автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Разработка методологии определения триботехнических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов металлообработки

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ВЫБОРА СОТС ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

Специальность: 05.02.04 - Трение и износ в машинах

05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА-2005

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете (УГАТУ) и в Хозрасчетном творческом центре Уфимского авиационного института (ХТЦ УАИ).

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Гриб В.В.,

доктор технических наук, Буяновский И.А.,

доктор технических наук, профессор Барзов А. А.

Ведущее предприятие: ОАО «Автонормаль» (г. Белебей)

Защита состоится « » // _2005 г. в час. на заседании

Диссертационного совета Д 212.200.07 в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, д. 65, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

2005 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА д.212.200.07, к.т.н

Гинзбург Э.С.

20 оа>-А

200Н&

Общая характеристика работы

Актуальность темы ■ггч^пя.ш.а

Повышение точности расчетов при проектировании современных технологических процессов требует обоснованного учета триботехнических характеристик контакта «инструмент-обрабатываемая деталь», в значительной степени определяющихся используемыми смазочными средами. Выбор смазывающе-охлаждающей технологической среды (СОТС) должен производиться с учетом специфики конкретной операции, используемого оборудования, геометрии заготовки и инструмента, обрабатываемых и инструментальных материалов, и в строгом соответствии с режимами обработки. Все это требует углубленного изучения триботехнических процессов в паре трения «инструмент - обрабатываемая деталь».

Большой вклад в изучение проблемы трения и изнашивания трибосопряже-ний и разработку методов повышения сроков службы машин и оборудования внесли отечественные ученые Буше НА., Гаркунов Д.Н., Горячева И.Г., Дроздов Ю.Н., Колесников В.И., Крагельский Й.В., Матвеевский Р.М., Михин НМ, Сорокин ГМ, Хрущов М.М., Чичинадзс А£., Семенов А.П. и др.

Важные исследования по разработке и изучению влияния СОТС на трение и изнашивание технологического инструмента при металлообработке проведены в работах Белосевича В.К, Берлинера Э.М., Гордона М.Б., Исаченкова Е.И., Клушина М.И., Латышева ВД, Леванова АЛ и др.

Однако, несмотря на значительные исследования, выполненные отечественными и зарубежными учеными по разработке СОТС и изучению их влияния на процессы трения и изнашивания, в технической и научной литературе практически отсутствуют данные о комплексных исследованиях триботехнических характеристик СОТС, полученных с учетом многообразия сочетаний способов и режимов металлообработки, при которых они применяются.

Исторически сложилось так, что для триботехнических испытаний смазочно-охлаждающих технологических сред, применяемых при металлообработке, используются те же методики и испытательные стенды, что и для исследований смазочных материалов, используемых в узлах трения деталей машин. Как показывает практика, результаты этих испытаний не всегда коррелируются с результатами, полученными на реальном производственном оборудовании. Это объясняется тем, что схемы и условия трения в узлах деталей машин и в контакте «инструмент-обрабатываемая деталь» существенно отличаются. Если в узлах трения деталей машин давления в трущихся парах находятся в пределах упругих деформаций (упруго-пластических на микронеровностях поверхности), то при обработке металлов реализуются давления пластических деформаций основного объема металла (обработка давлением) и разрушения (лезвийная и абразивная обработка). Поэтому окончательный вывод об эффективности применения смазочной среды на технологической операции и оптимизация режимов обработки производятся, как правило, на основании экспериментальных результатов, полученных на производственном оборудовании, что в условиях действующего производства является крайне дорогостоящим и трудоемким процессом.

Отсутствие научно обоснованных методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с учетом сочетания срд^ос^^^^^^рталлооб^в-

БИБЛИОТЕКА С.1 «9

Ю<|| Пи I СМ

ботки существенно сдерживает как разработку новых СОТС, так и развитие новых технологий.

Таким образом, создание методологии определении триботехнических свойств СОТС и выбора смазочных материалов с учетом сочетания методов и режимов металлообработки на стадии проектирования технологического процесса является актуальной задачей как с научной, так и с практической точек зрения.

Наибольший интерес эта работа представляет дня условий массового производства, где факторы, непосредственно зависящие от триботехнических характеристик СОТС (энергозатраты, стойкость инструмента, качество обработанной поверхности, производительность оборудования), наиболее существенно влияют на себестоимость и качество изделий. Особенно это касается, в частности, производства крепежных деталей, у которых велико отношение площади обрабатываемой поверхности к объему детали и высоки требования к точности геометрических размеров и механическим свойствам рабочих поверхностей.

Работа выполнялась в рамках научно-технических программ-

• поддержка малого предпринимательства и новых экономических структур в науке и научном обслуживании высшей школы (приказ Госкомитета по ВО РФ №72 от 09.07.93 г.);

• транс ферные технологии, комплексы и оборудование в химии (приказ Минобразования РФ №270 от 26.02.97 г.; указания №91-16),

• малотоннажные химические продукты, технические составы, реактивы и особо чистые химические вещества (указание Минобразования №747-19 от 22.12.97 г.).

Цель работы - разработка методологии определения триботехнических характеристик пары трения «инструмент-деталь» и выбора смазочной среды при проектировании технологических процессов и реализация её для снижения себестоимости и повышения качества в производстве крепежных деталей.

Исходя из цели работы, для ее реализации были поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработать комплексную методологию определения триботехнических характеристик и выбора специальных композиций СОТС для операций механической обработки деталей машин, учитывающую методы и режимы обработки, эксплуатационные и технологические требования современного производства к технологическим средам.

2. Обосновать сочетание технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• специальных технологических смазочных материалов (СТСМ), которые совместно с механической обработкой поверхности (без нанесения подсмазоч-ных покрытий) обеспечат снижение коэффициентов трения по отношению к фосфатированной и омыленной заготовке на операциях волочения и калибрования;

• специальных технологических (СТ) СОЖ, обеспечивающих высокие трибо-технические характеристики при многократном увеличении скорости резь-бообработки пластическим деформированием и повышение качества поверхности витков резьбы;

• полифункциональных СОТС - консервационно-технологических смазочных материалов (КТСМ), которые в отличие от товарных консервацшшных масел имеют высокие триботехнические (противозадирные, антифрикционные и протавоизносные) свойства, что позволит совместить операции металлообработки и консервации деталей

3. Провести исследования триботехнических и эксплуатационных свойств специальных СОТС (СТСМ, СТ СОЖ и КТСМ), с целью определенна наиболее рациональных режимов и областей их применения.

4. Разработать маршрутную технологию изготовления крепежных деталей, реализующую резервы повышения производительности труда и качества изделий, а также снижения себестоимости на операциях подготовки поверхности подката под волочение и калибрование, резьбообработки и консервации деталей за счет научно обоснованного сочетания режимов обработки и триботехнических характеристик применяемых СОТС.

5. Осуществить опыгао-промышленную апробацию специальных СОТС и технологических решений в реальных производственных условиях.

Ниучвимнмиюи.

1. Создано научно-методическое обеспечение определения триботехнических характеристик пары трения «инструмент-деталь» и выбора СОТС при проектировании технологических процессов, включающее:

• комплекс методик и оборудования для физического моделирования фрикционного контакта инструмента и заготовки в типовых технологических операциях металлообработки;

• математическое моделирование, которое позволяет оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) зоны обработки и адгезионную составляющую силы трения с учетом применяемых СОТС;

• технико-экономические критерии обоснования специальных композиций СОТС.

2. Обоснованы сочетания технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• СТСМ, которые в сочетании с дробеструйной обработкой подката создают при волочении и калибровании приповерхностный слой, способный своим триботехническим свойствам заменить фосфагарование заготовок;

• СТ СОЖ, обеспечивающих снижение коэффициента трения между инструментом и заготовкой при увеличении скорости резьбообработки пластическим деформированием в пределах технических возможностей оборудования;

• КТСМ, обладающих наряду, с антикоррозионными свойствами, высокими триботехническими характеристиками (противозадирными, антифрикционными и противоизяоеными) на наиболее тяжелонш ружейных операциях обработки металлов резанием и давлением.

3. Установлены функциональные связи выходных параметров механообработки (производительности, энергозатрат, качества обработки и тл.) с технологическими режимами и триботехническими свойствами специальных СОТС: СТСМ - при волочении и калибровании подката после дробеструйной обработки; СТ СОЖ - при

резьбообраэовании бесстружечным метчиком; КТСМ - при совмещении операций металлообработки и консервации.

Методы и объекты исследования. Для решения поставленных задач использовались результаты физического и математического моделирования фрикционного контакгаого взаимодействия «инструмепт-обрабатываемая деталь». При физическом моделировании определялись триботехнические характеристики СОТС на установках, реализующих условия фрикционного контакта типовых технологических операций. При математическом моделировании использовались программно-вычислительные комплексы (ПВК) АМЗУБ 5.7. и Ы5-ОУКА ЗБ, позволившие оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) технологической зоны обработки при волочении подката и выдавливании резьбы метчиками и силы деформирования с учетом применяемых СОТС.

Совместный анализ результатов физического и математического моделирования позволил определил» фактические значения коэффициентов трения, соответствующие заданным сочетаниям СОТС, способов и режимов металлообработки. Опенка физико-химических свойств СОТС осуществлялась по известным стандартным методикам. В специально разработанной камере соляного тумана и климатической камере исследованы защитные свойства СОТС против коррозии. Определение прочности резьбовых соединений выполнялось на разрывных машинах Р-5 и Р-20.

Анализ экспериментальных результатов выполнен с применением математической статистики.

Оптимизация триботехяических, технологических и защитных характеристик композиций КТСМ производилась путем постановки полного факторного эксперимента методом крутого восхождения.

В качестве объектов исследования выбраны характеристики фрикционного контакта пары трения «инструмент-заготовка» в типовых операциях производства крепежных деталей.

Достоверность полученных результатов работы обосновывается:

- применением при математическом моделировании хорошо апробированного численного метода анализа - метода конечных элементов;

- применением современного экспериментального оборудования;

- систематическим метрологическим контролем точности измерительных приборов;

- применением апробированных методов оценки физико-химических, защитных, тртботехнических и функциональных свойств технологических сред

- применением независимых методов оценки исследуемого параметра;

- сопоставлением экспериментальных исследований с данными теоретического анализа;

- сравнением полученных результатов с результатами аналогичных или близких постановок и решений отечественных и зарубежных авторов.

Достоверность новизны технических решений подтверждается авторскими свидетельствами и патентами РФ.

Практическая ценность результатов.

Предложенная методология определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с использованием ПВК А№5У8 5.7. и ЬЗ-ОТОА ЗБ позволяет оценить напряженно-деформированное состояние и коэффициенты трения в процессе воло-

чения подката и выдавливания резьбы в заготовках бесстружечными метчиками с учетом реальной формы инструмента, элементов режима обработай и влияния применяемых технологических смазочных материалов. В результате стало возможным осуществлять достаточно быстро и с необходимой точностью вариантные расчеты и, в конечном итоге, - обоснованный выбор СОТС.

Разработана, прошла промышленную апробацию и внедрена в массовое производство технология подготовки поверхности подката под волочение и калибрование, в которой за счет применения специальных СТСМ в сочетании с дробеметной обработкой удалось получить более низкий коэффициент трения, чем при традиционно используемом фосфатировании, что позволило исключить из производства применение соляной кислоты и девяти переходов фосфатирования заготовок.

Внедрена в производство специальная композиция СТ СОЖ, триботехниче-ские характеристики которой сохраняются при увеличении скорости резьбообразова-ния бесстружечным метчиком и повышается качество поверхности резьб на гайках.

Предложенные в работе полифункциональные КТСМ обеспечивают высокие триботехнические характеристики на наиболее нагруженных операциях обработки металлов давлением и резанием, что позволяет совмещать операции металлообработки и консервации деталей и исключить из технологического маршрута дополнительные операции обезжиривания, сушки, нанесения защитных составов при одновременном повышении качества обработанной поверхности и эффективности защиты изделий от атмосферной коррозии.

Реализация результатов работы.

Технологические линии бескислотной подготовки поверхности подката под волочение и калибрование внедрены на заводах: «Автонормаль» (г. Белебей) и «Красная Этна» (г. Нижний Новгород).

Новые СОТС ($3 наименования) освоены в серийном производстве на ЗАО «Опытный завод смазок и оборудования» (ЗАО «ОЗСО», г. Уфа) и выпускаются в объеме 2,5 тыс. тонн в год. Они внедрены и используются в промышленном производстве на всех автозаводах России, крупнейших металлургических комбинатах, трубных заводах и машиностроительных предприятиях России и СНГ. Всего потребителями этой продукции являются более 500 предприятий.

Комплексные методики исследований триботехнических характеристик технологических сред используются щи проведении научно-исследовательских работ в лабораториях Хозрасчетного творческого центра Уфимского авиационного института (ХТЦ УАИ) и Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ). Отдельные методики испытаний используются в лабораториях предприятий-потребителей на входном и эксплуатационном контроле технологических сред.

Полученные результаты используются в учебном процессе УГАТУ.

Автоп выносят на защиту;

- методологию определения триботехнических характеристик и выбора смазочной среды при проектировании технологических процессов, заключающуюся в физическом и математическом моделировании типовых операций металлообработки и определении коэффициентов трения, с учетом их зависимости от материалов и геометрических характеристик пары трения «инструменг-обрабатываемая деталь», условий контактного взаимодействия и химической природы смазочного материала.

- разработанные сочетания технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• СТСМ, обеспечивающие совместно с дробеструйной обработкой заготовки более низкий коэффициент трения при волочении горячекатанного подката из углеродистых и борсодержащих сталей, чем при использовании традиционной технологии, включающей фосфатирование и омыливание заготовок, что позволяет исключить из технологического маршрута изготовления крепежных деталей использование соляной кислота и девяти переходов экологически неблагоприятной операции фосфатирования;

• СТ СОЖ, триботехнические характеристики которых с повышением скорости резьбообработки при выдавливании внутренних резьб (в пределах реальных технических возможностей станков и их обслуживания) не ухудшаются;

• КТСМ, не уступающие по своим антикоррозионным характеристикам современным консервационным маслам и обеспечивающим коэффициент трения и износ инструмента при механообработке, соответствующие уровню высокоэффективных технологических смазочных материалов;

- установленные функциональные связи выходных технологических параметров от типа и условий применения СОТС:

• силы волочения подката от кинематической вязкости СТСМ и температуры в очаге деформации (показано, что наименьшие коэффициента трения в процессе бесфосфатного волочения с обжимом до 20% достигаются при вязкости СТСМ 30-40 сСт и скорости волочения 40-60 м/минХ

• технологические режимы выдавливания резьбы в гайках метчиками, обеспечивающие при применении СТ СОЖ повышение производительности обработки более чем в два раза и улучшение качества резьбообработки (снижение энергозатрат в 1,4 раза, шфоховатости поверхности с На 2,5...6 мкм до 11а 1,2...2,2 мкм; увеличение времени до появления признаков коррозии на обработанных поверхностях в 10-40 раз);

• установленные функциональные связи между силой трения, износом инструмента при металлообработке и антикоррозионными свойствами обработанной поверхности, - с одной стороны, и композиционными составами кон-сервационных и технологических смазочных материалов, - с другой;

- бескислотную технологию подготовки поверхности подката под волочение и калибрование; технологические режимы на операции резьбообразования бесстружечным метчиком; новую маршрутную технологию, в которой за счет использования предложенных КТСМ и совмещения операций металлообработки и консервации деталей стало возможным исключение операций промежуточного обезжиривания, сушки и нанесения защитных составов.

ДПР^япия работы. Основные результаты диссертации прошли апробацию в виде выступлений автора с научными докладами на научно-технических конференциях и совещаниях, а также - в виде экспонатов на различного рода выставках (с получением соответствующих дипломов): международной научной конференции «Технология механообработки: физика процессов и оптимальное управление», г. Уфа, 1994 г.; межрегиональной конференции «Современное состояние производства и применения смазочных материалов», г. Фергана, 1994 г.; международной научно-

технической конференции «Новые ресурсосберегающие технологии и материалы», г. Челябинск, 1996 г.; научно-техническом семинаре «Проблемы трибологии», г. Иваново, 1997 г.; 3,4, 5 и 6-ой международных выставках «Металлообработка» (п\ Москва, Минск, 1997-2000 гг.), 3-ей международной выставке «Машиностроение» (г. Москва, 1999 г.); 1-ой международной выставке «Уральские выставки» (г. Екатеринбург, 1998, 1999 гг., получены серебряная и золотая медали), научно-методическом семинаре кафедры «Технология машиностроения» УГАТУ в 2001 г. Результаты работы экспонировались во Всероссийском выставочном центре (ВВЦ, г. Москва, 1996 г.), получена золотая медаль. На 2-ой международной научно-практической конференции «Смазочные материалы в промышленности» (г. Пермь, 2001г.); международной научно-практической конференции «Антикоргальваносервис» (г. Москва, 2003 г.), научно-практической конференции-выставке с международным участием Трибо-тех-2003» (г. Москва, 2003 г.), 8-ой международной научно-технической конференции «Разработка, производство и применение смазочных материалов и присадок» (г. Бердянск, 2003 г.); выставке «Металлообработка» (гг. Москва, Минск, 2001, 2002 гг.); научно-технической конференции «Современные смазочные материалы и моющие средства в промышленности и на транспорте» (Москва, НИИТ-автопром, 2003 г.), научно-техническом Совете Управления лабораторно-испытательных работ (УЛИР) и Исследовательского центра (ИЦ) НТЦ ОАО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти, 22 апреля 2004 г.).

В полном объеме диссертация обсуждалась на выездном заседании Головного Совета «Машиностроение» (г. Уфа, УГАТУ, 22 сентября 2004 г.), на семинаре им. М.М. Хрущева в Институте Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (Москва, 4 октября 2004 г.), на заседании кафедры М12 Ml ТУ им. Э.Н. Баумана (9 ноября 2004 г.), на заседании кафедры «Износостойкость машин и оборудования и технология конструкционных материалов» (г. Москва, РТУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1 июня 2005 г.) и на расширенном заседании научно-технического совета ХТЦ УАИ (г. Уфа, 14 апреля 2005 г., УГАТУ).

Публика пии. По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 105 работ, получено 6 патентов на изобретение, осуществлено руководство подготовкой к защите двух кандидатских диссертаций. Основное содержание диссертации опубликовано в трех монографиях, 29 статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 388 страниц машинописного текста, включающие 107 рисунков, 66 таблиц и библиографический список из 280 наименований, приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, с формулированы цель, задачи и основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе выполнен анализ опубликованных работ по влиянию трибо-технических характеристик и выбора СОТС на выходные показатели типовых операций металлообработки, для изготовления крепежных деталей - это: подготовка подката под волочение (калибрование), резьбообразование и консервация обработанных деталей-

Рассмотрено влияние триботехнических характеристик СОТС и технологических методов на энергосиловые параметры, производительность и качество обработки.

Отмечено, что при изготовлении крепежных деталей наибольшее распространение получили технологические маршруты подготовки металла для холодной высадки, включающие операции очистки (травлениях фосфатирования и волочения (калибровки) прупса с омыливанием (в качестве смазки). Анализ исследований, выполненных Ерманком М.З., Левадавым А.Н., Перлиным И.Л., Юховецем ИА. и др., показал, что такая подготовка поверхности дня холодной высадки обеспечивает необходимую точность заготовки, физико-механические свойства обрабатываемого материала и требуемое состояние поверхностного слоя. Вместе с тем, такая технология подготовки поверхности для холодной высадки крепежных деталей весьма трудоемка и является экологически неблагоприятной.

На этом основании поставлена задача подобрать сочетание механической обработки поверхности, смазочной среда и режимов волочения, обеспечивающее минимизацию коэффициента трения до уровня, позволяющего исключить операции травления и фосфатирования из этой технологии.

Выполненный обзор показал, что за счет выбора способа предварительной механической обработки в сочетании с применением высокоэффективных СТСМ можно получить на заготовке приповерхностный слой, не уступающий по своим трибо-техническим характеристикам фосфатному слою.

Для осуществления оперативного прогнозирования энергосиловых параметров и НДС заготовки на операции волочения (калибрования) с использованием СТСМ необходимо совершенствовать методы оценки коэффициента трения с использованием современных пакетов прикладных программ.

В настоящее время наибольшее распространение получили два принципиально отличающихся метода образования резьбы: со снятием металла (нарезанием) н без снятия металла (пластическим деформированием). Анализ исследований, выполненных Биргером ИА., Жернаковым B.C., Иосилевичем Г.Б., Мавлютовым P.P., Петри-ковым В.Г. и др., показал, что резьбообразование пластическим выдавливанием (накатыванием) обеспечивает наиболее высокие свойства резьбовых соединений: существенно повышается их прочность и долговечность за счет снижения шероховатости на витках резьбы, улучшения микро- и макроструктуры, увеличения глубины и степени деформационного упрочнения (наклепа) и других факторов.

При обработке пластичных материалов выдавливание внутренних резьб бесстружечными метчиками конкурирует в определенном диапазоне размеров с методом нарезания резьб (и превосходит по эффективности другие методы): повышаются точность обработки, улучшается собираемость резьбовых соединений, снижается износ инструмента. Однако по производительности обработки этот метод резьбообразова-ния уступает нарезанию резьбы метчиками.

Показано, что из всех способов интенсификации резьбообразования наиболее приемлемым для выдавливания внутренних резьб бес стружечными метчиками является применение СОЖ, снижающих коэффициент трения при увеличении скорости обработки.

Однако, как показал анализ выполненных работ, эффективность применения существующих СОЖ с повышением скорости выдавливания резьбы, как правило,

снижается. На этом основании поставлена задача - выбрать такие композиции СТ СОЖ, триботехнические характеристики которых не снижались бы с увеличением скорости формирования резьбы бесстружечными метчиками, а качество витков резьбы улучшалось.

Представлен анализ путей повышения эффективности СОТС для обработки металлов резанием и давлением и эффективности антикоррозионной защиты консер-вационных масел.

Показано, что в составе СОТС и консервационных масел (КМ) используются одни и те же типы химических соединений. Так, например, жирные кислоты и их эфиры относятся к ингибиторам атмосферной коррозии адсорбционного действия, и они же используются как антифрикционные компоненты в составе СОТС. Спирш, являются ингибиторами хемосорбционного действия, которые также используются в качестве антифрикционных добавок к СОТС. Таким образом, используя одни и те же типы химических соединений можно добиться повышения и триботехнических свойств СОТС, и эффективности защиты от атмосферной коррозии готовых изделий.

Разработка методологии определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с учетом способов и режимов металлообработки позволит минимизировать потери на трение и износ металлообрабатывающего инструмента, обеспечить требуемую бездефектную деформированностъ металла заготовки и повысить за счет этого эффективность технологических процессов по энергозатратам, трудоемкости и качеству обработанных поверхностей.

На основании выполненного обзора научно-технической информации сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе описаны теоретическая и экспериментальная базы исследования.

Предложена и реализована концепция разработки методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с учетом сочетания способов и режимов металлообработки, согласно которой триботехнические характеристики, в том числе коэффициент трения ц, являются функцией многих переменных и могут изменяться в определенном диапазоне даже при использовании одной и той же смазочной среды:

где - скорость взаимного перемещения инструмента и заготовки;

Р,Т - соответственно, давление и температура на контактной поверхности;

в - геометрические параметры поверхности трения;

К -шероховатости контактирующих поверхностей;

М - материалы инструмента и заготовки;

X - физико-химические свойства смазочной среды.

Исследования показывают, что зависимости силы трения, интенсивности износа инструмента и образование задиров в паре трения «инструмент-деталь» от режимов обработки при использовании различных СОТС могут существенно отличаться как количественно, так и качественно.

h„-l(T, мм/м 5,00

4,00

1,00

60 70 80 90 100 ПО v, mjmwí

Рис. 1. Зависимость относительного линейного износа резца

из ВК8 от скорости точения стали 12Х18Н10Т( t=0,5 мм; S=0,1 мм'об): 1 - без СОЖ; 2-е применением индустриального масла; 3-е применением «Росойл-500» 15%-вой концентрации;

На рис. 1 показаны зависимости износа режущего инструмента от скорости точения при использовании различных СОТС. Каждой из рассматриваемых СОТС соответствует своя оптимальная скорость обработай, при которой относительный линейный износ режущего инструмента минимален. При одной и той же скорости обработки можно получить минимальный износ при использовании одной СОТС и многократно более высокий износ при использовании другой СОТС, даже если она более эффективна в свобм скоростном диапазоне Легко увидеть, что существует диапазон режимов обработки, в котором с увеличением скорости резания при одной СОТС относительный линейный износ инструмента уменьшается, а при использовании другой -увеличивается.

Поверхность инструмента, контактирующая с заготовкой, как правило, имеет довольно сложную геометрию, в результате чего контактные давления и температуры, даже при неизменном режиме обработки, изменяются на ней в довольно широком диапазоне. При этом могут одновременно реализовываться различные скорости взаимодействия инструмента и детали, и степени деформации отдельных объемов обрабатываемого материала. Как следствие, при металлообработке протекают процессы граничной и гидродинамической смазки, реализуются механизмы адсорбционного и хемосорбциоштого взаимодействия, эффект Ребиндера и трибохимические реакции. По этой причине современные технологические смазочные материалы должны представлять собой сложные многокомпонентные композиции, ингредиенты которых поочередно или одновременно взаимодействуют с участками контактных поверхностей при реализации меняющихся в процессе металлообработки режимов и механизмов трения. Кроме того, в процессе резания металлов происходит непрерывное образование ювениньных поверхностей, эмитирующих электроны и кванты света (эффект Крамера), способствующих образованию свободных атомов и химических радикалов из смазочной среды. Взаимодействие этих атомов и радикалов с ювениль-ной поверхностью приводит к образованию защитных пленок, экранирующих адгезионное взаимодействие между трущимися поверхностями. Этим принципиально отличается смазочное действие СОТС при металлообработке от смазывания окисленных контактных поверхностей в узлах трения деталей машин. Учесть эта нестационарные взаимодействия существующими инструментальными и расчетными методами на сегодняшний день не представляется возможным. Чаще всего при проектировании технологических процессов используются коэффициента трения, соответ-

ствующие известным смазочным материалам, выбранные из справочников, либо определённые на стандартных машинах трения, имитирующих узлы трения деталей машин, при фиксированных контактных условиях. Такой подход приводит к довольно грубым ошибкам.

С целью повышения достоверности учета граничных условий и выбора смазочных материалов при проектировании технологических процессов на лабораторных стендах были смоделированы наиболее типовые операции металлообработки: точение, сверление, резьбообразование, плоское шлифование, прямое выдавливание, редуцирование, волочение, прокатка, листовая штамповка, лигьё в кокиль. Испытательные машины позволяют при необходимости изменять скорости обработки до 100м/с, температуры инструмента и заготовки до 700°С, и определять триботехниче-ские характеристики, энергосиловые параметры, локальные температуры на контактных поверхностях, шероховатость поверхности и износ инструмента в зависимости от режимов обработки, геометрии и материалов инструмента и заготовки; наличия специальных покрытий и используемого смазочного материала.

Смазочно-охлаждаклцие свойства технологической среды при этом определяются лишь качественно: «лучше - хуже». Для количественного определения интегральных (усредненных по контактной поверхности) коэффициентов трения нами предлагается использовать результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния инструмента и заготовки с использованием современных программно-вычислительных комплексов (ГОК), учитывающих трение на контактных поверхностях. При этом создаются соответствующие экспериментальным условиям модели материалов инструмента и заготовки, их геометрических размеров, и взаимного перемещения. По результатам моделирования расчетным путем строятся зависимости «сила деформирования-коэффициент трения». Сопоставляя экспериментально полученные значения силы деформирования и расчетную кривую изменения силы деформирования в зависимости от коэффициента трения, определяются коэффициенты трения соответствующие данной СОТС, скорости обработки, материалам и состоянию поверхностей инструмента и заготовки. (Подробнее смотри в главе 3)

На предложенный способ определения коэффициентов трения при пластическом деформировании получен патент РФ.

Математическая модель процесса волочения с учетом фактора трения формировалась стандартными средствами ПВК АЫБУв 5.7. со следующими допущениями:

• рассматривалось осесимметричное деформирование инструмента и заготовки, составленных из твердотельных структурных элементов 801.ГО-72;

• контактное взаимодействие описывалось с использованием элемента ССЖТАС-172, допускающего относительное скольжение,

• процесс деформирования заготовки считался изотермическим, протекающим по диаграмме, соответствующей упруго-пластическому телу с кинематическим линейным упрочнением;

• процесс волочения считался холодным (температура металла ниже температуры рекристаллизации);

• сопротивление деформации считалось не зависимым от скорости деформации;

• трение на всей поверхности контакта подчиняется закону трения Кулона с постоянной величиной коэффициента трения.

Итерационный вычислительный алгоритм, реализованный с помощью метода конечных элементов, основывался на определяющем уравнении виртуальной работы, записанном при переходе деформирующейся системы тел из предыдущего равновесного состояния (и) в последующее (п+1), соответствующее элементарному шагу вычислительного процесса:

Использовано определяющее уравнение виртуальной работа:

/ЯК°(/ +ДО,)5(Ди,)]^(и) -

{v)

-+ДГ, )б(Ди()*£4(',) =0

* , О)

где - тензор напряжений, соответствующий предыдущему шагу деформирования; Лоу - приращение тензора напряжений, достигаемое на очередном шаге вычислительного процесса; ЫАеу) - вариация приращения тензора деформаций, выражаемая в вычислительном алгоритме через элементарные перемещения узлов конечно-элементной сетки; в, и AGt - соответственно, массовые силы и приращения массовых сил; Т, и ДГ, - внешние поверхностные силы и их приращения; Ли, - приращение узловых перемещений; У^ и А(я> - соответственно, объем и площадь поверхности на и-ом шаге нагружения. Последний член в уравнении (1) отражает, в том числе и вклад трения в параметры НДС.

При реализации вычислительного алгоритма осуществляется аппроксимация приращений перемещений через базисные функции библиотечного конечного элемента и переход к матричной конечно-элементной формулировке.

С помощью современных ГОК АШУБ 5.7 и ¿¡З-БтаА ЗБ выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния (НДС) в гайке при выдавливании в ней резьбы бесстружечным метчиком. При этом учитывались следующие технологические параметры, изменяющие условия контактирования: вид технологического специального смазочного материала, от которого зависят статический и динамический коэффициенты трения; коэффициент демпфирования, а также скорость обработки, от которой зависит скорость относительного скольжения.

В расчетной модели сделаны следующие основные допущения:

• материал заготовки является изначально сплошным, однородным и изотропным;

• процесс деформирования считается изотермическим, протекающим по диаграмме, соответствующей упруго-пластическому телу с кинематическим упрочнением;

• инструмент считается абсолютно твердыми жестким телом.

Разработана твердотельная трехмерная конечно-элементная модель (КЭМ)

раскатника с контактными элементами. Путь деформирования представлен в виде последовательных равновесных состояний:

(2)

где П(0) и П(1) - соответственно начальное и конечное состояние деформирования.

Использовано определяющее уравнение (1) виртуальной работы в состоянии

Итерационная процедура построена на последовательном переборе контактных узлов и проверке условий непроникновения.

Существенной особенностью данного контакта является учет фактора трения в виде коэффициента:

^Иа+О».-^)^1, (3)

где р,,^ - статический и динамический коэффициенты трения; V - линейная скорость относительного движения; С - коэффициент, учитывающий влияние скорости движения.

В существующих товарных консервационных маслах (КМ) эффективность защиты от атмосферной коррозии обеспечивается преимущественно за счет механизма «барьерной» защиты путем использования ингибиторов коррозии адсорбционного механизма действия. Они существенно повышают вязкость и адгезию КМ, что затрудняет их удаляемость при расконсервации, препятствует взаимодействию функциональных присадок с поверхностью металла, делает невозможной автоматизированную подачу в зону обработки при использовании в качестве СОТС. Таким образом, при разработке КТСМ необходимо обеспечить защиту от атмосферной коррозии за счет использования ингибиторов коррозии (ИК) и ПАВ преимущественно хемосорбционного механизма действия и абсорбционных присадок, не повышающих вязкость составов и не затрудняющих взаимодействие трибоактивных присадок с металлом заготовки. Разработанная и представленная выше теоретическая база и применяемые экспериментальные методики позволили предложить и разработать методологию комплексной оценки и выбора СОТС на технологических операциях подготовки подката под волочение, резьбообразования бесстружечными метчиками и совмещения металлообработки и консервации, включающие физическое и математическое моделирование, натурный эксперимент и опытно-промышленные испытания.

На рис. 2 приведен пример комплекса методов оценки и выбора СТ СОЖ для резьбообразования бесстружечным метчиком.

По результатам обобщения требований к КМ и СОТС, предложен комплекс методов дня определения триботехнических и технологических характеристик КТСМ, представленный на рис. 3, который включает 28 методов испытаний, позволяет оценить характеристики как разрабатываемых составов КТСМ, так и товарных смазочных и консервационных материалов и спрогнозировать наиболее рациональные области их применения.

Конечно-элементная модель формирования ни штрезьСы

£

Разработка композиций СТ СОЖ и технологии их приготовления

Геометрическая модель Модель обрабатываемого материала Модель нахружения (взаимодействия)

ш

V-1

И

Ц*

4 4 4 4 4 4 4 4

ПВКАКБУБ 5.7 ПВКЬБ-СгаАЗО

Нормальная сит на вершине инструмента, мсмент крутящий, НДС заготовки

Физическое J

Т

Натурные испытания

I

Промышленная апробация

Рекомендации по выбору СТ ССЖ итехнологическим режимам применения

I-

Рис. 2. Комплекс методов оценки и выбора СТ СОЖ для резьбообразования бесстружечным метчиком.

Исследования триботехнических характеристик процесса волочения были проведены на горячекатаном прокате из стали 20 (ГОСТ 10702-78) и стали 20Г2Р (ТУ 14-134238-88) диаметром 5,7,11,12,13 и 17 мм.

Волочение осуществляли на испытательных машинах ИР-5047-50 и У10 при различных скоростях деформирования, фиксируя индикаторную диаграмму Р -&1.

При исследовании в данной работе использовались следующие СОТС отечественного и зарубежного производства: «Росойл-ШОК» (ТУ 2320-001-06377289-94), «Росойл-101» (ТУ 2320-002-06377289-95), «МР-7» (ТУ 38.УССР 201343-83), «ПС-1» (ОАО «Автоноршль»), «ХС-163», «Куршс-55» (Швейцария), «Экструдойл 51-ДО» (США), «Белойл» (ТУ 38.401-67-98-94), «Росойл-503» (ТУ 0258-018-063772892000)., «Росойл-Укринол-4» (ТУ 0258-034-06377289-2000), а также консервационные масла «Росойл-700» (ТУ 0253-027-06377289-2000), «Реггосои! 8001» производства фирмы «Квакер Кемикал» (Голландия) и консервационно-штамповочное масло «Апйсогй; РЬ 3802-39» производства фирмы «Фукс» (Германия). Перечисленные смазочные материалы отличаются назначением, качественным и количественным содержанием противозадирных, противоизносных и антифрикционных присадок и ингибиторов коррозии.

Тетначсскос 1*дшшс

I

| Фвииго-уииинские сшнсии

IV

т т

— г*| Нарезка резьбы

| -Н Раскатка резьбы"

£ -Ц Листовая штамповка [5 — Продольное точение ■»] Шосяое цдшфование (-

I

ктсм

X

£ X

Е « И

ев

Т

В атмосфере соляного

-[ В растворе ояестролига ^

Вусжиш иомшешюй влажности н температуры

м В атмосфере сернистого эдпшряда

м Во^чсйстяис на цнегимс ' жплш

Рис. 3. Комплекс методов оценки КТСМ

На операции формообразования внутренней резьбы применялись заготовки (гайки без резьбы) двух типов (высокая и низкая), изготовленные на холодновыса-дочном автомате. Для высокой гайки 1/61050/11 использовали сталь 10 диаметром 17,9мм (0,536 кг/мм2, 8=8%, \р=55%). Для низкой гайки 1/61015/11 использовалась сталь 20кп диаметром 17мм ((ст^34.. .44 кг/мм2,5=7%, у=45%>

Для прямого выдавливания образцы представляли собой цилиндры из стали 08КП (от=230МПа, о4=330МПа, 6=33%, \|/=60%) с размерами: диаметр 5мм, длина 15 мм.

Технологические параметры обработки исследовали при формообразовании внутренней резьбы гаек четырехгранным бесстружечным мегчиком М12х1,25, изготовленным в ОАО «Автонормаль» (г. Белебей). Твердость рабочей части метчика 6366 НИС,. Выдавливание резьбы осуществляли на вертикально-сверлильном станке мод 2С132 при частоте вращения шпинделя от 180 до 1400 об/мин без осевой подачи инструмента - методом самозатягивания.

Испытания прочности резьбовых соединений выполняли на разрывной машине Р-20.

Исследования включали измерение микротвердости на микротвердометре ПМТ-ЗМ по стандартным методикам.

Оценку защитных свойств СТСМ проводили согласно ГОСТ 9.504 «Методы ускоренных испытаний защитных свойств».

Проведенные статистические исследования экспериментальных результатов показали, что при доверительной вероятности уровня достоверности 0,95 выборки объемом в пять измерений дают отклонения от генеральной выборки не более 1%. Поэтому каждый эксперимент повторяли не менее пяти раз и рассматривали среднее значение из этих результатов.

Для определения рациональных режимов бесфосфатного волочения прутков и для объективной оценки композиции КТСМ в работе проведены факторные эксперименты методом крутого восхождения.

Третья глава посвящена исследованиям триботехнических характеристик СТСМ для операции волочения и калибрования.

С помощью модели выполнены расчеты параметров НДС заготовки и инструмента при волочении, определены силы волочения с учетом трения на контактных поверхностях, построена зависимость силы волочения от коэффициентов трения.

Дня расчета использовали следующие исходные данные:

• волока из стали Р6М5 - упругое тело, обеспечивающее 20%-ую деформацию прутка при волочении;

• модули Юнга - Е1 = 250000 МПа (для стали Р6М5), иЕг = 230000 МПа (для стали 20Г2Р);

• коэффициент Пуассона для обеих сталей принят одинаковый V = 0,3;

• предел текучести стали 20Г2Р (для отожженного состояния) ст0>2 = 245 МПа;

• предел прочности стали 20Г2Р ав = 540 МПа;

• модуль упрочнения Еу = 50 МПа.

Получены изополосы напряжений а^ в направлении оси заготовки для различных контактных условий. На рис. 4 приведен характерный вид этих изополос в волоке совместно с частью заготовки.

мм т

яш ит ж чо

мг«м» ^^Н

Заготовка Нв Вшока

141 1*М 1М>

Рис. 4. Интенсивность напряжений о^ при/= 0,05.

10 20 3 0 40 Дрть волочежм X , ил

Рис. 5. Зависимость силы волочения от величины перемещения захвата: 1,2,3- расчетные значения при коэффициентах трения 0,5; 0,05 и 0, соответственно; 4 -5: экспериментальные кривые при поверхности заготовки в состоянии поставки я после дробеструйной обработки поверхности + СТСМ «Росойл-101М».

Из таблицы 1 видно, что с увеличением коэффициента трения при волочении существенно увеличиваются максимальные контактные давления и касательные напряжения. В результате этого повышаются напряжения <зу в заготовке, что приводит к увеличению силы волочения Р (рис.5).

Таблица 1.

Сравнение контактных давлений и касательных напряжений при различных значениях

коэффициента трения при волочении

Коэффициент трения,/™, Максимальное контактное давление р, МПа Максимальные касательные напряжения МПа

0 820 106

0,05 866 114

0,5 1050 140

Обоснование выбора композиции СТСМ для волочения выполняется в четыре

этапа:

-исследование влияния способов подготовки поверхности подката на характеристики фрикционного контакта в процессе волочения;

-оценка влияния смазочных сред, различной химической природы, на трибо-технические характеристики поверхностей, обработанных различными способами;

-выбор и оптимизация смазочной среды, обеспечивающей наилучшие трибо-технические параметры волочения в сочетании с дробеструйной обработкой;

-определение наиболее рациональных режимов волочения, обеспечивающих требования техпроцесса (производительность, стойкость инструмента, точность обработки).

Рис. 6. Влияние подготовки поверхности на силу волочения (смазка «Росойл-Шок»): 1. Состояние поставки; 2. Токарная обработка; 3. Дробеструйная обработка 4. Фосфагяро-вание + омыливание. Степень деформации е = 23%, скорость волочения V,, = 500 мм/мин.

Как видно из рис.6, наиболее эффективной подготовкой поверхности, с точки зрения снижения силы волочения, является дробеструйная обработка поверхности, которая снижает коэффициент трения и, соответственно, силу процесса по отношению к фосфатному покрытию на 5 - 10 %, к токарной обработке на 7 - 10%, к состоянию поставки на 15 - 25%.

На втором этапе работ были проведены исследования с целью выявления наиболее эффективного смазочного материала дня каждого варианта подготовки поверхности. Были приготовлены образцы экспериментальных специальных технологических смазочных материала (СТСМ), отличающиеся физико-химическими

свойствами. Результаты лабораторных исследований (см. рте. 7 и 8) показали, что для каждого варианта подготовки поверхности наиболее эффективной оказывалась своя СОТС. Например, использование смазки Э-3 наиболее эффективно на образцах, подвергнутых дробеметной обработке, но малоэффективно на точеных образцах и совершенно неэффективно на образцах в состоянии поставки. Наилучший результат в сочетании с дробеструйной обработкой поверхности показал СТСМ «Росойл-101М», представляющий собой доработанный, с учетом специфики процесса волочения, вариант серийно выпускаемой технологической смазки «Росойл-101».

Рис. 7. Влияние вида СТСМ на силу волочения для образцов в состоянии поставки (с окалиной): Э1, Э2, ЭЗ - экспериментальные смазки. Степень деформации е = 23%, скорость волочения У0 = 500 мм/мин.

■.н

Рис. 8. Влияние смазок на силу волочения для образцов после дробеструйной обработки: Э1, Э2, ЭЗ - экспериментальные смазки. Степень деформации е = 23%, скорость волочения У0 =■ 500 мм/мин.

Коэффициент трения, Т

Рис. 9 Определение коэффициентов трения с использованием физического и математического моделирования операции волочения стали 20Г2Р при степени обжатия 20%.

На рис. 9 приведена расчетная кривая зависимости силы волочения от коэффициента трения, полученная по результатам численного моделирования параметров НДС заготовки и волоки, и результаты определения коэффициентов трения при волочении. Здесь Р] - экспериментально полученная сипа волочения с использованием дробеструйной подготовки поверхности образца и смазки «Росойл-101М»; Р2 - экспериментально полученная сила волочения с использованием фосфатного покрытия и омыливания; Г2 - соответственно коэффициенты трения в случае использования дробеструйной подготовки поверхности образца и смазки «Росойл-101М» и фосфатного покрытия с омыливанием.

В случае использования дробеструйной подготовки поверхности образца и смазки «Росойл-101М» коэффициент трения равен 0,052, а в случае использования фосфатного покрытия с омыливанием - 0,069.

Низкий коэффициент трения в полученном сочетании механической обработки и выбранной СОТС объясняется тем, что при дробеструйной обработке удаляются не только окалина, жировые и масляные загрязнения, но и разрушаются оксидные пленки, металл наклёпывается, увеличивается площадь ого поверхности. В зону волочения подается смазочный материал, в состав которого входят противозадирные, противоизносные и антифрикционные присадки. Содержащиеся в смазочном материале химические соединения серы и хлора вступают в реакцию со свежеоголенной (ювенильной) металлической поверхностью и модифицируют ее в результате воздействия высоких давлений и температур, что приводит к снижению трения и замене адгезионного изнашивания более мягким коррозионно-механическим.

Исследовано влияние режимов дробеструйной обработки поверхности подката и смазочного материала на технологические характеристики волочения. Установлена более высокая антифрикционная эффективность дробеструйной обработки со скоростью протягивания подката 40 м/мин (ДО 40). При скорости волочения 60

м/мин (ДО 60) сочетание дробеструйной обработки с СТСМ «Росойл-101М» по силе волоченияне уступает фосфатированию поверхности подката с последующим омы-ливанием (рис. 10).

Это объясняется влиянием геометрии формирующегося после ДО рельефа поверхности подката. Более развитый после ДО 40 рельеф способствует удержанию на поверхности большего количества СТСМ. Глубина упрочненного поверхностного слоя после ДО 40 и ДО 60 практически одинакова.

Дня определения влияния основных технологических факторов (скорость волочения подката из стали 20Г2Р, кинематическая вязкость СТСМ «Росойл-101М» и температура в очаге деформации) на силу волочения выполнен полный факторный эксперимент при степени обжатия 20%. Получено следующее уравнение регрессии:

Р, кН

У = 22,75 + 0,15X1 - 0,55Х2 + 0,35Х, - 0,50Х,Х2 + ОЗОХ.Х, +

+ 0Д0Х2Хз + 0,ЮХ,Х2Хз, (4)

где У - сила волочения; Х1 - скорость волочения; Х2 - кинематическая вязкость; Х3 - температура в очаге деформации; ХхХ2, Х]Х3, Х2Х3, Х]Х2Х3 - тарные взаимодействия. При этом диапазоны варьирования рассматриваемых факторов следующие: Х1 - минимальное - 35 м/мин; максимальное - 80 м/мин; Х2 - минимальное -14,0 сСт, максимальное - 82,0 сСт, Х3 - минимальное - 60°С; максимальное - 180°С.

В результате решения уравнения регрессии, как системы дифференциальных уравнений в частных производных, получили ряд численных значений рассмотренных факторов. Из них были выбраны наиболее рациональные для процесса волочения стали 20Г2Р со степенью обжатия 20%. Для минимизации параметра отклика - силы волочения - должны быть обеспечены следующие значения рассмотренных факторов: скорость волочения - 40...60 м/мин; кинематическая вязкость в интертале 30...40 сСт, температура в очаге

Рис. 10. Влияние способа подготовки поверхности подката и СТСМ на силу волочения при е = 10%: 1 - фосфатирование + омыливание (скорость волочения 40 м/мин); 2 - ДО 40 + «Росойл-101М»; 3 - фосфатирование + омыливание (скорость волочения 60 м/мин>, 4 - ДО 60 + «Росойл-101М».

100. ,.200°С, что подтвердили лабораторные и производственные испытания.

В результате проведенных в камере соляного тумана КСТ-2 и климатической камере коррозионных испытаний по ГОСТ 9.054, установлено, что СТСМ «Росойл-101М» обеспечивает необходимую коррозионную защиту в период межоперационного хранения заготовок.

В четвертой главе изложены результаты исследования триботехнических характеристик и выбора СТ СОЖ для операции выдавливания внутренней резьбы.

Рис.11 - Распределение напряжений сс^при раскатке резьбы М12х1 Д5 в заготовке из стали Юкп, СТ СОЖ - «Росойл-503».

Получены изополосы напряжений Оуу в направлении оси заготовки для различных СТ СОЖ. На рис. 11 приведен характерный вид этих изополос в раскатнике совместно с частью гайки. Изменение нормальной составялякяцей вектора выдавливания резьбы (радиальной силы) на вершине раскат-ника в зависимости от времени дня рассмотренных СТ СОЖ приведено на рис. 12. В полном соответствии с этим изменяется и момент крутя-

щий Мкр, который необходимо приложить к метчику для осуществления выдавливания резьбы (рис. 13).

Выполненные эксперименты полностью подтвердили такую динамику формирования резьбового профиля бесстружечным метчиком Следовательно, разработанная расчетная модель позволяет определял» важный энергосиловой параметр технологического процесса резьбообразования - величину момента М^, который одновременно может служить количественным критерием для оценки трибологических свойств применяемых СТ СОЖ

мгл

О 6 12 18 2130 42 46 64 60 66 72 I, мкс Рис. 12 - Изменение по времени нормаль- Рис. 13 - Графики зависимости крутящего ной составляющей вектора силы на вер- момента на инструменте от времени при шине инструмента при факторе трения, применении различных СТ СОЖ:

соответствующем СТ СОЖ «Росойл-503» 1 - «Росойл-503»; 2 - «МР-7».

(1) и «МР-7» (2).

Из рис. 12 и 13 видны ожидаемые преимущества применения композиции «Росойл-503» на операции резьбообразования. Экспериментальная проверка подтвердила этот прогноз.

Из рис.14 видно, что кривая М^ =Ди) при использовании СТ СОЖ «Росойл-503» отличается от всех других. Помимо того, что она расположена ниже всех, увеличение частоты вращения метчика до 1400 об/мин приводит к уменьшению А/гр. Следовательно, с увеличением скорости обработки в рассмотренном диапазоне при применении СТ СОЖ «Росойл-503» интегральный коэффициент трения уменьшается.

Мкр, Нм

19 17

15

13 11

9

100 300 500 700 900 1100 и, об/мин.

Рис. 14 - Зависимость крутящего момента от частоты вращения бесстружечного мегчшса в процессе формообразования резьбы М12 х 1,25 в заготовках из стали 10 при использовании различных СТ СОЖ: 1 - «Росойл-503»; 2 - «Росойл-ШОК»; 3 - «Росойл-101»; 4 - «МР-1»; 5 - «ПС-1»; 6 -«Белойл»; 7 - «Vascomill USK-42»; 8 - «ХС-163»; 9 -«Куртис-55»; 10- «Росойл-26МО».

Натурные испытания показали, что применение на операщт выдавливания резьбы в гайках в качестве СТ СОЖ «Росойл-503» повышает износостойкость рас-катников в 1,5 раза, увеличивает производительность резьбообразования в 2,38 раза; улучшает качество витков резьбы - отсутствуют на поверхности вырывы и налипы, микротвердость по сечению распределяется более равномерно, вершина оформляется с меньшими изъянами; улучшает защиту обработанной поверхности от коррозии; снижает в 1,4 раза энергозатраты.

Статистический анализ результатов испытаний резьбовых соединений на статическую прочность и малоцикловую усталость не выявил сколько-нибудь существенного влияния исследованных СТ СОЖ на эти прочностные характеристики.

Пятая глава посвящена исследованию триботехнических и технологических свойств КТСМ и разработке технологического маршрута без операций консервации деталей.

С целью сокращения объема экспериментальных работ для оценки влияния отдельных компонентов на триботехнические и технологические свойства КТСМ был проведен полный факторный эксперимент.

Для обоснования сочетания композиции КТСМ и режимов резьбообразования (с учетом триботехнических и технологических характеристик прилет комплексный критерий (параметр отклика)) в виде суммы

Y^eC^+MU+0,95wH),02p, (5)

где р - отношение цены аналогичного продукта к цене разрабатываемого состава.

Исходя из требований к КТСМ, можно выделить свойства, которые наиболее полно характеризуют технологичность и эффективность материала. В частности, для операций резьбообразования это величина крутящего момента, защитная способ-

ность и способность удаляться с поверхности металла стандартными моющими растворами (смываемость). Численные значения показателей определены, исходя из опыта работы с машиностроительными и металлургическими комбинатами. Так, например, смываемость должна быть не ниже 98%. В качестве критерия оценки смы-ваемос-т принята относительная смываемость С^ С^^/С^, следовательно, значение этого показателя должно быть получено в интервале 1+1,02

Время до появления коррозии в камере соляного тумана, например, должно составлять не менее 20 часов. В качестве критерия оценки защитной способности принято отношение времени до появления коррозии фактического (т^.) к требуемому (т^.), в случае выполнения требований, г^, а их отношение, относительное время до появления коррозии (Тля.), равно единице.

Величина крутящею момента не нормируется, однако в данном случае за эталон принят крутящий момент с использованием СТ СОЖ «Росойл-503», который применяется на операциях резьбообразования в условиях ОАО «Автонормаль». Тогда при достижении требуемой эффективности КТСМ, отношение требуемой величины крутящего момента М^ к фактической Мф^, относительный крутящий момент Мот будет равен единице.

Кроме того, методом экспертных оценок назначены коэффициенты перед каждым слагаемым в уравнении (5). Так, коэффициент перед слагаемым, характеризующим технологическую эффективность, равен 1, эффективность защитных свойств - 0,95, смываемость-0,8.

Если эффективность технологических и защитных свойств удовлетворяет требованиям, когда и Ми,, равны 1, смываемость соответствует требованиям Ст равна 1, а цена продукта конкурента равна цене разработанного состава (р - соотношение цен продукта конкурента и разработанного состава равно 1), то с учетом коэффициентов перед каждым слагаемым в уравнении (5), параметр отклика принимает минимальное значение 2,77. Таким образом, определен интервал параметра отклика, в котором разрабатываемый материал может быть использован в качестве консерва-ционно-технологического д ля операций резьбообразования.

В качестве независимых переменных (факторов) были выбраны кинематическая вязкость и содержание функциональных присадок (в данном случае серу со держащих), определяющие технологические свойства; содержание ингибиторов коррозии хемосорбционного и адсорбционного механизмов действия, определяющее эффективность антикоррозионной защиты.

Кинематическая вязкость варьировалась в диапазоне от 20 до 45 сСт, что оговаривается «Требованиями к единой консервационно-технологической смазке» Из опыта получения КМ и ТСМ значения нижнего уровня остальных факторов установили равным для: содержания функциональных присадок - 0, содержания ингибитора коррозии хемосорбционного механизма действия - 7 и содержания ингибитора коррозии адсорбционного механизма действия - 2 , а верхнего планируемому максимальному содержанию компонента в создаваемом КТСМ, которое определено из соображений экономической целесообразности и стабильности физико-химических показателей качества готового продукта. Так, максимальное содержание ингибитора коррозии хемосорбционного механизма действия равно 11%; адсорбционного механизма действия -4%, максимальное содержание функциональных присадок -10%.

В результате проведения полного факторного эксперимента и после обработки результатов получены коэффициенты и уравнение регрессии (6), которое показывает, что наибольшее влияние на параметр отклика оказывает одновременное введение XI (ингибитора коррозии хемосорбционного механизма действия), Х2 (ингибитора коррозии адсорбционного механизма действия) и Х4 (функциональных присадок). Причем отмечено, что ХЗ (кинематическая вязкость) оказывает значительно меньшее влияние.

У = 1,95 + 0,088X1 - 0,064Х2 - 0,004Х3 + 0,059Х, - 0,011Х,Х2 - 0,001Х,Х3 -- 6,02x1 О^Х., + 0,0057Х2Х5 + 6,23x10"7Х2Х4 - 0,00022X3X4- (6)

Выявлено, что взаимовлияние всех факторов оказывает незначительное влияние на параметр отклика, кроме суммарного взаимодействия и Х1Х2, что подтверждается экспериментальными данными.

При этом результаты сопоставления экспериментальных значений параметра отклика и рассчитанных по уравнению регрессии отличаются незначительно.

Результаты лабораторных испытаний физико-химических и защитных свойств полученного состава, в сравнении с аналогичным продуктом фирмы «Фукс», консер-вационным маслом «Росойл-700», технологическими смазочными материалами серии «Росойл», представлены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты испытаний физико-химических и защитных свойств_

Наименование параметра продукции Апйсогк РЬ 3802-39 Росойл-710 Росойл-700 Росойл-ШОК Росойл-Укринол-4

Вязкость кинематическая при 50°С, сСт 35,813 20,429 19,5 26,63 33,050

Содержание серы, % 2,98 2,24 0 2,47 1,1

Число омыления, мг КОН/г 43,5 31 - 84, 21,1

Время до появления коррозия в камере соляного тумана, час 25 22 22 2 0,5

Время до появления коррозии в климатической камере, циклы 110 циклов, коррозия не появилась 100 1 1

Время до появления коррозии в растворе электролита, часы 48 48 48 _

Выявляю, что КТСМ «Росойл-700» и «Росойл-710» позволяют обеспечить эффективность антикоррозионной защиты на уровне консервационно-штамповочного масла «АпИсогй РЪ 3802-39», которое предложено фирмой «Фукс» для проведения опытно-промышленного опробования в условиях ОАО «АвтоВАЗ». Помимо эффективной защиты от атмосферной коррозии, предложенные КТСМ обладают высокими антифрикционными, противозадирными, противоизносными свойствами. Ниже приведены полученные экспериментально зависимости силы деформирования, износа инструмента, деформируемости и качества обработанной поверхности от технологических режимов и применяемых смазочных материалов.

180 220 260 300 340 380 420

Об/мин

Рис. 15. Влияние ТСМ на крутящий момент в процессе формообразования внутренней резьбы бесстружечным метчиком в гайках 1/61050 М12х1Д5.

силы трения и крутящего момента на 10,7%.

Выявлены зависимости относительного обработки при продольном точении материала ментом из ВК-8, которые представлены на рис

Приведенные на рис. 15 экспериментальные данные, полученные при раскатке резьбы с использованием разработанного КТСМ «Росойл-710» в сравнении с используемыми в настоящее время на этой операции высокоэффективными ТСМ «Росойл-503» и «Росойл-ШОК», свидетельствует о достаточно высоких триботехниче-ских свойствах КТСМ «Росойл-710».

Выявлено, что с увеличением частоты вращепия инструмента от 180 до 420 об/мин КТСМ «Росойл-710» обеспечивает снижение

линейного износа резца от скорости 12Х18Н10Т твердосплавным инстру-16.

Рис. 16. Зависимость изменения относительного линейного износа инструмента от скорости резания:

Из этого рисунка видно, что применение КТСМ «Росойл-710» и «Росойл-700» позволяет снизить относительный линейный износ инструмента, по отношению к индустриальному маслу И-20, на 20-57 %; по отношению к смазке технологической «Росойл-ШОК», на 7-12% в исследуемом диапазоне скоростей (от 60 до 120 м/мин).

Выявлено, что при использовании разработанных КТСМ оптимальная скорость, соответствующая минимальному линейному износу резцов, составляет 90 м/мин. При работе на оптимальных скоростях резания износ резца при использовании КТСМ «Росойл-700» и «Росойл-710» не превышает износ с использованием современных СОТС.

- -Росо**-101 " -ToooteJTOK"

-Tutwtoi^lO" -"И-20"

- "Pouu»a-T00" -Ем СОТС

Влияние смазочных материалов на главную составляющую силы шлифования и шероховатость обработанных деталей при плоском шлифовании стальных заготовок (сталь 08) представлены на рис. 17 и рис. 18.

Установлено, что использование КТСМ «Росойл-700» позволяет снизить главную составляющую силы шлифования в 1,2 раза, по сравнению с ТОМ «Росойл-

5

Рис. 17. Влияние СОТС на главную Рас. 18. Влияние СОТС на шерохова-

составляющую силы шлифования тость обработанных деталей

Рособл-700 — РосоШШИО -*-Ро<даВ.>ХОП -»-№20 — РосЫЫПОК -•- Бет СОТС

1-МИО», предназначенной дня использования на операциях абразивной обработки, а показатель Иа шероховатости обработанной поверхности с 0,8 мкм до 0,5 мкм на четвертом проходе, и с 0,73 мкм до 0,43 мкм на пятом проходе.

В результате экспериментальных исследований по определению влияния смазочных материалов на глубину вытяжки листового материала, определяющуюся силой трения в прижиме, представленных на рис. 19 установлено, что эффективность КТСМ «Росойл-710» на операциях листовой штамповки не ниже, чем у ТСМ, используемых в настоящее время при штамповке деталей кузова автомобилей ВАЗ и КАМАЗ, и существенно, на 20%, превосходит эффективность немецкого консерваци-онно-шгамповочного масла «Апйсогй РЬ 3802-39».

1 2 3 4 5«?

Рис. 19. Влияние смазочного материала на глубину вытяжки: 1 - «Росойл-710»; 2 - «Росойл-Укринол-4»; 3 - «Росойл-101»; 4 - «Росойл-ШОК»; 5 - «Росойл-700»; 6 - И-20; 7 - «Апйсогй РЬ 3802-39»

В шестой главе приведены результат опытно-промышленной апробации и внедрения специальных СОТС марки «Росойл» в технологию массового производства деталей машин. Работы по апробации СТСМ выполнялись в условиях производства ОАО «Автонормаль» (г. Белебей). Исследования показали, что применение смазочной композиции «Росойл-101М» в сочетании с дробеструйной обработкой, обеспечивает возможность волочения (калибрования) прутков без предварительного нанесения тадсмазочного фосфатного покрытая и омыливания.

Приведены результаты опытно-промышленной апробации специальных СТ СОЖ. Работы выполнялись в условиях ОАО «Автонормаль» (г. Белебей), «АвтоВАЗ» (г. Тольятти), а также на ряде других промышленных предприятий. При этом рассматривались вопросы универсальность СТ СОЖ, т.е возможность их использования на различных технологических операциях, при изготовлении различных изделий; износостойкость инструмента и качество обрабатываемой поверхности; промсанига-рия и биостабильность СТ СОЖ Полученные результаты оформлены в виде соответствующих документов и заключений.

Испытания показали, что композиция «Росойл-503» является наиболее универсальной и может эффективно применяться на различных технологических операциях (формовке, пробивке, холодном выдавливании, протягивании) при изготовлении довольно широкой номенклатуры изделий (различных гаек, штуцеров, поршневых пальцев, шатунов), как в виде концентрата, так и в виде водо-масляных эмульсий. При этом существенно улучшается состояние воздушной среды в зоне обработки, повышается износостойкость инструмента и улучшаются показатели шероховатости обрабатываемой поверхности.

Установлено, что СТ СОЖ «Росойл-503» при применении ее в виде водных эмульсий обладает достаточно высокой биостабильностью, благодаря чему снижается ее расход в 1,3 роза по отношению к ранее используемым.

Опьггао-промышленная апробация новых КТСМ выполнялась в производственных условиях ОАО «Автонормаль» (г. Белебей), ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), ОАО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти) и ОАО «НЛМК» (г. Липецк), а также на ряде других промышленных предприятий. При этом рассматривались вопросы: универсальность КТСМ, т.е. возможность их использования на различных технологических операциях, при изготовлении разных деталей; износостойкость инструмента и качество обрабатываемой поверхности; промсанитария; удаляемость с поверхности металла. Полученные результаты оформлены в виде соответствующих документов и актов испытаний.

При проведении промышленных испытаний на ОАО «Автонормаль» установлено, что при нарезке резьбы в гайках 1/61050/11 М12х1 Д5-6Н КТСМ «Росойл-710» обеспечивает стабильное получение качественной резьбы при сохранении прежней стойкости инструмента и режимов обработки. КТСМ «Росойл-710» обеспечивает более эффективную защиту от атмосферной коррозии, чем применяемое консерваци-онное масло «Котек». Использование «Росойл-710» позволило исключить операцию обезжиривания и объединить операции раскатки резьбы в гайках и их консервацию, а, следовательно, сократить технологическое время и повысить производительность труда.

В заключении ОАО «АвтоВАЗ» отмечается, что КТСМ «Росойл-710» обладает антифрикционными свойствами на уровне технологической смазки «Росойл-101»,

которая используется в качестве основной смазки для листовой штамповки в условиях массового производства кузовных деталей автомобилей ВАЗ.

Испытания физико-химических свойств, защитной способности и способности удаляться с обработанной поверхности КТСМ «Росойл-700» и «Росойл-710», проведенные в условиях ОАО «НЛМК» и ОАО «КАМАЗ», показали, что они соответствуют требованиям предприятий.

Испытания, проведенные в условиях ОАО «КАМАЗ» показали, что при изготовлении детали «картер масляный» на линии автоматической листовой штамповки фирмы «АЮА» методом глубокой вытяжки за 8 переходов с последующей калибровкой и обрезкой фланца, КТСМ «Росойл-710» по эффективности не уступает используемой технологической смазке «Росойл-ШОК», внедренной в 1999 году взамен «Эмбол-Д». Технологическая смазка «Росойл-Укринол-4» на этой детали неэффективна. Так, при штамповке детали «картер масляный» автомобиля КАМАЗ с использованием ТСМ «Росойл-Укринол-4» образуются задиры и разрывы металла, а при использовании КТСМ «Росойл-710» эти дефекты отсутствуют.

Таким образом, опытно-промышленные испытания подгвдвдили результаты, полученные в лабораторных условиях по разработанной методологии определения триботехнических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов с учетом сочетания способов и режимов металлообработки.

В приложении приведены некоторые акты производственных испытаний и внедрения новых технолгаческих смазочных материалов и технологических решений на промышленных предприятиях.

Основные выводы и результаты

1. Предложена концепция, согласно которой при разработке методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС необходимо учитывать способы и режимы металлообработки, существенно влияющие на получаемые результаты и обоснованность принятия решений при проектировании технологических процессов.

2. Создано научно-методическое обеспечение определения триботехнических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов с учетом сочетания способов и режимов металлообработки, включающее:

• комплекс методик и оборудования для физического моделирования, натурных и опытно-промышленных испытаний;

• математическое моделирование, которое позволяет (при совместном анализе с результатами физического моделирования) определил, фактические значения коэффициента трения;

• технико-экономические критерии обоснования выбора специальных композиций СОТС.

3. Предложен и защищен патентом РФ экспериментально-аналитический метод определения коэффициентов трения при пластическом деформировании металлов с учетом контактных условий.

4. Определены триботехнические характеристики специальных композиций СОТС (с учетом способов и режимов металлообработки):

• СТСМ, которые в сочетании с дробеструйной обработкой подката создают при волочении (калибровании) приповерхностный слой, который по своим триботехническим свойствам способен заменить фосфатирование;

• СТ СОЖ, обеспечивающих снижение коэффициента трения между инструментом и заготовкой при увеличении скорости резьбообреботаи пластическим деформированием, в пределах технических возможностей оборудования;

• КТСМ, обладающих наряду с антикоррозионными свойствами высокими триботехническими характеристиками (противозадирными, антифрикционными и противоизносными) на наиболее тяжелонагруженных операциях обработки металлов резанием и давлением.

5. Предложена, защищена патентом и реализована в массовом производстве экологически чистая бескислотная технология подготовки поверхности го-рячекатанного подката под волочение и калибрование, заключающаяся в совмещении технологических процессов удаления окалины, формирования рельефа поверхности и химически модифицированного подслоя при дробеструйной обработке в сочетании с СТСМ «Росойл-101М», позволяющая осуществлять бес фосфатное волочение (калибрование).

6. Установлены технологические режимы формирования внутренней резьбы бесстружечным метчиком, обеспечивающие повышение скорости обработки до 50 м/мин и позволившие при применении разработанной СТ СОЖ «Ро-сойл-503» повысить производительность труда более чем в два раза, снизить энергозатраты в 1,4 раза и улучшить защитные свойства против коррозии при сохранении прочности деталей резьбовых соединений. Применение на операции резьбообработки гайки в качестве СТ СОЖ "Росойл-503" повышает износостойкость раскатииков в 1,5 раза и улучшает качество витков резьбы: микротеердость по сечению распределяется более равномерно, вершина оформляется с меньшими изъянами, снижается шероховатость обработанной поверхности.

7. Обоснована возможность совмещения операции механообработки и консервации деталей, для чего:

• получено уравнение регрессии, описывающее зависимость триботехниче-ских и технологических свойств КТСМ (крутящего момента при резьбо-обработке, эффективности антикоррозионной защиты и способности удаляться с поверхности металла стандартными моющими растворами), от содержания отдельных присадок адсорбционного, хемосорбпионного и трибоактивного механизмов действия. Установлено, что наибольшее влияние на эксплуатационные свойства КТСМ оказывают одновременное введение ингибиторов коррозии хемосорбционвого и адсорбционного механизмов действия и функциональных присадок;

• получены зависимости силы деформирования, износа инструмента, шероховатости обработанной поверхности, деформируемости листового металла при использовании новых СОТС «Росойл-700» и «Росойл-710» на основных формообразующих операциях от режимов обработки, в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными аналогами;

• выявлено, что эффективность антикоррозионной защиты КТСМ «Росойл-710» и «Росойл-700», как в атмосфере соляного тумана, так и в условиях повышенной относительной влажности и температуры воздуха, в 40-50 раз больше, чем на деталях, обработанных с использованием индустриального масла и традиционных СОТС;

• антикоррозионная защита металлоизделий после обработки КТСМ «Ро-сойл-700» и «Росойл-710», по сравнению с применяемыми консерваци-онными маслами, например «Кормин», «К-17», «Котек» и т.д., эффективнее. Так, время до появления коррозии на образцах, обработанных «Ро~ сойл-700», составляет 24 часа в камере соляного тумана и 1200 часов - в условиях повышенной относительной влажности и температуры, в то время как на образцах, обработанных маслом «Котек», 3 часа и 1080 часов < соответственно.

Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Постов В.В., Шалом В.Ю, Шустер Л.Щ Методы и результаты оценки контактного взаимодействия применительно к процессам металлообработки. М: Машиностроение, 2004. -103 с.

2. Биккулов А.З., Нигматушшн РГ., Камалов А.К, Шолом В JO. Органические нефтяные отложения и их утилизация. Уфа: Редакционно^здательский комплекс УГАТУ. 1997.180 с.

3. Шолом BJD. Технологические смазочные и охлаждающие среды марки «Росойл»: опыт разработки и применения // Справочник. Инженерный журнал, №7,2005. Приложение. -32 с.

4. Шолом В.Ю. Пути повышения качества поверхности и стойкости инструмента при обработке сложнопрофилъных деталей за счет научно обоснованного выбора СОТС //Вестник УГАТУ. 2004. Т. 5. № 3. с. 84-96.

5. Шолом BiO. Применение водорастворимых СОТС серии «Росойл» в процессах лезвийной и абразивной обработки сталей // Оптимизация и управление процессом резания, мехатронные станочные системы: Сборник трудов международной научно-технической конференции. - Уфа: РИО БашГУ, 2004.-с. 299-304.

6. Шолом В.Ю. Повышение эффективности технологических операций за счет оптимизации режимов обработки и применяемых СОТС // КШП ОМД 2003. №8. с. 23-28.

7. Шолом BJO. Методология учета граничных условий и выбора смазочной среды при проектировании технологических процессов // Технология машиностроения. 2005. №7. с 64-67.

8. Шолом В.Ю. Перспективные технологические материалы серии «Росойл»// Техника машиностроения. 1997. № 13. с. 14-17.

9. Шолом BJO., Пузырьков Д.Ф. Экспериментально-аналитический метод определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой//КШП ОМД. 2003. №9. С. 12-15.

10. Аб|>амов А.Н., Шолом В.Ю., Семенов В .И., Шустер Л.Ш. Оценка триболо-шческих параметров контакта технологических смазочных материалов для металлообработки/Лехнологих машиностроения. 2003. № 6. С. 45-50.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

Абрамов А.Н., Семенов В.И., Шолом В.Ю. Бескислотная подготовка поверхности подката дня волочения углеродистых и борсодержапщх сталей/Технология машиностроения. 2003. № 6. С. 5-7. Никифоров И.Н., Шолом В.Ю., Трофимов A.C. Оптимизация областей применения СОТС различной химической природы//Технология машиностроения. 2003. № 6. С. 12-16.

Шолом В.Ю., Казаков А.М., Тюленев Д.Г., Пузырьков Д.Ф. Методы оценки эффективности технологических смазочных материалов для процессов ме-таллообработхиШриводная техника. 2004. № 1. С. 5-12. Пузырьков Д.Ф., Шолом В.Ю., Тюленев Д.Г., Абрамов А.Н Эффективность применения различных наполнителей в смазочных материалах для холодной ппамповки//КШП. 1999. № 5. С. 22-25.

Шолом В.Ю., Казаков A.M.; Лавриненко ЮА., Жернаков B.C. Влияние сма-зочно-охлаждающих технологических сред на основные характеристики процесса формирования внутренней резьбы бесстружечным метчи-ком//ЮШ11999. № 5. С. 15-19.

Никифоров И.Н., Шолом В.Ю. Исследование влияния смазочно-охлаждающих жидкостей и их концентраций на износ режущего инструмен-та//КШП. 1999. № 5. С. 25-27.

Семенов В.И., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н, Тюленев Д.Г. Выбор смазочных материалов для процесса мокрого волочения проволоки//КШП ОМД. 2003. №9. С. 31-32.

Савельева HB., Демидова О.В., Шолом В.Ю., Казаков А.М. Оптимизация промышленной технологии консервации стальных труб//КШП ОМД. 2003. №9. С. 41-44.

Шолом В.Ю., Никифоров И.Н., Казаков А.М. Исследования влияния различных по химической природе СОТС и их концентраций на процессы лезвийной и абразивной обработки металлов//Приводная техника. 2004. № 1, с. 13-21.

Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Семенов В.И., Казаков А.М. «Росойл» - сма-эочно-охлаждающие технологические среды для металлообработ-ки//Приводная техника. 2004. № 1. С. 31-35.

Саранцева С.А., Шолом В.Ю. Разработка нового ингибированного водно-воскового состава «Росойл-ИВВС»//Технология машиностроения 2005. № 1. С. 57-59.

Шолом В.Ю., Савельева HB. Защита металлоизделий от корро-

эии/ГГехнология машиностроения. 2003. № 6. С. 50-52.

Шолом В.Ю. Савельева Н.В. Полифункциональные технологические среды

для металлообработки. // Химия и технология топлив и масел. 2005. №4, с.

32-34.

Шолом В JO., Казаков А.М., Савельева HB. Ускоренные испытания эффективности антикоррозийной защиты в камере соляного тумана КСТ-2//КШП ОМД. 2003. № 9. С. 36-38.

Шолом В.Ю., Савельева Н.В., Майстренко A.B. Разработка консервационно-технологического смазочного материала//Приводная техника. 2004. № 1. С. 2-4.

26. Шолом В.Ю.; Лавриненко ЮА; Хотько С.З. Новые технологические смазочные материалы для холодной объемной штамповки//КШП. 1996. № 10. С. 12-13.

27. Шолом В.Ю.; Закиров ДМ; Лавриненко ЮЛ.; Абрамов А.Н.; Крылов H.A.; Гильманов Ф.С. Оценка возможности волочения стали без предварительного нанесения фосфатного покрытия/ШИ!1.1996. № 10. С. 18-20.

28. Титуренко СТ., Черёмухина ЛЛ., Турова Г.В., Федорова З.В., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Гилёв А.Г. Опыт внедрения новых смазочных материалов серии «Росойл» на Волжском автозаводе// Машиностроитель. 1996. № 11. С. 25-32.

29. Шолом В.Ю., Пузырьков Д.Ф., Абрамов А.Н. Методика сравнительной оценки эффективности технологических смазочных материалов дня листовой штамповки/ЛСШП. 1999. № 5. С. 12-15.

30. Рааб Г.И., Шолом BJO., Абрамов А.Н., Валиев Р.З Оценка эффективности подсмазочных покрытий и смазок при холодном выдавливании нанострук-турного титана ВТ 1-0//КШП 1999. № 5. С. 20-22.

31. Будилов ИЛ., Шолом В.Ю.; Жернаков B.C. Численное моделирование процесса вытяжки тонколистового материала//КШП. 1999. № 5. С. 40-43.

32. Шолом В.Ю.; Титуренко С.Г.; Нигматуллин Р.Г. Технологические смазочные материалы и смазочно-охлаждающие жидкости серии «Росойл»//КШП. 1999. №5. С. 7-12.

33. Патент РФ № 2093547 от 20.10.97 Смазка для холодной обработки металлов «Росойл-ШОК»/Шолом В.Ю., Гилев А Г., Хотько С.З., Абрамов АЛ., Шес-таков АЛ.

34. Патент РФ № 2123516 от 20.12.98. Эмульсол для металлообработки/ Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Голубков А.И., Сайфуллин HP., Калимуллин ММ, Нигматуллин Р.Г.

35. Патент РФ № 2103086 от 27.01.98. Способ подготовки поверхности подката для холодной высадки/Закиров ДМ., Лавриненко ЮА., Шолом В.Ю., Абрамов АЛ., Гильманов Ф.С., Гордиенко НЖ, Лебедев Л.П., Крылов НА.

36. Патент РФ № 2176079 от 20.11.01. Камера соляного тумана/Шолом BJO., Казаков AM, Сторожев ВА.

37. Патент РФ № 2232794 от 20.11.04. Консервациоотое масло «Росойл-700»/Абрамов А.Н, Казаков AM, Шолом В Ж)., Савельева НЛ.

38. Патент РФ от № 2251680 от 10.05.05. Способ определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой при пластическом деформировании металлов / Шолом В.Ю., Пузырьков Д.Ф., Тюленев Д.Г.

Автор выражает искреннюю благодарность д.т.н. профессорам Шустеру Л.Ш. и Жернакову B.C. за неоценимую помощь, оказанную в ходе написания и подготовки к защите данной диссертационной работы.

На правах рукописи

ШОЛОМ Владимир Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ВЫБОРА СОТС ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

Специальности: 05.02.04 - Трение и износ в машинах

05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 13.10.05. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная №1. Печать плоская. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № Бесплатно.

»19442

РНБ Русский фонд

2006-4 20018

Введение.

Глава 1. Анализ путей повышения эффективности технологических 'ф операций металлообработки за счет оптимизации условий фрикционного взаимодействия между инструментом и заготовкой.

1.1. Влияние метода подготовки поверхности подката и вида смазки на коэффициент трения при волочении и калибровании.

1.2. Влияние методов и режимов резьбообработки и триботехнических характеристик смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) на качество поверхности резьбы и износ формообразующего инструмента. 1.3. Современное состояние проблемы определения триботехнических характеристик и выбора СОТС для металлообработки и консервации металлоизделий.

1.4. Выводы к главе 1.

Глава 2. Теоретическая и экспериментальная базы исследования.

2.1. Концепция разработки методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС.

2.2 Физическое моделирование фрикционного взаимодействия инструмента и заготовки в типовых технологических операциях металлообработки. 2.2.1. Прямое выдавливание и редуцирование.

2.2.2. Волочение.

2.2.3. Листовая штамповка.

2.2.4. Формообразование внутренней резьбы.

2.2.5. Осадка.

2.2.6. Холодная прокатка.

2.2.7. Лезвийная обработка.

2.2.8. Абразивная обработка.

2.2.9. Литье в кокиль.

2.2.10. Исследования влияния попадания СОТС в систему смазки станка на триботехнические характеристики смазочных масел.

2.3. Математическое моделирование процесса волочения с учетом трения на контактных поверхностях.

2.3.1. Теоретические основы расчетной модели.

2.3.1.1. Описание перемещений и деформаций в объеме тела.

2.3.1.2. Описание напряженного состояния в объеме тела.

2.3.1.3. Конечно-элементная модель напряженно-деформированного состояния.

2.3.1.4. Контактные граничные условия.

2.3.2. Основные допущения и исходные данные при моделировании.

2.4. Численное моделирование формообразования при выдавливании внутренней резьбы с учетом условий трения.

2.5. Сравнительный анализ формирования приповерхностных слоев обрабатываемых деталей при применении СОТС и консервационных масел.

2.6. Материалы и оборудование.

2.6.1. Особенности материалов, используемых в производстве крепежных деталей.

2.6.2. Методика и оборудование для исследования коррозионных свойств обработанных поверхностей.

2.6.3. Методика оценки некоторых эксплуатационных свойств СОТС.

2.6.4. Исследуемые технологические смазочные материалы.

2.6.5. Статистическая обработка экспериментальных результатов.

2.6.6. Методология комплексной оценки триботехнических характеристик и выбора СОТС с учетом способов и режимов металлообработки.

2.7. Выводы к главе 2.

Глава 3. Исследования триботехнических характеристик в паре трения «инструмент-заготовка» при волочении стали и обоснование выбора смазочной среды, методов предварительной обработки поверхности заготовки и режимов бесфосфатного волочения.

3.1. Исследование контактных напряжений и силы волочения в зависимости от значения коэффициента трения.

3.2. Экспериментально-аналитический метод определения коэффициентов трения между инструментом и заготовкой при пластическом деформировании металлов.

3.3 Исследования триботехнических свойств специальных технологических смазочных материалов (СТСМ) для бесфосфатного волочения.

3.4. Исследование влияния различных технологических факторов на коэффициент трения и силу волочения.

3.4.1. Зависимость кэффициента трения и силы волочения от кинематической вязкости СТСМ и степени относительной деформации.

3.4.2. Влияние дробеструйной обработки поверхности подката и смазочного материала на параметры фрикционного контакта и морфологию поверхности при волочении стали.

3.4.3. Влияние режимов дробеструйной обработки (ДОС) и температуры на силу волочения.

3.4.4. Математическая модель силы волочения стали 20Г2Р в зависимости от свойств СОТС и технологических факторов.

3.5. Обеспечение защиты поверхности от коррозии после бесфосфатного волочения.

3.6. Выводы к главе 3.

Глава 4. Исследования триботехнических характеристик и выбор СОТС для операции выдавливания внутренней резьбы на форсированных режимах обработки.

4.1. Исследование с помощью численного моделирования выдавливания внутренней резьбы при различных СОТС.

4.2. Обоснование выбора композиций специальных технологических СОЖ(СТ СОЖ).

Влияние СТ СОЖ на повышение скорости формирования внутренней резьбы бесстружечным метчиком.

4.2.2. Износостойкость раскатников и качество витков резьбы.

4.2.3. Исследование влияния смазочно-охлаждающих жидкостей при раскатывании и накатывании резьбы на прочностные характеристики резьбы и долговечность резьбовых соединения.

4.2.3.1. Влияние различных СТ СОЖ на прочность болта и гайки при статической нагрузке.

4.2.3.2. Исследования резьбовых соединений шпилькой на малоцикловую усталость.

4.3. Влияние СТ СОЖ на коррозию обработанных поверхностей.

4.4. Выводы из главы 4.

Глава 5.Разработка консервационно-технологических смазочных материалов, обладающих, наряду с антикоррозионными, высокими триботехническими свойствами на операциях металлообработки.

5.1. Обоснование выбора композиции консервационно-технологических смазочных материалов (КТСМ).

5.1.1. Выбор компонентов для КТСМ.

5.1.2. Планирование экспериментов и обоснование состава КТСМ.

5.2. Исследование зависимостей выходных параметров технологических процессов от режимов обработки при использовании КТСМ в сравнении с товарными технологическими смазочными материалами (ТСМ).

5.2.1. Исследование антифрикционных и штамповочных свойств разработанных КТСМ.

5.2.2. Исследования противоизносных свойств разработанных КТСМ на операциях лезвийной обработки при изменении скорости резания.

5.2.3. Исследования антифрикционных и технологических свойств специальных КТСМ на операциях резьбообразования при форсировании режимов обработки.

5.3. Экспериментальные исследования влияния ТСМ, консервационных масел (КМ) и КТСМ на коррозию обработанных поверхностей.

5.4. Выводы к главе 5.

Глава 6. Опытно-промышленная апробация и внедрение новых СОТС в технологию массового производства деталей машин.

6.1. Вопросы токсикологии, сертификации.

6.2. Промышленные испытания при изготовлении крепежных деталей.

6.2.2. Промышленные испытания опытного технологического процесса изготовления гаек.

6.2.3. Промышленная апробация новой технологии подготовки поверхности подката для холодной высадки крепежных деталей.

6.2.4. Применение СТ СОЖ при изготовлении гаек.

6.2.5. Апробация КТСМ при изготовлении гаек.

6.3. Промышленные испытания специальных СОТС марки «Росойл» при изготовлении деталей машин и механизмов.

6.3.1. Применение СТ СОЖ при изготовлении поршневого пальца.

6.3.2. Применение СТ СОЖ Росойл-503 в качестве водной эмульсии на операции протягивания шатуна.

6.3.3. Адаптация разработанного КТСМ к условиям производства труб в качестве консервационного масла.

6.3.4. Промышленное использование КТСМ при консервации металлопроката и металлоизделий.

6.3.5. Применение КТСМ на операциях листовой штамповки в качестве технологического смазочного материала.

6.4. Выводы к главе 6.

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования.

Повышение точности расчетов при проектировании современных технологических процессов требует обоснованного учета триботехнических характеристик контакта «инструмент-обрабатываемая деталь», в значительной степени определяющихся используемыми смазочными средами. Выбор смазывающе-охлаждающей технологической среды (СОТС) должен производиться с учетом специфики конкретной операции, используемого оборудования, геометрии заготовки и инструмента, обрабатываемых и инструментальных материалов, и в строгом соответствии с режимами обработки. Все это требует углубленного изучения триботехнических процессов в паре трения «инструмент - обрабатываемая деталь».

Большой вклад в изучение проблемы трения и изнашивания трибосопряжений и разработку методов повышения сроков службы машин и оборудования внесли отечественные ученые Буше H.A., Гаркунов Д.Н., Горячева И.Г., Дроздов Ю.Н., Колесников В.И., Крагельский И.В., Матвеевский P.M., Михин Н.М., Сорокин Г.М., Хрущов М.М., Чичинадзе A.B., Семенов А.П. и др.

Важные исследования по разработке и изучению влияния СОТС на трение и изнашивание технологического инструмента при металлообработке проведены в работах Белосевича В.К., Берлинера Э.М., Гордона М.Б., Исаченкова Е.И., Клушина М.И., Латышева В.Н., Леванова А.Н. и др.

Однако, несмотря на значительные исследования, выполненные отечественными и зарубежными учеными по разработке СОТС и изучению их влияния на процессы трения и изнашивания, в технической и научной литературе практически отсутствуют данные о комплексных исследованиях триботехнических характеристик СОТС, полученных с учетом многообразия сочетаний способов и режимов металлообработки, при которых они применяются.

Исторически сложилось так, что для триботехнических испытаний смазочно-охлаждающих технологических сред, применяемых при металлообработке, используются те же методики и испытательные стенды, что и для исследований смазочных материалов, используемых в узлах трения деталей машин. Как показывает практика, результаты этих испытаний не всегда коррелируются с результатами, полученными на реальном производственном оборудовании. Это объясняется тем, что схемы и условия трения в узлах деталей машин и в контакте «инструмент-обрабатываемая деталь» существенно отличаются. Если в узлах трения деталей машин давления в трущихся парах находятся в пределах упругих деформаций (упруго-пластических на микронеровностях поверхности), то при обработке металлов реализуются давления пластических деформаций основного объема металла (обработка давлением) и разрушения (лезвийная и абразивная обработка). Поэтому окончательный вывод об эффективности применения смазочной среды на технологической операции и оптимизация режимов обработки производятся, как правило, на основании экспериментальных результатов, полученных на производственном оборудовании, что в условиях действующего производства является крайне дорогостоящим и трудоемким процессом.

Отсутствие научно обоснованных методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с учетом сочетания способов и режимов металлообработки существенно сдерживает как разработку новых СОТС, так и развитие новых технологий.

Таким образом, создание методологии определения триботехнических свойств СОТС и выбора смазочных материалов с учетом сочетания методов и режимов металлообработки на стадии проектирования технологического процесса является актуальной задачей как с научной, так и с практической точек зрения.

Наибольший интерес эта работа представляет для условий массового производства, где факторы, непосредственно зависящие от триботехнических характеристик СОТС (энергозатраты, стойкость инструмента, качество обработанной поверхности, производительность оборудования), наиболее существенно влияют на себестоимость и качество изделий. Особенно это касается, в частности, производства крепежных деталей, у которых велико отношение площади обрабатываемой поверхности к объему детали и высоки требования к точности геометрических размеров и механическим свойствам рабочих поверхностей.

Работа выполнялась в рамках научно-технических программ:

• поддержка малого предпринимательства и новых экономических структур в науке и научном обслуживании высшей школы (приказ Госкомитета по ВО РФ №72 от 09.07.93 г.);

• трансферные технологии, комплексы и оборудование в химии (приказ Минобразования РФ №270 от 26.02.97 г.; указания №91-16);

• малотоннажные химические продукты, технические составы, реактивы и особо чистые химические вещества (указание Минобразования №747-19 от 22.12.97 г.).

Цель работы — разработка методологии определения триботехнических характеристик пары трения «инструмент-деталь» и выбора смазочной среды при проектировании технологических процессов и реализация её для снижения себестоимости и повышения качества в производстве крепежных деталей.

Исходя из цели работы, для ее реализации были поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработать комплексную методологию определения триботехнических характеристик и выбора специальных композиций СОТС для операций механической обработки деталей машин, учитывающую методы и режимы обработки, эксплуатационные и технологические требования современного производства к технологическим средам.

2. Обосновать сочетание технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• специальных технологических смазочных материалов (СТСМ), которые совместно с механической обработкой поверхности (без нанесения подсмазочных покрытий) обеспечат снижение коэффициентов трения по отношению к фосфатированной и омыленной заготовке на операциях волочения и калибрования;

• специальных технологических (СТ) СОЖ, обеспечивающих высокие триботехнические характеристики при многократном увеличении скорости резьбообработки пластическим деформированием и повышение качества поверхности витков резьбы;

• полифункциональных СОТС - консервационно-технологических смазочных материалов (КТСМ), которые в отличие от товарных консервационных масел имеют высокие триботехнические (противозадирные, антифрикционные и противоизносные) свойства, что позволит совместить операции металлообработки и консервации деталей.

3. Провести исследования триботехнических и эксплуатационных свойств специальных СОТС (СТСМ, СТ СОЖ и КТСМ), с целью определения наиболее рациональных режимов и областей их применения.

4. Разработать маршрутную технологию изготовления крепежных деталей, реализующую резервы повышения производительности труда и качества изделий, а также снижения себестоимости на операциях подготовки поверхности подката под волочение и калибрование, резьбообработки и консервации деталей за счет научно обоснованного сочетания режимов обработки и триботехнических характеристик применяемых СОТС.

5. Осуществить опытно-промышленную апробацию специальных СОТС и технологических решений в реальных производственных условиях.

Научная новизна.

1. Создано научно-методическое обеспечение определения триботехнических характеристик пары трения «инструмент-деталь» и выбора СОТС при проектировании технологических процессов, включающее:

• комплекс методик и оборудования для физического моделирования фрикционного контакта инструмента и заготовки в типовых технологических операциях металлообработки;

• математическое моделирование, которое позволяет оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) зоны обработки и адгезионную составляющую силы трения с учетом применяемых СОТС;

• технико-экономические критерии обоснования специальных композиций СОТС.

2. Обоснованы сочетания технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• СТСМ, которые в сочетании с дробеструйной обработкой подката создают при волочении и калибровании приповерхностный слой, способный своим триботехническим свойствам заменить фосфатирование заготовок;

• СТ СОЖ, обеспечивающих снижение коэффициента трения между инструментом и заготовкой при увеличении скорости резьбообработки пластическим деформированием в пределах технических возможностей оборудования;

• КТСМ, обладающих наряду, с антикоррозионными свойствами, высокими триботехническими характеристиками (противозздирными, антифрикционными и противоизносными) на наиболее тяжелонагруженных операциях обработки металлов резанием и давлением.

3. Установлены функциональные связи выходных параметров механообработки (производительности, энергозатрат, качества обработки и т.п.) с технологическими режимами и триботехническими свойствами специальных СОТС: СТСМ — при волочении и калибровании подката после дробеструйной обработки; СТ СОЖ - при резьбообразовании бесстружечным метчиком; КТСМ - при совмещении операций металлообработки и консервации.

Методы и объекты исследования. Для решения поставленных задач использовались результаты физического и математического моделирования фрикционного контактного взаимодействия «инструмент-обрабатываемая деталь». При физическом моделировании определялись триботехнические характеристики СОТС на установках, реализующих условия фрикционного контакта типовых технологических операций. При математическом моделировании использовались программно-вычислительные комплексы (ПВК) А№У8 5.7. и ЬЗ-ЭТОА ЗЭ, позволившие оценить напряженно-деформированное состояние (НДС) технологической зоны обработки при волочении подката и выдавливании резьбы метчиками и силы деформирования с учетом применяемых СОТС.

Совместный анализ результатов физического и математического моделирования позволил определить фактические значения коэффициентов трения, соответствующие заданным сочетаниям СОТС, способов и режимов металлообработки. Оценка физико-химических свойств СОТС осуществлялась по известным стандартным методикам. В специально разработанной камере соляного тумана и климатической камере исследованы защитные свойства СОТС против коррозии. Определение прочности резьбовых соединений выполнялось на разрывных машинах Р-5 и Р-20.

Анализ экспериментальных результатов выполнен с применением математической статистики.

Оптимизация триботехнических, технологических и защитных характеристик композиций КТСМ производилась путем постановки полного факторного эксперимента методом крутого восхождения.

В качестве объектов исследования выбраны характеристики фрикционного контакта пары трения «инструмент-заготовка» в типовых операциях производства крепежных деталей.

Достоверность полученных результатов работы обосновывается: применением при математическом моделировании хорошо апробированного численного метода анализа — метода конечных элементов;

- применением современного экспериментального оборудования;

- систематическим метрологическим контролем точности измерительных приборов;

- применением апробированных методов оценки физико-химических, защитных, триботехнических и функциональных свойств технологических сред;

- применением независимых методов оценки исследуемого параметра; сопоставлением экспериментальных исследований с данными теоретического анализа;

- сравнением полученных результатов с результатами аналогичных или близких постановок и решений отечественных и зарубежных авторов.

Достоверность новизны технических решений подтверждается авторскими свидетельствами и патентами РФ.

Практическая ценность результатов.

Предложенная методология определения триботехнических характеристик и выбора СОТС с использованием ПВК ANS YS 5.7. и LS-DYNA 3D позволяет оценить напряженно-деформированное состояние и коэффициенты трения в процессе волочения подката и выдавливания резьбы в заготовках бесстружечными метчиками с учетом реальной формы инструмента, элементов режима обработки и влияния применяемых технологических смазочных материалов. В результате стало возможным осуществлять достаточно быстро и с необходимой точностью вариантные расчеты и, в конечном итоге, - обоснованный выбор СОТС.

Разработана, прошла промышленную апробацию и внедрена в массовое производство технология подготовки поверхности подката под волочение и калибрование, в которой за счет применения специальных СТСМ в сочетании с дробеметной обработкой удалось получить более низкий коэффициент трения, чем при традиционно используемом фосфатировании, что позволило исключить из производства применение соляной кислоты и девяти переходов фосфатирования заготовок.

Внедрена в производство специальная композиция СТ СОЖ, триботехнические характеристики которой сохраняются при увеличении скорости резьбообразования бесстружечным метчиком и повышается качество поверхности резьб на гайках.

Предложенные в работе полифункциональные КТСМ обеспечивают высокие триботехнические характеристики на наиболее нагруженных операциях обработки металлов давлением и резанием, что позволяет совмещать операции металлообработки и консервации деталей и исключить из технологического маршрута дополнительные операции обезжиривания, сушки, нанесения защитных составов при одновременном повышении качества обработанной поверхности и эффективности защиты изделий от атмосферной коррозии.

Реализация результатов работы.

Технологические линии бескислотной подготовки поверхности подката под волочение и калибрование внедрены на заводах: «Автонормаль» (г. Белебей) и «Красная Этна» (г. Нижний Новгород).

Новые СОТС (53 наименования) освоены в серийном производстве на ЗАО «Опытный завод смазок и оборудования» (ЗАО «ОЗСО», г. Уфа) и выпускаются в объеме 2,5 тыс. тонн в год. Они внедрены и используются в промышленном производстве на всех автозаводах России, крупнейших металлургических комбинатах, трубных заводах и машиностроительных предприятиях России и СНГ. Всего потребителями этой продукции являются более 500 предприятий.

Комплексные методики исследований триботехнических характеристик технологических сред используются при проведении научно-исследовательских работ в лабораториях Хозрасчетного творческого центра Уфимского авиационного института (ХТЦ УАИ) и Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ). Отдельные методики испытаний используются в лабораториях предприятий-потребителей на входном и эксплуатационном контроле технологических сред.

Полученные результаты используются в учебном процессе УГАТУ. Автор выносит на защиту;

- методологию определения триботехнических характеристик и выбора смазочной среды при проектировании технологических процессов, заключающуюся в физическом и математическом моделировании типовых операций металлообработки и определении коэффициентов трения, с учетом их зависимости от материалов и геометрических характеристик пары трения «инструмент-обрабатываемая деталь», условий контактного взаимодействия и химической природы смазочного материала.

- разработанные сочетания технологических методов, режимов обработки и триботехнических характеристик специальных композиций СОТС:

• СТСМ, обеспечивающие совместно с дробеструйной обработкой заготовки более низкий коэффициент трения при волочении горячекатанного подката из углеродистых и борсодержащих сталей, чем при использовании традиционной технологии, включающей фосфатирование и омыливание заготовок, что позволяет исключить из технологического маршрута изготовления крепежных деталей использование соляной кислоты и девяти переходов экологически неблагоприятной операции фосфатирования;

• СТ СОЖ, триботехнические характеристики которых с повышением скорости резьбообработки при выдавливании внутренних резьб (в пределах реальных технических возможностей станков и их обслуживания) не ухудшаются;

• КТСМ, не уступающие по своим антикоррозионным характеристикам современным консервационным маслам и обеспечивающим коэффициент трения и износ инструмента при механообработке, соответствующие уровню высокоэффективных технологических смазочных материалов;

- установленные функциональные связи выходных технологических параметров от типа и условий применения СОТС:

• силы волочения подката от кинематической вязкости СТСМ и температуры в очаге деформации (показано, что наименьшие коэффициенты трения в процессе бесфосфатного волочения с обжимом до 20% достигаются при вязкости СТСМ 30-40 сСт и скорости волочения 40-60 м/мин);

• технологические режимы выдавливания резьбы в гайках метчиками, обеспечивающие при применении СТ СОЖ повышение производительности обработки более чем в два раза и улучшение качества резьбообработки (снижение энергозатрат в 1,4 раза, шероховатости поверхности с Яа 2,5.6 мкм до Яа 1,2.2,2 мкм; увеличение времени до появления признаков коррозии на обработанных поверхностях в 10-40 раз);

• установленные функциональные связи между силой трения, износом инструмента при металлообработке и антикоррозионными свойствами обработанной поверхности, - с одной стороны, и композиционными составами консервационных и технологических смазочных материалов, -с другой;

- бескислотную технологию подготовки поверхности подката под волочение и калибрование; технологические режимы на операции резьбообразования бесстружечным метчиком; новую маршрутную технологию, в которой за счет использования предложенных КТСМ и совмещения операций металлообработки и консервации деталей стало возможным исключение операций промежуточного обезжиривания, сушки и нанесения защитных составов.

Основные выводы и результаты

1. Предложена концепция, согласно которой при разработке методов определения триботехнических характеристик и выбора СОТС необходимо учитывать способы и режимы металлообработки, существенно влияющие на получаемые результаты и обоснованность принятия решений при конструировании технологических процессов.

2. Создано научно-методическое обеспечение определения триботехнических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов с учетом сочетания способов и режимов металлообработки, включающее:

• комплекс методик и оборудования для физического моделирования, натурных и опытно-промышленных испытаний;

• математическое моделирование, которое позволяет (при совместном анализе с результатами физического моделирования) определить фактические значения коэффициента трения;

• технико-экономические критерии обоснования выбора специальных композиций СОТС.

3. Предложен и защищен патентом РФ экспериментально-аналитический метод определения коэффициентов трения при пластическом деформировании металлов.

4. Определены триботехнические характеристики специальных композиций СОТС (с учетом способов и режимов металлообработки):

• СТСМ, которые в сочетании с дробеструйной обработкой подката создают при волочении (калибровании) приповерхностный слой, который по своим триботехническим свойствам способен заменить фосфатирование;

• СТ СОЖ, обеспечивающих снижение коэффициента трения между инструментом и заготовкой при увеличении скорости резьбообработки пластическим деформированием, в пределах технических возможностей оборудования;

• КТСМ, обладающих наряду с антикоррозионными свойствами высокими триботехническими характеристиками (противозадирными, антифрикционными и противоизносными) на наиболее тяжелонагруженных операциях обработки металлов резанием и давлением.

5. Предложена, защищена патентом и реализована в массовом производстве экологически чистая бескислотная технология подготовки поверхности горячекатанного подката под волочение и калибрование, заключающаяся в совмещении технологических процессов удаления окалины, формирования рельефа поверхности и химически модифицированного подслоя при дробеструйной обработке в сочетании с СТСМ Росойл-101М, позволяющая осуществлять бесфосфатное волочение (калибрование).

6. Установлены технологические режимы формирования внутренней резьбы бесстружечным метчиком, обеспечивающие повышение скорости обработки до 50 м/мин и позволившие при применении разработанной СТ СОЖ Росойл-503 повысить производительность труда более чем в два раза, снизить энергозатраты в 1,4 раза и улучшить защитные свойства против коррозии при сохранении прочности деталей резьбовых соединений. Применение на операции резьбообработки гайки в качестве СТ СОЖ Росойл-503 повышает износостойкость раскатников в 1,5 раза и улучшает качество витков резьбы: микротвердость по сечению распределяется более равномерно, вершина оформляется с меньшими изъянами, снижается шероховатость обработанной поверхности.

7. Обоснована возможность совмещения операции механообработки и консервации деталей, для чего:

• получено уравнение регрессии, описывающее зависимость триботехнических и технологических свойств КТСМ (крутящего момента при резьбообработке, эффективности антикоррозионной защиты и способности удаляться с поверхности металла стандартными моющими растворами), от содержания отдельных присадок адсорбционного, хемосорбционного и трибоактивного механизмов действия. Установлено, что наибольшее влияние на эксплуатационные свойства КТСМ оказывают одновременное введение ингибиторов коррозии хемосорбционного и адсорбционного механизмов действия и функциональных присадок; получены зависимости силы деформирования, износа инструмента, шероховатости обработанной поверхности, деформируемости листового металла при использовании новых СОТС Росойл-700 и Росойл-710 на основных формообразующих операциях от режимов обработки, в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными аналогами; выявлено, что эффективность антикоррозионной защиты КТСМ Росойл-710 и Росойл-700, как в атмосфере соляного тумана, так и в условиях повышенной относительной влажности и температуры воздуха, в 40-50 раз больше, чем на деталях, обработанных с использованием индустриального масла и традиционных СОТС; антикоррозионная защита металлоизделий после обработки КТСМ Росойл-700 и Росойл-710, по сравнению с применяемыми консервационными маслами, например Кормин, К-17, Котек и т.д., эффективнее. Так, время до появления коррозии на образцах, обработанных Росойл-700, составляет 24 часа в камере соляного тумана и 1200 часов - в условиях повышенной относительной влажности и температуры, в то время как на образцах, обработанных маслом Котек, 3 часа и 1080 часов соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Росойл-503 обладает необходимыми технологическими свойствами при высадке и может быть использована на высадке болтов с внутренним шестигранником, болтов без обрезки шестигранника и на высадке деталей типа штуцера.

6.2.5. Апробация КТСМ при изготовлении гаек

Промышленные испытания при формообразовании внутренней резьбы в гайках 1/61050/11 М12х1,25-6Н проводились в автоматном цехе на двухшпиндельных гайконарезных автоматах А2063 Белебеевского завода «Автонормаль». Материал гайки сталь 10 по ГОСТ 107002-78. Фактическое число оборотов 288 об/мин при скорости резьбообразования 10,85 м/мин. В качестве инструмента использовался раскатник 2642-6030-4 с твердостью НЯС 63-66 из стали Р6М5. Средняя стойкость раскатников составляет 6200 шт. гаек. В качестве технологических смазок используются Росойл-503, Росойл-ШОК и Белойл. Для обезжиривания используется стандартный моющий раствор.

Для последующей консервации используется КМ Котек. По результатам испытания установлено:

- качество резьбы соответствует требованиям чертежа;

- резьба блестящая, без заусенцев и рванин;

- гайка теплая, без перегрева, что свидетельствует о стабильности процесса;

- налипание металла гайки на рабочую часть раскатника не обнаружено;

- стойкость инструмента соответствует норме.

Сравнительные испытания антикоррозионной стойкости гаек, изготовленных с использованием в качестве технологической смазки КТСМ Росойл-710 (без дополнительной консервации) и гаек, изготовленных с использованием ТСМ Белойл с последующим обезжириванием и консервацией с применением КМ Котек по заводской технологии показали результаты, представленные в таблице 59.

1. Абрамов А.Н., Шолом В.Ю., Каракуц В.Н., Теляшев Г.Г., Нигматуллин Р.Г. Новая технологическая смазка "ШОК-01 "//Химия и технология топлив и масел., 1994 г., № 11-12. С.13.

2. Абрамов А.Н., Шолом В.Ю., Круглов O.A. Смазочный материал для глубокой вытяжки// Кузнечно-штамповочное производство. 1996 г., № 10. С.16-18.

3. Абрамов А.Н., Шолом В.Ю., Шустер Л.Ш. Оценка трибологических свойств технологических смазочных материалов. //Кузнечно-штамповочное производство, №10, 1996, с. 8-12.

4. Алексеев Ю.Н., Борисевич В.К., Коваленко П.И. Теоретическое исследование деформированного состояния при внедрении сферического индентора в полупространстве/Импульсная обработка металлов давлением, вып.5.-Харьков: ХАИ, 1975. С.112-116.

5. Амиров М.Г. Повышение эффективности производства крепежных изделий // Кузнечно-штамповочное производство. 1985. - №9.-С. 2-3.

6. Амиров М.Г., Лавриненко Ю.А. Основы технологии автоматизированного холодновысадочного производства: учебное пособие. Уфа.: 1992. 142 с.

7. Антропов Л.И., Макушин Е.М., Панасенко В.Ф. Ингибиторы коррозии металлов. Киев: Техника, 1981. - 183 с.

8. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.-472 с.ф 10. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционных взаимодействиях: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. - 360 с.

9. Барыкин H.H. Васин P.A., Ермаченко А.Г. и др. Математическое моделирование технологического обеспечения ресурса изделий, получаемых деформированием в условиях сверхпластичности// Кузнечно-штамповочное производство. 1994. №4. С. 18-21.

10. Барыкин Н.П. Интенсификация процесса штамповки на основе регулирования реологии приповерхностных слоев // Автореф. дисс. докт. техн. наук. М.: МАТИ, 1992. 50 с.

11. Барыкин Н.П. Сверхпластичность и контактное трение. // Кузнечно-® штамповочное производство, 1986, №8, с. 8-9.

12. Барыкин Н.П., Абрамов А.Н., Сергеева З.В., Саенков А.Н., Ярина Г.В. Совершенствование технологии подготовки поверхности для холодноговыдавливания сталей//Кузнечно-штамповочное производство. 1990. № 6.-С. 18-20.

13. Белов П.С., Парфенова В.А., Цыганкова O.E. и др. Связь между смазочными материалами и поверхностными свойствами серу- , фтор-, азотосодержащими присадками //Трение и износ. 1993. - т. 14. - №2.-С.354-358.

14. Белосевич В.К. Трение, смазка, теплообмен при холодной прокатке Ф листовой стали. М.: Металлургия, 1989. - 256 с.

15. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник. М: Машиностроение, 1984. -224 с.

16. Берукштис Г.К., Кларк Г.Б. Коррозионная устойчивость металлов и # металлических покрытий в атмосферных условиях. -М.: Наука, 1971.159 с.

17. Биккулов А.З., Нигматуллин Р.Г, Камалов А.К., Шолом В.Ю. Органические нефтяные отложения и их утилизация. Уфа: РИК УГАТУ,ф 1997.- 180 с.

18. Биллигман И. Высадка и штамповка. М.: Машгиз, 1960. - 467 с. B.C. ф Потькало. Холодная высадка деталей на пресс-автоматах. - Киев:1. Техника, 1982, С. 127.

19. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. - 260 с.

20. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.-343 с.

21. Бокин М.Н., Сидоров В.Н. Методы резьбообразования и их эффективность /В кн.: Технология машиностроения. Вып.26.

22. Тула:ТПИ, 1972. С.152-163.

23. Болотов А.Н., Созонтов К.К., Орлов Д.В. О роли структурных компонентов магнитного поля в условиях граничной смазки. // Трение иизнос, 1991. Т.12, № 5. С.824-831.

24. Боуден Ф.П., Тейбор А. Трение и смазка твердых тел. М.: "Машиностроение", 1968. - 543 с.

25. Быкадоров А.Т., Хейфец И.Л. Высокопрочные крепежные изделия из борсодержащих сталей. // Современные достижения в области холодной объемной штамповки: Материалы семинара. М.: МДНТП. - 1984. - С.52• 60.

26. Ваганов В.К., Молоков И.Ф. Повышение эффективности обработки резьб за счет применения масляной СОЖ В-ЗМ //Машиностроитель. 1995.11. С.14-16.

27. Вейлер С.Я., Лихтман В.И. Действие смазок при обработке металлов давлением. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 230 с.

28. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М.:Недра, 1996. - 364 с.

29. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972.-220 с.

30. Воловик Б.М., Рысь Ю.Г. Влияние наклепа во впадине резьбы на выносливость резьбовых соединений //В сб.: Труды Уфимского авиационного института. Уфа, 1971, вып.31. С.110-111.

31. Володин Ю.В. Физико-химические особенности межфазных взаимодействий в условиях влияния активных сред на механическую обработку металлов. Автореферат диссертации на соискание степениканд.техн.наук. М: МГУ, 1985. - 16 с.

32. Гареев Р.К., Амиров М.Г. и др. Сталь для холодного деформирования. // Проблемы повышения качества деталей и эффективности процессов холодной объемной штамповки. М.: НИИНАвтопром, 1985. - С. 99.

33. Гилев А.Г., Шолом В.Ю., Белов И.Б. Новые технологические смазочные материалы для чистовой вырубки // КТНП, 1996. №10. - С. 14-16.

34. Глейзер М.М. Защитное действие кислотных замедлителей коррозии и• природа металла: Автореф. дис. канд. хим наук. М.: Ин-т стали и сплавов, 1968.

35. Гнеденко Б.В., Хинчин А.Я. Элементарное введение в теорию вероятностей. М.: Гостехиздат, 1957. - 320 с.1 39. Годлевский В.А. Повышение эффективности и качества обработкиметаллов резанием путем управления смазочным действием СОТС.

36. Головин В.А., Митькин А.И., Резников А.П. Технология холодной штамповки выдавливанием. М., "Машиностроение", 1970, 56-57 с.

37. Горюнов Ю.В., Перцов Н.В., Сумм Б.Д. Эффект Ребиндера. М.: Наука, 1966. - 128 с.

38. Громыко Т.Д. В кн. Вопросы теории действия СОТС в процессах обработки металлов резанием (Горький, 1975): Тез. докладов Всесоюзного научно-технического совещания. - Горьковский политехнический институт, 1975. - сб. 2. - с. 10-16.

39. Грудев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке ® металлов давлением. Справ, изд. М.: Металлургия, 1982. 312 с.

40. Грудов A.A., Комаров П.Н. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. М.: НИИМАШ, 1980. - 62 с.

41. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. М.: Металургиздат, 1947.-287 с.9. 50. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.:1. Металлургия, 1974. 230 с.

42. Дерябин B.B. Молекулярная теория внешнего трения.//Журнал физической химии. Т.5. Вып. 9. АН СССР, 1934. С. 1165-1176.

43. Динник A.A. Прокатное производство: Научн. труды / ДметИ. Харьков-Москва: Металлургиздат, 1951, вып. XXVII, с. 141-146.

44. Дискуссия на тему роли смазки при пластической обработке. // Пер. с японского № 313/1354. Отдел переводов. Торгово-промышленной палаты Казахской ССР, Алма-Ата, 1987, с. 15.

45. Длин A.M. Математическая статистика в технике. М.: Советская наука, 1958.-466 с.

46. Дмитриева Т.В., Граевская JI.M. и др. Полимерсодержащие СОЖ на масляной основе и некоторые физико-химические процессы и граничного взаимодействия с поверхностью металла //Трение и износ, 1984. Т.5. -№2. С.273-277.

47. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. Справочник. М.: Машиностроение. 1986. -224 с.

48. Екорбин Т. Научные основы прочности, пластичности и разрушения материалов. М.: Машиностроение, 1978. - 416 с.

49. Жернаков B.C., Якупов Р.Г. Расчет болтовых и заклепочных соединений при высоких температурах, динамических нагрузках. М.: Изд-во МАИ, 1997.-260 с.

50. Жетвин Н.П. и др. Удаление окалины с поверхности металла. М.: Металлургия, 1964. 195 с.

51. Закиров Д.М., Лавриненко Ю.А., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н. Новые технологические материалы, применяемые при производстве крепежных деталей // Машиностроитель. 1996. №11. - С.34-38.

52. Закиров Д.М., Лавриненко Ю.А., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н. Новые технологические смазочные материалы, применяемые при производстве крепежных изделий //Машиностроитель, 1996. -№11.- С.34-37.

53. Закиров Д.М., Шолом В.Ю., Лавриненко Ю.А., Абрамов А.Н. Оценка возможности волочения стали без предварительного нанесения фосфатного покрытия.//Кузнечно-штамповочное производство. 1996 г. №10, с. 18-20.

54. Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов. М.: Химия, 1991. -240 с.

55. Заславский Ю.С., Заславский Р.Н. Механизм действия противоизносных присадок к маслам. М.:Химия, 1978. - 224 с.

56. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. - 541 с.

57. Зильберг Ю.В. Закон и модели пластического трения.//Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 2000. № U.c. 22-24.

58. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивания. М.:Химия, 1974. - 414 с.

59. Ивкович Б. Трибология резания. Смазочно-охлаждающие жидкости/Пер. с сербскохорватского Ю.К. Наследышева. Под ред. П.И. Ящерицына. -Минск: Наука и техника, 1982. 142 с.

60. Измеров Н.Ф. Минеральные масла: Обзор. М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1982. - 15 с.

61. Инструкция по оценке качества рабочих эмульсий и растворов смазочно-охлаждающих жидкостей. Киев: ВНИИПКнефтехим, 1981. - 20 с.

62. Исаченков В.Е., Исаченков Е.И. //Кузнечно-штамповочное производство. 1972.-№ 12. - С.16-18.

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

64. Козлов Ю.С., Кузнецов O.K., Тельнов А.Ф. Очистка изделий в машиностроении. М.:Машиностроение, 1982. - 264 с.

65. Кокрофт М.Г. Смазка и смазочные материалы: Смазка в процессах обработки металлов давлением. Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1970. С.111.

66. Колотыркин Я.М. Влияние анионов на кинетику растворения металлов -Успехи химии, 1962. т. 31. - вып. 3. - с. 322-335.

67. Колотыркин Я.М. Влияние природы анионов на кинетику и механизм растворения (коррозия) металлов в растворах электролитов. Защита металлов, 1967/ - т. 3. - № 2. - с. 131-136.

68. Колотыркин Я.М., Медведева Л.А. Электрохимическое поведение кадмия в кислых растворах электролитов. ЖФХ, 1955. - т. 29. - вып. 8. - с. 14771485.

69. Костецкий Б.И. Эволюция структурного и фазового состояния и механизмы самоорганизации материалов при внешнем трении //Трение и износ, 1993, Т.13, №4. - С.773-783.

70. Костецкий Б.И., Натансон Н.Э., Бершадский Л.И. Механохимические процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972. - 170 с.

71. Крагельский И.В. Трение и износ. М., "Машиностроение", 1968, 480 с.

72. Крагельский И.В., Виноградова Н.Э. Коэффициенты трения, М., Машгиз, 1962, 220 с.

73. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

74. Красиков Н.Н. К формированию граничного слоя //Трение и износ, 1980. Т.1. №3. - С.472-475.

75. Красильников Л.А., Красильников С.А. Волочильщик проволоки. М.: Металлургия, 1977. 239 с.

76. Кузнецов В.Д. Физика твердого тела. ТГУ, Томск. "Красное знамя", 1947, 543 с.

77. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. -М.:Химия, 1972. 272 с.

78. Лазарев Н.В., Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности. Л.: Химия, 1976. - т.1. - С.55-66.

79. Лазарев Н.В., Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности. Т.1. -Л.: Химия, 1976. С.55-66.

80. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985.-65 с.

81. Леванов А.Н. Общие закономерности граничного трения при обработке металлов давлением и совершенствование технологических процессов на их основе.//Автореф. дисс. докт. техн. наук. Свердловск, УНИ, 1989. 48 с.

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

83. Лемберский Г.Я., Повар В.И. Материалы, применяемые для изготовления высокопрочных болтов. В кн.: Технология.

84. Ли, Кобаяси. Анализ осесимметричной осадки и поперечной осадки в условиях плоской деформации сплошных цилиндрических заготовок методом конечных элементов // Конструирование и технология машиностроения, 1971. №2. - С.73.

85. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 303 с.

86. Лихтман В.Н., Ребиндер П.А., Корниенко Г.В. Влияние поверхностно активной среды на процессы деформации металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1954.

87. Лосев В.В., Молодов А.И. Влияние ионов фтора на анодное растворение амальгамы индия и некоторые закономерности электродных процессов с участием комплексов. Докл. АН СССР, 1963. - т. 148. - № 1. - с. 1114.

88. Макаров А.Д. Дальнейшее развитие оптимального резания металлов. -Уфа, 1982. 54 с.

89. Макаров А.Д. Оптимальный процесс резания. М.: Машиностроение, 1976.- 278 с.

90. Макаров А.Д., Мухин B.C., Шустер Л.Ш. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. Учебное пособие. Уфа, 1974.372 с.

91. Макаров А.Д Шустер Л.Ш. Трение и износ инструмента при обработке металлов резанием и давлением. /Трение, изнашивание и смазка. Т.2 М.: Машиностроение, 1979. - С.297-321.

92. Малиновский Г.Т. Принципы разработки масляных смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов резанием //Смазочно-охлаждающие технологические среды. Сб. научн. тр. М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1982. С.39-43.

93. Манегин Ю.В., Анисимова И.В. Стеклосмазка и защитные покрытия для горячей обработки металлов. М.: Металлургия, 1978.224 с.

94. Матвеевский P.M. Развитие теории граничной смазки. // Трение и износ. -1990. Т.П. - №6. - С. 1103-1111.

95. Матвейчук В.А., Егоров В.П., Михалевич В.М., Покрас В.Д. Анализ деформируемости металлов при поверхностном упрочнении деталей//Кузнечно-штамповочное производство, 1993, № 10, с. 10-13.

96. Международный транслятор современных масел и смазок в стандартах разных стран и фирм/Под ред. И.П. Ксеневича, Т. II, М.: Наука и техника, 1994.- 527 с.

97. Меньшаков В.М., Урланов Г.П., Середа B.C. Бесстружечные метчики. М.: Машиностроение, 1976. 118 с.

98. Меркурьев Д.Д., Елисеев JI.C. Смазочные материалы на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт. 1985. - 169 с.

99. Методы оценки противозадирных и противоизносных свойств смазочных материалов /Г,В,Виноградов, Р.М.Матвеевский, К.И.Климов и др. М.: Наука, 1969.-230 с.

100. Миропольский Ю.А. Требования, предъявляемые к металлу для холодной объемной штамповки на автоматах. В кн.: Кузнечно-прессовое машиностроение, вып. 4. - М.: НИИМАШ, 1997. - С. 15-20.

101. Можин H.A., Латышев В.Н. Наростообразование и качество обработанной поверхности при резьбообразовании //Вопросы обработки металлов резанием. Иваново, 1978. - С.10-14.

102. Морозенко О.В., Струнин В.И. Технологические условия накатывания и влияние технологии изготовления на прочность резьбовых деталей из нержавеющих сталей, жаропрочных материалов и титановых сплавов. -М.:ГОСИНТИ, 1962, вып.8, тема 5 №М-62-173/8. С.11-20.

103. Мухаленко Ф. П., Борисов A.A., Храмов Н.М. Методика сравнительной оценки эффективности технологических смазочных материалов для глубокой вытяжки. // Кузнечно-штамповочное производство, 1997г., №5, с 28-30.

104. Нефтепродукты. Масла. Смазки. Присадки/Государственные стандарты СССР, М.: Изд. ком. стандартов, мер и измерит, приборов при СМ СССР, 1970.-395 с.

105. Никифоров В.А., Щеголев Г.А., Савков В.Е., лошкарева Н.Т. К математическому моделированию трения при обработке металлов давлением. // Сообщения 1.2. Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1985. № 10. С.71-74. № 12. С. 63-66.

106. Никифоров И.Н., Шолом В.Ю. Исследование влияния смазочно-охлаждающих жидкостей и их концентрации на износ инструмента //Кузнечно-штамповое производство. 1999. №5. - С.25-28.

107. Новик Ф.С. Металловедение цветных, редких и радиоактивных металлов: Курс лекций. М.: МИС и С, 1976. - 130 с.

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

109. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах, М., Машиностроение, 1983, с. 88.

110. Ошер Р.Н. Производство и применение смазочно-охлаждающих жидкостей. М.: Гостопиздат, 1963. - 206 с.

111. Павлов И.М. Теория прокатки. М.: Металлургиздат, 1950. - 610 с.

112. Пат. РФ. № 2110347. Линия дробеметной обработки и волочения горячекатаного подката /Лебедев Л.П., Лавриненко Ю.А. и др.

113. Патент (РФ) №21235516. Эмульсия для металлообработки /В.Ю.Шолом, Н.Р.Сайфуллин, М.М.Калимуллин и др. //Б.И. №35,1998.

114. Патент ВНР 773, кл.С ЮМ 137/04. Высокоэффективная смазочно-охлаждающая жидкость, применяемая при обработке металлов. -Бюллетень. 1992. №5. - С.12

115. Патент на изобретение РФ №2093547 от 20.10.1997г. Смазка для холодной обработки металлов "Росойл-ШОК" /.Шолом В.Ю, Гилев А.Г., Хотько С.З., Абрамов А.Н., Шестаков A.B.

116. Патент РФ № 2093547 от 20.10.97 г. Смазка для холодной обработки металлов "Росойл-ШОК" /Шолом В.Ю., Гилев А.Г., Хотько С.З., Абрамов А.Н., Шестаков A.B.

117. Патент РФ № 2103086 от 27.01.98 г. "Способ подготовки поверхности подката для холодной высадки" /Закиров Д.М., Лавриненко Ю.А., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н. и др.

118. Патент РФ № 2123516 от 20.12.98 г. Эмульсол для металлообработки /Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Голубков А.И., Сайфуллин Н.Р., Калимуллин М.М., Нигматуллин Р.Г.

119. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. -448 с.

120. Перлин И.Л., Райтберг Л.Х. Теория прессования металлов. Изд.2. М.: Металлургия. 1975. - 447 с.

121. Перцов Н.В. Механизмы действия поверхностно-активных веществ при разрушении материалов //Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Киев, 1986. - С.5-11.

122. Перцов Н.В., Сердюк В.Н. Миграция поверхностно-активных веществ по свежеобразованной поверхности. Коллоидный журнал, 1988. - 42. - № 5. -с. 991-994.

123. Петриков В.Г. Повышение выносливости резьбовых деталей из титанового сплава ВТ16 путем выбора рациональной технологии изготовления //Вестник машиностроения. 1978. №1. - С.59-60.

124. Плита H.H. Влияние режимов обработки на структуру металла при накатывании резьбы // Вестник машиностроения. 1975. №11. - С.63-65.

125. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В. Физические основы пластической деформации. М.¡Металлургия, 1982. - 584 с.

126. Полянсков Ю.В., Евсеев А.Н., Горшков Г.М. Использование СОЖ в условиях автоматизированного производства //Проблемы создания и эксплуатации гибких производственных систем: Тез.докл.обл.НТК. Часть II. Саранск-Рузаевка, 1985. - С.8-9.

127. Постнов В.В., Шолом В.Ю., Шустер Л.Ш. Методы и результаты оценки контактного взаимодействия применительно к процессам металлообработки.-М.: Машиностроение, 2004. 103 с.

128. Прейс Г.А., Дзюб А.Г. Электрохимические явления при трении металлов // Трение и износ, 1980. Т. 1. - № 2. - С. 217-235.

129. Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1969.-243 с.

130. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. - 288 с.

131. Развитие науки о резании металлов. М.: Машиностроение, 1967. - 416 с.

132. Ребиндер П.А. //Изв. АН СССР,ОХН. 1957. № 11. - С.40-48.

133. Ребиндер П.А. Влияние активных смазочно-охлаждающих жидкостей на качество поверхности при обработке металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1946.-С. 31.

134. Ребиндер П.А. Сборник докладов на VI съезде русских физиков. М.: Госиздат, 1928. - С. 29.

135. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения //Успехи физических наук, 1972. Т.108, №1. - С.3-43.

136. Регина Шторм. Теория вероятностей. Математическая статистика. М.: Мир, 1979.-368 с.

137. Режимы резания металлов: Справочник/Ю.В.Барановский, Л.А.Браман, А.И.Гдалевич и др. М.:НИИТавтопром, 1995. - 456 с.

138. Режимы резания труднообрабатывемых материалов /Я.Л.Гуревич, М.Г.Горохов, В.И.Захаров и др. М.: Машиностроение, 1976. - 176 с.

139. Розенфельд И.Л. Атмосферная коррозия металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. -372 с.

140. Санин П.И. Химические аспекты граничной смазки //Трение и износ, 1980. Т.1. - С.45-57.

141. Секретарев В.И., Минин Г.Д., Сафонникова С.М., Абрамов А.Н. К вопросу о токсичности смазочных материалов серии "Росойл". //Кузнечно-штамповочное производство, 1999. -№5. С.30-32.

142. Сердобинцев Ю.П., Шаравин С.И. Трение и износ гетерогенных покрытий в условиях граничной смазки. 4.1. Исследование смазочной способности пористых модифицированных поверхностей. //Трение и износ, 1991. Т. 12. - № 6. - С. 1032-1038.

143. Симон Г., Тома М. Прикладная техника обработки поверхностиметаллических материалов: Справ, изд. Пер. с нем./ Под ред. Пименоваt.

144. А.Ф.- Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1991. 368 с.

145. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник /Под общей ред. С.Г.Энтелиса, Э.М.Берлинера. 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1995. -496 с.

146. Смазочно-охлаждающие технологические среды для холодной штамповки металлов/анализ патентов 1963-1982 г.г./Киев, 1983.

147. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник/ P.M. Матвеевский, B.J1. Лашхи, И.А. Буяновский и др. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.

148. Смирнов Н.В., Дунин-Барновский И.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1959. - 320 с.

149. Сорокин Г.М. Трибология сталей и сплавов. М.:Наука, 2000. 316 с.

150. Степуро О.С., Бронштейн JI.A., Заскапько П.П., Лапига А.Г. Обобщенная оценка качества рабоче-консервацнонных трансмиссионных масел // Сборник трудов ВНИИНП. Выпуск 47. Смазочные материалы для защиты от коррозии. М.:ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1985. - С. 32-49.

151. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.:Химия, 1976. - 232 с.

152. Тарновский И.Я., Леванов А.Н., Поксеваткин М.И. Контактные напряжения при пластической деформации. М.: Металлургия, 1966. 279 с.

153. Таурит Г.Э., Пуховский Е.С., Добрянский С.С. Прогрессивные процессы резьбообразования. Киев: Техника, 1975. - 240 с.

154. Тейбор Д. Трение как диссипативный процесс //Трение и износ, 1994. -Т. 16. №14. - С.296-315.

155. Теория пластических деформаций металлов. Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова М.: Машиностроение, 1983, 598 с.

156. Тимонин В.М., Пуйдокас А.Д., Рымынова Е.В. Влияние технологии изготовления резьбы на усталостную прочность резьбофланцевого соединения. /В кн.: Вопросы прочности крупных деталей машин. М.: Машиностроение, 1976. - С.58-64.

157. Титуренко С.Г., Черемухина Л.Н., Гурова Г.В., Федорова З.В., Шолом В.Ю., Абрамов А.Н., Гилев А.Г. Опыт внедрения новых смазочных материалов серии "Росойл" на Волжском автозаводе // Машиностроитель. 1996. -№11.- С.25-33.

158. Топлива, смазочные материалы, технологические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник/Под ред. В.М. Школьникова, М.: Изд. Центр "Техинформ", 1999.- 596 с.

159. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника). /Под. ред. A.B. Чичинадзе. М: Машиностроение, 2003, 576 с.

160. Филимонов Ю.Ф., Позняк JI.A. Штамповка прессованием. М.: Машиностроение, 1964, - 188 с.

161. Фрумин Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент.- М.: Машиностроение, 1977. 183 с.

162. Фукс Г.И. Добавки к пластичным смазкам. М.: Химия, 1982. - 284 с.

163. Фукс Г.И. Свойства граничных смазочных масел и их влияние на износ//ФХММ, 1969, Т.5 №5. - С.552-558

164. Хайкин Б.Е. Операционалистский подход к проблеме трения в условиях ОМД.// Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 2000. № 11. с. 26-27.

165. Холодная объемная штамповка: Справочник под редакцией д.т.н., проф. Г.А. Навроцкого. М.: Машиностроение, 1973.-273 с.

166. Холодное выдавливание из черных и цветных металлов в автомобильной промышленности /A.B. Гуськов, А.Н. Митькин и др. М.: НИИНАвтопром, 1966. - 80 с.

167. Целиков А.И., Томленов А.Д., Зюзин В.И. и др. Теория прокатки. Справочник. М.: Металлургия. 1982. 335 с.

168. Чайлдс, Хартли. Влияние твердой смазки на работу и стойкость метчиков и других металлорежущих инструментов /Проблемы трения, 1983. Т. 105.- №4. С. 1-9.

169. Чередниченко Г.И., Лозовая В.И. Румянцева Т.А., Шаповал B.C. Защитные свойства СОЖ //Химия и технология топлива и масел, 1986, -№2. С.13-14.

170. Чертавских А.К. Трение и смазка при обработке металлов. М.: Металлургиздат, 1955. - 380 с.

171. Чертавских А.К., Белосевич В.К. Трение и технологическая смазка при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1968,362 с.

172. Чинокалов В.Я., Муштей В.П., Глушков М.П. и др. Освоение технологии волочения проволоки с бескислотной подготовкой поверхности.//Сталь, 1997. № 8. С. 23-24.

173. Чумаченко E.H. Математическое моделирование технологических процессов обработки давлением материалов в условиях изотермической деформации и сверхпластичности. //Автореф. дисс. докт. техн. наук. М.: МИСиС, 1995,46 с.

174. Шахпазов Х.С., Недовицкий И.Н., Ориничев В.И. и др. Производство метизов. М.: Металлургия, 1977. 392 с.

175. Шефтель Н.И. Технология проектирования проката. М.: - Металлургия, 1976.-576 с.

176. Широкова Г.Б., Соляр И.З., Рейдер И.И. Методы оценки защитных свойств ингибированных составов и исследования их механизмов действия // Сборник трудов ВНИИНП. Выпуск 47. Смазочные материалы для защиты от коррозии. М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1985. - С. 53-58.

177. Школьников В.М., Шехтер Ю.Н., Михайлова O.JL, Гурьев A.B. Классификация и механизм действия комбинированных ингибиторов коррозии. // Сборник трудов ВНИИНП. Выпуск 47. Смазочные материалы для защиты от коррозии. М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1985. -С. 3-11.

178. Шолом В.Ю. Перспективные технологические материалы серии "Росойл" //Техника машиностроения. 1997. №13. - С. 14-17.

179. Шолом В.Ю., Казаков A.M., Савельева Н.В. Оборудование для ускоренных испытаний эффективности антикоррозионной защиты. // Технология машиностроения. 2003. - №6. - С. 59-61.

180. Шолом В.Ю., Лавриненко Ю.А., Хотько С.З. Новый смазочный материал для холодной объемной штамповки. /Кузнечно-штамповочное производство. 1996. №10. - С. 12-14.

181. Шолом В.Ю., Нигматуллин Р.Г. Новая эффективная технологическая смазка ШОК-01 /Тезисы докладов на международной конференции "Современное состояние производства и применение смазочных материалов". Фергана, 1994. - С.84-85.

182. Шолом В.Ю., Постнов В.В., Мигранов М.Ш. Интенсификация обработки путем использования новых марок СОТС /Тезисы докладов научной1 конференции "Совершенствование техники и технологии". Уфа: БГНТУ, 1996. - С. 49-50.

183. Шолом В.Ю., Савельева Н.В. Защита от коррозии металлоизделий. // Технология машиностроения. 2003. - № 6. - С. 50-53.

184. Шолом В.Ю., Савельева Н.В., Казаков A.M. Ускоренные испытания эффективности антикоррозионной защиты в камере соляного тумана КСТ-2. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2003. - №9. - С.36-38.

185. Шолом В.Ю., Савельева Н.В., Казаков A.M., Демидова О.В. Оптимизация промышленной технологии консервации стальных труб. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. -2003.-№9.-С. 41-44.

186. Шолом В.Ю., Савельева Н.В., Казаков A.M., Файзулина Р.В., Карпов A.A. Защита от коррозии металлопроката. // Сталь. 2004. - № 1. - С. 38-40.

187. Шолом В.Ю., Савельева Н.В., Майстренко A.B. Консервационное масло со "штамповочными" свойствами. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2003.-№9. - С.8-12.

188. Шолом В.Ю., Титуренко С.Г., Нигматуллин Р.Г. Технологические смазочные материалы и смазочно-охлаждающие жидкости серии "Росойл" //Кузнечно-штамповое производство. 1999. - №5. - С.7-12.

189. Штейн Ф.С. Жидкие технологические смазки для холодной объемной штамповки и высадки на автоматах. В книге ковка и штамповка: Справочник, М.: Машиностроение, 1987. т.З Холодная объемная штамповка / Пер. ред. Г.А. Навготского с. 233-237.

190. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение, 1988. - 96 с.

191. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. -Уфа: Гилем, 1999. 198 с.

192. Шустер Л.Ш., Шолом В.Ю. Влияние вязкости и активных присадок на противозадирные свойства смазочных масел /Тезисы докладов научно-технического семинара "Проблемы трибологии производства". Иваново: ИГУ, 1997. - С.14-15.

193. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. М.: ГОНТИ, 1962. - 855 с.

194. Электрохимические явления при трении и использование их в борьбе с износом. Тез. докл. всес. науч.-техн. конф. Одесса, 1973. - 136 с.

195. Юхвец И.А. Волочильное производство. 4.1 М.: Металлургия, 1954.-271 с.

196. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985. - 183 с.

197. Якушев А.И. Влияние технологии изготовления и основных параметров резьбы на прочность резьбовых соединений. М.: Оборонгиз, 1956. - 191 с.

198. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1979. - 216 с.

199. Abuzahra R.H., Shams Е. The radioactive investigations of reaction between zinc and chrome.- Corros. Sci., 1965. vol. 5. - № 8. - p. 517.

200. Abdul N.A. Effect of chemical additives of viscous lubricants for could extrusion of steel// Metals Technology, 1974, №8. 384-387.

201. Akopova O., Bobrov V., Shabyshev L., Lapshin V. The synthesis of the cooper (II) carboxylates and their application in the lubricant //3-d Int. Symp. on Metallo-mesogens. Peniskova, June 3-5,1193. P. 29.

202. ANSYS. Structural nonlinear tics. Users Guide for Revision 5.7.-V1.SASI.-Houston.-2001 .-DNOS201:50-1

203. Bailey J.A. Friction in metal machining mechanical aspects // Wear, 1975. -V. 31. - P.243-275.

204. Brasher D.M. The mechanism of inhibition in neutral aqueous solutions.- In: ler Symp. Europ. Sur les inhibiteurs de corrosion, Ferrara (Italie), 1961. Ferrara, 1961. p. 315-324.

205. Brasher D.M., Beynon J.G., Mercer A.D., Rohdes-Broun J.E. The role of the metal in relation to inhibition of corrosion. In: Proc. 2nd Europ. Symp. on corrosion inhibitors. Ferrara, 1965. - p. 559-567.

206. Brasher D.M., Reichenberg D., Mercer A.D. Mechanism of action of mixed inhibitive and aggressive anions. Brit. Corros. J., 1968. - vol. 3. - № 3. - p. 136-144.

207. Cartledge G.H. Ion-exchange properties of the film on passive iron and steel. -J. Electrochem., 1963. vol. 110. - № 6. - p. 644-650.

208. Cartledge G.H. The comparative role of oxygen and inhibitors in the passivation of iron. I. Non-oxidizing inhibitors. J. Phys. Chem., 1960. - vol. 64.-p. 1877-1887.

209. Cartledge G.H. The mechanism of the action of inorganic inhibitors. Brit. Corros. J., 1966. - vol. 1. - № 9. - p. 283-302.

210. Cohen M.Y., Beek M. A study of the effect of chloride ion on films formed on iron in sodium nitrite solutions.- J. Electrochem. Soc., 1958. vol. 105. - №6. -p. 332-337.

211. De Chiffre L. Function of cutting fluids in machining // Lubric. Eng., 1988. -V. 44.-№6.-P. 514-518.

212. Evans U.R. Inhibitors of corrosion.- Chem. and Industry, 1953. № 22. - p. 530-533.

213. Fischer H. Sorptions- und elektrolytfilminhibitoren der korrosion.- In: 1er Symp. Europ. Sur les inhibiteurs de corrosion, Ferrara (Italie), 1961. Ferrara, 1961.-p. 239-254.

214. Foster G.O., Oaces B.D., Kucera C.H. Acetylenic corrosion inhibitors.-Industr. and Eng. Chem., 1959. vol. 51. - № 7. . p. 825-828.

215. Fujii S., Aramaki K. Aminetype corrosion inhibitors and their chemical structures. In: 1er Symp. Europ. Sur les inhibiteurs de corrosion, Ferrara (Italie), 1961. Ferrara, 1961. - p. 216-227.

216. Geiger V., Lange K. Neue Möglichkeiten zur Auslegung Vorgespannter Flie pressmatrizen//Draht. 1978. -19.-№8.- S.442-447.

217. Hackerman N., Hurd R.M. Corrosion inhibition and molecular structure. In: 1st Int. Congr. on metallic corrosion. - L.: Butterworths, 1961. - p. 313-317.

218. Hackerman N., Roebuck A. Adsorption polar organic compounds on steel. -Industr. and Eng. Chem., 1954. vol. 46. - № 7. - p. 1481-1485.

219. Harrley B., Sturdess C.E.N., Rowe C. W. Friction in Finite Element. Analysis of Metalforming Processes. // Int. J. Mech. Set. 1979. 21 №5. p. 301-311.

220. Jackson I. E., Cangjec T., Hague J. Lubricant Modelling and it s Effect on Simulation of Material Forming.

221. Kirkpatrik D. Theory composition and application of cutting fluids //Australian machinery and production engineering, 1979. №4. - P. 13-17.

222. Lingman H. Kuhlschmierstoffe haben festen Platz in der Metallbearbeitung //Masch. Anlag+ Verfahr., 1986. - №10. - S.39-40, 42.

223. Lingman H. Tendenzen bei Kuhlscmierstoffen.Hohe Ansprüche an die Produktsicherheit//TZ fur Metallbearbeitung, 1988.Bd. 82. -№10. S.52-54.

224. Majne I.E.O. The inhibition of the corrosion of iron in aqueous solutions. In: 1er Symp. Europ. Sur les inhibiteurs de corrosion, Ferrara (Italie), 1961. Ferrara, 1961.-p. 273-283.

225. Male A.T., Cocrolf M.G. Method for the Determination of the Coefficient of Friction of metals under Conditions of Bulh plastic Deformation. Y.Ynst of Metals vol. 93, 1964-1965. P.38-46.

226. Mann C.A. The organic inhibitors of corrosion. Trans. Electrochem. Soc., 1936.-vol. 69.-p. 115-120.

227. Mann C.A., Lauer B.E., Hultin C.T. Organic inhibitors of corrosion.- Industr. and Eng. Chem., 1936. vol. 28. - № 9. - p. 1048-1051.

228. Muller J., Zimmermann D. Entsorgung ohne Sorgen. Entwicklung chlorfreier Kuhlschmierstoffe. Techno-Tip, 1987.Bd.17, - №4. - S.80-84.

229. Nabarro F. R. N. Surface Effects in Cristal Plasticity. Overview from the Cristal Plasticity Standpoint. Jn: Surface Effects in Cristal Plasticity. Woordhoff-Leyden, 1977. - P. 49-125.

230. Naerheim Y., Smith T., Lan M.-S. Experimental investigation of the cutting fluid interaction in machining //Transactions of the ASME. Journal of Tribology. 1986. v.108. -№3. -P.364-367.

231. Osrowskij L. Adsorptionsvermessungen einigen organischer inhibitors.- In: ler Symp. Europ. Sur les inhibiteurs de corrosion, Ferrara (Italie), 1961. Ferrara, 1961.-p. 239-254.

232. Piontelli P. Influence de l'anion sur le comportement electrochimique des metaux. J. Electrochem. Soc., 1958. - vol. 62. - p. 185-197.

233. Pryor M., Cohen M.Y. The inhibition of the corrosion of iron by some anodic inhibitors.- J. Electrochem. Soc., 1953. vol. 100. - № 5. - p. 203-275.

234. Rothwell B., Kuhtschmieren C. Chlorfrei altol chlor und engsorgung -moslichkeiten der Problemlösung //Maschine und Werkseug. Fertigungstechnik 1986. Vol. 87. - № 19. - P. 56-58, 60,62,66.

235. Schwabe K. Problems of corrosion research with electrochemical methods. J. Electronal. Chem., 1979. - № 100. - p. 927-937.

236. Shin-Jen-Ch'ioo, Mann C.A. Nitrogen-containing organic inhibitors of corrosion.- Industr. and Eng. Chem., 1974. vol. 39. - № 7. - p. 910-911.

237. Sweringen J.E., Schrom A.F. Substituted amines as inhibitors in the acid corrosion of steel.- J. Phys. and Colloid Chem., 1951. vol. 55. - № 2. - p. 180187.

238. Sympson R.E., Cartledge G.H. The comparative with other X04 n- inhibitors.- J. Phys. Chem., 1956. vol. 60. - № 9. - p. 1037-1 111.

239. Trent M.M., Noujaim R.A. Об измерении и распространении износа по задней поверхности режущих инструментов // Конструирование, 1979. Т.101, №2.

240. Vicktor Н.В., Miller М., Opferkuch R. Grundladen der Zerspanung. Teil 14: Kuhlschmierstoffe // Werkstattstechnik, 1980. Bd.70, №3. - S.225-230.

241. Watanabe S., Tsumoru F., Kyoichi S., Asahara K. Antirust and lubricity characteristics of cutting fluids additives //Lubrication ingineering, 1982. v.38.- №7. P.412-415.

242. Williams J.,Tabor D. The role of lubricants in machining //Wear, 1977. V.43.- №3. P.275-292.

243. Zienkiewicz J.C. In: Numerical Analysis of Forming Process Swanca: /I.Wikey and Sons. 1984. - p. 1-44.

244. Zimmerman D. Optimierung moderner chlorfreier nicht wassermischbarer Kuhlschmierstoffe //Mineraloltechnik, 1987. №110. - S.l

245. Результаты промышленных испытанийдиректор рмаль»к.т.н. Ю.А. Лавриненко 2000 г.испытаний СТ СОЖ «Росойл-503» ТУ^5Й»^Й<06377289-97 на операции раскатка резьбы в гайке 1/61050/11 М12 х 1,25-6Н при увеличенной скоростирезьбообразования V=25,8 м/мин

246. Обоснование необходимости проведения работы:

247. На операции раскатка резьбы наблюдается низкая производительность труда, повышенный расход инструмента раскатников.

248. Повышение производительности труда на операции раскатка резьбы в rañKáx.

249. Повышение стойкости инструмента раскатников.1. Оборудование и материалы:

250. В автоматном цехе на операции раскатка резьбы в гайке 1/61050/11 используются три 2-х шпиндельных гайконарезных автомата А2063.

251. Материал гайки сталь 10 ГОСТ 10702-78.

252. Фактическое число оборотов шпинделя п= 288 об/мин, скорость резьбообразования V = 10,85 м/мин.

253. В качестве инструмента используется раскатник 2642-6030-4 с твердостью HRC 63- 66 из стали Р6М5.Средняя стойкость раскатников составляет 6200 штук гаек.

254. В качестве СОЖ используется «Росойл-503» ТУ 2320-018-06377289-97.

255. Раскатники выходят из строя в основном из-за износа рабочей части на заборном конусе и поломок хвостовиков.

256. Методика испытаний и анализ результатов

257. На гайконарезной автомат А 2063 установлен шкив, обеспечивающий число оборотов шпинделя п=750 об/мин и скорость резьбообразования V=28 м/мин.

258. В качестве СТ СОЖ была использована «Росойл-503». Контроль качества резьбы выполняли по калибрам Р-ПР и НЕ. Чистоту поверхности резьбы оценивали визуально по эталонам.

259. Средняя стойкость раскатников за период испытаний составила Ютыс. шт. гаек. Производительность при раскатке составила 50 штук гаек в минуту с двух шпинделей.

260. СТ СОЖ «Росойл-503>х обеспечивает стабильное получение качественной резьбы М12 х 1,25-бН при раскатке гайки 1/61050/1,1. при, увеличенной скорости резьбообразования У=28м/мин.

261. При скорости У=28м/мин производительность резьбообразования составила 50 шт./мин с двух шпинделей, что в 2,38 раза больше фактической производительности до испытаний.

262. Стойкость раскатников 2642-6030-4 увеличилась и составила в среднем 10 тыс. шт. гаек.

263. Гайконарезные автоматы А2063 требуют модернизации загрузочно-ориентирующего бункера.1. Рекомендации:

264. Пересмотреть режимы резьбообразования при раскатке гаек по всей номенклатуре по увеличению скорости раскатки и числа оборотов шпинделей^ что" позволит увеличить производигельнрость и стойкость раскатников.

265. Выполнить доработку бункеров автоматов А2063.1. Выводы:1. Начальник ОПТ ХОНГ1. Ф.С. Гильманов1. Начальник цеха № 121. В.Я. Хабиров•' / У \ / / С,' . •■<■1. УТВЕРЖДАЮ

266. Тохничоский лиректор ACbüaLBT оно рмаль''1. М. Закирос " " lÜ'Jfir.1. АКТиспытаний опытной технологии подготовки .металла на установке дробеструйной очистки от окалины И 501 с одно г. ременной калио-ровкой на жидкой смазке и иысадки болтов.

267. Испытания опытной технологии подготовки металла проведены в цехе N15*0 применением установки ДОС 11591 0',. разработанной и изготовленной ССП АО "Автонормаль".

268. В качестве технологической омазки для волочения использовалась ТС "Росойл 101М" разработанная специалистами ХТЦ УАИ и ЕелЗАИ

269. Скорость обработки 40-ПО м/мин.

270. На наружной поверхности бунта при намотке на барабан образуется лыска шириной • Змм. . по причине конструктивного несове! шенсгва стана ВГ-1000.

271. Все узлы установки Д<Х; после устранения недоработок работают в нормальном режиме. Пыли нет. Обслуживают установку два рабочих, производительностью .?. Ю тонн в смену.

272. Подготовка металла для высадки болтов проходила по различным вариантам: Вариант 1

273. Сталь 20Г2Р диаметр 15мм. ' •

274. Состояние поверхности -• ржавая, с окалиной; Количество: 2 бунта весом Ith. Маршрут:- дробеструйная очистка и калибровка на установке ДОС на 0 13,7мм. -фосфатирование;

275. При этом получили механические свойства бЗ-бЬкг/MMf 12%. При высадке деталей 2103-1003271 на х/в автомате BV-4 замечаний не. было.- "Скрипа" не слышно. Вариант 2

276. Сталь IB-20,l5ß= 55кг/мь£ диаметр 15мм. ,окалина. Маршрут:- дробеструйная очистка и калибровка на установке ДОС на 0 14,1мм.- фосфатирование,- калибровка на стане 1/750 на 0 13,4

277. При этом* получили б= 65кг/м^с5,=18%. Отмечено увеличение времени обезжиривания перед нанесением фосфата.

278. При высадке болта 2108-1003271 был слышен характерный "скрип".с

279. Каче^с^во болтов хорошее,без поверхностных задиров. Нагрузки на инструмент по мнению наладчиков высокие.

280. При высадке болта 2107-1003271 из металла IB-20,подготовленного пс данному маршруту "скрипа"не было.Качество болтов хорошее,без поверхностных задиров. Нагрузки на инструмент, по мнению наладчиков, уменьшились. Вариант 3

281. Сталь IB-20 с окалиной.диаметр 15мм. ,б-55кг/мм? Маршрут:- отжиг в коллаковой печи.- дробеструйная очиска и калибровка на установке ДОС на 0 14,1мм,- фосфатирование- калибровка на стане 1/750 на 0 13,4 При этом получили б|-53-59кг/мм^

282. При высадке болта 2103-1003271 слышен "скрип". Нагрузки на инструмент, по мнению наладчиков,высокие,однако задиров нет,качество болтов хорошее.1. Вариант 4

283. Сталь О с окышний. диаметр 15мм. ¿б?-55кг/мм7W1. Маршрут:- дробеструйная очиека и калибровка на установке ДОС на 0 14,1 mi- промывка.- отжиг на ТВЧ,- фосфатирование,- калибровка на стат.-; l/750 на 0 13,4 При этом получили Бс=53-59кг/мм5

284. При высадке болта 2108-1003271 слышен "скрип". Нагрузки на инстр: мент,по мнению наладчиков,высокие,однако задиров нет.качество см тов хорошее.

285. Сталь 1В-20 с окалиной, диаметр 15мм. , &г55кг/ммТ Маршрут:- дробеструйная очиска и калибровка на установке ДОС на ß :L3,7Mi

286. При этом"прлучили &--69кг/мм7 * . — *

287. По всей длине бунта была лыска 2 -Змм.

288. Высадили болт 2105-2803142 М14х70 на х/в автомате 5/8", на техно.)гииеской смазке ИСП-40 в'количестве 700кг. При этом, по мнению налайчиков,нагрузки на инструмент уменьшились по сравнению с выса;кой из металла,подготовленного по обычной технологии.

289. Задиров и налипаний нет.но "лыска" на гладкой части стержня'остелась.

290. В связи с несоответствием между левым направлением навивки бунте и установкой ПЗУ станка в правом положении.при высадке было cnyi вание витков бунта в петлю. ВЫВОДЫ:

291. Технологическая смазка "Росойл 101М" обеспечивает при калибровке требуемое качество поверхности металла,а также не умень . шает стойкость фильеры.

292. Подговленный на установке ДОС металл,с последующим фосфати-рованием,пригоден для высадки болтов.г- 4

293. Предложения и рекомендации:

294. Для этого ТСТД откорректировать техпроцессы подготовки данного металла в цехе 15.

295. Низамову М. М. сдать установку ДОС Н591-02 в эксплуатацию в октябре 1996г.

296. Ряхину В. С. , Минияхметову Ф. Г. осуществлять контроль и своевременное шустранение выявляемых в процессе эксплуатации недоработок.

297. Лавриненко Ю. А. разработать план НИОР по использованию данного продесса для различных марок, сортаментов металла, высадки гаек, болтов и других видов крепежа. Срок: октябрь 1996г.

298. Ряхину В. С. организовать изготовление установки ДОС под стдн ВСМ1/750 и четырех "ремонтных модулей по заказу цеха 15.1. Срок: до 1.02.

299. Зам. тех. директора по науке1. Главный конструктор ССП1. СОГЛАСОВАНО: Директор ССП1. Директор РП1. Нач. цеха '151. Нач. цеха 10 Гл. технолог1. Волочильщик ц. 15

300. Наладчик ц. ю Наладчик ц. ю1. А. Лавриненко1. Л-^ Л. П. ЛебедевсА^1. В. С. Ряхин1. М. М. Низамовист^У А. М'Лисота1. ЯЧГ?'

301. В. В. Майе трен ко А. ЦАкименков7 Н. И. Влас ков1. А. В. Потапов Ф. И. Ишков? Л.-* л '' • , . П