автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Раздача и обжим трубных заготовок из анизотропного материала

На правах рукописи

ЖАРКОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗДАЧА И ОБЖИМ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АНИЗОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА

Специальность 05 03 05 - Технологии и машины обработки

давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003071143

Тула 2007

003071149

Работа выполнена на кафедре «Механика пластического формоизменения» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук

Феофанова Анна Евгеньевна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Калпин Юлий Григорьевич кандидат технических наук, доцент Булычев Владимир Александрович

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное

предприятие «ГНПП «Сплав» (г Тула)

Защита состоится «30» мая 2007 г в 14 час на заседании диссертационного совета Д 212 271 01 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г Тула, ГСП, просп им Ленина, д 92, 9 корп , ауд 101)

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

Автореферат разослан апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А Б Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий

В точном машиностроении, автомобиле-, судо-, самолето-, ракетостроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении и в других отраслях получили широкое распространение различного рода трубопроводные системы К важнейшим элементам таких конструкций относятся концентрические осесимметричные переходники, позволяющие осуществлять стыковку труб разного диаметра К ним предъявляются повышенные требования по механическим характеристикам, размерной точности и качеству поверхности Значительной экономии металла в штамповочном производстве, при их изготовлении, можно добиться за счет применения трубной заготовки вместо цилиндрической заготовки, полученной методами глубокой вытяжки из листовой заготовки При этом коэффициент использования металла повышается в несколько раз и, соответственно, уменьшается обработка резанием

Трубный прокат, подвергаемый штамповке, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения Анизотропия механических свойств материала трубной заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности операций обжима и раздачи

Штамповка деталей из трубной заготовки операциями обжима и раздачи недостаточно широко применяется в промышленности

При разработке технологических процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в настоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитываются механические свойства материала Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки процессов обжима и раздачи, что удлиняет сроки подготовки производства изделия В связи с этим большой практический и научный интерес представляют разработка и исследование технологических процессов, основанных на использовании операций обжима и раздачи трубных заготовок Поэтому создание научно обоснованных, инженерных методик расчета подобных процессов является актуальной научно-технической задачей, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456 2003 8 и № НШ-4190 2006 8), грантом РФФИ № 05-01-96705 «Исследование закономерностей пластического деформирования изотропных и анизотропных упрочняющихся материалов при обработке давлением» (2005-2006 гг) и научно-технической программой Министерства образования и науки Рос-

сийской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг)» (проект № РНП 2 1 2 8355 «Создание научных основ формирования свойств изделий общего и специального назначения методами комбинированного термопластического деформирования материалов»)

Целью работы является интенсификация процессов изготовления осе-симметричных деталей операциями обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок путем разработки научно обоснованных режимов технологии, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик

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

1 Разработать математические модели процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, получить основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи анизотропных трубных заготовок

2 Разработать условие устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок на основе статического критерия устойчивости

3 Выполнить теоретические и экспериментальные исследования операций обжима конической матрицей и раздачи коническим пуансоном трубных анизотропных заготовок

4 Установить влияние анизотропии механических свойств материала, технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности заготовки и инструмента на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы, предельные возможности формообразования процессов обжима и раздачи трубных заготовок

5 Разработать рекомендации и пакет прикладных программ по расчету технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, силовых режимов, предельных возможностей формообразования операций обжима и раздачи трубных заготовок из анизотропных материалов

6 Использовать результаты исследований в промышленности и в учебном процессе

Методы исследования Теоретические исследования процессов обжима и раздачи осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела, анализ напряженного и деформированного состояний заготовки в исследуемых процессах формообразования осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения приближенных дифференциальных уравнений равновесия, условия пластичности и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по максимальной величине сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, степени использования ресурса пластичности, потери устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования складок Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин (испытательные машины Р-5 и ГМС-50) и реги-

стрирующей аппаратуры, обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики

Автор защищает:

- математические модели процессов обжима и раздачи при изготовлении осесимметричных деталей из анизотропных трубных заготовок,

- основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств,

- результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженного и деформированного состояний, силовых режимов, предельных возможностей формоизменения на операциях обжима и раздачи осесимметричных деталей из анизотропных материалов,

- закономерности влияния анизотропии механических свойств материала, технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности заготовки и инструмента на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы, предельные возможности формообразования процессов обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок,

- рекомендации, алгоритмы и пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операций обжима и раздачи при изготовлении осесимметричных деталей из анизотропных материалов,

- технологический процесс изготовления детали «Переходник» из латуни Л63, обеспечивающий эксплуатационные требования и снижение трудоемкости их изготовления

Научная новизна установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний, силовых режимов, предельных возможностей от анизотропии механических свойств материала, технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности заготовки и инструмента на основе разработанных математических моделей процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, при изготовлении осесимметричных деталей

Практическая ценность На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров процессов обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок при изготовлении осесимметричных деталей |

Реализация работы. Разработан технологический процесс изготовления детали «Переходник» из латуни Л63, обеспечивающий эксплуатационные требования и снижение трудоемкости их изготовления, который внедрены в производстве на ОАО «ТНИТИ» (г Тула) Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления деталей на 45 % и металлоемкости производства до 37 %

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Основы теории пластичности и ползучести», «Штамповка анизотропных материа-

лов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXIX - XXXIII «Гагаринские чтения» (г Москва МГТУ «МАТИ», 2003-2007 гг), на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г Тула ТулГУ, 2004 г), на международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (г Тула ТулГУ, 2006 г ), на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - Новой России» (г Тула ТулГУ, 2004 г), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2007 гг )

Публикации Материалы проведенных исследований отражены в 13 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и 4 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций объемом 8,5 печ л , из них авторских - 4,6 печ л

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

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка литературы Работа содержит 53 рисунка, список литературы из 157 наименований Общий объем работы 177 страниц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии процессов обжима и раздачи, проведен анализ существующих технологических процессов изготовления осесимметричных деталей из трубных заготовок, показано влияние анизотропии механических свойств материала заготовок на технологические параметры процессов пластического деформирования, намечены пути повышения эффективности их изготовления Обоснована постановка задач исследований

Значительный вклад в развитие теории пластичности и методов анализа процессов обработки металлов давлением изотропных и анизотропных материалов внесли Ю А Аверкиев, Ю А Алюшин, Ю М Арышенский, А А Богатое, Р А Васин, С И Вдовин, Э Ву, В Д Головлев, М Н Горбунов, Ф В Греч-ников, С И Губкин, Г Я Гун, В Л Данилов, Г Д Дель, А М Дмитриев, С А Евсюков, А А Ильюшин, Е И Исаченков, Ю Г Калпин, Л М Качанов, В Л Колмогоров, В Д Кухарь, Н Н Малинин, А Д Матвеев, В Г Шеркунов, Н А Шестаков, А Г Овчинников, М Ф Каширин, В А Огородников, С С Одинг, Е А Попов, И П Ренне, Ф И Рузанов, Г Свифт, Е И Семенов, Л Г Степан-ский, А Д Томленов, Е П Унксов, Р Хилл, В В Шевелев, С П Яковлев и другие В работах этих ученных разработаны и усовершенствованы методы анали-

за процессов пластического формоизменения, даны их приложения к анализу деформирования листовых и цилиндрических заготовок

На основе приведенного обзора работ установлено, что заготовки, используемые для процессов обработки металлов давлением, обладает анизотропией механических свойств Начальная анизотропия механических свойств материала заготовки оказывает существенное влияние на силовые и деформационные параметры процессов пластического деформирования, и на качество получаемых изделий Она может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на процессы формообразования

Существующие способы получения изделий в виде полых оболочек, конусов, фланцев и т д , имеющих большое центральное отверстие, характеризуются большим отходом металла, дальнейшее использование которого затруднительно

Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов обжима и раздачи, однако вопросы теории формообразования анизотропных материалов, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств в настоящее время практически не разработаны Большинство работ посвящено теоретическим исследованиям процессов обжима и раздачи трубных заготовок из изотропных и трансверсально-изотропных материалов Мало внимания уделяется в научно-технической литературе исследованиям напряженного и деформированного состояния заготовки при обжиме и раздаче трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств

При разработке технологических процессов обжима и раздачи трубных заготовок в основном используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, которые не учитывают многие практически важные параметры Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки этих процессов, что удлиняет сроки подготовки производства изделия Широкий круг вопросов, связанных с проектированием технологических процессов обжима и раздачи трубных заготовок и отысканием рациональных условий ведения этих процессов, обеспечивающих изготовление изделий заданного качества, не решен

Во втором разделе приводятся основные уравнения и соотношения, необходимые для теоретического анализа напряженного и деформированного состояния анизотропной заготовки, описана модель накопления микроповреждений в процессе пластического формоизменения анизотропного материала, предложены критерии локальной потери устойчивости (шейкообразования) ор-тотропного упрочняющегося материала при плоском напряженном состоянии заготовки, рассмотрена устойчивость трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок на основании статического критерия устойчивости

Материал принимаем несжимаемым, жесткопластическим, ортотропным, для которого справедливы условие текучести Мизеса-Хилла

2/(о1у) = Р(ау -аг)2 + С(а2 -ах)2 + Н(ах-пу)2 +

+ 21х2у2+2Мх1х + 2Ых1ху=\ (1)

и ассоциированный закон пластического течения

ЗДст,,)

30 а

где Т7, й, Я, М, N - параметры, характеризующие текущее состояние анизотропии, ау - компоненты тензора напряжений в главных осях анизотропии, £?Еу - компоненты тензора приращения деформаций, сГк - коэффициент пропорциональности Здесь х, у, г - главные оси анизотропии

В случае изотропно-упрочняющегося начально ортотропного тела Р Хиллом введены понятия интенсивности напряжений с, и приращения интенсивности деформации ¿е,

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

(3)

о Emp(a/aiY

где a = (aj+02+ аз)/3 - среднее напряжение, gj, 02 и ст3 " главные напряжения, о, - интенсивность напряжения, zlnp =smp(a/csl,<x,$,y) - предельная интенсивность деформации, а, р, у - углы между первой главной осью напряжений и главными осями анизотропии х, у и z

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

со0<Х (4)

При назначении величин степеней деформации в процессах пластического формоизменения в дальнейшем учитывались рекомендации по степени использования запаса пластичности В JI Колмогорова и А А Богатова, согласно которым для ответственных деталей, работающих в тяжелых условиях эксплуатации, и заготовок, подвергающихся после штамповки термической обработке (отжигу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности следует считать х=0,25, а только для неответственных деталей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята х=0,65

Величина предельной интенсивности деформации находится по выражению

( \

emo=Qexp U— (ап + aj cosa + a2 eos P + Ü3 cosy), (5)

l

где Q, U, ag. аъ a2 и a3 " константы материала, определяемые в зависимости от рода материала согласно работам В JI Колмогорова и А А Богатова и уточняющиеся из опытов на растяжение образцов в условиях плоского напряженного состояния в зависимости от анизотропии механических свойств ортотропного тела

В ряде случаев предельные возможности формоизменения могут быть ограничены локальной потерей устойчивости заготовки Для анализа локализации деформаций анизотропного материала предложен критерий, основанный

на условии положительности добавочных нагрузок, позволяющий рассчитать предельную деформацию в условиях плоского напряженного состояния

1 _ йа1

>-

2 а1йг1 ^ах-2ахут + а ~2 1 <1а, аут-аху

уТП

(6)

2 ^ах-2ахут + аут2

з{яу + \)пх 3 ЯуЯх 3/^(^+1)

где 2(кх + нхк}) 0у' 2(ях + яу + яхяу) аху' 2

Технологические возможности многих процессов штамповки лимитируются потерей устойчивости заготовки второго типа при ее формоизменении, т е явлением волнистости, складок, гофров на участках заготовки, деформируемых при сжимающих или сжимающих и растягивающих напряжениях Анализ потери устойчивости цилиндрической заготовки выполнен на основании статического критерия устойчивости Сущность статического критерия устойчивости состоит в том, что рассматриваются состояния равновесия, бесконечно близкие к основному состоянию равновесия, т е при некотором значении нагрузки наряд)' с основной формой возможна другая форма равновесия, а именно, при несколько искривленной заготовке

Принималось,-что в начальной стадии потери устойчивости при осадке свободно опертой заготовки концы заготовки защемлены Напряженное и деформированное состояние цилиндрической заготовки до момента потери устойчивости заготовки принимается приближенно плоскими Предложено выражение для определения критического напряжения, соответствующего потери устойчивости цилиндрической заготовки второго типа

Я2.2 „ к2

вх—Т+в1—--

Зй2 Д2р4тс2

(7)

где Дср - радиус срединной поверхности исходной заготовки,^ - касательный модуль упрочнения (ст, =о,о + Аг"), Е^ = АпС"~1е"~\ /¡о,Л - исходная

и текущая высота цилиндрической заготовки, - исходная и текущая толщина цилиндрической заготовки,

2(Ях + ЯхЯу+Пу) (1 + Ду)

3 Иу + 1 + я;

в 2 (Ях + КхКу + + Ну) (2^ + 1)Яу 2_3 Д„(ДуЛх + 1 + Ду) (2ЯУ + 1)ЛХ '

-Г 1-г 1\у;

2,00 , , , 0ЗЛ/2

2(ЛХ + Ху + ЛхЛу) 1 (ЛхЛу+^+2Яу + 1 + ^) л1 3 л}>2 1 + Яу + Лх

Е*=1п

■, Л = Ао/.

е'х

К

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям операции раздача анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном Приведены основные уравнения и соотношения для анализа операции раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств [1, 2, 8, 11, 13, 14]

Рассмотрена операция раздачи трубной заготовки коническим пуансоном с углом конусности а (рис 1) и коэффициентом раздачи Кр = гк/гд

В основу анализа положен метод расчета силовых параметров процесса, основанный на совместном решении приближенных дифференциальных уравнений равновесия и условия текучести с учетом сопряжений на границах участков, а также изменения направления течения материала

Предполагалось, что процесс раздачи трубной заготовки протекает в условиях плоского напряженного состояния (ст2 =0), на контактной границе реализуется закон трения Кулона Материал принимается несжимаемым, изотропно упрочняющимся, обладающим цилиндрической анизотропией механических свойств, для которого справедливо условие текучести Мизеса-Хилла и ассоциированный закон пластического течения

Меридиональные ар и окружные ад напряжения определяются путем решения приближенного уравнения равновесия ¿0„

Рис 1 Схема раздачи трубной заготовки коническим пуансоном

- + СТ,

ст0-

Не=о,

Ф — - -совместно с условием пластичности

.2 , _2 ДрО + Де) „

стп +ар—----2---

р °Л0(1 + йр) Яе(1 + Лр)

при граничном условии

при р = рк =гк/Бта, а.

/ =

стрст9 =

2(/?р + /?р/?е + /?е) зйеО + Яр)

р=ря

= О,

(8)

(9)

(10)

где ц - коэффициент Кулонова трения на поверхности контакта пуансона и заготовки

Интегрирование приближенного уравнения равновесия (8) выполнено численно методом конечных разностей от краевой части заготовки, где известны все входящие в уравнение величины

Сжимающее меридиональные напряжение Стр имеет наибольшее по абсолютной величине значение при ? = г0 Эту величину напряжений находили как сумму напряжения, определяемого из уравнения (8) и приращения напряжения 2Дстр от изгиба и спрямления, следующим образом

РЫ = °р + 2 Да0

-Р1г,-г, (3~ 2 сова), ргр - ггр /вта (И)

Р Угр Р Ргр

= 0

где коэффициент (3 - 2со5а) учитывает изгиб и спрямление заготовки при переходе от конического участка к недеформированному цилиндрическому

В случае, когда при раздаче образуется цилиндрическая часть нового диаметра (рис 2), определяя напряжения Стр в коническом участке, следует учитывать влияние изгиба и спрямления между этими участками Принимаем, что изгиб и спрямление элементов на границах участка свободного изгиба увеличивают меридиональное напряжение стр на величину 2Дстр

Величина меридиональных напряжений стр для рассматриваемых условий деформирования определяется по формуле

42

ар = 2Дстр

(12)

''Р=Р* 2

Меридиональные ар и окружные од напряжения определяются путем решения приближенного уравнения равновесия (8) совместно с условием пластичности (9) при граничном условии

42 0^0 ^ эта

при

Р = Рк>

О,

Р1р=р,

= 2Дст,

Р|Р=Р,

Рис 2 Схема раздачи трубной заготовки коническим пуансоном с образованием цилиндрической части

(13)

Изменение толщины трубы в процессе раздачи заготовки оценивается по соотношению

5 = > Ро = г0 /5,п а

(14)

Примем, что упрочнение материала заготовки описывается зависимо-

стью

=а10 + Аг">

где а,о, А, п - константы материала, е1 - величина интенсивности деформации, которая определяется для рассматриваемого случая деформирования по выражению

£, = {оГе, Ро

Приращение интенсивности деформации <1гг для рассматриваемого случая деформирования определялось по формуле

где

А = 2 + Дд + ДрДе)[р27?р(/ге + 1)+2р/гр/?0 + Ре(яр +1)]^ ' V3 лрл9(1 + др + ле) £0,

Сила процесса раздачи трубной заготовки определяется выражением

Р = 2тгг0^0|стртах| (15)

Приведенные выше соотношения позволили оценить влияние технологических параметров, угла конусности пуансона, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и заготовки, анизотропии механических свойств заготовки на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы и предельные возможности операции раздачи трубных заготовок

Анализ результатов расчетов показывает, что с увеличением относительного радиуса р=р/р0 относительное окружное напряжение од = од /сгоде увеличивается Меридиональное напряжение

р^О.гб уменьшается от наи- р

1

1

2

\ ..

градус эо

Рис 3 Графические зависимости изменения Р от а кривая 1 - алюминиевый сплав АМгб, кривая 2 - сталь 08кп

большего значения при р=1 до нуля на кромке заготовки

Графические зависимости изменения относительной величины силы процесса Р = 2о)

от угла конусности пуансона а (Кр =1,4,ц = 0,05) для трубных заготовок из стали 08кп и алюминиевого сплава АМгб представлены на рис 3

Расчеты выполнены для трубных заготовок со следующими механическими характеристиками и геометрическими размерами сталь 08кп -сгго = 377,15 МПа, Л = 488,9 МПа, и = 0,48, Лр=0,817, Ле = 0,783, £2=1,791, и=- 0,946, алюминиевый сплав АМгб - с,0 = 194,19 МПа; А = 275,11 МПа, п = 0,256, Лр = 0,67, £9 = 0,54, 0= 1,362, ¿/=-1,23, г0=50мм, ^0=4 мм

Анализ результатов расчетов и графических зависимостей, приведенных на рис 3, показывает, что выявлены оптимальные углы конусности пуансона в пределах 12 18°, соответствующие наименьшей величине силы Установлено, что с ростом коэффициента раздачи Кр и коэффициента трения ц величина

относительной силы Р возрастает Показано, что с увеличением коэффициента раздачи Кр относительная толщина кромки трубной заготовки = .чк 'существенно уменьшается

Установлено, существенное влияние цилиндрической и нормальной анизотропии механических свойств трубной заготовки на силовые режимы про-

цессов раздачи и геометрические размеры заготовки Например, увеличение коэффициента анизотропии /?р от 0,2 до 2 (при Лд = 2 или Щ = 0,2) сопровождается ростом относительной величины силы Р более чем на 25 % Увеличение величины коэффициента нормальной анизотропии Я от 0,2 до 2 при раздаче приводит к уменьшению относительной толщины кромки трубной заготовки на 15 %при Кр = 1,5

Предельные возможности операции раздачи трубных заготовок оценены из условия, что максимальная величина осевого напряжения |ортах|, передающегося на стенку, не превышала величины сопротивления материала пластическому деформированию а5р

|°ртах|-|°.ф] > =ст0,2р (16)

по критерию локальной потери устойчивости анизотропного упрочняющегося материала (6), по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок

°*кр ^|°ртах| О7)

и по степени использования ресурса пластичности (4)

На рис 4 приведены графические зависимости изменения предельного

коэффициента раздачи Крр от угла конусности пуансона а (¡л = 0,05) при обжиме трубных заготовок из стали 08 кп со следующими геометрическими размерами = 4 лш, гд = 50 лш ( ц = 0,05)

I "5 1 "

I 1 *

КР 1 « 1 5 1 45

И

10 I < 20 граду с а-»-

Рис 4 Графические зависимости изменения предельного коэффициента раздачи Крр от угла конусности пуансона а

Здесь введены обозначения кривая 1 - формообразование ограничивается моментом возникновения локальной потери устойчивости, кривая 2 - формообразование ограничивается максимальной величиной осевого напряжения |стртах|> передающегося на стенку (критерий (16)), 3 - формообразование ограничивается условием устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в виде образования складок (17) при 6^=0,1, А0 =150мм, кривая 4 -

формообразование ограничивается степени использования ресурса пластичности (6) при х = 0,25

Анализ графических зависимостей, приведенных на рис 4, показывает, что предельные возможности раздачи трубных заготовок из стали 08 кп ограничиваются допустимой величиной степени использования ресурса пластичности при х = 0,25, устойчивое протекание процесса ограничивается условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок

Результаты расчетов показали, что предельные возможности формообразования при раздаче трубных анизотропных заготовок могут ограничиваться как максимальной величиной сжимающего напряжения по абсолютной величине на входе в очаг пластической деформации, так и локальной потерей устойчивости трубной заготовки, условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок и феноменологическим критерием разрушения анизотропного материала В каждом конкретном случае необходимо проверять каждый из перечисленных выше критериев деформируемости в зависимости от эксплуатационных требований на изделие

Четвертый раздел содержит результаты теоретических исследований процесса обжима анизотропной трубной заготовки конической матрицей с углом конусности а и коэффициентом обжима Ко(- = г0 / гк (рис 5)

Разработана математическая модель операции обжима трубной заготовки, обладающей цилиндрической анизотропией механических свойств, конической матрицей Материал принимается несжимаемым, изотропно упрочняющимся, обладающим цилиндрической анизотропией механических свойств, для которого справедливо условие текучести Мизе-са-Хилла и ассоциированному закону пластического течения Получены основные уравнения и соотношения для анализа операции обжима анизотропных трубных заготовок [5, 6, 7, 9, 10,12, 16]

Выполнены теоретические исследования напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формообразования операции обжима трубной заготовки

Теоретические исследования операции обжима анизотропной трубной заготовки выполнены путем совместного решения приближенных уравнений равновесия совместно с условием пластичности Мизеса-Хилла и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях Допускается, что операция обжима трубной заготовки реализуется в условиях плоского напряженного состояния На контактных границах заготовки и инструмента реализуется закон трения Кулона

Р 0,7

градус

Рис 6 Графические зависимости изменения Р от а кривая 1 - алюминиевый сплав АМгб, кривая 2 - сталь 08кп

Установлено влияние анизотропии механических свойств трубной заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования операции обжима трубной заготовки конической матрицей

Графические зависимости изменения относительной величины силы процесса Р = Р/^га-о^о^о.гв) от угла конусности матрицы а \кое =1,4, ц = 0,05) для трубных заготовок из стали 08кп и алюминиевого сплава АМгб представлены на рис 6

Анализ результатов расчетов и графических зависимостей показывает, что выявлены оптимальные углы конусности матрицы в пределах 12 18°, соответствующие наименьшей величине силы Установлено, что с ростом коэффициента обжима и коэффициента трения (I величина относительной силы Р возрастает

Установлено, что с увеличением относительной величины конической

образующей изготавливаемой детали 1/1к и коэффициента обжима величина накопленной повреждаемости ае возрастает, где I - текущее значение длины конического участка, 1К - длина конического участка Интенсивность роста накопленной повреждаемости сое существенно зависит от коэффициента

обжима Коб При больших коэффициентах обжима Ко6 интенсивность роста

юе выше, чем при меньших величинах К1

Оценены предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной сжимающих напряжений по абсолютной величине на входе в очаг пластической деформации (16), степени использования ресурса пластичности (4), устойчивость трубной заготовки в пластической области в виде образования складок (17) На рис 7 приведены графические зависимости изменения предельного коэффициента

от угла конусности матрицы а (|а = 0,05) при обжиме трубных заготовок из стали 08 кп со следующими геометрическими размерами

¿О = 4 мм, = 50 мм

об

I //

!

2

— !

|

градус

Рис 7 Графические зависимость изменения предельного коэффициента обжима К"^ от угла конусности матрицы а

Здесь введены обозначения кривая 1 - формообразование ограничивается феноменологическим критерием разрушения анизотропного материала, кривая 2 - формообразование ограничивается по максимальному осевому напряжению, кривая 3 - формообразование ограничивается условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок (Ед. = ОД, /гц = 150 ми)

Анализ графических зависимостей, приведенных на рис 7, показывает, что предельные возможности обжима трубных заготовок из стали 08 кп ограничиваются условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок

В пятом разделе диссертационной работы результаты выполненных экспериментальных исследований силовых режимов операций обжима и раздачи трубных заготовок из латуни Л63

Экспериментальные исследования процесса раздачи и обжима трубных заготовок из латуни Л63 выполнены на испытательной машине ГМС-50 с записью диаграмм «сила-перемещение» в штампе коническим пуансоном или конической матрицей при разных значениях коэффициентов раздачи Кр или обжима К0$ В качестве инструмента использовалась коническая матрица с углом конусности а = 20° для операции обжима и пунсоны с углами конусности

а = 10°, 20е и 30° для операции раздачи Для обжима и раздачи были выбраны трубные заготовки из латуни Л63 со следующими механическими и геометрическими характеристиками а,о = 214,94МЯа, А = 509,07 МПа, и = 0,575, йр = 0,667, =0,759, диаметр заготовок = 16лш, толщина стенки заготовок ^о = 0,8лш, высота заготовок й0 = ЗОлш Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни Л63 указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10 .15%)

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров операций раздачи и обжима трубных заготовок из анизотропных материалов Эти рекомендации использованы при разработке технологического процесса изготовления осесимметричной детали «Переходник», в котором в качестве исходной заготовки предложено использовать трубную заготовку Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления деталей на 45 % и металлоемкости производства до 37 %

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

В заключении приводятся основные результаты и выводы по выполненной работе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для автомобиле-, судо-, самолето- ракетостроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении и состоящая в

разработке и исследовании технологических процессов, основанных на использовании операций обжима и раздачи трубных заготовок с целью интенсификации процессов изготовления осесимметричных деталей операциями обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок путем разработки научно обоснованных режимов технологии, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик на основе прогрессивных технологических решений и условий их реализации

В процессе исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы

1 Разработаны математические модели процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, получены основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи анизотропных трубных заготовок Разработаны алгоритм расчета напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения исследуемых процессов деформирования, а также программное обеспечение для ЭВМ

2 Предложено условие устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок на основе статического критерия устойчивости

Установлено, что в соответствии с условием устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок увеличением степени деформации устойчивость заготовки и, следовательно, величина ¡¡о/яд уменьшается и, достигнув минимума, начинает возрастать в связи с увеличением толщины стенки заготовки, упрочнения материала и уменьшением высоты заготовки Показано влияние нормальной и цилиндрической анизотропии механических свойств исходной трубной заготовки на устойчивость в виде образования складок Уменьшение коэффициента нормальной анизотропии Я приводит к более устойчивому протеканию процесса осадки трубной заготовки

3 Выполнены теоретические исследования операций обжима конической матрицей и раздачи коническим пуансоном трубных анизотропных заготовок Установлено влияние технологических параметров, условий трения на контактной поверхности пуансона и заготовки, анизотропии механических свойств трубной заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, геометрические размеры заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования операций раздачи и обжима трубных заготовок коническим пуансоном

Выявлены оптимальные углы конусности пуансона при раздаче трубных заготовок и углы конусности матрицы при обжиме в пределах 12. 18°, соответствующие наименьшей величине силы Установлено, что с ростом коэффициентов раздачи Кр и обжима , коэффициента трения и величина относительной силы Р возрастает Показано, что с увеличением коэффициента раздачи Кр относительная толщина кромки трубной заготовки существенно уменьшается, а при обжиме трубной заготовки с ростом коэффициента обжима К06 относительная толщина кромки трубной заготовки 1К увеличивается

Установлено, существенное влияние цилиндрической и нормальной анизотропии механических свойств трубной заготовки на силовые режимы процессов раздачи и обжима и геометрические размеры заготовки Например, уве-

личение коэффициента анизотропии Кр от 0,2 до 2 (при /?9 = 2 или Ад =0,2)

сопровождается ростом относительной величины силы Р более чем на 25 % при раздаче и на 15 % при обжиме Увеличение величины коэффициента нормальной анизотропии Я от 0,2 до 2 при раздаче приводит к уменьшению относительной толщины кромки трубной заготовки на 15 % при Кр=1,5

4 Оценены предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной сжимающего напряжения по абсолютной величине на входе в очаг пластической деформации, локальной потерей устойчивости трубной заготовки (при раздаче), условием устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок и феноменологического критерия разрушения анизотропного материала

Установлено, что по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок с увеличением величины степени деформации €х предельные коэффициенты раздачи КрР и обжима уменьшаются Увеличение относительной высоты цилиндрической части заготовки Ад = /19/^0 приводит к росту предельных коэффициентов раздачи К^ и обжима К"^

С увеличением коэффициентов раздачи Кр и обжима Коб величина накопленной повреждаемости сое возрастает Интенсивность роста накопленной повреждаемости сое существенно зависит от коэффициентов раздачи Кр и обжима К^ При больших коэффициентах раздачи Кр и обжима Ко~ интенсивность роста ае выше, чем при меньших величинах Кр и Коб Накопленная

величина микроповреждений при раздаче трубных заготовок значительно выше, чем при обжиме

Установлено, что с увеличением величины £)д /значения предельного

коэффициента обжима Крезко уменьшаются Рост величины /лд с 25 до

250 сопровождается уменьшением предельного коэффициента обжима Кна 40 % при прочих равных условиях деформирования, как для алюминиевого сплава АМгб, так и стали 08 кп

Установлено, не учет цилиндрической анизотропии механических свойств трубной заготовки при анализе процессов раздачи и обжима приводит к погрешности в оценке силовых режимов и предельных коэффициентов обжима порядка 30 %

Показано, что предельные возможности формоизменения при раздаче и обжиме трубных анизотропных заготовок могут ограничиваться как максимальной величиной сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, так и локальной потерей устойчивости трубной заготовки, условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок и феноменологическим критерием разрушения анизотропного материала В каждом конкретном случае необходимо проверять каждый из перечисленных выше крите-

риев деформируемости в зависимости от эксплуатационных требований на изделие

5 Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни ЛбЗ Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни Л63 указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10 15 %)

6 На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров операций раздачи и обжима трубных заготовок из анизотропных материалов, которые были использованы при разработке технологического процесса изготовления осесимметричной детали «Переходник» из латуни Л63 В качестве исходной заготовки предложено использовать трубную заготовку Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ» со значительным ожидаемым экономическим эффектом за счет сокращения сроков производства, трудоемкости изготовления деталей и металлоемкости производства Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1 Пилипенко О В , Жарков А А Технологические параметры раздачи анизотропной трубной заготовки // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 -Вып 1 -С 118-127

2 Пилипенко О В , Жарков А А , Яковлев С С Раздача анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - 2005 -Вып 2-С 174-183

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

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

5 Пилипенко О В , Жарков А А Влияние анизотропии механических свойств трубных заготовок на технологические параметры обжима // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -Вып 1 -С 308 -316

6 Жарков А А , Пилипенко О В , Феофанова А Е Образование складок при обжиме трубной заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ Серия Актуальные вопросы механики - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - Том 1 -Вып 1 -С 75-82

7 Силовые и деформационные параметры обжима анизотропной труб-

ной заготовки / О В Пилипенко, А А Жарков, Н В Купор, В А Андрейченко // Известия ТулГУ Серия Актуальные вопросы механики - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 -Вып 1 -С 18-26

8 Пилипенко О В , Феофанова А Е , Жарков А А Образование складок при раздаче трубной заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - Вып 2 - С 140 - 145

9 Пилипенко О В , Жарков А А, Феофанова А Е Об образовании поперечных и продольных волн при обжиме трубной заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - Вып 3 - С 8088

10 Жарков А А , Кивер Г В Осесимметричная потеря устойчивости с образованием поперечных круговых волн при обжиме трубной заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -Вып З-С 141-148

11 Жарков А А Технологические параметры раздачи трубной заготовки из трансверсально-изотропного материала // Известия ТулГУ Серия Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением - Тула Изд-во ТулГУ,2006 -Вып 3 - С 166-174

12 Жарков А А , Суков М В Влияние цилиндрической анизотропии механических свойств трубных заготовок на предельные возможности обжима // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета -Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 130-135

13 Жарков АА, Миронов ЕА Математическая модель процесса раздачи анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // XXXII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов -М МАТИ, 2006 -Том 1 -С 197-198

14 Жарков А А Исследование процесса раздачи анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация, проблемы, идеи, решения» (АПИР-11) - Тула ТулГУ, 2006 -С 182-183

15 Жарков А А Математическое моделирование формоизменения при обжиме с раздачей трубных заготовок // XXXIII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МАТИ, 2007 - Том 1 - С 222-224

16 Жарков А А , Перепелкин А А Обжим анизотропной трубной заготовки в конической матрице // XXXIII Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Тезисы докладов - М МАТИ, 2007 - Том 1 -С 225-226

Подписано в печать_.04 2007

Формат бумага 60x84 . Бумага офсетная

Уел печ л 1,1 Уч-изд л 1,0 Тираж 100 экх Заказ О У Л

Тульский государственный университет 300600, г Тула, просп Леиша, 92

Отпечатано в Издательстве ТулГУ, 300600, г. Тула, ул Болдина, 151

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ ОБЖИМА И РАЗДАЧИ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК.;.

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования операций обжима и раздачи трубных заготовок.

1.2. Анизотропия материала заготовок и ее влияние на процессы штамповки.

Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства. Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат. Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий.

В точном машиностроении, автомобиле-, судо-, самолето-, ракетостроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении и в других отраслях получили широкое распространение различного рода трубопроводные системы. К важнейшим элементам таких конструкций относятся концентрические осесимметричные переходники, позволяющие осуществлять стыковку труб разного диаметра. К ним предъявляются повышенные требования по механическим характеристикам, размерной точности и качеству поверхности. Значительной экономии металла в штамповочном производстве, при их изготовлении, можно добиться за счет применения трубной заготовки вместо листовой заготовки. При этом коэффициент использования металла повышается в несколько раз и, соответственно, уменьшается обработка резанием.

Трубный прокат, подвергаемый штамповке, обладает анизотропией механических свойств, обусловленной маркой материала и технологическими режимами его получения. Анизотропия механических свойств материала трубной заготовки может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов обработки металлов давлением, в частности операций обжима и раздачи.

Штамповка деталей из трубной заготовки операциями обжима и раздачи недостаточно широко применяется в промышленности. Поэтому многие производственные детали, для изготовления которых было бы рационально применение трубной заготовки, в настоящее время все еще получают традиционными способами, что требует большой трудоемкости, больших ресурсо-и энергозатрат, снижает качество и производительность, увеличивает себестоимость изделий.

При разработке технологических процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в настоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитываются механические свойства материала. Во многих случаях это приводит к необходимости экспериментальной отработки процессов обжима и раздачи, что удлиняет сроки подготовки производства изделия.

В связи с этим большой практический и научный интерес представляют разработка и исследование технологических процессов, основанных на использовании операций обжима и раздачи трубных заготовок. Поэтому создание научно обоснованных, инженерных методик расчета подобных процессов является актуальной, крупной научно-технической задачей, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса.

Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), грантом РФФИ № 05-0196705 «Исследование закономерностей пластического деформирования изотропных и анизотропных упрочняющихся материалов при обработке давлением» (2005-2006 гг.) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355 «Создание научных основ формирования свойств изделий общего и специального назначения методами комбинированного термопластического деформирования материалов»).

Целью работы является интенсификация процессов изготовления осе-симметричных деталей операциями обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок путем разработки научно обоснованных режимов технологии, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик на основе прогрессивных технологических решений и условий их реализации.

Методы исследования. Теоретические исследования процессов обжима и раздачи осесимметричных деталей выполнены с использованием основных положений механики деформируемого твердого тела и теории пластичности жесткопластического анизотропного тела; анализ напряженного и деформированного состояний заготовки в исследуемых процессах формообразования осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ путем совместного решения приближенных дифференциальных уравнений равновесия, условия пластичности и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях. Предельные возможности формоизменения исследуемых процессов деформирования оценивались по максимальной величине сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, степени использования ресурса пластичности, потери устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования складок и локальной потери устойчивости трубной заготовки.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин (испытательные машины Р-5 и ГМС-50) и регистрирующей аппаратуры; обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.

Автор защищает математические модели процессов обжима и раздачи при изготовлении осесимметричных деталей из анизотропных трубных заготовок; основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств; результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженного и деформированного состояний, силовых режимов, предельных возможностей формоизменения на операциях обжима и раздачи осесимметричных деталей из анизотропных материалов; закономерности влияния анизотропии механических свойств материала, технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности заготовки и инструмента на напряженное и деформированное состояния, силовые режимы, предельные возможности формообразования процессов обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок; рекомендации, алгоритмы и пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров операций обжима и раздачи при изготовлении осесимметричных деталей из анизотропных материалов; а также технологический процесс изготовления детали «Переходник» из латуни Л63, обеспечивающий эксплуатационные требования и снижение трудоемкости их изготовления.

Научная новизна: установлены закономерности изменения напряженного и деформированного состояний, силовых режимов, предельных возможностей от анизотропии механических свойств материала, технологических параметров, геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности заготовки и инструмента на основе разработанных математических моделей процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, при изготовлении осесимметричных деталей.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также практическим использованием результатов работы в промышленности.

Практическая ценность. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров процессов обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок при изготовлении осесимметричных деталей.

Реализация работы. Разработан технологический процесс изготовления детали «Переходник» из латуни JI63, обеспечивающий эксплуатационные требования и снижение трудоемкости ее изготовления, который внедрен в производстве на ОАО «ТНИТИ» (г. Тула). Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления деталей на 45 % и металлоемкости производства до 37 %.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» при подготовке бакалавров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» и инженеров, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» и включены в разделы лекционных курсов «Основы теории пластичности и ползучести», «Штамповка анизотропных материалов» и «Механика процессов пластического формоизменения», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных молодежных научных конференциях XXIX - XXXIII «Гагаринские чтения» (г. Москва: МГТУ «МАТИ», 2003-2007 гг.), на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г. Тула: Тул-ГУ, 2004 г.); на международной научно-технической конференции «Автоматазация; проблемы, идеи, решения» (г. Тула: ТулГУ, 2006 г.), на 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых -Новой России» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2002-2007 гг.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 13 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и 4 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций объемом 8,5 печ. л.; из них авторских - 4,6 печ. л.

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

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 157 наименования, 3 приложений и включает 95 страниц машинописного текста, 53 рисунка. Общий объем -177 страницы.

5.5. Основные результаты и выводы

1. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни JI63. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни JI63 указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10. .15%).

2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров операций раздачи и обжима трубных заготовок из анизотропных материалов. Эти рекомендации использованы при разработке технологического процесса изготовления осесимметричной детали «Переходник», в котором в качестве исходной заготовки предложено использовать трубную заготовку. Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ». Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления деталей на 45 % и металлоемкости производства до 37 %.

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

Заключение

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение для различных отраслей машиностроения и состоящая в разработке и исследовании технологических процессов, основанных на использовании операций обжима и раздачи трубных заготовок с целью интенсификации процессов изготовления осесимметричных деталей операциями обжима и раздачи трубных анизотропных заготовок путем разработки научно обоснованных режимов технологии, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращения сроков подготовки производства и повышения их эксплуатационных характеристик на основе прогрессивных технологических решений и условий их реализации.

В процессе исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработаны математические модели процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств; получены основные уравнения и соотношения для анализа операций обжима и раздачи анизотропных трубных заготовок. Разработаны алгоритм расчета напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения исследуемых процессов деформирования, а также программное обеспечение для ЭВМ.

2. Предложено условие устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок на основе статического критерия устойчивости.

Установлено, что в соответствии с условие устойчивости трубной заготовки в пластической области в виде образования симметричных складок увеличением степени деформации устойчивость заготовки и, следовательно, величина / уменьшается и, достигнув минимума, начинает возрастать в связи с увеличением толщины стенки заготовки, упрочнения материала и уменьшением высоты заготовки. Показано влияние нормальной и цилиндрической анизотропии механических свойств исходной трубной заготовки на устойчивость в виде образования складок. Уменьшение коэффициента нормальной анизотропии Я приводит к более устойчивому протеканию процесса осадки трубной заготовки.

3. Выполнены теоретические исследования операций обжима конической матрицей и раздачи коническим пуансоном трубных анизотропных заготовок. Установлено влияние технологических параметров, условий трения на контактной поверхности пуансона и заготовки, анизотропии механических свойств трубной заготовки на напряженное и деформированное состояния заготовки, геометрические размеры заготовки, силовые режимы и предельные возможности формообразования операций раздачи и обжима трубных заготовок коническим пуансоном.

Установлено, что при раздаче трубных заготовок с увеличением относительного радиуса р относительное окружное напряжение ад увеличивается, а при раздаче - уменьшается. Меридиональное напряжение ется от наибольшего значения при р=1 до нуля на кромке заготовки.

Выявлены оптимальные углы конусности пуансона при раздаче трубных заготовок и углы конусности матрицы при обжиме в пределах 12. 18°, соответствующие наименьшей величине силы. Установлено, что с ростом коэффициентов раздачи Кр и обжима К05, коэффициента трения р величина относительной силы Р возрастает. Показано, что с увеличением коэффициента раздачи Кр относительная толщина кромки трубной заготовки 1К существенно уменьшается, а при обжиме трубной заготовки с ростом коэффициента обжима К0в относительная толщина кромки трубной заготовки бк увеличивается.

Установлено, существенное влияние цилиндрической и нормальной анизотропии механических свойств трубной заготовки на силовые режимы процессов раздачи и обжима и геометрические размеры заготовки. НаприаР уменьшамер, увеличение коэффициента анизотропии Яр от 0,2 до 2 (при /?0 = 2 или

0 = О,2) сопровождается ростом относительной величины силы Р более чем на 25 % при раздаче и на 15 % при обжиме. Увеличение величины коэффициента нормальной анизотропии Я от 0,2 до 2 при раздаче приводит к уменьшению относительной толщины кромки трубной заготовки на 15 % при Кр=1,5.

4. Оценены предельные возможности деформирования, связанные с максимальной величиной сжимающего напряжения по абсолютной величине на входе в очаг пластической деформации, локальной потерей устойчивости трубной заготовки (при раздаче), условием устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок и феноменологического критерия разрушения анизотропного материала.

Установлено, что по условию устойчивости трубной заготовки из анизотропного материала в пластической области в виде образования складок с увеличением величины степени деформации гх предельные коэффициенты раздачи Крр и обжима уменьшаются. Увеличение относительной высоты цилиндрической части заготовки приводит к росту предельных коэффициентов раздачи Крр и обжима К"^.

С увеличением относительной величины конической образующей изготавливаемой детали Шк и коэффициентов раздачи Кр и обжима Коб величина накопленной повреждаемости сое возрастает. Интенсивность роста накопленной повреждаемости (ое существенно зависит от коэффициентов раздачи Кр и обжима Коб. При больших коэффициентах раздачи Кр и обжима Коб интенсивность роста сое выше, чем при меньших величинах Кр и Коб.

Накопленная величина микроповреждений при раздаче трубных заготовок, значительно выше, чем при обжиме.

Установлено, что с увеличением величины .Од/^д значения предельного коэффициента обжима резко уменьшаются. Рост величины с 25 до 250 сопровождается уменьшением предельного коэффициента обжима на 40 % при прочих равных условиях деформирования, как для алюминиевого сплава АМгб, так и стали 08кп.

Показано, что с увеличением коэффициентов анизотропии Лд и уменьшением Яр при фиксированных технологических параметрах процесса раздачи или обжима происходит к уменьшению предельного коэффициента раздачи Крр или обжима , а увеличение коэффициента анизотропии Яр и уменьшение коэффициента анизотропии Лд сопровождается ростом предельного коэффициентов раздачи К^ и обжима Кпр^. Так, изменение Яд от 0,2 до 2 при фиксированном коэффициенте анизотропии Яр = 2 приводит к уменьшению К^ на 25 %, а предельного коэффициента обжима - на 30 %.

Таким образом, не учет цилиндрической анизотропии механических свойств трубной заготовки при анализе процессов раздачи и обжима приводит к погрешности в оценке силовых режимов и предельных коэффициентов обжима порядка 30 %.

Установлено, что предельные возможности формоизменения при раздаче и обжиме трубных анизотропных заготовок могут ограничиваться как максимальной величиной сжимающего напряжения на входе в очаг пластической деформации, так и локальной потерей устойчивости трубной заготовки, условием устойчивости трубной заготовки в виде образования складок и феноменологическим критерием разрушения анизотропного материала. В каждом конкретном случае необходимо проверять каждый из перечисленных выше критериев деформируемости в зависимости от эксплуатационных требований на изделие.

5. Выполнены экспериментальные работы по исследованиям силовых режимов операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни Л63. Сравнение теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам операций раздачи и обжима трубных заготовок из латуни Л63 указывает на удовлетворительное их согласование (расхождение не превышает 10. .15%).

6. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических параметров операций раздачи и обжима трубных заготовок из анизотропных материалов. Эти рекомендации использованы при разработке технологического процесса изготовления осесимметричной детали «Переходник», в котором в качестве исходной заготовки предложено использовать трубную заготовку. Технологический процесс принят к внедрению в опытном производстве на ОАО «ТНИТИ». Технико-экономическая эффективность описанного процесса связана с сокращением сроков производства, трудоемкости изготовления деталей на 45 % и металлоемкости производства до 37 %. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.

1. Аверкиев А.Ю. Формоизменение трубной заготовки при раздаче и обжиме // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. - №1. - С. 6-9.

2. Аверкиев Ю.А. Анализ обжима полых цилиндрических заготовок конической матрицей // Сб. трудов МВТУ. 1955. - № 42 - Машины и технология обработки металлов давлением. - С. 111 - 118.

3. Аверкиев Ю.А. Исследование обжима полых цилиндрических заготовок // Инженерные методы расчета процессов обработки давлением. Сб. науч. трудов. М.: Машгиз, 1957. - С. 167 - 196.

4. Аверкиев Ю.А. Методика учета упрочнения в анализе формоизменяющих операций холодной штамповки // Сб. трудов МВТУ. 1957. - №27 - Машины и технология обработки металлов давлением. - С. 111 -118.

5. Аверкиев Ю.А. Об определении наибольшей степени деформации при обжиме пустотелых цилиндрических заготовок в конической матрице // Кузнечно-штамповочное производство. 1966. - № 11. - С. 19-22.

6. Аверкиев Ю.А. Оценка штампуемости листового и трубного проката // Кузнечно-штамповочное производство. 1990. - № 2. - С. 19 - 24.

7. Аверкиев Ю.А. Холодная штамповка. Формоизменяющие операции. Ростов-на-Дону: РГУ, 1984. - 288 с.

8. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебн. для вузов. М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.

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

10. Агеев Н.П., Кривицкий Б.А. Анализ условий устойчивости тонкостенных заготовок при обжиме в конической матрице // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1980. - №1. - С. 96 - 100.

11. Адамеску P.A., Алсагаров A.A., Гельд П.В. и др. Технология легких сплавов, 1976, С. 67-68.

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

13. Адамеску P.A., Скрябин Д.А., Братчиков Ю.С. и др. // Титан. Металловедение и технология. Тр. 3-й Международной конференции по титану. Том 3. М., 1978. - С. 102 -110.

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

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

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

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

18. Бебрис A.A. Устойчивость заготовки в формоизменяющих операциях листовой штамповки. Рига: Зинатне, 1978. - 127 с.

19. Березовский Б.Н., Кадеров X.K. Математическое моделирование формоизменения при обжиме с раздачей кольцевых заготовок // Известия вузов. Машиностроение. 1986. - №7. - С. 125 - 129.

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

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

22. Бубнова JI.B. Расчет формоизменения тонкостенных труб // Известия вузов. Машиностроение. 1965. - №11. - С. 139 - 142.

23. Бубнова Л.В., Малинин H.H. Напряжения и деформации при формоизменении тонкостенных труб // Известия вузов. Машиностроение. -1965. №10. - С. 199-203.

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

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

26. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука. - 1967. - 984 с.

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

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

29. Глазков В.И. Возможности деформирования при раздаче и от-бортовке // Кузнечно-штамповочное производство. 1972. - № 7. - С. 18-21.

30. Глазков В.И., Ковалева А.Д. Возможности формоизменения при раздаче и фланцовке с нагревом // Кузнечно-штамповочное производство. -1973.-№9.-С. 15-17.

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

32. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. - 351 с.

33. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. М.: Машиностроение, 1981.- 224 с.

34. Горбунов М.Н. Штамповка деталей из трубчатых заготовок. М.: Машгиз, 1960. - 190 с.

35. Горбунов М.Н., Глазков В.И. Раздача трубчатых заготовок на коническом пуансоне с подпором на кромке // Кузнечно-штамповочное производство. 1968. - №8. - С. 22 - 26.

36. Горбунов М.Н., Мозгов В.А. Определение границ между областями раздачи и выворота // Кузнечно-штамповочное производство. 1975. -№2.-С. 16-18.

37. Горелова И.А. Повышение эффективности изготовления трубных переходов на основе применения совмещенного процесса "раздача-обжим": Дис. канд. техн. наук: Спец. 05.16.05: Челябинск, 2006. 152 с.

38. Горелова И.А., Шеркунов В.Г. Анализ напряженного состояния для операции совмещения обжима и раздачи» // Наука и технологии. Серия технологии и машины обработки давлением: Избранные труды российской школы. М.: РАН, 2005. - С. 55-65.

39. Горелова И.А., Шеркунов В.Г. Исследование напряженного состояния совмещенного процесса «обжима-раздачи» // Наука и технологии. Серия технологии и машины обработки давлением: Избранные труды российской школы. М.: РАН, 2005. - С. 45-54.

40. Горелова И.А., Шеркунов В.Г., Погорелов Ю.М. К вопросу определения напряжений при совмещении процессов обжима и раздачи // Вестник КГУ. Курган: КГУ, 2005. - С. 122-126.

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

42. Данилов B.JI. К формулировке закона деформационного упрочнения // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1971. - №6. - С. 146 -150.

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

44. Евсюков С.А. Влияние напряженного состояния на изменение длины образующей заготовки // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. -1996.-№2.- С. 94- 100.

45. Евсюков С.А. Обжим раздача цилиндрических трубных обечаек в условиях горячей деформации // Известия вузов. Машиностроение. - 1994. -№7-9.- С. 126- 130.

46. Евсюков С.А. Отбортовка горловин на заготовках, имеющих анизотропное упрочнение // Кузнечно-штамповочное производство.-1994.-№ 11.- С. 17-19.

47. Евсюков С.А., Бочаров Ю.А., Суворов А.П. Совмещение операций обжима и раздачи // Известия вузов. Машиностроение. 1992. - № 10-12. -С. 106-110.

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

49. Ершов В.И., Глазков В.И. О некоторых способах изменения толщины стенки при раздаче трубчатых заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1969. - №7. - С. 19-20.

50. Жарков A.A. Исследование процесса раздачи анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация; проблемы, идеи, решения» (АПИР-11), 16-17 октября 2006 г., Тула: ТулГУ. С. 182-183.

51. Жарков A.A., Миронов Е.А. Математическая модель процесса раздачи анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // XXXII Гага-ринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2006. - Том 1. - С. 197-198.

52. Жарков A.A., Пилипенко О.В., Феофанова А.Е. Образование складок при обжиме трубной заготовки из анизотропного материала // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Том 1. - Вып. 1. - С. 75-82.

53. Жарков А.А., Суков М.В. Влияние цилиндрической анизотропии механических свойств трубных заготовок на предельные возможности обжима // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - С. 130-135.

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

55. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных металлов / С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, С.С. Яковлев, Я.А. Соболев. М: Машиностроение -1, Изд-во ТулГУ, 2004. - 427 с.

56. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР. - 1963.207 с.

57. Интенсификация процесса обжима полых цилиндрических заготовок / А.Г. Пашкевич, В.И. Глазков, В.И. Ершов и др. // Кузнечно-штамповочное производство. 1976. - №3. - С. 36 - 39.

58. Кадеров Х.К. Совершенствование технологии штамповки плоских колец и фланцев из цилиндрических заготовок: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1988. - 17 с,

59. Калиновский Н.П., Чудин В.И., Мозлов В.А. К расчету технологических параметров обжима трубы с нагревом // Кузнечно-штамповочное производство. 1980. - №1. - С. 20 - 21.

60. Каюшин В.А., Ренне И.П. Выворот концов труб с последующей отбортовкой // Кузнечно-штамповочное производство. 1983. - №4. - С. 22 -25.

61. Каюшин В.А., Ренне И.П. Исследование отбортовки концов труб непрерывной раздачей жестким пуансоном без применения матрицы // Кузнечно-штамповочное производство. 1982. - №2. - С. 28 - 30.

62. Каюшин В.А., Ренне И.П. Экспериментальное исследование способов отбортовки фланцев на концах труб последовательной раздачей коническим и плоским пуансонами // Кузнечно-штамповочное производство. -1983.-№12.-С. И -14.

63. Ковалёв В.Г., Бодин В.В. Точность при обжиме и раздаче // Заготовительные производства в машиностроении. М.: Машиностроение. -2004.-№9.

64. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. Т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. М.: Машиностроение, 1987. - 544 с.

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

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

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

68. Кондратенко В.Г., Розов Ю.Г. Экспериментальное исследование процесса горячей штамповки плоских фланцев из трубных заготовок // Известия вузов. Машиностроение. 1989. - №4. - С. 107 -111.

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

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

71. Лялин В.М., Журавлев Г.М., Журавлев А.Г. Оптимизация технологии обжима корпуса огнетушителя ОУ-5 // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004. - №7. - С. 36 - 39.

72. Малинин H.H. Волочение труб через конические матрицы // Известия АН СССР. Механика. 1965. - №5. - С. 122 - 124.

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

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

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

76. Маркин A.A., Яковлев С.С. Влияние вращения главных осей ортотропии на процессы деформирования анизотропных, идеально-пластических материалов // Механика твердого тела. 1996. - №1. - С. 66 -69.

77. Маркин A.A., Яковлев С.С., Здор Т.Н. Пластическое деформирование ортотропного анизотропно-упрочняющегося слоя // Вести АН Бела-руссии. Технические науки. Минск. - 1994. - №4. - С. 3 - 8.

78. Матвеев Г.А. Исследование совмещения операций вытяжки и от-бортовки. // Машины и технология обработки металлов давлением. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1983. - С Л18 - 127.

79. Мошнин E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей. М.: Машиностроение. - 1973. - 240 с.

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

81. Обозов И.П. Анализ процесса свертки с утонением стенки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. -Тула: ТПИ, 1973. Вып. 29. - С. 194 - 208.

82. Одиноков В.И., Тимашев С.А., Марьин Б.Н. Математическое моделирование технологического процесса обжима концов труб // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. - №2. - С. 57 - 61.

83. Основы теории обработки металлов давлением / С.И. Губкин, Б.П. Звороно, В.Ф. Кашков и др: Под ред. М.В. Сторожева. М.: Машгиз, 1959.-539 с.

84. Оцхели В.Н. Исследование обжима заготовок с исходной переменной толщиной: Дис. канд.техн. наук. М., 1973. - 216 с.

85. Пашкевич А.Г., Каширин М.Ф. Устойчивость цилиндрических оболочек в процессах штамповки осевым усилием деформирования // Куз-нечно-штамповочное производство. 1974. - № 3. - С. 18 -19.

86. Пашкевич А.Г., Орехов A.B. Гофрообразование при обжиме тонкостенных оболочек осевым усилием деформирования // Известия вузов. Машиностроение. 1979. - №10. - С. 122 - 126.

87. Пилипенко О.В., Жарков A.A. Технологические параметры раздачи анизотропной трубной заготовки // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 1. - С. 118 - 127.

88. Пилипенко О.В., Жарков A.A., Яковлев С.С. Раздача анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. -2005.-Вып. 2.-С. 174-183.

89. Попов Е.А. Использование трубной заготовки вместо листовой // Новые процессы обработки металлов давлением. М., 1962. - С. 144 - 150.

90. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1968. - 283 с.

91. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. - 278 с.

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

93. Попов Е.А., Оцхели В.Н. Анализ напряженно-деформированного состояния при обжиме трубных заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1972. - №5 - С. 17 -19.

94. Попов Е.А., Шевченко A.A. Предельная степень деформации при раздаче труб // Кузнечно-штамповочное производство. 1970. - №3. - С. 12 -19.

95. Попов О.В. Изготовление цельноштампованных тонкостеннных деталей переменного сечения. М.: Машиностроение, 1974. - 120 с.

96. Попов О.В. Основы методики теоретического анализа формоизменяющих операций при штамповке деталей из труб с местным нагревом // Кузнечно-штамповочное производство. -1971. № 6. - С. 14 -18.

97. Попов О.В., Ершов В.И. Изготовление цельноштампованных ниппелей для разъемных соединений трубопроводов // Труды МАТИ. 1966. -№65.-С. 130- 145.

98. Попов О.В., Пашкевич А.Г., Глазков В.И. Применение раздачи с осевым подпором для получения тонкостенных монолитных оболочек // Кузнечно-штамповочное производство. 1969. - № 3. - С. 12 - 15.

99. Прагер В., Ходж Ф.Г. Теория идеально пластических тел. М.: ИЛ, 1956.-398 с.

100. Предельные значения коэффициентов обжима глубоких конических деталей / Э.Л. Мельников, М.З. Фомин, B.C. Головин и др. // Кузнечно-штамповочное производство. 1983. - № 2. - С. 21 - 22.

101. Предотвращение гофрообразования при обжиме тонкостенных цилиндрических оболочек / М.Н. Горбунов, А.Г. Пашкевич, М.Ф. Каширин и др. // Кузнечно-штамповочное производство. 1977. - № 1. - С. 18 - 20.

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

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

104. Раздача сварных заготовок при переменной температуре в окружном направлении / В.И. Глазков, A.B. Ковалев, E.H. Савченко и др. // Кузнечно-штамповочное производство. 1978. - №9. - С. 19-21.

105. Ренне И.П., Каюшин В.А. Экспериментальное исследование устойчивости пластической деформации кромки трубы при раздаче коническим пуансоном // Кузнечно-штамповочное производство. 1988. - №9. - С. 16-17.

106. Розов Ю.Г. Разработка методики проектирования и внедрение технологических процессов горячей штамповки плоских фланцев из трубных заготовок с совмещением операций обжима и раздачи: Дис. канд. техн. наук. -М., 1989.-230 с.

107. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке.- JI.: Машиностроение, 1979. 520 с.

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

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

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

111. Сизова И.А. Обжим с утонением трубчатых заготовок: Автореф. дис.канд. техн. наук: Спец. 05.03.05 / И.А. Сизова; ТулГУ. 2003. - 19 с.

112. Силовые и деформационные параметры обжима анизотропной трубной заготовки / О.В. Пилипенко, A.A. Жарков, H.B. Купор, В.А. Андрейченко // Известия ТулГУ. Серия. Актуальные вопросы механики. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 1. - С. 18-26.

113. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. М.: Машиностроение, 1968. - 272 с.

114. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление металлов пластическому деформированию. М.: Машгиз, 1961. - 464 с.

115. Смирнов-Аляев Г.А., Гун Г.Я. Осесимметрическая задача пластического течения при обжатии, раздаче и волочении труб // Известия вузов. Черная металлургия. -1961. №1. - С. 89 - 100.

116. Смирнов-Аляев Г.А., Гун Г.Я. Приближенный метод решения объемных стационарных задач вязкопластического течения // Известия вузов. Черная металлургия. 1960. - № 9. - С. 62 - 68.

117. Соколовский В.В. Волочение тонкостенной трубы через коническую матрицу // Прикладная математика и механика. 1960. Т.24, вып.5. - С. 27-31.

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

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

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

121. Теория ковки и штамповки / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.J1. Колмогоров и др.; Под общ. ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение. - 1992. - 720 с.

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

123. Фролов В.Н. Обжим полых цилиндрических заготовок. М.: Машгиз, 1957.-24 с.

124. Фролов В.Н. Штамповка полых конических ступенчатых деталей из труб // Прогрессивная технология холодноштамповочного производства: Сб. научн. трудов. М.: Машгиз, 1956. - С. 38 - 42.

125. Фролов В.Н., Летник Ю.С. Заводское изготовление приварных фитингов. М.: ГОСИНТИ, 1959. - 94 с.

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

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

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

129. Шалаев В.Д. Изменение толщины трубчатых заготовок при обжиме и раздаче // Сб. трудов МВТУ. 1964. - № 111 - Машины и технология обработки металлов давлением. - С. 170 - 179.

130. Шалаев В.Д. Об установившихся и неустановившихся процессах деформирования в формоизменяющих операциях холодной штамповки // Машины и технология обработки металлов давлением / Под редакцией А.И. Зимина. М.: МВТУ, 1967. - С. 185 - 188.

131. Швейкин В.В., Ившин П.Н. Зависимость изменения толщины стенки трубы при редуцировании от вязко-пластических свойств (упрочнения) материала // Известия вузов. Черная металлургия. 1964. - №6. - С. 92 -96.

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

133. Шевченко A.A. Исследование влияния основных факторов на предельную степень деформации при раздаче труб: Дис. канд. техн. наук: 05.03.05.-М, 1971.- 157 с.

134. Шляхин А.Н. Прогнозирование разрушения материала при вытяжке цилиндрических деталей без утонения // Вестник машиностроения -1995.-№5.-С. 35 37.

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

136. Штамповка деталей арматуры в мелкосерийном производстве / С.А. Шевчук, O.A. Шевчук, А.Э. Артес, В.В. Третьюхин // Технологии производства. 2006. - №4. - С. 72 - 74.

137. Штамповка кольцевых заготовок / Д.С. Львов, Ю.Л. Рождественский, A.B. Абрамов и др. М.: Машгиз, 1958. - 320 с.

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

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

140. Lankford W.T., Snyder S.C., Bauscher J.A. New criteria for predicting the press performance of deep drawing sheets // Trans ASM. 1950. - V. 42. -P. 1197.

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

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

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

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