автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Повышение эффективности наборных операций объемной штамповки за счет применения комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания с "бегущим" очагом деформации

51о

| Пп1т\

Петров Ми\аи I -\и.ксандрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАБОРНЫХ ОПЕРАЦИИ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОЦЕСС Л ВЫСАДКИ И ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ С «БЕГУЩИМ» ОЧАГОМ

ДЕФОРМАЦИИ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки

давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание \чсной степени кандидата те\нимески\ на\к

Мо<

ои-э *—

003163507

На ппавах р\ копнен

Петров Михаи I Аюксандрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАБОРНЫХ ОПЕРАЦИИ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОЦЕСС \ ВЫСАДКИ И ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ С «БЕГУЩИМ» ОЧАГОМ

ДЕФОРМАЦИИ

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание \ ченой степени кандидата технических на\к

Москва 2007

Работа выполнена на кафедре «Кузовостроение и обработка давлением» Московского государственного технического университета «М АМН»

Научный р\ ководитель

доктор технических на\ к. профессор

Калпин Ю Г

Официальные оппоненты

доктор технических наук профессор кандидат технических наук

СЧбич В M

Бачок I С

Ведущее предприятие ФГУП «НПО Техномаш»

Защита диссертации состоится «31» января 200S г в 16 ч на заседании диссертационного совета ДМ 212 140 02 при Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу 107023, Москва ул Б Семеновская д 38 \чебный корпм. «Б», аудитория 304

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах заверенные печатью просим направлять по вышеуказанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственно! технического университета «МАМИ»

Автореферат разослан «29» декабря 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Ершов M Ю

Общая «апакпепнстик'а работы

Актуальность работы. Осесимметричные детали типа «стержень с утолщением» занимают большое место в машиностроительном производстве Заготовки ля таки\ лот алей обычно изготавливают по схемам высадки вылавливания и ш ротационной обработки Каждый их этих методов имеет свои пренммцества и недостатки и занимает свою ниш\ в производстве

Высадка деталей обладает многими достоинствами сравнительно небольшие пл1 р\ зки на инструмент и, соответственно высокая стойкость последнего возможность применения универсального оборудования, схема напряженного состояния обеспечивающая достаточную, в ряде сл\чаев пластичность обрабатываемою метали Основным недостатком высадки является ограничение длины высаживаемой части ир\гка \с ювнем потери продольной устойчивости Обычно она не превышает 2-25 значений диаметра высаживаемого прутка за один переход а при многопереходном процессе - 8 диаметров Таким образом, при необходимости набора большого объема металла производительность процесса оказывается весьма низкой, и требуется большое количество дорогостоящего инструмента

Увеличить объем металла набираемый за один переход высадки можно если организовать процесс так, чтобы длина очага деформации не превышала значений определяемых условием продольной устойчивости прутка а деформируемый металл подавался бы в очаг деформации постепенно Именно так ос\шествляется процесс электровысадки, позволяющий за один переход набрать значительный объем металла Однако при электровысадке реализуется схема поперечного выдавливания а не высадки Эта схема - более жесткая, пластичность металла уменьшается Кроме того процесс требует специального дорогостоящего оборудования и может осуществляться только в условиях горячей деформации Все это снижает его конкурентоспособность

В литературе встречается упоминание о процессе «высадки подпружиненным пуансоном» При ближайшем рассмотрении (и в диссертации это показано) оказывается что это комбинированный процесс в котором на первой стадии осуществится высадка, а затем процесс переходит в поперечное выдавливание при котором оча! деформации перемещается вдоль оси прутка, при этом длина высаживаемой части не превышает значений обусловленных условием потери продольной устойчивости Таком процесс ниже упоминается как «комбинированный с «бегущим» очагом деформации» Очевидно такой процесс мог бы обеспечить набор большого объема металла за один переход Однако он является совершенно не изученным не установлены силовые параметры неизвестна связь между необходимым подпором подвижной магрииы и размерами набираемой готовки детали, не выяснена роль трения в процессе набора металла и при взаимодействии отдельных

частей инструмента, неизвестны жесткость с\емы нагружения металла и соответственно ограничения процесса по чсювию возможного разрушения обрабатываемого металта Остается открытым также вопрос о возможных конструкциях ннстрч мента ля осуществления процесса Очевидно, этим объясняется тот факт что в практике штамповки такой способ практически не встречается Поэтому весьма актуальным является нроветсннс дополнительных исследований процесса

Цель работы и основные задачи. Целью диссертационной работы является повышение эффективности операций объемной штамповки заготовок деталей типа «стержень с утолщением» на основе научно обоснованных методов проектирования и реализации процесса комбинирования в одном инструменте схемы высадки и поперечного выдавливания с образованием «бегущего» очага деформации Для достижения указанной йети необходимо решить следующие задачи

1) осуществить процесс формообразования изделий типа «стержень с чтопщением» за счет комбинирования в одном инструменте высадки и поперечного выдавчивания и создания «бегущего» очага деформации и установить опытным путем основные закономерности формоизменения,

2) разработать математическую модель комбинированного процесса с «бепшим» очагом деформации получения изделий типа «стержень с утолщением»,

3) изучить возможности рассматриваемого процесса с точки зрения пластичности металла при формообразовании,

4) изучить особенности влияния контактного трения на формообразование в исследуемом процессе,

5) разработать технологию объемной штамповки изделий типа «стержень с утолщением» на примере детали «болт» с применением комбинированного процесса с «бегущим» очагом деформации

Объею" и предмет исследования. В качестве объектов исследования выбраны широко применяемые в машиностроительном производстве осесимметричные детали типа «стержень с утолщением», в частности деталь «болт», и методы их получения обработкой давлением

Достоверность результатов и выводов подтверждается нспотьзованием фундаментальных соотношений теории пластичности и современных методик эксперимента совпадением данных, полученных разными теоретическими меюлами и экспериментом возможностью практического использования результатов работы

Методы исследования включают метод совместного решения приближенных уравнений равновесия с приближенным условием пластичности энергетический метод расчета силовых режимов штамповки (метод баланса мощности) метод конечных элементов

(МКЭ). экспериментальные исследования с пшмененнем тензометошэования и метоп координатных сеток

Н>)чим новтна

1 Экспериментально \становлены закономерности формоизменения дефорчпрхемою металла при комбинированном процессе высадки и поперечного выдавтивания с «осгмцим» очагом деформации

2 Методом совместного решения приближенных уравнений равновесия <_ приближенным условием птастичности и методом баланса мощности попчены аналитические и численные зависимости для опредетения ситовых параметров процесса -силы деформирования и силы подпора подвижной матрицы а также связь межд\ диаметром набираемой головки и силой подпора

3 Обнаружены новые закономерности формоизменения и напряженно-деформированного состояния при осадке заготовок в форме усеченного конуса

4 Установлен путь нагружения металла в точке наиболее вероятного разрешения при комбинированном процессе высадки и поперечного выдавливания с «бе1\'шим» очагом деформации

5 Установлены закономерности влияния контактного трения на силовые параметры процесса и работу отдельных частей штампа

На защиту выносятся

1) математическая модель комбинированного процесса с «бегущим» очагом деформации получения изделий типа «стержень с утолщением», полученная на основе совместного решения приближенных уравнений равновесия с приближенным условием пластичности,

2) математическая модель комбинированного процесса с «бегущим» очагом деформации изготовления изделий типа «стержень с утолщением», полученная на основе метода баланса мощности,

3) результаты теоретических исследований формоизменения и напряженно-деформированного состояния при осадке заготовок в форме усеченного конуса,

4) рекомендации по выбору технологических смазок для практической реатизацни исследуемого процесса, разработке технологии и конструкции ннстр\ мента

Практическая ценность работы

1 Установлена возможность и осуществлена практическая реализация комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания с «бегущим» очаюм деформации

2 Усовершенствован метод определения коэффициента (показателя) трения осалкон кольцевого образца с применением расчета по методу конечных элементов

j Даны рекомендации по выбор) технологических смазок при проектировании комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания с «бегмиим» очагом деформации

4 Разработаны технология и конструкция штампа для проишодства ¡аютовки конкретной детали, материалы переданы в производство для внедрения

5 Результаты исследования использованы в учебном процессе при подпловкс инженеров по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением»

Личное участие автора являлось основополагающим на всех стадиях проведения исследований и состояло в формулировании целей н задач работы разработке теоретических моделей планировании и проведении экспериментов анализе обработке и внедрении полученных результатов исследований, формулировании выводов

Апробация работы Основные результаты работы доложены м обс\ждены на 4 международных конференциях а также на кафедрах «К\зовостроение и обработка давлением» (МГТУ «МАМИ») и «Машины и технология обработки металлов давлением» (МГИУ) в 2007 году Среди конференций Всероссийская молодежная начиная конференция XXVIII Гагаринские чтения (М, РГТУ МАТИ, 2002) 49-я Между народная научно-техническая конференция ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» (М МГТУ «МАМИ» 2005) 8-я Международная научно-техническая конференция ESAFORM (Румыния Клуж-Напока 2005), Международная научно-техническая конференция KomPlasTech (Польша Закопане 2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ в том числе 6 статей в журналах, из них 3 статьи в ведущих рецензирумых журналах, 5 статей в сборниках научных трудов, получен 1 патент

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения шести глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 50 наименований, содержит 180 страниц машинописного текста 120 рисунков 40 таблиц и одно приложение

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы сформулирована цель, новизна, практическая ценность paooiu основные научные положения

В первой главе дан обзор литературы посвященной обьечнои штамповке в частности способам получения заготовок типа «стержень с утолщением» методам анализа подобных технологических схем, методам исследования контактною трения В конце ее сформулированы цель и задачи диссертационной работы

Рассмотрены классификации пооцессов холодного лебоочиоошшкя И С Алиева В В Евстифеева, Л.Д Оленина, Ю И Гуменюка, Д П Кузнецова, изучены процессы в которых для уменьшения вероятности потери продольной устойчивости применяются подпружиненные инструменты раздвижные планки и т д (Дж Биллигманн I -Д Фельдман АХ Грайфер, Я О Шварцман СИ Копылов-Хенфец. Г Гчяш Л М Мансуров О Л Ганаго), рассмотрено влияние геометрических размеров инструмента на потерю продольной у стойчивости стержня (А Г Овчинников АХ Грайфер) а также возможности поперечною выдавливания, изучавшиеся В Г Шибаковым

Приведены основные математические модели ситовою режима процессов высадки и поперечного выдавливания разработанные Э Знбелем Дж Билтшманном 1_ ГI \ нксовым Л Д Олениным, И А Быковым И С Алиевым, С С Соловцовым Ф С Абд\ лаевым

Также проведен обзор основных законов и моделей трения Среди псстедоватетей значатся такие как Е Р Брейтуэйт Ш -А Кулон Э Знбель. Л Прандтль А Н Леванов Е И Исаченков, АТ Мэйл, М Г Кокрофт М Бургдорф

Во второй главе приведен теоретический анализ напряженно-деформированною состояния и силовых параметров процесса Получены зависимости для нахождения силы деформирования, силы подпора на подвижную матрицу причем двумя различными методами совместным решением приближенных уравнений равновесия и приближенного условия пластичности, а также методом баланса мощности

Течение материала при поперечном выдавливании связано с образованием конусообразной зоны деформации По мере перемещения верхнего инструмента вниз (рис 1) распределение скоростей перемещения материальных частиц металла в конусообразной части очага деформации неравномерно На входе в конусообразную часть очага деформации скорость перемещения частиц деформируемого металла больше чем на выходе из него Это связано с образованием сжатых и растянутых слоев в конусе и действием на границе их раздела сил контактного трения

Перемещение матрицы вниз обусловлено воздействием на ее формообразующую поверхность деформируемой части стержневой заготовки Это приводит к вовлечению в процесс деформирования за счет поперечного выдавливания новых ранее не деформированных, участков заготовки Вследствие этого конусообразная часть очага деформации увеличивается В определенный момент наружная поверхность выдавленной части металла прилегает к внутренней цилиндрической поверхности подвижной матрицы и нестационарная стадия процесса заканчивается Подвижная матрица смещается и очаг деформации сосредотачивается в конусе под утолщением Таким образом скорости течения металла в очаге деформации в направлении осей р и 0 (рис 1 ось 0 не показана) значительно ниже скорости течения металла в направлении оси г (рис 1) что и определяет перемещение

очага деформация вдоль оси заготовки. С этого момента можно говорить об образовании «бегущего» очага деформации.

Рис 1 Течение материала в очаге деформации

При построении математической модели силового режима исследуемого комбинированного процесса допускаем, что материал стержневой заготовки изотропный, несжимаемый, подвергается в процессе деформации упрочнению, переход деформируемого металла заготовки в пластическое состояние определяется условием пластичности Упрочнение учитываем осреднение по конусообразной части очага деформации При этом полагаем, что на меньшем основании конусообразной части очага, деформация е,р равна нулю; на большем основании £сР = 21п(02/Оо) (см рис 1)

Определить напряженно-деформируемое состояние металла в очаге деформации и силовой режим процесса можно совместным решением уравнений равновесия и приближенного условия пластичности Вначале рассмотрена задача об осадке заготовки в форме усеченного конуса между плоскими плитами (рис 2) Установлено что на стационарной стадии осадке подвергается слой конической формы Его можно разделить на 2 части (рис 2)

Нижняя часть конуса испытывает большие осевые напряжения (чем меньше диаметр исходной заготовки по сравнению с диаметром утолщения, тем больше разница в осевых напряжениях) и она в первую очередь подвергается осадке Течению металла в радиальном

направлении препятствует наличие металла в верхней части конуса и в исходном стержне Заметим, что схема деформации близка к схеме высадки при весьма малой точщнне высаживаемого утолщения (см рис 2а) Определим силу, необходимую для такой высадки

4

а) сжатый слой

б) растянутый слой Рис 2 Конусообразная часть очага деформации

Осадке подвергается сжатый в радиальном направлении силами трения и среза слой толщиной Л Тогда на торцах этого слоя возникают касательные напряжения (г^,) и напряжения среза (1^,):

Г,(1)

где о&р - среднее напряжение текучести, определяемое по величине деформации Сер

В общем случае касательное напряжение т^ = кхг, где г - координата по высоте очага деформации, к| - коэффициент Тогда при г=А/ г^ = -г^,, при т^ = тср

С учетом уравнения (1) и граничных условий, приведенных выше получаем систем) из двух уравнений, а именно

*,А, = -ца%ср

Решением этой системы является уравнение вида

+ра5срА, -м<т5срА = О Окончательно для касательного напряжения получаем

Г,г А 7

Уравнение равновесия для сжатого слоя

да„ Зг

(2)

(3)

(4)

(5)

где стр - нормальное напряжение по оси р Компоненты тензора напряжений

ЧТИ'

2И 51Г ' (6)

-Стс^соэ а

И 21,

Несущая способность сжатого в радиальном направлении слоя (под которой понимаем силу Р, вызывающую пластическую деформацию в этом слое, см рис 2а)

В растянутом в радиальном направлении слое (рис 26) находящемся над сжатым слоем (см рис.2а), касательные напряжения на верхнем торце направлены от оси слоя к его периферии, а на нижнем торце - сходят на нет Принимаем

(8)

где г - координата по высоте очага деформации в растянутом слое, к? - коэффициент, при гт^ =Тср

Уравнение равновесия относительно оси р для растянутого слоя записывается аналогично уравнению (5), а компоненты тензора напряжений -

' 5 ср

По аналогии с расчетом силового режима в сжатом слое несущая способность (Р) растянутого в радиальном направлении слоя равна

л(<12/2}2

Р=\§т,\1$= \ Лаг]рЛ^р= ' ^ -2(^/2)+^,-З^/,,^2 а (Ю)

я оо Зт/ЗА2 V. 2 )

Высоту как сжатого, так и растянутого слоя можно определить из равенства несущей способности соответствующего слоя и несущей способности на его нижней границе, те Р=Рф, при Ь,=Ь| либо Ь,=Ь2

Полученные зависимости можно использовать для расчета силы, необходимой для осуществления процесса с «бегущим» очагом деформации При этом в формулу (1) следует

подставлять значение ц = \j-jb , поскольку на обоих торцах сжатого слоя осуществляется не скольжение, а срез

Если в уравнениях (7) и (10) изменить пределы интегрирования на соответствующие пределам образования конусного участка, то при решении уравнения получим силу подпора

¿/2 2»

(1!)

1 подп

<10П 0 ¿,/2 О

Определить напряженно-деформируемое состояние металла в очаге деформации (рис 3) и силовой режим процесса можно также методом баланса мощности

р / р

в

\ / 'I

: 2

Рис 3 Схема очага деформации 11

По торцам усеченного конуса осуществляется срез Поскольку площадь поперечного сечения конуса минимальна на нижней поверхности и максимальна на верхней, кинематически допустимое поле скоростей деформации должно учитывать более интенсивную осадку нижних слоев, те. радиальная составляющая скорости Ур должна зависеть от координаты г Примем цилиндрическую систему координат р, 9, г. Тогда радиальная составляющая скорости

где а - варьируемый параметр, к - коэффициент, определяемый из граничных условий

Граничные условия для определения коэффициента к при г = 0 Уг=У при г = Ь У2 - О

Составляющие вектора скорости частиц в очаге деформации

Компоненты тензора скоростей деформации

с У(а + 1)(гХ У(а + 1)(г)' _дУр дК _Уф + 1)

е'=е'=-2Г{к) 'е'=—1ГШ ^ = Р

Интенсивность скоростей деформации

■Л I-з—

е, =— +(£<>-е*)2 Не. ~ер)г

Мощность пластической деформации

К = [[[а^рйрМв =2я \ \ст!сре^1

V 0 0

При вычислении мощности, развиваемой при комбинированном процессе с «бегущим» очагом деформации небходимо учесть, что по нижней границе очага деформации происходит срез между очагом деформации и жесткой зоной

КР =2

Полная мощность деформации комбинированного процесса

N = №ср

Тогда величина силы деформирования будет равна

Для нахождения силы подпора подвижной матрицы необходимо знать оц (вертикальная составляющая на контактной поверхности) Для нахождения этой величины воспользуемся соотношениями Леви-Мизеса, а для определения среднего

(гидростатического) напряжения <Тд, - уравнениями равновесия металла для случая осевой симметрии в цилиндрических координатах р, 0, г

др р дг ср р д:

Подставляем во второе уравнение соотношения Леви-Мизеса

сг, {дГр _ дс, _ ) сг, Гр: дсгср , 2 £7, (де. _ _ се,

' др'

- +-iil + ^i\~Le -С —4 = 0

3 dp,fc) Зе,р & Зс,Ч & '

После подстановки соответствующих скоростей деформации и интегрировании по z окончательно получим

In-------------- ПГ'

Тогда сила, действующая на подвижную матрицу

я г*

= j \<У-лР^ркйв г 0

При отходе подвижной части матрицы преодолевается сила трения, которая возникает между подвижной частью и еще недеформированным прутком В таких случаях часто принимают, что радиальное давление аг со стороны прутка на входе в матрицу равно пределу текучести металла, а затем, по мере удаления от входа, оно падает по линейной зависимости до нуля на расстоянии, равном диаметру прутка Тогда сила трения

где os- предел текучести исходного недеформированного материала заготовки Окончательно, сила подпора

р =1 р -Р I

подп | eepm тр |

Расчет величины силы действующей на подвижную матрицу проводили по программе, составленной на языке JAVA Исходные данные для расчета диаметр исходной заготовки do=20 мм, угол воронки на матрице а = 45°, материал заготовки - алюминиевый сплав АД1 с пределом текучести ascp=145 МПа, высота конусообразного очага деформации Нк=5,882 мм Определение силы дает следующие результаты по первому варианту расчета Р=0 1 МП, по второму Р=0,082 МН Экспериментальное значение силы при тех же самых исходных данных составляет 0,0873 МН Относительная погрешность расчета по первому варианту составляет 12%, а по второму - 6%

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям реологических характеристик металлов, на которых проводили изучение закономерностей процесса и

применяемых смазок, а также результатам экспериментального определения пути нагружения, что необходимо для оценки пластичности металла при комбинированном процессе

Сопротивление деформации конструкционных материалов, которые были использованы при экспериментальном изучении процесса выдавливания с «бегущим» очагом деформации, исследовали методом осадки цилиндрических образцов В качестве материала образцов использовался алюминиевый сплав следующих марок АД1, АМц, АМгб Испытания проводили при температурах 20, 300 и 430°С и скоростях деформации 0,001с 0,01 с'1, 0,1 с'1 Далее полученные данные аппроксимировали аналитическими зависимостями, которые удобно использовать в численных расчетах процессов ОМД а именно

<т,=А + Ве", а, =а0(е,/€0У, <х, + , ст, = Ае^с^с^'^С.

где А, В, С, N1, N2, п, Ш|, шг, тз, т», т, сто, е0 - коэффициенты

Контактное трение определяли осадкой кольцевого образца с последующей обработкой результатов с помощью программы ОРопп-20/30 При этом не требуется предварительного построения специальных номограмм При исследовании контактного трения при деформации выбранных алюминиевых сплавов испытания проводили при различных температурах, а именно 20, 300, 350, 390, 430, 450 и 490°С При этом начальная скорость деформации составляла 0,14 с"1

В четвертой главе дано описание двух вариантов экспериментальной оснастки - с применением пружин и с использованием сжатого воздуха для осуществления подпора подвижной матрицы, с помощью которой изучены закономерности формирования очага деформации и исследовано формоизменение металла

В качестве материала образцов использовался алюминиевые сплавы марок АД1, АМц, АМгб, а также стали марки 10Х11Н23ТЗМР (ЭПЗЗ-ВД) и СтЗ Образцы для проведения испытаний имели размеры диаметр - 20мм, длина - 129,6±0,2мми 119,5±0,1мч

Основным элементом оснастки является упругий элемент, обеспечивающий получение при деформировании образцов исследуемых материалов «бегущего» очага деформации Варианты конструктивного исполнения оснастки представлены на рис 4 В качестве упругого элемента может быть использована пружина сжатия (рис 4а) либо сжатый воздух (рис 46)

Оснастка состоит из контейнера 1, который опирается на жесткое основание 3 подвижной вставки (матрицы) 2, выталкивателя 6 и пуансона 5 В случае применения в качестве упругого элемента пружины 4 последняя опирается на основание 3 и в ненагруженном (исходном) состоянии должна поддерживать подвижную матрицу 2 Со стороны упругого элемента на подвижную матрицу действует сила противодавления Р„р Заготовка 7 располагается в подвижной матрице и устанавливается на выталкиватель б

14

Рис. 4. Схема экспериментальной оснастки При выполнении экспериментов на оснастке, представленной на рис.4а, максимальное значение конечного соотношения L/D составило 4,09. где L - длина (суммарная) деформируемой части, D - диаметр исходной заготовки. При выполнении экспериментов на оснастке, представленной на рис.4б, максимальное значение конечного соотношения I7D удалось увеличить до 5,29.

Были получены зависимости: перемещение матрицы - перемещение пуансона (для пружины, воздуха), перемещение пуансона - высота утолщения (для пружины), перемещение пуансона - соотношение L/D (для пружины), высота утолщения - сила (для воздуха), соотношение LTD - сила (для воздуха).

Проведены испытания на алюминиевых сплавах АД1, АМгб и АМц с применением разных смазочных материалов. Подобрана оптимальная смазка (водная суспензия дисульфида молибдена с графитом - ТВ-6) для осуществления комбинированного процесса с получением качественной детали типа «стержень с утолщением», которая может служить как исходная заготовка для выполнения последующей штамповочной операции.

Исследована пластичность металла при комбинированном процессе. Для оценки пластичности металла образца пользуются критерием разрушения. Для того, чтобы его применить нужно знать диаграмму пластичности и путь нагружения. Если диаграмма пластичности для многих сплавов известна, то путь нагружения можно определить опытным путем. Эксперимент проводили на алюминиевом образце из сплава АД1. на который предварительно были нанесены кольцевые риски с шагом 1 мм. Поскольку основной этап деформирования осуществляется на стационарной стадии процесса, то необходимость в поэтапном деформировании отпадает, и путь нагружения можно установить, прослеживая формоизменение металла от одной риски к другой. После деформации расстояние между

рисками в пределах очага деформации (конуса) измеряли с помощью инструментального микроскопа с ценой деления 0, 01 мм. Одновременно измеряли средний радиус образца в интервале между двумя соседними рисками Далее находим компоненты тензора деформаций, а затем с помощью соотношений Леви-Мизеса компоненты девиатора напряжений Среднее нормальное напряжение можно найти из уравнений равновесия с учетом того, что на поверхности конуса нормальное напряжение равно нулю Как видно из рис.5, показатель напряженного состояния (ПНС) на поверхности набираемой головки близок к нулю и мало изменяется по мере деформации Некоторые отклонения от н> левого значения объясняются, неточностью нанесения меток на образец Это говорит о том что можно не пользоваться критерием разрушения, а только диаграммой пластичности выбирать показатель напряженного состояния К=0 и по диаграмме пластичности оценивать ту накопленную деформацию, которую можно получить без разрушения

0 8

-0 4-OJS-0J -0 25 -0 2 -015 -0 1 -0 05 0 0 05 01 015 02 0 25 03 0 35 04

Показатель напряженного состояния Рис 5 Зависимость ПНС от накопленной деформации и диаграмма пластичности

Проведен анализ макроструктуры образцов, полученных высадкой и комбинированным процессом Установлено, что макроструктура материала образцов по всему сечению плотная без трещин, расслоений и металлургических дефектов типа пор, раковин, включений, направление волокон в обоих случаях идентичное и соответствует направлению течения материала образца при его деформировании - линии течения металла показывают формирование волокнистой структуры материала

В пятой главе приведены результаты моделирования процессов осадки заготовки в форме усеченного конуса и комбинированной обработки с образованием «бегущего» очага деформации в конечно-элементной программе QForm-2D/3D (light version 4 2 4) и сопоставление их с результатами, полученными другими методами На рис 6 представлено сравнение типовых результатов моделирования с экспериментом

16

Эксперимент Моделирование

Рис. 6. Сравнение результатов моделирования с экспериментом

Так как процесс является сложным - на характер течения металла оказывают влияние множество факторов, таких как начальное соотношение К/О, фактор трения, геометрия заходной воронки, жесткость пружины, начальный диаметр стержня - моделирование проводили по нескольким схемам. Найдены оптимальные условия технологического процесса.

На рис.7 приведены основные зависимости, отражающие влияние технологических параметров на кинематику работу инструмента, которая, в свою очередь, определяет форму получаемого утолщения. Расчет величины силы, действующей на подвижную матрицу, проводили, используя те же исходные данные, что и в главе 2.

Исходные данные для расчета: диаметр исходной заготовки с!о=20 мм, угол воронки на матрице а = 45°, материал заготовки - алюминиевый сплав АД1, высота конусообразного очага деформации Нк=5,882 мм. Расчетное значение силы, полученное в результате моделирования осадки конусообразной заготовки в системе ОРСЖМ-2и/311). составляет 0,0648 МН.

В шестой главе дано описание технологии и инструмента, разработанного для производства поковки детали «болт», и обсуждаются ожидаемые технико-экономические результаты.

В базовой технологии заготовка под штамповку получается на электровысадочной машине. Предлагается получать заготовку в виде стержня с утолщением на менее дорогостоящем оборудовании (КГШП, винтовой пресс) и применить для этого оснастку, аналогичную той, что использовалась для изучения течения металла при высадке и поперечном выдавливании с формированием «бегущего» очага деформации. Экономический

эффект от внедрения технологии достигается за счет применения менее энергоемкого оборудования и устранения предварительной обработки заготовок под электровысадкл. Технологический процесс принят ФГУП ММПП «Салют» для внедрения.

Коэффициент трения 0,05 0,1 0,15 0,2

0,25

5 10 15 20 25 30 Начальный диаметр заготовки, мм

а)

Жесткость пружины, Н/мм 20 40 60 80

—ш—жесткость

1 воронка с радиусом закругления 5,6мм —*—воронка с разным углом наклона

10 20 30 40 50

Угол заходной воронки, град

3 3

б)

Рис. 7. Графики зависимости перемещения матрицы от различных показателей процесса

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ II ВЫВОДЫ

1 Анализ литературы и существующего производства показывает что основными деформационными с\еУ1ами которые используются при изготовлении осесиммелрнчных поковок типа «стержень с утолщением» являются высадка и выдавливание Каждая из эти\ с\еУ1 обладает определенныуш недостаткауш Комбинированный процесс поперечною выдавливания и высадки с «бегущим» очагоУ( деформации позволяет расширить возуюжности технологии получения упомянутых выше заготовок однако практически не изучен и не выявлены случаи его применения на практике

2 Практическая реализация процесса показала его эффективность возможность набора металла при сокращении числа переходов по сравнению с высадкой и уменьшении давления на рабочие элементы штампа по сравнению с выдавливанием Остановлено что объем набираемого утолщения может быть ограничен только рабочим проел ране том применяемого оборудования (при использовании воздуха в качестве упруюго элемента) или прочностью инструмента (при использовании пружины в качестве упругою элемента) а максимальный диаметр утолщения - условием разрушения деформируемою метали На экспериментальной оснастке удалось достичь конечного соотношения ЬТ)=5,29 (упругий элемент - воздух) Применение воздуха позволяет также регулировать силу подпора матрицы и таким образом влиять на рост головкн непосредственно в ходе процесса

3 Установлены закономерности течения металла при комбинированном процессе с «бегущим» очагом деформации, в частности тот факт что очаг деформации в стацинарной стадии приобретает форму конуса, который перемещается вдоль оси заготовки отодвигая подвижную матрицу

4 Теоретическое исследование процесса проведенное методом совместного решения приближенных уравнений равновесия и приближенного условия пластичности показало что при осаживании конуса образуется два характерных слоя один из которых испытывает радиальные напряжения сжатия, в то время как другой - радиальные напряжения растяжения В результате определены потребные силы деформирования и подпора со стороны подвижной матрицы

Теоретическое исследование, проведенное методом баланса мощности с использованием уравнений связи между тензорами напряжений и скоростей деформации а также эксперимент подтвердили достоверность полученных ранее данных о силовых парамелрах

5 Поскольку контактное трение играет существенную роль в исследуемом процессе в диссертации получил дальнейшее развитие метод определения коэффициента (нокамлеш) трения осадкой кольцевых образцов Показано что при использовании МКЗ отпадает необходимость в предварительном построении номограмм и коэффициент (показатель) трения может быть найдет непосредственно по результатам эксперимента Рекомендована

коллоидно-графитовая суспензия с дисульфид молибденом на водной основе (ТВ-61 _ холодной деформации стали и алюминиевых сплавов

6 Экспериментальным путем установлен путь нагружения те зависимое показателя напряженного состояния от накопленной деформации в точке. |де наибол вероятно возникновение разрешения аппроксимированный зависимостью К=0 3 позволяет устанавливать предельные размеры получаемых утолщений, непосредственно i диаграмме пластичности

7 Разработан технологический процесс получения заготовки «болт» и констр\кш штампа принятые ФГУП ММПП «Салют» для внедрения Новая техно югия пошоля' получить экономический эффект в виде экономии амортизации капитальных затрал уменьшение трудоемкости изготовления Результаты работы используются в учебна процессе

Основные результаты исследования отражены в следующих работах

1 Петров М А Исследование технологических процессов штамповк осесимметричных деталей с применением системы QFORM-2D XXVIII I агаринекне чтения Тезисы докладов Всероссийской молодежной научной конференции Москва 12-17 анрел 2002г М РГТУ МАТИ, 2002, том 7, с 136-137

2 Калпин ЮГ, Петров МА Разработка нового способа получения детали типа «стержень с утолщением» Материалы 49-ой международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроення и подготовки инженерных и научных кадров» Секция 6 «Заготовительные производства в машиностроении» Подсекция «Машины и технологии обработки металлов давлением» Часть 1 23-24 марта 2005r М МГТУ «МАМИ», 2005, с 13-15

3 Петров П А , Гневашев Д А , Петров М А , Стебунов С A Experimental and numerical investigation of equal channel angular pressing of aluminium alloy ААЗООЗ The 8th International ESAFORM Conference on Material Forming, Romania, Cluj-Napoca, 27-29 Apnl 2005, p 645648

4 Петров П A , Петров M A , Experimental and numerical investigation of triction in hot isothermal deformation of aluminium alloy ААЗООЗ The 8th International ESAFORM Conference on Material Forming, Romania, Cluj-Napoca, 27-29 Apnl, 2005, p 511-514

5 Калпин ЮГ Петров MA. Пел ров ПА Разработка нового способа поучения детали типа «стержень с утолщением». Известия 1 улГУ Серия Механика деформируемою твердого тела и обработка металлов давлением Тула ТулГУ, вып 2 2005 с 50-56

6 Патент № 46582 РФ, МПК G01N 3/28, G01N 3/02 Устройство для исс 1едования сопротивления металлов и сплавов горячей деформации Петров П А Петров М А М МГТУ «МАМИ»

7 Петоов ПА Перфилов В И Петгюв МЛ Исследование трения пои нюячеп изотермической деформации алюминиевого сппава \К 4-1 Кузнечно-штамповочное производство М 2004 №3,с 15-17

8 Гневашев ДА Петров ПА Петров МА Исследование трения при \оюднон деформации алюминиевого сплава АМц Кузнечно-штамповочное производство Обработка материалов давлением М 2005 №6 с 11-13

9 Калпин Ю Г, Петров М А , Петров П А Expenmental and numencal imestigation ot transverse extrusion of «rod with Hange» parts Computer Methods in Malenah Science (KomPlasTech'2007), Vol 7, 2007, No 3, pp 347-351

10 Калпин ЮГ Петров МА Петров ПА Экспериментальное и численное исследование комбинированного процесса «высадка - радиальное выдавливание» с «бегущим» очагом деформации применительно к деталям типа «стержень с \толщеннем» Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением Тула ТулГУ, вып 2, 2006, с 66-75

11 Калпин Ю Г, Петров М А Петров П А Исследование кинематики процесса радиального выдавливания с «бегущим» очагом деформации Известия МГТУ «МАМИ» М МГТУ «МАМИ», 2007

12 Петров П А , Bast J , Петров М А Expenmental and numencal mvestigation ot tnction dunng the hot isothermal deformation of aluminium alloy A95456 Technische Universität Bergakademie Freiberg, BHT, 2007, 2nd Freiberg-St Petersburger Kolloquium junger Wissenschaftler, pp 138-143

Петров Михаил Александрович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на\к «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАБОРНЫХ ОПЕРАЦИЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОЦЕССА ВЫСАДКИ И ПОПЕРЕЧНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ С «БЕГУЩИМ» ОЧАГОМ ДЕФОРМАЦИИ»

Подписано в печат ъ*16./?.0?- Заказ Объем 1 0 п т Тираж 100 экз

Бума! а типографская Формат 60х90\ 16

МГТУ «МАМИ», 107023, Москва, Б Семеновская у т л 38

Введение

1. Состояние вопроса

1.1. Способы получения деталей типа «стержень с утолщением»

1.2.Математические модели силового режима процессов высадки и поперечного выдавливания

1.3.Исследование трения при пластической деформации

1.3.1. Основные законы и модели трения

1.3.2. Методы определения коэффициента показателя) трения

1 АЦель и задачи работы

2. Теоретическое исследование комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания с «бегущим» очагом деформации

2.1 .Возникновение «бегущего» очага деформации

2.2.Определение силы комбинированного процесса

2.3.Алгоритм программы расчета силы деформирования

2.4.Результаты расчета силового режима комбинированного процесса

2.5.Определение силового режима на основе метода баланса мощности

2.6. Алгоритм программы расчета силы деформирования по методу баланса мощности)

2.7.Результаты расчета силового режима комбинированного процесса (по методу баланса мощности)

3. Экспериментальное исследование смазок и реологических свойств материалов

3.1.Материалы, оборудование и аппаратура для проведения экспериментов

3.2.Порядок проведения экспериментов: осадка цилиндрических образцов

3.3.Порядок проведения экспериментов: осадка кольцевых образцов

3.4.Обработка результатов экспериментов и построение кривых текучести (упрочнения) выбранных материалов

3.5.Аппроксимация кривых текучести (упрочнения)

3.6.Результаты исследования контактного трения при деформации выбранных материалов

3.7.Анализ результатов

4. Экспериментальное исследование процесса комбинированного выдавливания с «бегущим» очагом деформации

4.1.Материалы, оборудование и аппаратура для проведения экспериментов

4.2.Результаты исследования течения металла при комбинированном выдавливании с «бегущим» очагом деформации 123.

4.3.Пластичность металла при комбинированном процессе с «бегущим» очагом деформации

4.4.Исследование влияния трения на формоизменение в процессе комбинированного выдавливания с бегущим» очагом деформации

4.5.Исследование макроструктуры полученных изделий

5. Численное моделирование исследуемого процесса комбинированного выдавливания с «бегущим» очагом деформации

5.1 Гипотезы, основные допущения, принятые при моделировании комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания

5.2 Планирование численного моделирования 148 5.3. Анализ результатов численного моделирования

5.3.1 Подбор параметров процесса для получения детали, близкой по форме к экспериментальному образцу (схема 1)

5.3.2 Влияние начального соотношения L/D на течение металла (схема 2)

5.3.3 Влияние фактора трения на течение металла (схема 3)

5.3.4 Влияние геометрии заходной воронки на течение металла (схема 4)

5.3.5 Влияние жесткости пружины на течение металла (схема 5)

5.3.6 Влияние диаметра исходной заготовки на течение металла (схема 6)

5.4 Основные зависимости, полученные после моделирования процесса по схемам 2

5.5 Моделирование конусного участка заготовки 159 6. Практическое применение результатов экспериментальных исследований

6.1 Номенклатура деталей

6.2 Действующий технологический процесс изготовления детали болт

6.3 Штамп для набора утолщения

6.4 Моделирование процесса набора утолщения

6.4.1 Гипотезы, основные допущения, принятые при моделировании технологии получения заготовки детали болт

6.4.2 Результаты моделирования

Осесимметричные детали типа «стержень с утолщением» занимают большое место в машиностроительном производстве. Заготовки для таких деталей обычно изготавливают по схемам высадки, выдавливания или ротационной обработки. Каждый их этих методов имеет свои преимущества и недостатки и занимает свою нишу в производстве.

Высадка деталей обладает многими достоинствами: сравнительно небольшие нагрузки на инструмент и, соответственно, высокая стойкость последнего; возможность применения универсального оборудования; схема напряженного состояния, обеспечивающая достаточную, в ряде случаев, пластичность обрабатываемого металла. Основным недостатком высадки является ограничение длины высаживаемой части прутка условием потери продольной устойчивости. Обычно она не превышает 2 - 2,5 значений диаметра высаживаемого прутка за один переход, а при многопереходном процессе - 8 диаметров. Таким образом, при необходимости набора большого объема металла производительность процесса оказывается весьма низкой, и требуется большое количество дорогостоящего инструмента.

Увеличить объем металла, набираемый за один переход высадки, можно, если организовать процесс так, чтобы длина очага деформации не превышала значений, определяемых условием продольной устойчивости прутка, а деформируемый металл подавался бы в очаг деформации постепенно. Именно так осуществляется процесс электровысадки, позволяющий за один переход набрать значительный объем металла. Однако при электровысадке реализуется схема поперечного выдавливания, а не высадки. Эта схема - более жесткая, пластичность металла уменьшается. Кроме того, процесс требует специального оборудования и может осуществляться только в условиях горячей деформации. Все это снижает его конкурентоспособность.

В литературе встречается упоминание о процессе «высадки подпружиненным пуансоном» [54, 56]. При ближайшем рассмотрении (в настоящей диссертации это показано) оказывается, что это комбинированный процесс, в котором на первой стадии осуществляется высадка, а затем процесс переходит в поперечное выдавливание, при котором очаг деформации перемещается вдоль оси прутка; при этом длина высаживаемой части не превышает значений, обусловленных условием потери продольной устойчивости. Такой процесс ниже упоминается как «комбинированный с «бегущим» очагом деформации». Очевидно, такой процесс мог бы обеспечить набор большого объема металла за один переход. Однако он является совершенно неизученным: не установлены силовые параметры, неизвестна связь между необходимым подпором подвижной части (матрицы) и размерами набираемой головки детали, не выяснена роль трения в процессе набора металла и при взаимодействии отдельных частей инструмента, неизвестны жесткость схемы нагруже-ния металла и, соответственно, ограничения процесса по условию возможного разрушения обрабатываемого металла. Остается открытым также вопрос о возможных конструкциях инструмента для осуществления процесса. Очевидно, этим объясняется тот факт, что в практике штамповки такой способ практически не встречается (нам, во всяком случае, примеры его применения не известны).

Цель настоящего исследования - устранить этот пробел, т.е. повысить. эффективность операций объемной штамповки заготовок деталей типа «стержень с утолщением» на основе научно обоснованных методов проектирования и реализации процесса комбинирования в одном инструменте схемы высадки и поперечного выдавливания с образованием «бегущего» очага деформации.

Методы исследования включают метод совместного решения приближенных уравнений равновесия с приближенным условием пластичности, энергетический метод расчета пластических деформаций и силовых режимов штамповки (метод баланса мощности), метод конечных элементов (МКЭ) в перемещениях, численные методы анализа и программирование на ЭВМ, экспериментальные исследования с применением тензометрирования и метода координатных сеток.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Установлены закономерности формоизменения деформируемого металла при комбинированном процессе высадки и поперечного выдавливания с «бегущим» очагом деформации.

2. Методом совместного решения приближенных уравнений равновесия с приближенным условием пластичности и методом баланса мощности получены аналитические и численные зависимости для определения силовых параметров процесса - силы деформирования и силы подпора подвижной части (матрицы), - а также связь между диаметром набираемой головки и силой подпора.

3. Обнаружены новые закономерности формоизменения и напряженно-деформированного состояния при осадке заготовок в форме усеченного конуса.

4. Установлен путь нагружения металла в точке наиболее вероятного разрушения при комбинированном процессе.

5. Установлены закономерности влияния контактного трения на силовые параметры процесса и работу отдельных частей штампа.

Достоверность результатов и выводов подтверждается:

1) использованием фундаментальных соотношений теории пластичности и современных методик эксперимента;

2) совпадением данных, полученных разными теоретическими методами и экспериментом;

3) возможностью практического использования результатов работы.

Практическая ценность работы.

1. Установлена возможность и осуществлена практическая реализация комбинированного процесса высадки и поперечного выдавливания с «бегущим» очагом деформации.

2. Усовершенствован метод определения коэффициента (показателя) трения осадкой кольцевого образца с применением расчета по методу конечных элементов.

3. Даны рекомендации по выбору технологических смазок.

4. Разработаны технология и конструкция штампа для производства заготовки конкретной детали; материалы переданы в производство для внедрения.

5. Результаты исследования использованы в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением».

Публикации и доклады на конференциях.

По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 6 статей в журналах, из них 3 статьи в ведущих рецензирумых журналах, 5 статей в сборниках научных трудов, получен 1 патент. Основные результаты работы доложены и обсуждены на 4 международных конференциях, а также на кафедрах «Кузовостроение и обработка давлением» (МГТУ «МАМИ») и «Машины и технология обработки металлов давлением» (МГИУ) в 2007 году. Среди конференций: Всероссийская молодежная научная конференция. XXVIII Гагаринские чтения (М., РГТУ МАТИ, 2002), 49-я Международная научно-техническая конференция ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» (М., МГТУ «МАМИ», 2005), 8-я Международная научно-техническая конференция ESAFORM (Румыния, Клуж-Напока, 2005), Международная научно-техническая конференция KomPlasTech (Польша, Закопане, 2007).

Диссертация состоит из введения, шести глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 63 наименований, содержит 178 страниц машинописного текста, 119 рисунков и 35 таблиц и одно приложение.

Основные результаты и выводы

1. Анализ литературы и существующего производства показывает, что основными деформационными схемами, которые используются при изготовлении осесимметричных поковок типа «стержень с утолщением», являются высадка и выдавливание. Каждая из этих схем обладает определенными недостатками. Комбинированный процесс поперечного выдавливания и высадки с «бегущим» очагом деформации позволяет расширить возможности технологии получения упомянутых выше заготовок, однако практически не изучен и нам неизвестны случаи его применения на практике.

2. Практическая реализация процесса показала его эффективность; возможность набора металла при сокращении числа переходов по сравнению с высадкой и уменьшении давления на рабочие элементы штампа по сравнению с выдавливанием. Установлено, что объем набираемого утолщения может быть ограничен только рабочим пространством применяемого оборудования (при использовании воздуха в качестве упругого элемента) или прочностью (при использовании пружины в качестве упругого элемента), а максимальный диаметр утолщения - условием разрушения деформируемого металла. На экспериментальной оснастке удалось достич конечного соотношения L/D=5,29 (упругий элемент - воздух). Применение воздуха позволяет также регулировать силу подпора матрицы и таким образом влиять на рост головки непосредственно в ходе процесса.

3. Установлены закономерности течения металла при комбинированном процессе с «бегущим» очагом деформации, в частности тот факт,что очаг деформации в стацинарной стадии приобретает форму конуса, который перемещается вдоль оси заготовки, отодвигая подвижную часть матрицы.

4. Теоретическое исследование процесса, проведенное методом совместного решения приближенных уравнений равновесия и приближенного

169 условия пластичности, показало, что при осаживании конуса образуется два характерных слоя, один из которых испытывает радиальные напряжения сжатия, в то время как другой - радиальные напряжения растяжения. В результате определены потребные силы деформирования и подпора со стороны подвижной части матрицы.

Теоретическое исследование, проведенное методом баланса мощности с использованием уравнений связи между тензорами напряжений и скоростей деформации, а также эксперимент подтвердили достоверность полученных ранее данных о силовых параметрах.

Моделирование процесса формоизменения с помощью МКЭ (программа QFORM-2D/3D) показало расхождение полученных результатов с экспериментальными данными, что свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования использованного в диссертации пакета программ.

5. Поскольку контактное трение играет существенную роль в исследуемом процессе, в диссертации получил дальнейшее развитие метод определения коэффициента (показателя) трения осадкой кольцевых образцов. Показано, что при использовании, МКЭ отпадает необходимость в предварительном построении номограмм, и коэффициент (показатель) трения может быть найдет непосредственно по результатам эксперимента. Рекомендована коллоидно-графитовая суспензия с дисульфид молибденом на водной основе для холодной деформации стали и алюминиевых сплавов.

6. Экспериментальным путем установлен путь нагружения, т.е. зависимость показателя напряженного состояния от накопленной деформации, в точке, где наиболее вероятно возникновение разрушения, аппроксимированный зависимостью К=0. Это позволяет устанавливать предельные размеры получаемых утолщений, непосредственно по диаграмме пластичности.

7. Разработан технологический процесс получения заготовки «болт» и конструкция штампа, принятые ФГУП ММПП «Салют» для использования.

170

Новая технология позволяет получить экономический эффект в виде экономии амортизации капитальных затрат и уменьшение трудоемкости изготовления. Результаты работы используются в учебном процессе.

1. Абдулаев Ф.С. Разработка и исследование технологического процесса штамповки осесимметричных поковок в закрытых штампах выдавливанием в кольцевую полость. Афтореферат дисс.канд.техн.наук. М.: МВТУ им Баумана, 1979 - 16с.

2. Алиев И.С. Технологические процессы холодного поперечного выдавливания. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 1988, №6 - стр.1 - 4.

3. Алиев И.С., Лобанов А.И., Борисов Р.С., Савчинский И.Г. Исследование штампов с разъемными матрицами для процессов поперечного выдавливания. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004, №8 - стр. 21 - 26.

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

5. Брейтуэйт Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия (пер. с англ. С.Клюшнева: Под ред. В.Сфиницына. М.: Химия, 1967-320 с.

6. Быков П.А. Исследование холодного поперечного выдавливания осесимметричных деталей: Автореферат дисс.канд.техн.наук. М.: Мосстанкин, 1980 - 20с.

7. Ганаго О.А., Момзиков Ю.Г., Ватулин И.К., Сергеев Ю.Н., Субич В.Н., Степанов Б.А. Штамповка поковок шестерен в закрытом штампе с использованием активного действия сил трения. // Кузнечно-штамповочное производство. 1981, №6 - стр. 27 - 28.

8. Гневашев Д.А., Петров П.А., Петров М.А. Исследование трения при холодной деформации алюминиевого сплава АМЦ. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. М.: 2005, №6-стр. 11-13.

9. Грайфер А.Х., Однопереходная штамповка на прессах поковок типа стержней с утолщением. // Кузнечно-штамповочное производство. -1972 №3-стр. 11-13.

10. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением: Справочник. -М.: Металлургия, 1982 -312 с.

11. Губкин С.И. Экспериментальные вопросы пластической деформации металлов. М.: ОНТИ, 1934 - вып.1.

12. Гуменюк Ю.И., Кузнецов Д.П. Общая и специальная терминология ОМД на примере классификации основных видов процесса выдавливания. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2005, №2 - стр.26-35.

13. Гуяш Г. Штампы с подвижной матрицей для холодного выдавливания. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 1985, №3 - стр.11-13.

14. Дмитриев A.M., Воронцов A.JI., Аппроксимация кривых упрочнения металлов. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -2002, №6 стр. 16-21.

15. Евстифеев В.В. Научное обоснование, обобщение и разработка новых технологий холодной объемной штамповки. Дисс. докт. техн. наук: 05.03.05. Омск, 1993.

16. Евстратов В.А. Основы технологии выдавливания и конструирования штампов. М.: МГТУ им.Баумана, 1994 - 422 с.

17. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. М.: Металлургиздат, 1934.

18. Исаченков Е.И. Контактное трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1978 - 208 с.

19. Калпин Ю.Г., Басюк Т.С. Напряжение течения при горячем изотермическом деформировании. // Кузнечно-штамповочное производство. -1990, №3 стр. 7-9.

20. Калпин Ю.Г., Петров М.А., Петров П.А. Разработка нового способа получения детали типа «стержень с утолщением». // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, вып.2, 2005 - стр. 50-56.

21. Калпин Ю.Г., Петров М.А., Петров П.А. Experimental and numerical investigation of transverse extrusion of «rod with flange» parts. Computer Methods in Materials, Science (KomPlasTech'2007), V.7 (2007) №3, 347351.

22. Калпин Ю.Г., Петров М.А., Петров П.А. Исследование кинематики процесса радиального выдавливания с «бегущим» очагом деформации. // Известия МГТУ «МАМИ». М: МГТУ «МАМИ», №2(4) 2007 -стр. 164-168.

23. Колмогоров B.JI. Напряжение, деформация, разрушение. М.: Металлургия, 1970 - 230 с.

24. Лавриненко В.Ю. Разработка методики автоматизированного проектирования процессов высадки поковок типа стержня с шаровой головкой с направленным волокнистым строением: Автореф. дисс.канд.техн.наук: 05.03.05. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.

25. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П., Картак Б.Р., Ашпур Ю.В., Спасский Ю.И. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976 - 416 с.

26. Мансуров A.M. Технология горячей штамповки. М.: Машиностроение, 1971 -324 с.

27. Напалков А.В. Технология формообразования стержневых деталей со значительными перепадами сечения и фигурными подголовками. // Кузнечно-штамповочное производство. 2006, №9 - стр. 30-32.

28. Несвит С.М., Нюнько О.И. Горизонтально-ковочные машины и их автоматизация. -М.: Машиностроение, 1964 323 с.

29. Овчинников А.Г., Грайфер А.Х., Влияние конфигурации формовочного перехода на устойчивость заготовок при высадке. // Кузнечно-штамповочное производство. 1974, №12 - стр. 3-5.

30. Оленин Л.Д. К выбору оптимального варианта получения заготовок под точную объемную штамповку. // Повышение точности и качества при штамповке. М.: МДНТП, 1975 - стр.72-79.

31. Оленин Л.Д., Исследование процесса холодного комбинированного выдавливания. Дисс.канд.техн.наук: 05.03.05. -М.: МАМИ, 1967—167с.

32. Оленин Л.Д., Расчет технологических переходов и конструирование инструмента для холодного комбинированного выдавливания, // Кузнечно-штамповочное производство. 1972, №1 - стр. 9-12.

33. Охрименко Я.М., Тюрин В.А. Теория процессов ковки. М.: Высшая школа, 1977-295 с.

34. Перфилов В.И., Петров П.А., Петров М.А. Исследование трения при горячей изотермической деформации алюминиевого сплава АМгб. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004, №3 - с. 15-17.

35. Петров П.А., Петров М.А., Experimental and numerical investigation of friction in hot isothermal deformation of aluminium alloy A A3 003. The 8th International ESAFORM Conference on Material Forming, Romania, Cluj-Napoca, 27-29 April, 2005, pp.511-514.

36. Петров П.А., Петров M.A. Устройство для исследования сопротивления металлов и сплавов горячей деформации. Патент № 46582 РФ, МПК G01N 3/28, G01N 3/02.

37. Петров П.А., Перфилов В.И., Петров М.А. Исследование трения при горячей изотермической деформации алюминиевого сплава АК 4-1. Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004, №3 - с. 15-17.

38. Полухин П.И., Горелик C.C., Воронцов B.K. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982 - 584 с.

39. Семенов Е.И. Технология и оборудование ковки и горячей штамповки. М.: Машиностроение, 1999 - 384 с.

40. Семенова Л.П. Холодная объемная штамповка головных частей на заготовках стержневых изделий с заданными эксплуатационными характеристиками: Автореферат дисс.канд.техн.наук: 05.03.05: Тула, 2006, М.: ПроСофт-М, 2005.

41. Соловцов С.С., Быков И.А. Изготовление стерженвых деталей с фланцем поперечным выдавливанием. // Технология автомобилестроения. 1988, №4 - стр.6-9.

42. Тарновский И.Я. Формоизменение при пластической обработке металлов. М.: Металлургиздат, 1954 - 534 с.

43. Трофимов И.Д., Стоколов В.Е. Оборудование для горячей штамповки с электронагревом. М.: Машиностроение, 1972 - 200 с.

44. Фиглин С.З., Калпин Ю.Г., Бойцов В.В., Каплин Ю.И. Изотермическое деформирование металлов. М.: Машиностроение, 1975 - 239 с.

45. Фиглин С.З., Бойцов В.В., Калпин Ю.Г. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1975 - 285 с.

46. Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1982.

47. Шварцман Я. О., Копылов-Хейфец С.И. Пути улучшения технологических параметров холодной высадки и объемной штамповки. // Кузнечно-штамповочное производство. 1977, №6 -стр.36-3 8.

48. Шибаков В.Г., Гончаров М.Н., Гончаров С.Н. Особенности разработки технологических процессов формообразования поковок управляемым поперечным выдавливанием. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2006, №5 - стр. 38-40.

49. Billigmann J., Feldmann H.-D. Stauchen und Pressen. Handbuch fflr das Kalt- und Warmmassivumformen von Stahlen und Nichteisenmetallen. -Carl Hanser Verlag Munchen, 1973.

50. Burgdorf M. Uber die Ermittlung des Fliesswertes fur Verfahren der Massivumformung durch den Ringstauchversuch. // Ind.-Anz. V.89 (1967) №39, 15-20.

51. F. Fereshteh-Saniee, I. Pillinger, P. Hartley. Friction modelling for the physical simulation of the bulk metal forming processes. // Journal of Materials Processing Technology 153-154 (2004) 151-156.

52. Gronostajski Z. The constitutive equations for FEM analysis. // J. Mat.Proc. Techn., V.106 (2000) 40-44.

53. Male A.T., Cocroft M.G. Method for the determination of the coefficient of friction of metals under conditions of bulk plastic deformation. //J.Instit. Metals. V.93 (1964)38-46.

54. Spur G., Stoferle Th. Handbuch der Fertigungstechnik. Umformen, Band 2, Teil 2. Carl Hanser Verlag Munchen Wien, 1984.

55. ГОСТ 25.503-97. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие.

56. Конструкция штампового инструмента с подвижной матрицей передана в производство для проработки и для промышленного освоения.от МГТУ «МАМИ» оКФГУП ММПП «Салют»1. ЬЛ»,15;

57. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных Петрова М.А. применяются при чтении лекций по курсам «Теория обработки металлов давлением» и «Основы научных исследований».

58. Настоящий акт утвержден на заседании кафедры «КиОД» (протокол №11 от 8 ноября 2007г.)

59. Председатель комиссии: зав. каф., к.т.н., проф. Члены комиссии: д.т.н., проф. к.т.н., доц.1. FT/НЬКИН Н.Ф.

60. Филиппов Ю.К./ /Перфилов В.И./