для расчета площадей оттесняемого и удаляемого припусков, зависящими от конструктивных параметров элемента с деформи-рующе-режущими зубьями, физико-механических свойств материала и радиальной жесткости обрабатываемой детали. Модели позволяют определить форму и размеры обрабатываемого отверстия, выбрать геометрические параметры деформирующе-режущего элемента таким образом, чтобы площадь срезаемого припуска составляла 5...27% (как рациональная величина) от общего припуска.

4. Выполнено исследование зависимости толщины срезаемого слоя от натяга на деформирующий элемент при деформирующе-режущем протягивании с опережающим пластическим деформированием. Установлено, что при натягах на деформирующий элемент / = 03.-0,8 мм наиболее рациональная толщина срезаемого слоя равна а=0,23...0,11 мм при исходных параметрах шероховатости Лгясг=80 мкм, отклонениях формы отверстия еисх =0,21 мм, а=0,065...0,032мм приРгисх = 20 мкм, £исх = 0,065 мм. Установлено, что при натягах на деформирующий элемент 0,4... 0,6 мм толщина срезаемого слоя является наименьшей и составляет от 0,15...0,11 мм (при = 80 мкм, еисх = 0,21 мм) до 0,032 мм (при Ягисх = 20 мкм, еисх = 0,065 мм), что составляет 5... 27% всего припуска.

5. Установлено, что пластическая деформация по дну впадины при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне дефор-

мирования меньше на 3... 10% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с упругопластическим нагружением зоны резания и составляет = 0,093...0,267 мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов.

6.Установлено, что высота образующихся выступов составляет

мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов деформирующе-режущего протягивания с косоугольным резанием в зоне деформирования.

7. Установлено, что отклонение профиля продольного сечения по впадинам (по выступам) при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования не отличается от деформирующе-режущего протягивания с упругопластическим нагружением зоны резания и составляет

мм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. Минимальные значения отклонения профиля продольного сечения находятся в диапазоне натяга на элемент / = 0,35.-0,43 мм.

8. Установлено, что шероховатость поверхности по впадинам (по выступам) при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования ниже до 10% (не отличается) в сравнении с деформи-рующе-режугцим протягиванием с опережающим пластическим деформированием и составляет Яот1 = 1Д..2.9 мкм (Ка^ = 2.1..Д2 мкм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. Минимальные значения параметра шероховатости находятся в диапазоне натяга на элемент / = 0,35...0,43 мм.

9. Установлено, что деформирующе-режущее протягивание с косоугольным резанием в зоне деформирования позволяет снизить удельные осевые силы до 25% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с опережающим пластическим деформированием, до 10% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с упругопластическим нагружением зоны резания и до 2 раз по сравнению с режущим протягиванием и составляют рл = 927...4860 Н/мм2, рг1 = 1354...5798 Н/мм2 во всем исследуемом диапазоне технологических факторов.

10. Доработана методика проектирования деформирующе-режущих протяжек для условий косоугольного резания в зоне деформирования, включающая распределение припусков между секциями протяжки, назначение натягов на деформирующие и деформирующе-режущие элементы, определение геометрических параметров элементов, определение припусков на резание и деформирование на каждой стадии протягивания.

11. Разработаны конструкции деформирующе-режущих протяжек с резанием в зоне деформирования, обеспечивающими одновременное деформирование и резание каждым элементом по всему периметру отверстия (заявка № 2004102980 от 2.02.2004), а также смещение режущих зубьев относительно деформирующих в процессе протягивания (патент РФ №2237551).

12. На основе выполненных исследований проведена НИОКР «Разработка нового метода обработки деформирующе-режущим прошиванием корпуса

СМ45ТА. 100.401 линейной направляющей качения» с ожидаемым годовым экономическим эффектом 2162 руб. при годовом объеме производства корпусов 600 шт., результаты которой переданы в ЗАО «Липецкий станкозавод».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Влияние режимов деформирования на величину срезаемого припуска при деформирующе-режущем протягивании // Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии: Сб. матер. Всероссийской науч.-техн. конф. В 2-х ч. - Липецк: ЛГТУ, 2002. - С. 9-12,164 с.

2. Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Деформирующе-режущая протяжка для обработки отверстий // Новые материалы и технологии в машиностроении: Сб. науч. трудов 2-й междунар. науч.-техн. конф. Вып. 2. - Брянск,

2003.-С. 3-5,110с.

3. Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Исследование параметров качества, точ-, ности и энергоемкости при деформирующе-режущем протягивании с ко. соугольным резанием и упругопластическим нагружением зоны резания //

СТИН. - 2004 (в печати).

4. Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Исследование параметров срезаемого слоя при деформирующе-режущем протягивании с упругопластическим нагружением зоны резания // СТИН. - 2004 (в печати).

5. Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Перспективы развития конструкций протяжного инструмента // Сб. науч. тр. в 2-х ч. - Липецк: ЛГТУ, 2003. - С. 35,192 с.

6. Крюков О.Н. Исследование толщины срезаемого слоя при деформирую-ще-режущем протягивании с опережающим пластическим деформированием // Известия Тульского государственного университета: Серия «Технологическая системотехника». Вып. 1. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - С. 341-343.

7. Крюков О.Н. Исследование энергосиловых затрат при протягивании отверстий // Известия ОрелПУ: Серия «Машиностроение. Приборостроение». Вып. 4 - Орел: Изд-во ОрелПУ, 2004. - С. 10-12.

8. Крюков О.Н. Точность и качество отверстий при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования // Известия Тульского государственного университета: Серия «Экономика. Управление. Качество. Стандартизация». Вып. 1. - Тула: Изд-во ТулГУ,

2004. -С. 151-155.

9. Патент РФ №2237551. Протяжка для обработки плоских поверхностей / Амбросимов С.К., Крюков О.Н. - Бюл. №28,2004 г.

10. Патент РФ №2237552. Деформирующе-режущая протяжка / Амбросимов С.К., Крюков О.Н. - Бюл. №28,2004 г.

Подписано в печать 3.11.2004г. Формат 60x84 1/16. Ризография. Бумага офсетная. Усл. печ. л 1,0. Тираж 100 экз. заказ № 7-Зо Типография ЛГТУ. 3986000 Липецк, ул. Московская, 30.

>23982

Введение.

Глава 1. Анализ состояния вопроса.

1.1. Анализ существующих методов протягивания.

1.2. Упрочнение поверхностного слоя при протягивании.

1.3. Деформирующе-режущее протягивание.

1.4. Шероховатость поверхностного слоя.

1.5. Разработка схем методов обработки.

Выводы.

Цель и задачи исследования.

Глава 2. Теоретико-экспериментальное изучение метода деформирующе-режущего протягивания.

2.1. Исследование рациональных соотношений между припусками на резание и деформирование.

2.2. Разработка схемы деформирующе-режущего протягивания отверстий деформирующе-режущими элементами.

2.3. Теоретическое исследование размеров и формы пластически оттесняемых и срезаемых слоев металла при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования.

2.4. Теоретическое исследование площади слоя, срезаемого одним деформирующе-режущим зубом.

2.5. Теоретическое исследование площади слоя, оттесняемого одним деформирующе-режущим зубом.

2.6. Теоретическое исследование площади слоя, оттесняемого деформирующе-режущим элементом.

Выводы.

Глава 3. Методика проведения эксперимента.

3.1. Объекты исследований.

3.2. Инструмент.

3 3. Оборудование и измерительная аппаратура.

3.4. Режимы процесса обработки.

3.5. Методика измерений диаметров образцов.

3.6. Методика проведения экспериментов.

3.7. Математическая обработка результатов исследований.

Глава 4. Экспериментальные исследования деформирующе-режущего протягивания.

4.1. Исследование параметров шероховатости и точности при деформирующем протягивании элементом со сплошной рабочей поверхностью.

4.2. Исследование высоты образующихся выступов при деформирующем протягивании.

4.3. Исследование параметров шероховатости, точности обрабатываемого отверстия и удельных силовых затрат при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования.

Выводы.

Глава 5. Перспективы развития методов деформирующе-режущего протягивания и протяжного инструмента.

5.1. Особенности проектирования протяжек с деформирующе-режущими элементами, обеспечивающими косоугольное резание в зоне деформирования.

5.2. Перспективы развития методов деформирующе-режущего протягивания и протяжного инструмента.

5.3. Технико-экономическая оценка метода.

Одним из важнейших направлений в машиностроении является создание высокоэффективных ресурсосберегающих методов обработки металлов и внедрение в производство прогрессивных технологических процессов.

К таким методам относятся методы деформирующе-режущего протягивания (ДРП), которые позволяют за счет совмещения режущего и деформирующего способов воздействия повысить эффективность процессов протягивания, значительно сократить длину инструмента по сравнению с режущим протягиванием, снизить силовые затраты на резание и на процесс ДРП в целом, повысить качество обработки. Но данные методы обработки обладают такими недостатками, как высокая стоимость инструмента, оснащенного нетехнологичными деформирующими и режущими элементами достаточно сложной конструкции, изготовленными из быстрорежущей стали или твердого сплава, что значительно снижает возможности использования этих методов. Кроме того, не изучены соотношения между припусками на резание и деформирование, которые оказывают существенное влияние на силы процесса протягивания, длину инструмента и, как следствие, производительность обработки.

Поэтому разработка нового ресурсосберегающего метода деформирующе-режущего протягивания, осуществляемого технологичным инструментом, оснащенным элементами простой конструкции с рациональными соотношениями между припусками на деформирование и на резание является актуальной задачей.

Метод обработки является сложным системно-структурным образованием, включающим пять элементов: способ воздействия на обрабатываемый материал, кинематические, статические и динамические характеристики, обрабатывающий инструмент. Применение известного метода в производстве или разработка нового метода осуществляется путем установления значений характеристик, совершенствования каждой из них и оптимизации их сочетаний на основе изучения закономерностей формирования параметров качества продукции [37, 81].

В настоящей работе исследован ряд вопросов деформирующе-режущего протягивания. Определены наиболее рациональные соотношения между припусками на деформирование и на резание. На основе структурно-параметрического анализа-синтеза методов комбинированного протягивания отверстий разработан способ деформирующе-режущего протягивания, отличающийся косоугольным резанием в зоне деформирования, при котором формирующиеся в результате деформационного воздействия выступы срезаются наклонно расположенными деформирующе-режущими зубьями, доработана для условий косоугольного резания в зоне деформирования геометрическая модель деформирующе-режущего протягивания, позволяющая рассчитать размеры и формы пластически оттесняемых и срезаемых слоев металла. Исследованы параметры шероховатости, точности и удельные осевые силы разработанного метода деформирующе-режущего протягивания отверстий. На основании исследований предложена методика проектирования протяжек (прошивок), реализующих разработанный метод обработки отверстий.

Метод деформирующе-режущего протягивания с косоугольным резанием в зоне деформирования исследован в сравнении с режущим протягиванием, деформирующе-режущим протягиванием с опережающим пластическим деформированием, и деформирующе-режущим протягиванием с упру-гопластическим нагружением зоны обработки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Повышение эффективности методов обработки металлов, обеспечивающих требуемые параметры качества и точности обработанных поверхностей, максимальную производительность при наименьших силовых затратах процесса возможно за счет совершенствования комбинированного воздействия деформирующими элементами и режущими зубьями на обрабатываемый материал: косоугольного резания в зоне деформирования.

2. Разработан способ деформирующе-режущего протягивания, отличающийся косоугольным резанием в зоне деформирования, при котором формирующиеся в результате деформационного воздействия выступы срезаются наклонно расположенными деформирующе-режущими зубьями, а также инструмент для реализации процесса (патент РФ №2237552).

3. Доработаны для условий косоугольного резания модель формы оттесняемого и срезаемого припусков при деформирующе-режущем протягивании отверстий с косоугольным резанием в зоне деформирования, теоретико-экспериментальная модель для расчета площадей оттесняемого и удаляемого припусков, зависящими от конструктивных параметров элемента с де-формирующе-режущими зубьями, физико-механических свойств материала и радиальной жесткости обрабатываемой детали. Модели позволяют определить форму и размеры обрабатываемого отверстия, выбрать геометрические параметры деформирующе-режущего элемента таким образом, чтобы площадь срезаемого припуска составляла 5.27% (как рациональная величина) от общего припуска.

4. Выполнено исследование зависимости толщины срезаемого слоя от натяга на деформирующий элемент при деформирующе-режущем протягивании с опережающим пластическим деформированием. Установлено, что при натягах на деформирующий элемент г = 0,3.0,8 мм наиболее рациональная толщина срезаемого слоя равна а=0,23.0Д1 мм при исходных параметрах шероховатости RzhCX =80 мкм, отклонениях формы отверстия еисх =0,21 мм, <з=0,065.0,032мм при RzMCX =20 мкм, бисх =0,065 мм. Установлено, что при натягах на деформирующий элемент 0,4. 0,6 мм толщина срезаемого слоя является наименьшей и составляет от 0,15.0,11 мм (при Rzpfcx = 80 мкм, еисх = 0,21 мм) до 0,032 мм (при RzHCX = 20 мкм, Еисх = 0.065 мм), что составляет 5.27% всего припуска.

5. Установлено, что пластическая деформация по дну впадины при де-формирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования меньше на 3. 10% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с упругопластическим нагружением зоны резания и составляет дквп = 0,093.0,267 мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов.

6. Установлено, что высота образующихся выступов составляет \ = 0,019.0,056 мм, h2 = 0,004.0,016 мм во всем исследуемом диапазоне технологических факторов деформирующе-режущего протягивания с косоугольным резанием в зоне деформирования.

7. Установлено, что отклонение профиля продольного сечения по впадинам (по выступам) при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования не отличается от деформирующе-режущего протягивания с упруг опластическим нагружением зоны резания и составляет = 0,01.0,036 мм (sBblcX = 0,016.0,05 мм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. Минимальные значения отклонения профиля продольного сечения находятся в диапазоне натяга на элемент * = 0,3 5.0,43 мм.

8. Установлено, что шероховатость поверхности по впадинам (по выступам) при деформирующе-режущем протягивании с косоугольным резанием в зоне деформирования ниже до 10% (не отличается) в сравнении с деформирующе-режущим протягиванием с опережающим пластическим деформированием и составляет Raml = 1,3.2,9 мкм (RaeucX = 2Д.5,2мкм) во всем исследуемом диапазоне технологических факторов. Минимальные значения параметра шероховатости находятся в диапазоне натяга на элемент i = 0,35.0,43 мм.

9. Установлено, что деформирующе-режущее протягивание с косоугольным резанием в зоне деформирования позволяет снизить удельные осевые силы до 25% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с опережающим пластическим деформированием, до 10% по сравнению с деформирующе-режущим протягиванием с упругопластическим нагружением зоны резания и до 2 раз по сравнению с режущим протягиванием и составляют рг1 =927.4860 Н/мм2, pz2 =1354.5798 Н/мм2 во всем исследуемом диапазоне технологических факторов.

10. Доработана методика проектирования деформирующе-режущих протяжек для условий косоугольного резания в зоне деформирования, включающая распределение припусков между секциями протяжки, назначение натягов на деформирующие и деформирующе-режущие элементы, определение геометрических параметров элементов, определение припусков на резание и деформирование на каждой стадии протягивания.

11. Разработаны конструкции деформирующе-режущих протяжек с резанием в зоне деформирования, обеспечивающими одновременное деформирование и резание каждым элементом по всему периметру отверстия (заявка № 2004102980 от 2.02.2004), а также смещение режущих зубьев относительно деформирующих в процессе протягивания (патент РФ №2237551).

12. На основе выполненных исследований проведена НИОКР «Разработка нового метода обработки деформирующе-режущим прошиванием корпуса СМ45ТА.100.401 линейной направляющей качения» с ожидаемым годовым экономическим эффектом 2162 руб. при годовом объеме производства корпусов 600 шт., результаты которой переданы в ЗАО «Липецкий станкозавод».

1. А. с. 1146149 СССР. Деформирующе-режущая протяжка. Кузнецов A.M. / A.M. Кузнецов, Ю.М. Уляхин, С.К. Амброснмов. Московский автомеханический институт. - №3568630/25-08; Заявл. 30.03.83.; Опубл. 23.03.85., Бюл. №11.

2. А. с. 1493445 СССР. Способ деформирующе-режущего протягивания. С.К. Амбросимов. Липецкий политехнический институт.-к4278155/31-27; Заявл. 06.07.87; Опубл. 15.07.89., Бюл. №26.

3. А. с. 1764866 СССР. Прошивка. Амбросимов С.К. / С.К, Амбросимов, И.И. Шацких, Н.В. Яковлева, Д.Б. Тшценко. Липецкий политехнический институт. - № 4699439/08; Заявл. 18.04.89.; Опубл. 30.09.92., Бюл. №36.

4. А. с. 1801734 СССР. Деформирующе-режущая протяжка. С.К. Амбросимов. Московский автомеханический институт. - №4887472/27; Заявл. 04.12.90; Опубл. 15.03.93., Бюл. №10.

5. А. с. 814601 СССР. Деформирующе-режущая прошивка. Кузнецов A.M. / A.M. Кузнецов, В.В. Клепиков, Ж.К. Джунусбеков. Завод-Втуз при Московском автомобильном заводе им. И.А. Лихачева. - №2786400/2508; Заявл. 29.06.79; Опубл. 23.03.81., Бюл. №11.

6. А.с. 1701498 СССР. Способ обработки полых осесимметричных деталей переменной жесткости. Амбросимов С.К. / С.К. Амбросимов, И.И. Шацких. Липецкий политехнический институт. - №4739241/27; Заявл. 21.09.89; Опубл. 30.12.91., Бюл. №48.

7. Айвазян С.А. Статистические исследования зависимостей / С.А. Айвазян. М.: Металлургия, 1968. - 227 с.

8. Амбросимов С. К. Интенсификация деформирующе-режущего протягивания отверстий на основе упругопластического нагружения зоны обработки. Спец. 05.02.08. - Технология машиностроения. Дисс. . к.т.н. -М.:МАМИ, 1985.-207 с.

9. Амбросимов С. К. Моделирование инструментов для обработки сложных поверхностей и траекторий сложносогласованных движений с использованием функций В. Л. Рвачева: Учебное пособие / С. К. Амбросимов. Липецк: ЛГТУ, 2001. - 41 с.

10. Амбросимов С. К. Теоретические основы моделирования инструментов для обработки сложных поверхностей с нелинейными движениями формообразования: Учебное пособие / С. К. Амбросимов. Липецк: ЛГТУ, 2001.-41 с.

11. Амбросимов С.К. Моделирование кинематических схем и схем удаления припуска при создании метода обработки / С.К. Амбросимов // Технология машиностроения: Сб. науч. Трудов.-Липецк, 1994.-С. 11-20.

12. Амбросимов С.К. Совершенствование конструкций протяжного инструмента для обработки гладких цилиндрических отверстий // Сверхтвердые материалы. 1994.- №1. - С.34.

13. Ашихмин В. Н. Протягивание / Ашихмин В. Н. М.: Машиностроение, 1981-144 с.

14. Бермант А.Ф. Краткий курс математического анализа для втузов / А.Ф. Бермант, И.Г. Араманович.-М: Наука, 1966.-736с.

15. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1980. - 976 с.

16. Буйлов Е.А. Повышение качества деталей при деформирующем протягивании на основе применения металлоплакирующих смазок: Дисс. . к. .т.н. — М.: МАМИ, 1999.-220с.

17. Бадаева Т.Ф. Экономика, организация и планирование машиностроительного производства / Т.Ф. Валаева, Е.М. Коростелева, Б.Д. Рабинович, Е.А. Хруцкий; Под ред. Е.М. Коростелевой. М.: Высш. шк., 1984.-448 с.

18. Вульф A.M. Резание металлов / A.M. Вульф.-JI.: Машиностроение, 1973.-496 с.

19. Грановский В.А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях / В.А. Грановский, Т.Н. Сирая. — Л.: Энергоатомиздат. Ле-нингр. Отд-ние, 1990. 288 с.

20. Грановский Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский-М.: Высшая школа, 1985.-304 с.

21. Гриценко Э.Н. Исследование качества поверхности отверстий, обработанных режущим инструментом и твердосплавными деформирующими протяжками. Дис. . к.т.н.-Киев, 1974.

22. Джунусбеков Ж.К. Повышение эффективности деформирующе-режущего протягивания на основе совершенствование деформирующих элементов. Дис. . к.т.н. -М.: МАМИ, 1980 274 с.

23. Ефимов Н. В. Краткий курс аналитической геометрии / Н. В. Ефимов. -М.: Наука, 1975.-272 с.

24. Ильин В.Н. Разработка и исследование нового метода деформирующе-режущего протягивания отверстий. Дис. . к.т.н. М.: МАМИ, 1982. -179 с.

25. Кацев П.Г. Обработка протягиванием; Справочник / П.Г. Кацев.—М.: Машиностроение, 1986.-272 с.

26. Ковбас Т.Н. Влияние технологических факторов на основные параметры деформирующе-режущего протягивания отверстий в тонкостенных втулках. Дис. . к.т.н. -М.: МАМИ, 1980. 170 с.

27. Кривоухов В.А. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки/В.А. Кривоухов, П.Г. Петруха, Б.Е. Бруштейн и др-М.: Машиностроение, 1967.-654 с.

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

29. Крюков О.Н. Исследование энергосиловых затрат при протягивании отверстий // Известия ОрелГТУ: Серия «Машиностроение. Приборостроение». Вып. 4 Орел: Изд-во ОрелГТУ, 2004. - С. 10-12.

30. Крючков А. А. Разработка и исследование метода обработки шлицевых отверстий деформирующе-режущими протяжками. Дис. . к.т.н. М.: МАМИ, 1974.

31. Кузнецов А. М. Технологические основы создания методов обработки в машиностроении. Дис. . д.т.н. — М.: МАМИ, 1975.-317 с.

32. Кузнецов A.M. Новые методы обработки основа интенсификации производства машин Н Научные основы погрессивной техники и технологии / Г.И. Марчук, И.Ф. Образцов, Л.И. Седов и др.-М.: Машиностроение, 1986.-376 с.

33. Кузнецов В. А. Исследование качества поверхностного слоя при дефор-мирующе-режущем протягивании. Дис. . к.т.н. — М.: МАМИ, 1982 — 209 с.

34. Кузнецов В. А. Синтез и исследование технологических структур методов механической обработки поверхностей деталей машин: Автореф. дис. . д.т.н. -М., 2000.-48 с.

35. Лобанов А.С. Повышение эффективности деформирующее-режущего протягивания на основе совершенствования характеристик поверхностного слоя деформирующих элементов: Автореф. дис. . к.т.н. М.: МАМИ, 1989.-22 с.

36. Маргулис Д. К. Протяжки для обработки отверстий / Маргулис Д. К., Тверской М. М., Ашихмин В. Н. и др. М.: Машиностроение, 1986. — 232 с.

37. Марин А. 3. Исследование процесса одновременного пластического деформирования и резания при протягивании (прошивании) отверстий деталей из вязких материалов. Дис. . к.т.н. -М.: МАМИ, 1969.

38. Моденов П. С. Аналитическая геометрия / П. С. Моденов. Издательство московского университета, 1969. - 698 с.

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

40. Нодельман М.О. Взаимосвязь параметров расчетной схемы стружкооб-разования / М.О. Нодельман, Б.М. Суховилов. // Машиностроитель, 1998.-№1.-С. 29-30.

41. Одинцов Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник / Одинцов JI. Г. М.: Машиностроение, 1987. - 328.

42. Патент РФ №2237551. Протяжка для обработки плоских поверхностей / Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Бюл. №28, 2004 г.

43. Патент РФ №2237552. Деформирующе-режущая протяжка / Амбросимов С.К., Крюков О.Н. Бюл. №28, 2004 г.

44. Писаренко Г.С. Сопротивление материалов / Г.С. Писаренко, В.А. Ага-рев, А.Л. Квитка и др.- Киев: Вища школа, 1986. 775 с.

45. Полухин П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов / П.И. Полухин, Г.Я. Гун, A.M. Галкин. М.: Металлургия, 1976.-488 с.

46. Посвятенко Э.К. Исследование обрабатываемости метала, упрочненного черновым деформирующим потягиванием.:Дисс. . к.т.н.-Киев, 1973 — 183 с.

47. Пронкин Н.Ф. Протягивание протяжками из твердых сплавов / Н.Ф. Пронкин. М.: Машиностроение, 1966. - 108 с.

48. Проскуряков Ю. Г. Технология упрочняюще-калибрующей и формооба-зующей обработки металлов / Проскуряков Ю. Г. М.: Машиностроение, 1971.-207 с.

49. Проскуряков Ю.Г. Объемное дорнование отверстий / Ю.Г. Проскуряков, В.Н. Романов, А.Н. Исаев. — М.: Машиностроение, 1984 -224 с.

50. Профос П. Измерения в промышленности: Справ, изд. В 3-х кн. М. 1990

51. Райфа Г. Прикладная теория статистических решений / Г. Райфа, Р. Шлейфер; Пер. с англ. А.К. Звонкина, З.Г. Маймина и Б.Л. Розовского.

52. Под ред. и с предисл. Ю.Н. Благовещенского. М.: Статистика, 1977. -360 с.

53. Рвачев В. JI. Теория R-функций и некоторые ее приложения / В. JI. Рва-чев. Киев: Наук. Думка, 1992. - 551 с.

54. Розенберг А. М. Расчет и проектирование твердосплавных деформирующих протяжек и процесса протягивания / А. М. Розенберг, О. А. Розенберг, Э.К. Посвятенко; Под ред. А. М. Розенберга. Киев: Наукова думка, 1978. - 256с.

55. Розенберг A.M. Механика пластического деформирования в процессе резания и деформирующего протягивания / A.M. Розенберг, О.А. Розенберг. -Киев: Наук. Думка, 1990. 319 с.

56. Самилкин Д.В. Повышение эффективности деформирующее-режущего протягивания на основе совершенствования схемы обработки: Автореф. дис. . к.т.н.-М.:МАМИ, 1989.-22 с.

57. Скейки Ю.Д. Разработка и исследование комбинированного метода прошивания цилиндрических отверстий инструментом с регулярной микрогеометрией: Дисс. . к.т.н.-М.: МАМИ, 2000. 157 с.

58. Скиженок В. Ф. Высокопроизводительное протягивание / Скиженок В. Ф., Лемешонок В. Д., Цегельник В. П. М.: Машиностроение, 1990. -352 с.

59. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. М.: Машиностроение, 1981. -184 с.

60. Справочник металлиста. В 5-ти т. Т. 2. Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Брострема. ~М.: Машиностроение, 1976. 720 с.

61. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х кн., кн. 2 / Под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле; Пер. с нем. Под ред. Ю.М. Соломенцева-М.: Машиностроение, 1985. 688 с.

62. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник / М.Н. Степнов. М.: Машиностроение, 1965.-232 с.

63. Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения/ А.Г. Суслов,

64. A.M. Дальский. -М.: Машиностроение, 2002. 684 с.

65. Тимощенко В.А. Совершенствование чистовой обработки отверстий /

66. B.А. Тимощенко, Е.В. Голдыш // Машиностроитель. 1992, №12. — С. 10-11.

67. Третьяков А.В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением / А.В. Третьяков, В.И. Зюзин. М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

68. Уляхин Ю. М. Исследование метода обработки отверстий деформирующе-режущими протяжками с помощью ЭВМ. Дис. . к.т.н. — М.: МАМИ, 1981.-249 с.

69. Финиди Омар. Разработка основ комплексного алгоритма системного анализа-синтеза методов комбинированного прошивания (протягивания) отверстий: Автореф. дис. . к.т.н. -М.: МАМИ, 2002. -29 с.

70. Цеханов Ю.А. Механика процесса деформирующего протягивания: Дисс. . к.т.н.-Воронеж, 1974-176 с.

71. Цеханов Ю.А. Упрочнение поверхностного слоя при деформирующем протягивании / Ю.А. Цеханов, Е.А. Балаганская, С.Е. Шейкин // Машиностроитель.- 1998.-№10.-С. 21-22.

72. Черкесов В.Н. Повышение эффективности деформирующего протягивания за счет регулирования процесса избирательного переноса: Дисс. . к.т.н.-M.: МАМИ, 1997.-123 с.

73. Шацких И. И. Повышение эффективности метода деформирующе-режущего протягивания отверстий на основе совершенствования его характеристик. Спец. 05.02.08. - Дисс. . к.т.н. -М.: МАМИ, 1988 — 203 с.

74. Щеголев А. В. Конструирование протяжек / А. В. Щеголев. М.: Маш-гиз, 1960. - 352 с.

75. Щедрин А. В. Повышение эффективности деформирующе-режущего прошивания отверстий на основе совершенствования динамических характеристик метода обработки. Дис. . к.т.н. -М.: МАМИ, 1992.-278 с.

76. Щедрин А.В. Оснастка для комбинированного протягивания отверстий в тонкостенных заготовках / А.В. Щедрин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999, №1. — С. 45-47.

77. Щедрин А.В. Повышение эффективности методов деформирующе-режуще-выглаживающего прошивания отверстий / А.В. Щедрин // Тракторы и сельскохозяйственные машины.-1991.-№3.-С.46-47.

78. Щедрин А.В. Рациональная область применения винтовых деформирующих элементов / А.В. Щедрин // Тракторы и сельскохозяйственные машины-1999.-№5.-С. 40-42

79. Щедрин А.В. Элементы системно-структурного подхода к проектированию методов деформирующе-режущей обработки / А.В. Щедрин, А.Г. Богданов, Г.В. Тараненко, А.В. Майоров, З.И. Егорова // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1995. -№10.-С. 34-36.

80. Элькун JI. Я. Исследование технологических возможностей обработки отверстий в автотракторных деталях протяжками с разделительными элементами. Дис. . к.т.н. -М.: МГААТМ, 1981.-195 с.