автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка энергетического метода прогнозирования износостойкости и повышение безотказности и долговечности волочильного инструмента

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Быков Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (Металлургическое машиностроение) Технические науки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 2008

о 5 ДЕН

2003

003456201

Работа выполнена в ГОУ ВПО

«Магнитогорский

государственный технический университет им. Г.И. Носова» на кафедре «Механического оборудования металлургических заводов»

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный

Защита состоится «25» декабря 2008 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова

Автореферат разослан «24» ноября 2008 г.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Анцупов Виктор Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Чукин Михаил Витальевич

кандидат технических наук Пудов Евгений Андреевич

университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*

Актуальность работы. Одной из важнейших проблем волочильного производства является вопрос повышения надежности и долговечности технологического инструмента, так как его работоспособностью определяется ряд технико-экономических показателей работы волочильных станов.

Поскольку основным видом отказов волок являются деградационные (износовые) отказы актуальной народно-хозяйственной задачей является повышение износостойкости его рабочей поверхности и улучшение условий фрикционного взаимодействия с проволокой в очаге деформации.

Научно-техническая проблема заключается в следующем. Во-первых, в настоящее время момент отказа волочильного инструмента по износу оценивается ориентировочно, на основе опыта работы в условиях конкретного волочильного стана. Критерий отказа волок по искажению диаметра рабочего канала при изнашивании четко не определен, так как известные методы расчета их износа находятся в стадии разработки.

Во-вторых, так как процесс изнашивания волок зависит от множества случайных факторов, их наработка и ресурс являются непрерывными случайными величинами с соответствующим распределением. Для оценки показателей надежности при построении вероятностной модели формирования отказов волочильного инструмента в ее основу должны быть положены закономерности, адекватно описывающие физическую природу процесса изнашивания с учетом их стохастического характера.

В-третьих, для увеличения долговечности и снижения норм расхода инструмента возникает необходимость в разработке новых решений по увеличению износостойкости рабочего канала волок, которые позволили бы увеличить как наработку, так и технический ресурс работы без увеличения вероятности их отказа.

В связи с вышеизложенным считаем, что решение в данной работе указанных научно-технических задач для повышения безотказности и долговечности волочильного инструмента является актуальным для метизного производства.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка физико-вероятностной модели процесса формирования износовых отказов волочильного инструмента на основе развития энергетического метода оценки износостойкости материалов и прогнозирования текущего износа волок, а также разработки технических решений по увеличению показателей фрикционной надежности технологического инструмента.

Для реализации указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Создана физико-вероятностная модель процесса параметрической надежности волочильного инструмента, включающая модель процесса изнашивания и процесса возникновения износовых отказов волочильного инструмента.

' Работа выполнялась при поддержке грантов правительства Челябинской области за 2005 и 2006 г.г.

2. Разработана математическая модель изнашивания волочильного инструмента с использованием показателя износостойкости (критической энергоемкости) материалов волок.

3. Поставлена и решена задача оценки вероятности безотказной работы волочильного инструмента по нарушению точности размера выходного сечения в результате изнашивания рабочего канала.

4. Проведены теоретические исследования влияния основных параметров процесса волочения и свойств твердых сплавов на износостойкость материала и показатели надежности волочильного инструмента.

5. Исследованы и предложены к промышленному внедрению решения по повышению безотказности и долговечности волочильного инструмента на основе совершенствования традиционной технологии его изготовления.

Научная новизна.

1. Создана физико-вероятностная модель параметрической надежности волочильного инструмента на основе математического описания процесса его изнашивания в очаге деформации.

2. Разработана математическая модель процесса изнашивания волочильного инструмента и методика прогнозирования величины текущего износа волок в функции технологических параметров и энергоемкости материала.

3. Предложена теоретическая зависимость для оценки новой характеристики рабочей поверхности инструмента - критической энергоемкости (износостойкости) материала в функции его механических характеристик.

4. Создана вероятностная модель оценки основных показателей надежности волочильного инструмента: вероятности его безотказной работы для назначенного ресурса; гамма-процентного ресурса для заданного уровня доверительной вероятности (класса надежности).

Практическая ценность.

1. Разработан пакет программ для оценки износостойкости, вероятности безотказной работы и гамма-процентного ресурса волочильного инструмента, изготовленного по различным промышленным технологиям.

2. Представлены результаты сравнительного анализа износостойкости твердых сплавов и основных показателей надежности волочильного инструмента, изготовленного с применением различных технологических операций: прессования с использованием высоких гидростатических давлений и виброакустической обработки.

3. Разработаны рекомендации к промышленному внедрению операции вибро-акустической обработки на участке изготовления твердосплавных волок инструментального производства ОАО «ММК-МЕТИЗ» с ожидаемым экономическим эффектом более 7 млн. руб. в год.

Реализация работы. Результаты работы рекомендованы к использованию в инструментальном производстве ОАО «ММК-МЕТИЗ» при оснащении участка изготовления волочильного инструмента современным оборудованием, выборе поставщиков волок-заготовок и создании эффективных технологических решений по повышению износостойкости волок.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на студенческой конференции МГТУ им. Г.И. Носова «Студенческая молодежь - науке будущего» (Магнитогорск, 2005 г.); 63-ей, 64-ой, 65-ой и 66-ой научно-технических конференциях по итогам научно-исследовательских работ МГТУ им. Г.И. Носова за 2006-2008 г.г.; научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «ММК-МЕТИЗ» (Магнитогорск, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ в научных технических изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 124-х наименований, приложений на 4 листах, содержит 139 страницы машинописного текста, 23 рисунка, 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена техническая и научная проблема оценки и повышения уровня надежности и долговечности волочильного инструмента. Обоснована ее актуальность. Сформулирована цель работы и раскрыт методологический подход ее достижения в виде последовательности этапов, отражающих основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дана оценка качества выпускаемого серийного волочильного инструмента, характеристика нормативной технологической документации, а также критический анализ известных теоретических подходов и математических моделей оценки его износостойкости и основных показателей надежности волок.

Согласно ГОСТ 15467 «Управление качеством продукции», ISO 1684, codes А, В, С, D (WDINR 10-30) выходными параметрами, определяющими качество волочильного инструмента являются геометрические и микрогеометрические характеристики, фюико-механические свойства, параметры структуры поверхностного слоя и др., значения которых должны соответствовать международным стандартам. Уровень этих величин формируется в технологическом процессе изготовления волочильного инструмента, а их изменение (ухудшение) при эксплуатации (волочении) в, установленных нормативной документацией пределах, определяет длительность его непрерывной работы, т.е. его наработку и технический ресурс.

Анализ фактических значения десяти основных характеристик волочильного инструмента, изготовленного по типовой технологии, показывает, что уровень значений, по крайней мере, семи показателей значительно ниже уровня показателей качества зарубежных аналогов. Таким образом, существующая схема технологического процесса производства серийного волочильного инструмента для получения конкурентоспособной продукции требует значительного улучшения и совершенствования.

Для построения физико-вероятностной модели процесса возникновения износовых отказов волок в первой главе дан анализ известных теоретических методов оценки износостойкости волочильного и другого технологического инструмента ОМД, а также моделей процессов изнашивания элементов различных трибосопряжений и материалов. Результат поиска показал, что в

теории и практике волочильного производства отсутствуют теоретически обоснованные показатели для оценки износостойкости материалов технологического инструмента и его износа, а дня её определения используются экспериментальные весовые и геометрические характеристики.

Проведенный анализ позволил сформулировать задачи исследований, представленные в общей характеристике работы.

Во второй главе разработана физико-вероятностная модель параметрической надежности волочильного инструмента при его изнашивании в очаге деформации.

Предлагаемый подход к оценке фрикционной надежности волочильного инструмента базируется на предположении о том, что текущий износ Аг(г,() в точках поверхности трения волоки с координатой г определяется отношением энергии, аккумулированной за время / элементарным объемом поверхностного

слоя (доли удельной работы внешних сил трения г) = Л^(г) • / ), к

критической плотности энергии локального разрушения материала поверхностного слоя (его износостойкости Июр (г) = £ • Ис0 (г)):

Дф Л = (1)

где удельная мощность сил трения в очаге деформации;

£ - коэффициент аккумулирования энергии материалом поверхностного слоя с заданной микрогеометрией;

Ит (г) - мнимая плотность энергии по Г Фляйшеру (см. пояснения к ф. (Ю));

/ - время волочения.

Рассматривается осесиметриченая задача (рис.1) с предположением о равенстве радиального износа по угловой координате (р. Представим входящие в уравнения (1) составляющие.

Величина удельной мощности сил трения в точках поверхности волоки с координатой г (см. рис. 1 б) определяется произведением модуля вектора контактного касательного напряжения т(г) = т2 на модуль вектора скорости скольжения У(г) = Уг металла в этих точках.

= (2)

где

= и ' Рг ■ (3)

Коэффициент трения в условии (3) определяется по методике Хайкина-Леванова

(4)

где НВ2 = 2,61 • а!2 - твердость обрабатываемого материала по Бринел-

лю;

Л

параметр, определяемый условиями трения 0,618 -тг

тя «0,58-ав.

Для определения нормального номинального давления р2 в рассматриваемых точках с координатой 2 в условии (3) используем

Контур износа

а '

Рис. 1. Схема к оценке износа (а) и мощности сил трения (б) в очаге деформации

приближенное условие пластичности Треска - Сен-Венана

Р,= (6)

и логарифмический закон упрочнения в очаге деформации

<та=<тл + т\&ц,, (7)

где <У1г - текущий предел текучести в сечении 2 ; <т„ - предел текучести перед переходом; т - средневзвешенный модуль упрочнения; [лг = ^ / - коэффициент вытяжки в сечении г , здесь ^, - площади поперечного сечения проволоки на входе в очаг деформации и в г -том сечении соответственно.

Осевую компоненту тензора напряжений в сечении с координатой г в условии (6) определяем по известной зависимости Г.Э. Аркулиса:

Ь ( т

=~ °",о--

а I а

1-±

. А.

ь , ог0

+ т — 1пи, + —,

в Л

где Ъ = (1 + / / tga) /1 - / и ¡3 = 6-1 - промежуточные коэффициенты; а0 = к0 ■ а3о - напряжение противонатяжения, (рис.1), к0 -коэффициент противонатяжения.

Модуль вектора скорости перемещения металла на контактной поверхности в точках сечения г в условии (2)

V.

г

(9)

где V = — К, - осевая составляющая скорости перемещения металла на кон-/<

тактной поверхности в сечении г ;

У] - скорость волочения; р р

ц - —, //.=-- коэффициент (единичной) вытяжки в проходе и в г-том сече-

Ъ ' ^

нии соответственно; /*] - площадь поперечного сечения проволоки после перехода; Уп = V,. •tga - радиальная составляющая скорости перемещения металла на контактной поверхности в сечении г .

Совокупность уравнений (1) - (9) определяет методику оценки удельной мощности сил трения при волочении.

Удельную энергоемкость материала поверхностного слоя волоки Иа)р (г) = Июр: в точках с координатами г и коэффициент аккумулирования

энергии £ в условии (1) оценим, используя зависимость Г. Фляйшера для мнимой плотности энергии в виде отношения номинального касательного напряжения к линейной интенсивности изнашивания Я№ = т2 /с учетом выражения И(02 = • рС2 • пкр2, выведенного в диссертации на основе энергетического

подхода к усталостной теории изнашивания. Приравнивая, получим = =2-(и + 1)-рС2 ■ пкр2. Учитывая, что Иощ = %-Ит2 (см. форму-

лу (1)) и принимая £ = (2 ■ (и +1))-1, получим выражение для критической плотности энергии локального усталостного разрушения материала:

Исорг = Рсг-пкР1- (Ю)

Используя выражения для контурного давления ра и критического числа циклов Пщх, представленные в исследованиях В.М. Хохлова:

10иы (12)

крг

где а„, сг02, - предел прочности и условный предел текучести материала поверхностного слоя волоки, показатель

ИШР! = ра ■ пкр! = егм. • (р: /О"'^' .10"«"'™"»' . (13)

Анализ приведенного выражения для оценки энергоемкости И поверхностного слоя волочильного инструмента, показывает, что ее величина зависит только от номинального контактного давления р. и в области многоцикловой усталости (0 < р, <о,п) изменяется от Итрша =о"02-Ю°<"'"7°1+|) (при р. = сг,,2 ), до (если р: = 0,36788 ■ а02 )

1,445]

= • = 0,6922 • а02 ■ 10 J. (14)

Последнее выражение определяет единственно возможное максимальное значение энергоемкости как предельную величину энергии до разрушения элементарного объема поверхностного слоя для волоки из данного материала. Очевидно, что величина И х зависит только от свойств материала волоки и может

являться его новой механической характеристикой, количественно (в Дж/мм3) оценивающей способность материала сопротивляться усталостному изнашиванию в любых условиях фрикционного взаимодействия.

Значения физико-механических характеристик в уравнениях (10) - (14) следует определять в функции температуры в очаге деформации.

Совокупность уравнений (1)-(14) представляет собой модель процесса изнашивания поверхности волочильного инструмента.

Условием нарушения работоспособности волок и возникновения их параметрического отказа по точности профиля проволоки, является превышение текущим значением выходного параметра Д(/) = 2 • Дr(z = /, t) -диаметральным износом волоки, допустимого значения [А], т.е. нарушение неравенства:

Д(/)<[Д]. (15)

Стохастический процесс изнашивания, который моделируется системой уравнений (1) - (14) где в качестве исходных данных выступает комплекс случайных параметров (совокупность геометрических, кинематических, энергосиловых, фрикционных и физико-механических характеристик), предполагает случайный характер величины Д(/). Это предопределяет необходимость оценки вероятности выполнения условия (15) - оценки вероятности безотказной работы P(A(t)) = P(t).

Вероятность безотказной работы определим, принимая нормальный закон распределения исходных параметров, как вероятность выполнения условия (15):

Ш-Ш

2аШ

Учитывая, что волочильный инструмент относят к первому классу надежности, как элемент технологического оборудования с периодической работой и плановыми остановками на восстановление, допустимое значение вероят-

1 IM

Р(0 = ДА(0)= , . ...Jexp ртгаг{А{()) i

dA(t) (16)

ности безотказной работы [Р(г = Г,)] = 7 = 0,9. В этом случае условием работоспособности волочильного инструмента становится неравенство

P{t)> 0,9 (17)

Период работы, найденный из условия (17), является гамма-процентным (90%-ным) ресурсом между отказами Тг = Г90.

При определении вероятности безотказной работы P(t) = р(л(/)) по выражению (16) среднее значение д(/) и дисперсия сг2(д(/)) будут определяться параметрами распределений исходных данных (<jz,V\,E,n,d§,di и др.) как случайных величин, которые могут быть получены измерениями или по данным нормативных документов с использованием «правила трех сигма».

Совокупность уравнений (1)-(17) для оценки показателей надежности волочильного инструмента представляет собой физико-вероятностную модель процесса возникновения постепенных отказов волочильного инструмента при его изнашивании в очаге деформации.

В третьей главе представлены результаты теоретических исследований износостойкости материалов и показателей надежности волочильного инструмента. На рис. 2 показаны диапазоны возможных значений критической энергоемкости Ишр. и определяющих ее параметров рс: и пкр в области многоцикловой усталости для применяемых твердых сплавов с различными значениями предела прочности при одинаковом отношении crja01 =1,34. Приведенные результаты позволяют выделить некоторые, интересные в научном плане, моменты:

зависимость Я^Др,) в области аог>р:> 0 имеет экстремальный характер. Максимальное сопротивление усталостному разрушению элементарный объем материала поверхностного слоя оказывает только в том случае, когда номинальное контактное давление составляет рг = 0,36788 рис. 2, в. Для материалов, с приведенными на рис. 2 значениями прочностных и пластических характеристик (в сторону их возрастания) предельная критическая энергоемкость соответственно составляет: И , = 2,215-10'Дж/мм3;

^ = 2,73 • 108 Дж/ мм'; Ишртт, = 2,988 • 10" Дж 1 мм3, рис. 2, в. Это объясняется тем, что при указанном значении номинального давления рг, контурное давление pcz в деформируемом объеме поверхностного слоя равно минимально возможному в области многоцикловой усталости значению Рстт = 0,6922-СГ0 2 - пределу фрикционной выносливости С-хф . Критическое число циклов до разрушения элементарного объема в этом случае максимально и равно базовому значению для данного материала. Здесь

„(£».+1,445]

„ =10^' -nt =108,рис. 2, а, б;

б

Нормальное контактное напряжение р„ МПа

Рис. 2. Изменение показателя усталостной износостойкости в области многоцикловой усталости для различных материалов

- величина максимальной износостойкости И к, количественно и

однозначно оценивает максимально возможную для данного материала величину критической энергии усталостного разрушения элементарного объема мате-

риала поверхностного слоя, удаляемого с поверхности трения при ее изнашивании во фрикционном контакте. Она возрастает с увеличением предела прочности и текучести при сохранении их отношения постоянным, а также с ростом самого отношения. На рис. 2, в видно, что с ростом (в ~1,23раз и в ~1,35раз) значений ав и а02, в той же пропорции возрастает значение И.

На рис. 3 представлено распределение по длине очага деформации показателя Итр1 во всех переходах одного из промышленных маршрутов волочения: «3,1-2,78-2,5-2,25-2,04-1,85-1,68-1,52-1,38-1,27-1,15-1,08-1,05-1мм». Производится заготовка из г/д = 1,52лш, массой т = 8 т из стали 70 на диаметр с11 = 1,3 8лш.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Номер сечения г по длине очага деформации I

Рис. 3. Распределение значений критической энергоемкости сплава ВК6 в условиях нагружения 1-13-го переходов

Анализ кривых на рис. 3 показывает, что разброс основной доли (92,3%) значений износостойкости составляет = (1,952 - 2,215) ■ 108 Дж / лш3

(среднее Итр2 = 2,104 ■ 1 С? Дж / ли?, стандарт <гИ^ =0,021-10 ^ Дж! мл?, коэффициент вариации У^ = 0,009) для всего диапазона изменения нормальных

контактных напряжений р2 = (450+ЪЫ,1)МПа .

Очевидно, что при таком, достаточно низком уровне коэффициента ва-

--о т

риации, показатель износостойкости ИСорг =2,131-10 Дж!мм с доверитель-

ной вероятностью не менее Р(Иар) = 0,99 инвариантен к изменению условий

нагружения при волочении и может быть использован в качестве постоянной механической характеристики материала волочильного инструмента с заданными прочностными и пластическими свойствами, определяющей его сопротивление усталостному изнашиванию.

Следует отметить, что для режимов обжатий исследуемого маршрута волочения почти во всех переходах максимальное значение Hmpz = Исортах находится в пределах очага деформации (примерно на середине длины) и только в 13-ом переходе рассматриваемого примера Mmpz достигает своего предельного

значения Итп в точках выходного сечения (z = 1). Очевидно, что долговечность волочильного инструмента определяется сопротивлением усталостному изнашиванию элементарных объемов поверхностного слоя, расположенных в сечении выхода из очага деформации. Следовательно можно сделать вывод о том, что режимы обжатий должны быть спроектированы таким образом, чтобы значение номинального давления =0,36783-сг02 соответствовало точкам

выходного сечения волоки в любом переходе. В таких условиях можно обеспечить максимально возможный ресурс волочильного инструмента из данного материала на всех переходах и более высокую производительность стана при обеспечении требуемой точности проволоки.

С использованием полученных результатов проведены теоретические исследования показателей надежности волочильного инструмента, изготовленного по различным технологиям и применяемых в разных маршрутах волочения. В частности, на рис. 4, а показаны графики распределения плотности вероятности f(A(t)) выходного параметра Д(() и вероятности безотказной работы P(A(t)) = P(t) для начального ( = 0 и конечного t = tk моментов времени волок восьмого перехода выбранного выше маршрута волочения. Условия волочения характеризуются следующими параметрами распределения, соответствующими данному переходу: давлением в точках выходного сечения очага деформации рг=/ = 91АМПа, сгр=30МПа, скоростью волочения

Vck=4,38m/c, crv = 0,]м/с коэффициент противонатяжения К0=0. Номинальный выходной диаметр волоки £/]=1,38лш, точность обработки 8 = ±0,0\мм.

Среднее квадратическое отклонение выходного параметра Д(0) в начальный момент времени определено по правилу «трех сигма» исходя из заданной точности изготовления волок 8 : среднее значение параметра

Д(0) = 0,0мм, сг(Д(0)) = 0,003 Злш . Назначенный ресурс отработанной волоки составил ty. = 19,4 ч, рис. 4, б.

а

[А]

I область отказа

30

Тт=36.47,

я ю

-е-

о.

40

50

t,4

б

Рис. 4. Изменение показателей надежности серийного волочильного инструмента; а - вероятности безотказной работы; б - ресурса

Для назначенного ресурса по модели (1)-(17) рассчитаны значения Д(^) = 0,02мм и сг(Д(^)) = 0,011 мм . На рис. 4, б для исследуемых волок показано аппроксимированное прямой линией изменение области работоспособности, в которую с вероятностью 90% попадают расчетные значения выходного параметра Д(0- В этом случае верхней доверительной границей является

Л9о(0 = Д(г) + 1,87о"(Д(0), запас надежности для любого момента времени KH(t) = [А]/Д90(О , а из условия А90(0 = [А] определяется 90%-ный ресурс Ту = Тд g .

В нашем случае в начальный момент времени 90%-ный коэффициент запаса надежности волок Кн(0) = 11,3 за время работы t = tk = 19,4ч уменьшился до Kll(t!c) = 1,73, т.е. на момент замены волока сохраняла работоспособное состояние, а возможный период её работы — Tgq =36,47 ч, рис. 4.6. Таким образом, для назначенного ресурса í = tk= 19,4ч волоки восьмого перехода, сохраняя запас Кн (0) = 1,73, имеют остаточный ресурс tocm ~ 17,1ч .

Анализ результатов обширных теоретических исследований износостойкости материалов волочильного инструмента и показателей их надежности показывает, что с целью достижения максимальной износостойкости и долговечности волочильного инструмента необходимо не только использовать материалы с повышенными прочностными и пластическими свойствами, но и так проектировать режимы обжатий, чтобы в каждом (по переходам) очаге деформации уровень номинальных контактных давлений pz=j соответствовал точкам выходного сечения z = 1, обеспечивая их максимальную долговечность.

В четвертой главе для повышения основных показателей надежности серийного волочильного инструмента проведен сравнительный анализ вероятности безотказной работы и 90%-го ресурса для трех возможных промышленных вариантов технологии его изготовления с добавлением операций прессования при высоких гидростатических давлениях (ВГД) или вибро-акустической обработки (BAO). Результаты сравнительного анализа износостойкости для выбранного маршрута волочения этих волок представлены в таблице.

Таблица.

Износостойкость волок с применением различных _технологических операций_

№ перехода Диаметры проволоки в переходе d0ldx, мм Относит. обжатие, е,% Среднее значение износостойкости ■- Иapz (.? = /)• 10 в точках выходного сечения, Дж/мм3

Серийная вгд BAO

1 2 3 4 5 6

1 3,1/2,78 19,6 1,996 2,462 2,687

2 2,78/2,5 20 1,952 2,415 2,635

3 2,5/2,25 19 1,997 2,474 2,695

4 2,25/2,04 18 2,056 2,531 2,776

5 2,04/1,85 18 2,074 2,550 2,799

6 1,85/1,68 18 2,092 2,576 2,824

7 1,68/1,52 18 2,086 2,566 2,816

8 1,52/1,38 18 2,107 2,591 2,844

9 1,38/1,27 15 2,157 2,653 2,912

Продолжение таблицы 1.

1 2 3 4 5 6

10 1,27/1,15 18 2,105 2,589 2,842

11 1,15/1,08 12 2,203 2,710 2,974

12 1,08/1,05 5,4 2,204 2,712 2,975

13 1,05/1,00 9,3 2,215 2,724 2,991

Достоверность теоретических разработок оценивалась сравнением

расчетных и экспериментальных значений Июр2. Ошибка по среднему

значению составляет (1,75-9,4) %, по средне-квадратическому отклонению (36,8-46)%, что говорит об адекватности математической модели.

Более технически и экономически целесообразной оказывается операция вибро-акустической обработки. На рис. 5 показана схема установки для реализации операции BAO, разработанная ООО НПО «Мартенсит».

6 1 2 7 5 4 3

волочильного инструмента Установка для вибро-акустической обработки волочильного инструмента состоит из резонансной камеры 1 с вибрирующим клином 2, ресивера 3 со щелевым соплом 4, расположенным напротив клина для создания звуковой волны в камере. Клин изготовлен с возможностью перемещения вдоль оси сопла для регулирования частоты акустических колебаний. Манометр 6 фиксирует величину давления воздуха в ресивере. Конструкция установки позволяет перемещать ресивер относительно резонансной камеры с обрабатываемыми заготовками 7 и тем самым регулировать ширину щелевого сопла в пределах 0,4-1,3 мм. Установка подключается к стационарной системе обеспечения сжатым воздухом, либо к компрессору необходимой мощности.

Такая дополнительная операция обработки твердосплавных волок позволяет получить равномерную, мелкозернистую структуру твердого сплава по всему объему без наличия внутренних дефектов, существенно повысить основные показатели надежности инструмента за счет улучшения прочностных и пластических характеристик материала. Рассчитанное для этого волочильного

инструмента по условию (14) среднее значение износостойкости материала нового инструмента для различных условий волочения составляет

Яйршах =3,65-108 До/с/мм3 (стандарт стИа = 0,079-108Дж!ммЪ,

коэффициент вариации У^ =0,013), что в среднем в 1,65 раз превышает

износостойкость стандартных волок.

Используя предложенную в данной работе методику, проанализировано изменение вероятности безотказной работы и ресурса волочильного инструмента с материалом повышенной износостойкости, обусловленной виброакустической обработкой. Ниже приведены результаты такого анализа для восьмого перехода выбранного маршрута волочения. Графическая интерпретация анализа подобна приведенной на рис. 4.

Повышение износостойкости рабочей поверхности новых волок (см. таблицу) позволяет значительно улучшить и показатели надежности нового волочильного инструмента. В частности, при сохранении параметров волочения и прочих равных условиях эксплуатации, для назначенного ресурса 1К =19,4 часа (рис. 4), коэффициент запаса надежности с 90%-ным уровнем вероятности на момент окончания работы составит А"н(/К) = 4,87 против = 1,73 для

серийного волочильного инструмента, т.е. превысит запас надежности стандартной волоки в 2,82 раза. 90%-ый ресурс составит Т90= 101,4 ч. против Г90 = 36,47 ч. для серийных волок, т.е. в увеличит его в 2,78 раз. Таким образом, остаточный ресурс нового инструмента составит ¡ост = 82 ч., превышая остаточный ресурс серийного волочильного инструмента в 4,8 раз. Эти данные доказывают существенное повышение надежности инструмента, изготовленного с применением операции вибро-акустической обработки.

Опытно промышленная проверка партии нового инструмента в условиях стале-канатного цеха показала, что его экспериментальная стойкость превышает стойкость стандартного в 2,5-3 раза (акт промышленных испытаний ОАО «ММК-МЕТИЗ» № 3.6/3 от "5" мая 2008 г.). По предварительным расчетам внедрение операции вибро-акустической обработки в технологический процесс изготовления твердосплавного волочильного инструмента позволит ОАО «ММК-МЕТИЗ» экономить более 7 млн. руб. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные итоги проведенного диссертационного исследования, определяющие научную новизну и практическую значимость работы заключаются в следующем.

1. Разработана физико-вероятностная модель процесса формирования износовых отказов (закона надежности) волочильного инструмента, которая включает:

разработку математической модели процесса изнашивания волочильного инструмента в контакте с обрабатываемой заготовкой с использовани-

ем коэффициента аккумулирования энергии материалом поверхностного слоя волоки и показателя износостойкости материала;

вывод аналитической зависимости для расчета показателя износостойкости материала волок на основе энергетического подхода к усталостной теории изнашивания;

методику определения вероятности безотказной работы волочильного инструмента по выходу диаметра производимой проволоки за допустимое значение в результате его искажения от износа.

2. Проведены исследования износостойкости волочильного инструмента из различных материалов, которые позволили установить, что:

износостойкость материала поверхностного слоя в условиях усталостного изнашивания следует оценивать величиной критической плотности удельной энергии (критической энергоемкости) Иар, которая зависит

от его физико-механических характеристик и контактных давлений. Графически эта зависимость представляет кривую фрикционной усталости материала поверхностного слоя;

теоретический диапазон значений И серийного волочильного

инструмента в функции физико-механических характеристик твердого сплава и технологических параметров одного из промышленных маршрутов изготовления проволоки удовлетворительно совпадает с диапазоном значений, определенным по экспериментальным замерам износа волок. Ошибка по среднему значению не превышает (1,75-9,4)%, по среднему квадратическому отклонению - (36,8-46)%, что говорит об адекватности теоретической модели;

для однозначной количественной характеристики усталостной износостойкости материала в качестве единого, не зависящего от условий работы инструмента, показателя следует использовать предельное для данного материала значение И х критической энергоемкости;

3. На основе теоретических исследований установлено, что изменение механических характеристик волочильного инструмента при использовании ВАО для одного из промышленных маршрутов волочения позволяет повысить износостойкость волочильного инструмента в 1,35-1,5 раз, по сравнению с её значением для серийных волок и в той же степени уменьшить скорость изнашивания рабочей поверхности.

Увеличение износостойкости рабочей поверхности нового инструмента позволяет значительно повысить уровень его показателей надежности. Для рассмотренных условий эксплуатации с 90%-ным уровнем доверительной вероятности запас надежности технологического инструмента возрастает в 2,782,9 раз. При этом теоретический 90% ресурс волок увеличивается в 2,5-3,4 раз.

4. Для повышения износостойкости и долговечности волочильного инструмента в стандартную технологию изготовления рекомендована и принята к промышленному внедрению высокоэффективная операция виброакустической обработки.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Анцупов В.П. Трибодиагностика серийного волочильного инструмента и улучшение его качественных показателей [Текст] / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2006. -№12. - С.47-51. (издание, рекомендованное ВАК).

2. Анцупов В.П. Расчет интенсивности изнашивания волочильного инструмента [Текст] / В.П. Анцупов, A.B. Анцупов, A.C. Быков и др. // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2007. - №5. - С. 26-32. (издание, рекомендованное ВАК).

3. Анцупов В.П. Моделирование процесса изнашивания волочильного инструмента [Текст]/ В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. / Под ред. Железкова О.С. вып. 6. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 95-100.

4. Быков A.C. Разработка технологического инструмента для алмазного электролитического выглаживания волочильного инструмента [Текст]/ A.C. Быков, A.B. Анцупов // Студенческая молодежь - науке будущего: Сб. тез. докл. Студенческой научной конференции / Под общ. ред. Л.В. Радионовой. Магнитогорск: МГТУ, 2005. - С. 74.

5. Быков A.C. Разработка технологического инструмента для алмазного электролитического выглаживания рабочего канала волок [Текст]/ A.C. Быков, A.B. Анцупов // Молодежь. Наука. Будущее. Вып. 4: Сб. науч. тр. Студентов / Под ред. Л. В. Радионовой. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2005.-С. 126-130.

6. Анцупов В.П. Трибодиагностика серийного волочильного инструмента и оценка ресурса его работы [Текст] / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Вестник МГТУ им Г.И. Носова. - 2006. - №1. - С. 63-65. (издание, рекомендованное ВАК).

7. Анцупов В.П. Повышение качества волочильного инструмента технологическим обеспечением его выходных параметров [Текст] / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Вестник МГТУ им Г.И. Носова. - 2006. - №1. -С. 65-68. (издание, рекомендованное ВАК).

8. Анцупов В.П. Теоретические исследования влияния параметров процесса волочения на износ технологического инструмента [Текст] / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Вестник МГТУ им Г.И. Носова. - 2006. -№1. - С. 68-70. (издание, рекомендованное ВАК).

9. Анцупов В.П. Трибодиагностика волочильного инструмента и оценка износостойкости его рабочей поверхности [Текст] / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.C. Быков и др. // Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии: Междунар. сб. науч. тр. Липецк, 2006. - С. 18-21.

10. Анцупов В.П. Оценка интегральной энергетической интенсивности изнашивания серийного волочильного инструмента [Текст] / В.П. Анцупов, A.B. Анцупов, A.C. Быков и др. // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. / Под ред. H.H. Огаркова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. - С. 45-49

П.Быков A.C. Разработка математической модели изнашивания твердосплавного волочильного инструмента [Текст] / A.C. Быков, В.П. Анцупов // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: сборник рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. - С. 127-128.

12. Анцупов В.П. Структурно-энергетический подход к оценке фрикционной надежности материалов и деталей машин [Текст] / В.П. Анцупов, A.B. Анцупов, A.C. Быков и др. // Материалы 66 научно-технической конференции: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. Т. 1. - С 258-262.

Подписано в печать20.11.2008. Формат60x841/16. Бумагатип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печл. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 819.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1.ФОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.1 Показатели надежности и выходные параметры стандартного волочильного инструмента.

1.1.1 Работоспособность и ресурс волочильного инструмента.

1.1.2 Анализ нормативной документации на волочильный инструмент.

1.1.3 Исследование микроструктуры и физико-механических характеристик серийных твердосплавных волок.

1.1.4 Влияние технологии изготовления волочильного инструмента на формирование его выходных параметров.

1.2 Известные методики моделирования износостойкости и долговечности волочильного инструмента.

1.3 Методы расчета относительной износостойкости материалов изнашиваемых изделий.

1.4 Выводы, цель и задачи дальнейших исследований.

2. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ВЕРОЯТНОСТНОЙ МОДЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА.

2.1 Математическая модель процесса изнашивания волочильного инструмента в очаге деформации.

2.1.1 Основное энергетическое уравнение изнашивания рабочей поверхности волоки.

2.1.2 Модель расчета удельной мощности сил трения в очаге деформации.

2.1.3 Аналитическая оценка износостойкости материала волочильного инструмента.

2.2 Построение вероятностной модели формирования износовых отказов волочильного инструмента.

2.3 Блок-схема физико-вероятностной модели параметрической надежности волочильного инструмента.

2.4 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА.

3.1 Теоретические исследования энергоемкости материала поверхностного слоя волочильного инструмента.

3.2 Экспериментально-аналитическая оценка износостойкости серийного волочильного инструмента.

3.3 Трибодиагностика серийного волочильного инструмента.

3.4 Оценка энергетической износостойкости волочильного инструмента с планируемыми значениями выходных параметров.

3.5 Теоретические исследования влияния параметров процесса волочения на износ технологического инструмента.

3.6 Прогнозирование надежности волочильного инструмента прй^его изнашивании в очаге деформации.

3.7 Выводы.

4 ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ВИБРО-АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ.

4.1 Улучшение физико-механических характеристик волок при виброакустической обработке.

4.2 Повышение износостойкости волочильного инструмента созданием рациональных параметров микрогеометрии его рабочего канала.

4.3 Экспериментальная оценка эффективности вибро-акустической обработки.

4.3.1 Методика проведения промышленного эксперимента.

4.3.2 Результаты проведенных исследований.

4.3.3 Анализ полученных результатов.

4.4 Расчет экономического эффекта применения операции виброакустической обработки.

4.5 Выводы.

Повышение качества и надежности технологического инструмента является одной из важнейших проблем метизного производства, так как его работоспособностью и долговечностью определяются технико-экономические показатели метизных цехов. Волочильный инструмент согласно классификации по (Ж 005-93 и РД 50-149-79 относится к промышленной продукции второго класса, то есть к изделиям, расходующим свой ресурс. Продление ресурса серийного волочильного инструмента и повышение вероятности его безотказной работы относится к актуальным задачам современного волочения.

Технический ресурс и вероятность безотказной работы, - главные характеристики качества волочильного инструмента группы надежности, с одной стороны, определяются интенсивностью процессов физического старения (изнашивания, усталостного выкрашивания, окисления и др.) рабочей поверхности, с- другой, - ограничены значениями структурных и физико-механических параметров поверхностного слоя, определяющих его способность противостоять этим процессам.

Причиной более 90% всех отказов технологического инструмента для производства проволоки является износ поверхности рабочего канала вследствие её фрикционного взаимодействия с заготовкой в очаге деформации. Величина износа в первую очередь определяется износостойкостью рабочей поверхности, которая, в свою очередь, зависит от выходных параметров поверхностного слоя, формирующихся в процессе его изготовления. Однако стандартная технология и оборудование для изготовления серийного инструмента не соответствует современным требованиям производства, так как не обеспечивает необходимого, соответствующего лучшим зарубежным аналогам, уровня физико-механических характеристик и стабильности качественных показателей. Очевидно, что разработка нового волочильного инструмента повышенной надежности и технологии его изготовления, на основе современных научно-технических достижений является одним из возможных и целесообразных путей улучшения его качественных показателей.

В данной работе улучшение качества инструмента обеспечивается повышением его ресурса и вероятности безотказной работы — основных характеристик надежности, за счет увеличения износостойкости рабочей поверхности. При этом повышение износостойкости волочильного инструмента достигается улучшением физико-механических характеристик материала поверхностного слоя при совершенствовании технологии его изготовления за счет применения новой операции упрочнения.

Расчетный уровень износостойкости инструмента и его технический ресурс определяются с использованием нового, структурно-энергетического подхода с применением методов оценки относительной износостойкости триботехнических изделий и материалов. Такой подход позволил разработать математическую модель процесса изнашивания волочильного инструмента при эксплуатации и на ее основе создать физико-вероятностную модель формирования его постепенных отказов.

Основные показатели надежности: вероятность безотказной-работы-в" текущий момент времени и гамма-процентный ресурс для заданного класса надежности определяются из условия достижения текущим износом волоки предельно-допустимого значения. Текущее значение износа оценивается по модели отношением величины внешней энергии (работы сил трения, совершенной в очаге деформации на данный момент времени) с учетом масштабного уровня нагружения к значению показателя износостойкости поверхностного слоя, который определяет критическую для данного материала плотность энергии (энергоемкость) деформируемого при трении объема поверхностного слоя, приводящую к локальному усталостному разрушению (износу) поверхности. Критическая энергоемкость определена в виде функции фрикционной выносливости материала поверхностного слоя с заданными физико-механическими характеристиками и графически для каждого материала реализуется в виде «кривой фрикционной усталости».

Для улучшения физико-механических свойств и, следовательно, повышения износостойкости поверхностного слоя, в технологической схеме изготовления серийного волочильного инструмента предложена новая операция — вибро-акустическая обработка (BAO).

Полученные результаты позволили существенно повысить износостойкость, долговечность и безотказность твердосплавного волочильного инструмента, а также решить вопрос ранжирования и стандартизации волочильного инструмента по классам и разрядам износостойкости согласно ГОСТ 304790 и Р 50-95-88 «Обеспечение износостойкости изделий» в зависимости от уровня износостойкости его рабочей поверхности.

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова на кафедре механического оборудования металлургических заводов. Автор выражает благодарность за неоценимую помощь при ее выполнении: доктору технических наук, профессору Кандаурову JI.E, доктору технических наук, профессору Железкову О.С., кандидату технических наук, профессору Жиркину ЮТВ; кандидату технических наук Анцупову A.B., кандидату технических наук Семеновой О.В. и кандидату технических наук Анцупову Ал.В.

4.5 Выводы

1. Экспериментальными исследованиями найдены значения выходных параметров серийного волочильного инструмента, определяющие весьма низкий уровень износостойкости и долговечности поверхностного слоя его рабочего канала по сравнению с зарубежным инструментом.

2. Введение в серийную технологию вибро-акустической операции позволяет повысить значения показателя износостойкости волочильного инструмента в 2,5-3,0 раза по сравнению с его значением для серийных волок.

3. Увеличение износостойкости рабочей поверхности нового инструмента позволяет значительно повысить уровень его показателей надежности: для рассмотренных условий эксплуатации с 90%-ным уровнем доверительной вероятности запас надежности нового инструмента возрастает в 2,82 раз, а остаточный ресурс - в 4,8 раз против соответствующих показателей серийного волочильного инструмента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные итоги проведенного диссертационного исследования, определяющие научную новизну и практическую значимость работы заключаются в следующем.

1. Разработана физико-вероятностная модель процесса формирования износовых отказов (закона надежности) волочильного инструмента, которая включает:

- разработку математической модели процесса изнашивания волочильного инструмента в контакте с обрабатываемой заготовкой с использованием коэффициента аккумулирования энергии материалом поверхностного слоя волоки и показателя износостойкости материала;

- вывод аналитической зависимости для расчета показателя износостойкости материала волок на основе энергетического подхода к усталостной теории изнашивания;

- методику определения вероятности безотказной работы волочильного инструмента по выходу диаметра производимой проволоки за допустимое значение в результате его искажения от износа.

2. Проведены исследования износостойкости волочильного инструмента из различных материалов, которые позволили установить, что:

- износостойкость материала поверхностного слоя в условиях усталостного изнашивания следует оценивать величиной критической плотности удельной энергии (критической энергоемкости) , которая зависит от его физико-механических характеристик и контактных давлений. Графически эта зависимость представляет кривую фрикционной усталости материала поверхностного слоя;

- теоретический диапазон значений иор серийного волочильного инструмента в функции физико-механических характеристик твердого сплава и технологических параметров одного из промышленных маршрутов изготовления проволоки удовлетворительно совпадает с диапазоном значений, определенным по экспериментальным замерам износа волок. Ошибка по среднему значению не превышает (1,75-9,4)%, по среднему квадратическому отклонению — (36,8-46)%, что говорит об адекватности теоретической модели;

- для однозначной количественной характеристики усталостной износостойкости материала в качестве единого, не зависящего от условий работы инструмента, показателя следует использовать предельное для данного материала значение #oj>mK критической энергоемкости;

3. На основе теоретических исследований установлено, что изменение механических характеристик волочильного инструмента при использовании BAO для одного из промышленных маршрутов волочения позволяет повысить износостойкость волочильного инструмента в 1,35-1,5 раз, по сравнению с её значением для серийных волок и в той же степени уменьшить скорость изнашивания рабочей поверхности.

Увеличение износостойкости рабочей поверхности нового инструмента позволяет значительно повысить уровень его показателей надежности. Для рассмотренных условий эксплуатации с 90%-ным уровнем доверительной вероятности запас надежности технологического инструмента возрастает в 2,78-2,9 раз. При этом теоретический 90% ресурс волок увеличивается в 2,5-3,4 раз.

4. Для повышения износостойкости и долговечности волочильного инструмента в стандартную технологию изготовления рекомендована и принята к промышленному внедрению высокоэффективная операция вибро-акустической обработки.

1. Проников A.C. Параметрическая надежность машин Текст. / A.C.

2. Проников -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 560 с.

3. Чичинадзе A.B. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) Текст. / A.B. Чичинадзе, Э.М. Берлинер, Э.Д. Браун [и др.]; Под общ. ред. A.B. Чичинадзе. -М.: Машиностроение, 2003. 576 с.

4. Черновол М.И. Повышение качества восстановления деталей машин Текст. / М.И. Черновол, С.Е. Поединок, Н.Е. Степанов.- К.: Техника, 1989. 168 с.

5. Тарнавский А.Л. Эффективность волочения с противонатяжением Текст. / А.Л. Тарнавский. -М.: Металлургиздат, 1959. 152 с.

6. Разработка технологии производства твердосплавных заготовок для изготовления волок повышенной стойкости Текст.: отчет о НИР/ ВНИИМетиз; рук. Белалов Х.Н. исполн.: Вайнер И.Л., Семенова О.В. [и др.].- Магнитогорск, 1991. — 63 с.

7. Кузнецов Е.И. Слоистые композициионные покрытия в метизной промышленности Текст. // Е.И. Кузнецов, М.В. Чукин, О.В. Семенова [и др.] Магнитогорск: МиниТип, 1997, 1 т.- 95 с.

8. ГОСТ 9453-75. Волоки-заготовки из твердых спеченных сплавов для волочения проволоки и прутков круглого сечения Текст.- Введ. 1975-27-03.-М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1975. 24 с.

9. Шмелев В.Т. Единый порядок систематической оценки технического уровня и качес-тва машин, оборудования и другой техники: сборник.- М.: Изд-во стандартов, 1982.- 295 с.

10. Разработка технологии производства твердосплавных заготовок для изготовления волок повышенной стойкости Текст.: отчет о НИР/ ВНИИМетиз; рук. Белалов Х.Н. исполн.: Вайнер И.Л., Семенова О.В. [и др.].- Магнитогорск, 1991.-63 с.

11. Семенова О.В., Волочильный инструмент повышенной стойкости Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер // Технология и оборудование волочильного производства: сб. науч. тр. АТУ. Алма-Ата, 1991. — С. 50-52.

12. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов Текст. / М.Г. Лошак, ИСМ АН УССР. Киев: Наук, думка, 1984. - 328 с.

13. Семенова О.В. Влияние зернистости карбида вольфрама на стойкость волочильного инструмента Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер: сб.тех. докл. Всесоюзн. науч.-технич. семинар. МИСиС — М., 1991. С. 171.

14. Вершигора С.М. Совершенствование технологии производства твердосплавного волочильного инструмента Текст. / С.М. Вершигора О.В. Семенова, Е.А. Пудов // Бюлл. «Черная металлургия» Метизное производство. 2000. - Вып. 1-2. - С.61-62.

15. Чапорова И.Н. Структура спеченных твердых сплавов Текст. / И.Н. Чапорова, К.С. Чернявский М.: Металлургия, 1975. - 248 с.

16. Семенова О.В. Влияние зернистости карбида вольфрама на стойкость волочильного инструмента Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер: сб.тех. докл. Всесоюзн. науч.-технич. семинар. МИСиС.-М., 1991. С. 171.

17. Логинов Ю.Н. Эксплуатационная стойкость волок из твердых сплавов Текст. / Ю.Н. Логинов //Теория и практика производства метизов: Межвуз. сб. науч. тр. / НИИ высшего образования. Свердловск, 1979. — С. 39-40.

18. Семенова О.В., Волочильный инструмент повышенной стойкости Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер // Технология и оборудование волочильного производства: сб. науч. тр. АГУ. Алма-Ата, 1991. — С. 50-52.

19. Федорченко И.М. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения Текст.: Справочник / И.Н. Федорченко;. — К.: Наук, думка, 1985 .- 624 с.

20. Береснев Б.И., Езерский Высокие давления в современных технологиях обработки материалов Текст./ Г.В. Курдюмов, Акад.наук Уральск, отд. — М.: Наука, 1988. -245 с.

21. Скороход В.В. Порошковые материалы на основе тугоплавких металлов и соединений Текст. / В.В. Скороход.-2-e изд., знач. доп. К: Техника, 1982. -168 с.

22. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов Текст.: учеб.пособие для вузов / В.И. Третьяков; М-во общ. и проф. образования М.: Металлургия, 1976. - 527 с.

23. Peter G. Entwicklungsstand und Tendenz bei Drahtziehwerkzengen // Drahtwelt-N7., 1982. 199 S.

24. Исследование межфазной поверхности сплавов WC-Co Текст.: Цвет, металлы. 1971, № 9. - С.88-89.

25. Металлокерамические сплавы с переменным содержанием кобальта Текст.: Порошковая металлургия. 1972, № 3. - С. 38-41.

26. Nidicom В., Davies J.J. Fracture Toughness of Some WC-Co Alloys // Draht-Welt-N65., 1980.- 240 S.

27. Hubner H. Die Bestimmung der spezifischen Brucharbeit von zwei Hartmetall -Legierungen im kontrollierten Bruchversuch // Draht-Facuz N 12., 1985.- 26 S.

28. Arndt R. Plastiztat von Hartmetallen aut WC-CO-Basis.- Weith Werner // Draht-Fachz- N 12., 1975,- 274-280 S.

29. Bock H., Hoffmann H., Blumenauer H. Mechanische Eigenschaften von Wolframlcarbid-Kobalt-Legierungen // Draht-Welt- N 6., 1979.- 47-51 S.

30. Лойферман M.A. Изготовление твердосплавных волок и волочильно-калибровочного инструмента из смеси по ГОСТ 3882. Технические требования Текст.:28 ТИ 23-92-1992.-Введ.1992-01-03/М.А. Лойферман; -М.: 1992.- 11 с.

31. Семенова О.В., Состояние и основные направления по совершенствованию производства проволоки для игл Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер, Е.А.

32. Пудов // Теория и практика проволочного производства: сб. науч. тр. / НИИМТ. Ижевск, 1991.-60-63 с.

33. Семенова О.В. Неразрушающий контроль твердосплавного волочильного инструмента Текст. / О.В. Семенова, О.И. Бобкова, Е.А Пудов: сб. тех. докл. 55 науч.-технич. конф по итогам НИР, МГТУ. Магниито-горск, 1993.-С. 40-44.

34. Влияние высоких давлений на структуру и свойства сверхтвердых материалов Текст.: сб. науч. тр. / Акад. наук УССР, ИСМ.-Вып.37.- К.: 1985.-96 с.

35. Алешкин В.Г. Синтез сверхтвердых материалов Текст. / В.Г. Алешкин, В.Д. Андреев В.Д, С.А. Божко.-2-e изд., доп. К: Наукова Думка, 1986. -278 с.

36. Либенсон Г.А. Производство порошковых изделий Текст. /. Г.А. Либенсон, М.: Металлургия, 1990. - 240 с.

37. Туманов В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама-карбид титана-карбид ниобия-кобальт Текст./ В.И. Туманов.-М.: Металлургия, 1973. -184 с.

38. Kluss R., Schwab М. Ziehen von Feindrahter // Drahtwelt. N6, 1979.- 243 S.

39. Jonsson H., Aransson B. Microstructure and Hardness of Cobalt Rich Co-W-C Alloys after Ageing in the Temperature Range 400-1000°C //. Draht Welt. N 15., 1982, -54-58 S.

40. French D.N. The Microstructure and Microproperties of WC-Co Alloys // Wire Fud.N 12., 1979.-. P. 80-87.

41. Exner H.E., Fischmeister H. Gefugeausbildung von gesinterten WolframkarbidKobalt-Hartlegierungen. Eisenhut-tenw. N 5., 1996.- 426 S.

42. Rees G. J., Young B. A stady of the factors controlling grain size in sintered hard metal.- Powder Met., N 27., 1981. -198 S.

43. Адамчук B.C. Увеличение износостойкости рабочего канала твердосплавных волок диаметром до 2 мм Текст. / B.C. Адамчук, Е.А. Пудов, О.В. Семенова [и др.]: Сталь. 1992, № 5. - С. 25 - 31.

44. Chermant J. L., Osterstock F. Elastic and Plastik Characteristics of WC-Co Composite Materials.- Wire Indastry., N 5.,1980.- P. 101-102.

45. Симкин Э.С. О влиянии высокого давления и температуры на свойства композиционных материалов Текст./: Э.С. Симкин // Физика и техника высоких давлений: сб. науч. тр./ МФТИ.-М, 1982./- Вып. 10. С. 65- 66.

46. Sarin V. К., Johannesson Т. On the Deformation of WC-Co Cemented Carbides // Wire Fud., N 15., 1982.- P. 43-50.

47. Хомяк Б.С. Твердосплавный инструмент для холодной высадки и выдавливания Текст./ Б.С. Хомяк.-2-e изд., знач. доп. М.: Машиностроение, 1981.-184 с.

48. Берин И.Ш. Волочильный инструмент Текст./ И.Ш. Берин, Н.З. Днестровский. — М.: Металлургия, 1971. -176 с.

49. Юхвец И.А. Волочильное производство Текст./ И.А. Юхвец. М.: Металлургиздат, 1954. -284 с.

50. Красильников JI.A. Волочильщик метизных цехов Текст./ JI.A. Красильников. М.: Металлургия, 1968. - 284 с.

51. Красильников JI.A. Волочильщик проволоки Текст. / JI.A. Красильников, А.Г. Лысенко.- 3-е изд.— М.: Металлургия, 1987. 320 с.

52. Хаяк Г.С. Инструмент для волочения проволоки Текст. / Г.С. Хаяк. М.: Металлургия, 1974. - 128 с.

53. Гурвич P.A. Алмазно-электролитическое сверление отверстий в твердых сплавах Текст./Р.А. Гурвич, Акад. наук УССР. К.: Наук, думка, 1977. -264 с.

54. Захарченко И.П. Алмазно-электролитическая обработка инструмента Текст. / И.П. Захарченко, Акад.наук УССР, ИСМ. К.: Наук, думка, 1977.223 с.

55. Фальковский В.А. Твердые сплавы для обработки металлов давлением Текст. / В.А. Фальковский, М.: НИИмаш, 1978. - 44 с.

56. Киффер Р. Твердые сплавы Текст. : рук. разработчика: [пер. с нем.]/. Р. Киффер, Ф. Бенезовский [и др.]: -М. Металлургия, 1971. 392 с.

57. Киффер, Р. Твердые сплавы Текст.: рук. разработчика: [пер.с нем.]/ H Киффер,. П. Шварцкопф . [и др.]:-М.: Металлургиздат, 1957. 664 с.

58. Аносов Ю.Л. Синтетические сверхтвердые материалы Текст.: в 3-х т. Т.2. Композиционные инструментальные сверхтвердые материалы / Новиков Н.В. (отв. ред) и др. К: Наук, думка, 1986. - 264 с.

59. Семенова О.В. Электролитическая обработка твердосплавных волок в условиях МКЗ Текст. / О.В. Семенова, C.B. Конев, В.Н. Липовских: сб. тех. докл. 52 науч.-технич. конф. МГТУ.- Магнитогорск, 1990. С. 29-32.

60. Семенова О.В. Алмазно-электролитическая обработка твердосплавных волок поликристаллическими катодами Текст. / О.В. Семенова, P.A. Гурвич, A.B. Краснов // Процессы поверхностной обработки: сб. науч. тр. — Вологда, 1996. С. 70-75.

61. Белый A.B. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев Текст. / A.B. Белый, Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1991.-208 с.

62. Пшибыльский В.П. Технология поверхностной пластической обработки Текст.: рук. разработчика: [пер. с польск.] / Мехеда Г.Н., Пименов А.Ф. -М.: Металлургия. 1991.-477 с.

63. Винниченко В.И. Повышение износостойкости деталей приборов. Прогрессивные способы поверхностного пластического деформирования

64. Текст.: учеб. пособие для вузов / В.Н. Винниченко; Моск. инст. повыш. кв. рук. раб. — М. МИПК, 1988. -72с.

65. Гурвич P.A. Алмазно-электролитическая обработка твердосплавного волочильного и холодновысадочного инструмента Текст. К: Техника, 1992.- 184 с.

66. Шалин В.Н. Расчеты упрочнения изделий при их пластической деформации Текст. / В.Н.Шалин. Л.: Машиностроение, 1971. - 190 с.

67. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей Текст. / Н.Б Демкин; под общ. ред. И.В. Крагельского. -М.: Наука, 1970. 227 с.

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

69. Гребенник В.М Повышение надежности металлургического оборудования Текст. В.М. Гребенник, A.B. Гордиенка, В.К. Цапко: Справочник- М.: Металлургия, 1988. 688 с.

70. Разработка и внедрение процесса АЭОПК твердосплавных волок, специального стана и инструментов ее осуществления Текст.: отчет о НИР' / ИСМ АН УССР; рук. Гурвич P.A.; исполн.: Семенова О.В. и др.-К., 1992.62 с.

71. Семенова О.В. Влияние зернистости карбида вольфрама на стойкость волочильного инструмента Текст. / О.В. Семенова, И.Л. Вайнер // Прогрессивные направления в метизной промышленности; сб. докл. Всесоюз. науч.-технич. сем. -Москва, 1991. —С. 17-20.

72. Семенова О.В. Упрочнение технологического инструмента методом КИБ на установке «Пуск-79 А» Текст. / О.В. Семенова, С.Н. Сироткин, Е.А. Пудов

73. Пути ускорения научно-технического прогресса в метиз-ном производстве: сб.науч.тр. / ВНИИМетиз, Всесоюзной науч.-техн. конф. — Магнитогорск, 1990. С. 46-49.

74. Семенова О.В. Состояние и перспективы научно-технического потенциала Южно Уральского региона Текст. / О.В. Семенова: сб. статей / Междунар. научно-технич, конфер. МГМИ Магнитогорск, 1994. - С. 144-149.

75. Семенова О.В. Новые способы и технологии восстановления и упрочнения инструмента на МКЗ Текст. / О.В. Семенова, B.C. Адамчук, Е.А. Пудов: сб. тех. докл. 54-ой науч.-технич. конф. МГТУ- Магнитогорск, 1992. С. 2526.

76. Кузнецов Е.А. Слоистые композиционные покрытия в метизной промышленности Текст.: в 2 т./ Е.А. Кузнецов, М.В. Чукин, О.В. Семенова [и др.] Магнитогорск: МиниТип, 1997. -2 т.; — 207 с.

77. Машиностроение, 1968. 480 с.

78. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ Текст. / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977.526 с.

79. Крагельский И.В. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин Текст./ Под ред. И.В. Крагельского. -М.: Из-во стандартов, 1979- 100 с.

80. Крагельский И.В. Узлы трения машин Текст. / И.В. Крагельский, Н.М. Михин- Справочник (Основы проектирования машин). М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

81. Дроздов Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях Текст. / Ю.Н. Дроздов- Справочник:—М.: Машиностроение, 1986. — 223 с.

82. Крагельский И.В. Трение изнашивание и смазка. Справочник Текст.: в 2 т./ И.В. Крагельский, В.В. Алисин. М.: Машиностроение. 1978. - Т.1, - 400 с.

83. Быков A.C. Расчет интенсивности изнашивания волочильного инструмента Текст. / В.П. Анцупов, A.B. Анцупов, A.B. Анцупов (мл.), A.C. Быков, М.В. Налимова // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2007. - №5. — С. 26-32.

84. Р 50-95-88 Рекомендации. Обеспечение износостойкости изделий. Основные положения Текст.-Введ. 1989-01-07- М.: Изд-во стандартов, 1989.-24 с.

85. Польцер Г. Основы трения и изнашивания Текст./ Г. Польцер, Ф. Майсснер; Пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н. Пальянова; Под. Ред. М.Н. Добычина —М.: Машиностроение, 1984. — 264 с.

86. Khokhlov V.M. Wear laws at elastic interaction Текст./ V.M. Khokhlov// Russia Engineering Research.- 1996. — Vol.16. -№12. -P.11-12.

87. Khokhlov V.M. Foundations undereying the calculation of contour and actual contact areas and pressures Текст./ V.M. Khokhlov // Russia Engineering Research. -1990. -Vol.10. -№7. -P.15-18.

88. Khokhlov V.M. Technique for calculation the fatique life of materials Текст./ V.M. Khokhlov // Russia Engineering Research. -1994. -Vol. 14. -№9. -P. 1-4.

89. Фляйшер Г. К вопросу о количественном определении трения и износаТекст./ Г. Фляйшер// В кн.: Теоретические и прикладные задачи трения, износа и смазки машин. М.: Наука, - 1982. - С. 285-296.

90. Грегер Г. Расчет износа на основе гипотезы аккумулирования энергии при трении Текст. / Г. Грегер, Г. Кобольд // Исследования по триботехнике: Междунар. сб. науч. тр. под ред. A.B. Чичинадзе / НИИ инф. по маш-ю.- М., 1975.-С. 187-195.

91. Анцупов A.B.(мл.) Оценка межперевалочного срока службы опорных валков листовых станов Текст./ A.B. Анцупов (мл.)// Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, -2005, -№4, -С.15-16.

92. Анцупов A.B. (мл.) Аналитическая оценка и повышение фрикционной надежности опорных валков листовых станов Текст./А.В. Анцупов (мл.), A.B. Анцупов, В.П. Анцупов, М.В. Налимова/ЛТроизводство проката. -2007. №11. - С. 39-47.

93. Анцупов A.B. Оценка и повышение износостойкости поверхностей трения фрикционных сопряжений Текст. / A.B. Анцупов, В.П. Анцупов, A.B.

94. Анцупов (мл), M.B. Налимова, A.C. Губин: сб. межд. науч. тех. конф. -Самара, 2007. С.20-28.

95. Хрущев М.М., Исследования изнашивания металлов Текст. / М.М. Хрущев, М.А. Бабичев. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. 350 с.

96. Виноградов В.Н. Механическое изнашивание сталей и сплавов Текст. : Учебник для вузов. / В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин — М.: Недра, 1996. 364 с.

97. Колокольцев В.М. Абразивная износостойкость литых металлов и сплавов Текст. / М. В. Колокольцев, Н.М. Мулявко, К.Н. Вдовин, Е.В. Синицкий / Под. ред. проф. В. М. Колокольцева. — Магнитогорск: МГТУ, 2004. —228 с.

98. Быков A.C. Теоретические исследования влияния параметров процесса волочения на износ технологического инструмента Текст. / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.B. Анцупов, A.C. Быков [и др.]: Вестн. МГТУ.- № 1.2006.- С. 68-70.

99. Погодаев Л.И. Повышение надежности трибосопряжений Текст./Л.И. Погодаев, В.Н. Кузьмин, П.П. Дудко. С-Пб: Академия транспорта Российской Федерации, 2001. - 304 с.

100. Фляйшер Г. К связи между трением и износом Текст./ Г. Флайшер //Контактное взаимодействие твердых тел и расчет сил трения и износа: сб. научн. тр. Москва, 1971. - С. 163-169.

101. Крагельский И.В. Трение и износ Текст./ И.В. Крагельский М.: Машгиз, 1962, - 388 с.

102. Фляйшер Г. Расчет износа на основе гипотезы аккумулирования энергии при трении Текст. / Г. Фляйшер // Исследования по триботехнике:

103. Междунар. сб. науч. тр. под ред. A.B. Чичинадзе / НИИ инф. по маш-ю.- М., 1975.- С. 277-291.

104. Быков A.C. Оценка интегральной энергетической интенсивности изнашивания серийного волочильного инструмента Текст. / В.П. Анцупов,

105. A.B. Анцупов, A.C. Быков, М.В. Налимова // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. / Под ред. H.H. Огаркова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. С. 45-49

106. Хайкин Б. Е. Инженерные формулировки закона трения в условиях обработки металлов давлением Текст. / Б. Е. Хайкин // Известия ВУЗов «Черная металлургия». 1982. - № 9.- С. 57-61.

107. Леванов А.Н. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением Текст. / А.Н. Леванов, В.Л. Колмогоров, С.П. Буркин и др.: М.: Металлургия, 1976. - 416 с.

108. Аркулис Г.Э. Теория пластичности Текст. / Э.Г. Аркулис, В.Л. Дорогобид -М.: Металлургия, 1987. 365 с.

109. Смирнов В.К. Деформации и усилия в калибрах простой формы Текст. /

110. B.К. Смирнов, В.А. Шилов, К.И. Литвинов М.: Металлургия, 1982. - 144 с.

111. Барышников М.П. Разработка технологии волочения проволоки с полимерным защитным покрытием: дис. на соиск. уч. ст. к. т. н.Магнитогорск: МГТУ,- 154 с.

112. Анцупов В.П. Теория и практика плакирования изделий гибким инструментом: Монография Текст. / В.П. Анцупов. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999. - 241 с.

113. Электролитическая обработка поликристаллическими катодами Текст.: Методические рекомендации / Ротапринт ИСМ АН УССР; рук. Волкотруб Т.Н.; исполн.: Гурвич Р.А.-К., 1987. 57 с.

114. Хебда, М. Справочник по триботехнике Текст. в 3 т./ М. Хебда, под общ. ред. A.B. Чичинадзе, Теоретические основы. — М.: Машиностро-ение, 1989.1 Т.-400 с.

115. Быков A.C. Трибодиагностика серийного волочильного инструмента и оценка ресурса его работы Текст. / В.П. Анцупов, О.В. Семенова, A.B. Анцупов, A.C. Быков, A.B. Артемьев // Вестник МГТУ им Г.И. Носова. — 2006. -№1.~ С. 63-65.