автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.09, диссертация на тему:Разработка технологии ресурсосберегающего изготовления крупногабаритных поковок

МЕДВЕДЕВ Игорь Петрович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОКОВОК

Специальность: 05.02.09 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2011

2 1 АПР 2011

4844346

Работа выполнена в ГОУ энергетический университет»

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

«Казанский государственный

доктор технических наук Крук Александр Тимофеевич

доктор технических наук, профессор

Хван Дмитрий Владимирович;

кандидат технических наук, доцент

Дибнер Юрий Абрамович

ОАО «Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля» (НИИАСПК), г. Воронеж

Защита состоится 27 апреля 2011 года в 1530 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212. 037.04. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан « и*" » марта 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кириллов О.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Характер производства большегрузных автомобилей, авиационных двигателей, турбин электростанций требует серийного и массового изготовления однотипных узлов, в которых используются высоконагруженные крупные заготовки типа коленчатых валов, балок, фланцев, больших лопаток первых ступеней компрессоров и турбин. При этом часть поверхностей поковок не требует последующей механической обработки, что при эксплуатации изделий накладывает повышенные требования к точности заготовок и качеству поверхностного слоя материала.

Технико-экономические показатели производства таких деталей во многом зависят от совершенства технологии изготовления заготовок, которая, наряду с объемной деформацией материала, включает другие технологические операции.

В промышленности сформировалась тенденция к использованию в серийном производстве однотипных поковок высокой точности с гарантированным качеством поверхностного слоя, что может значительно упростить и удешевить их последующую обработку на автоматизированном оборудовании, а также облегчит взаимозаменяемость при сборке и ремонте двигателей большегрузных автомобилей, энергетических и др. силовых установок.

Современные технологические процессы получения сложных поковок ответственных деталей тесно связаны с конструкцией прессового оборудования, технологической оснасткой, создаваемой для реализации новых технологий, технологий механосборки.

Накопленный опыт производства крупногабаритных поковок дает возможность выпускать конкурентоспособные востребованные авиационные двигатели, энергетические машины и грузовые автомобили, другие промышленные изделия. Однако в процессе расширения номенклатуры и типоразмеров тяжелонагруженных деталей одновременно ужесточаются требования к качеству и эксплуатационным показателям (прежде всего к лопаткам, балкам и коленчатым валам), что в свою очередь требует разработки новых способов, технологий изготовления таких изделий, учитывающих достижения и исследования ведущих мировых авиационных, автомобилестроительных фирм и энергетики.

В работе рассматривается проблема ресурсосбережения (на стадии получения поковок) путем перераспределения трудоемкости между технологическими стадиями, совершенствования технологии производства, технологической оснастки, оптимизации заготовок, сокращения трудоемкости механообработки при сохранении или возрастании эксплуатационных показателей двигателей транспортной техники и энергетических установок. Такая тематика отвечает задачам,, поставленным перед машиностроителями Правительством страны, является актуальной на перспективу.

Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 20092013 годы», мероприятие 1.2.1 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук».

Целью работы является создание ресурсосберегающей технологии производства крупногабаритных поковок, структуризация требований к созданию и реализации ресурсосберегающих технологий на стадиях изготовления изделий и обоснование оснащения автоматизированных заготовительных производств, обеспечивающих требуемый выпуск качественных изделий, конкурентоспособных на мировом рынке.

Для достижения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:

1. Анализ факторов, определяющих технологические показатели крупных поковок для изделий серийного производства.

2. Физическое и математическое описание процессов, протекающих при формообразовании конструктивных элементов крупногабаритных поковок.

3. Совершенствование технологического процесса изготовления крупногабаритных поковок с учетом эксплуатационных требований, реализуемых в процессе изготовления изделий и технологической оснастки.

4. Разработка требований к приобретаемому и создаваемому прессовому оборудованию и средствам технологического оснащения для изготовления крупных поковок в серийном производстве.

5. Внедрение ресурсосберегающей технологии в современных производствах для серийного выпуска заготовок энергетических установок и двигателей перспективных изделий машиностроения.

Методы исследований и достоверность результатов

В работе использовались классические закономерности теории подобия, расчета точности, прочности, надежности, теоретические положения технологии штамповки, системы автоматизированного проектирования оборудования, средств технологического оснащения, теоретические основы управления сложными техническими системами с нечетко сформулированными граничными условиями при моделировании процессов.

Достоверность основных положений работы подтверждена многолетним положительным опытом использования рекомендаций по совершенствованию технологии получения качественных заготовок и обоснованием выбора средств оснащения производства на предприятиях автомобильной, авиационно-космической и энергетической отраслей машиностроения.

Научная новизна работы:

1. Формализация связей между размерами заготовки и оптимизацией назначения погрешностей крупногабаритных поковок, отличающаяся обоснованным выбором взаимосвязанных параметров оборудования, оснастки, технологических параметров и эксплуатационных требований на стадиях производства при минимизации ресурсопотребления.

2. Модель формирования профиля и обеспечение требуемой геометрии участков крупногабаритных поковок без последующей механической обработки, отличающаяся тем, что в качестве начальных условий приняты граничные значения эксплуатационных требований точности, обеспечиваемых ранее механосборкой, и требуемые показатели качества поверхностного слоя поковок при формообразовании.

3. Оптимизационная модель снижения ресурсопотребления в процессе формирования профиля при объемном деформировании с научно обоснованным уровнем автоматизации оборудования и средств технологического оснащения, отличающаяся тем, что в качестве критерия оценки приняты заложенный в технических условиях технологический, экономический и организационный уровень конкретного потребителя, серийность производства, технико-экономические возможности и состояние производства заказчика.

Практическая значимость работы:

1. Совершенствование технологического процесса серийного получения поковок с обоснованным уровнем точности, позволяющего снизить себестоимость продукции и на 8-12%, уменьшить необоснованный избыток материала в виде напуска и припуска на последующую обработку, сократить количество и объем операций механообработки, повысить и стабилизировать качество поверхностного слоя материала заготовок до эксплуатационных требований к крупногабаритным силовым деталям.

2. Разработка технологических рекомендаций по расчету технологических режимов и проектированию технологических процессов штамповки и изготовления оснастки с учетом характеристик, технического состояния оборудования и средств технологического оснащения, позволивших ускорить технологическую подготовку производства, в частности, его ресурсосберегающее переоснащение в условиях серийного выпуска продукции.

3. Рекомендации по формированию организационной структуры для поддержания требуемого для реализации ресурсосберегающих технологий уровня автоматизации заготовительного производства при изготовлении точных крупногабаритных поковок, что позволило целенаправленно приобретать (или изготавливать в условиях собственного производства при наличии технических ресурсов) материально-техническое оснащение для обеспечения выпуска заготовок с требуемой точностью, в частности, поковок для большегрузных автомобилей, авиационных двигателей, турбин электроагрегатов и обоснованного перераспределения трудоемкости между заготовительным и металлообрабатывающим этапами производства.

Личный вклад автора в работу:

1. Разработка и внедрение новых технологических процессов ресурсосберегающего получения крупногабаритных заготовок, содержащих научно обоснованное количество участков силовых элементов без последующей обработки.

2. Разработка научно обоснованных рекомендаций по реконструкции под современные запросы потребителя заготовительного производства

предприятий транспортного и энергетического машиностроения с учетом требований по ресурсосбережению за счет совершенствования материальной структуры и системы подготовки производства.

3. Разработка путей повышения качества поковок технологическими методами за счет средств технологического оснащения и предложенных методов совершенствования расчетных методик для оптимизации технологических ограничений и путем реконструкции заготовительных производств.

4. Физические и математические модели, определяющие пути выбора технологических параметров для управления повышением точности и снижением материальных потерь при серийном выпуске крупногабаритных заготовок сложного профиля.

5. Научно обоснованные рекомендации по выбору оборудования и оснастки на стадии переоснащения производства с учетом материальных возможностей предприятия и перспектив эффективного сбыта продукции отечественным и зарубежным потребителям.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены на ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), ЗАО ТМП (г. Воронеж), в учебный процесс ГОУВПО «Казанский государственный энергетический университет».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: международной научно-технической конференции «Рабочие процессы и технологии двигателей» (Казань, 2005); международной научно-практической конференции «Организация НИР студентов в университетских комплексах» (Воронеж, 2005); 5-й международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла» (Брянск, 2005), международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, 2005); ЯаОМ.!-2005 (Рокка, Упуаска Вагуа, 2005); Всероссийской научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности России» (Тула, 2006); международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии» (Липецк, 2006); АКТ-2006 (Воронеж, 2006); международной научно-технической конференции «Технологическое обеспечение и автоматизированное управление параметрами качества поверхностного слоя, точности обработки деталей и сборки газотурбинных двигателей» (Рыбинск, 2007); конгрессе ЕЬР1ГГ-2007 (Тольятти, 2007); международной научно-технической конференции «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки» (Ростов-на-Дону, 2008); международной научно-технической конференции «ССП-09» (Воронеж, 2009); международной научно-технической конференции «ТМ-2010» (Воронеж, 2010).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, в том числе 6 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получены патенты на 3 изобретения. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю

принадлежат: [1] - структура модели; [2] - методика выбора технологических параметров; [3] - структуризация технологии получения крупных поковок; [4] - обоснование выбора КГ111П; [6] - точностной анализ поковок; [11] - обоснование выбора осевого инструмента; [12], [14] - совершенствование получения заготовок из алюминиевых сплавов; [13] - обоснование вариантов измерений расхода.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, результатов и выводов, списка литературы из 102 наименований, приложений. Основная часть работы изложена на 171 странице, содержит 67 рисунков и 28 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, раскрыты научная новизна и значимость работы.

В первой главе изучено состояние вопроса изготовления крупных поковок на предприятиях России и зарубежья, обоснована необходимость решения поставленных в работе задач.

Анализ состояния вопроса показал:

1. Величины припусков на последующую обработку заготовок, в частности, коленчатых валов двигателей, балок автомобилей, изменяются в широких пределах и зависят не только от недоштамповки, но и от возможности получения требуемого профиля далее необрабатываемых элементов поковок, термообработки, нестабильности углов выкрутки и результатов калибровки профиля, напусков материала при штамповке, удаляемых обсечкой. Все эти показатели взаимосвязаны и эффективность каждого из них необходимо рассматривать как часть технологии получения изделий, определяющей металлосбережение и снижение ресурсопотребления.

2. В литературе большое внимание уделяется снижению величины недоштамповки за счет совершенствования конструкции оборудования, но слабо освещается назначение технологически и экономически обоснованных пределов минимальных припусков на последующую обработку, определенных недоштамповкой. Известно, что уменьшение величины недоштамповки вызывает необходимость в дорогостоящих прессах повышенной мощности и технологической оснастке, имеющей ограниченную стойкость.

Обоснование экономически выгодных пределов изменения припусков позволяет разработать ресурсосберегающие технологии, снизить себестоимость поковок, увеличить межремонтный период при эксплуатации оборудования и оснастки, интенсифицировать процесс, повысить уровень механизации и автоматизации прессов, используя имеющиеся у изготовителя освоенные технические средства и навыки исполнителей по эксплуатации осваиваемого оборудования.

3. Анализ технологии получения крупногабаритных поковок следует рассматривать как часть общего процесса получения изделия с заданными эксплуатационными характеристиками. Обычно рассматривают процесс получения поковки как самостоятельный этап производства изделия, где обязательным признаком достоинства процесса является достижение наибольшей точности геометрических размеров без обоснованной привязки к эксплуатационным требованиям. Это приводит к выбору КГШП с завышенными показателями по номинальной силе, мощности приводов, металлоемкости оборудования и снижению стойкости оснастки, необоснованным затратам и, в конечном счете, утрате приоритетов ввиду затягивания сроков освоения новых изделий, снижению интереса заказчиков из-за повышенных затрат на изготовление и эксплуатацию прессов и средств технологического оснащения, недостаточному использованию (по сравнению с зарубежными конкурентами) ресурсосберегающих технологий.

4. Для повышения ресурсосбережения технологическими методами необходимо проведение исследований по механизму получения требуемой точности необрабатываемых далее элементов, как части взаимосвязанных факторов, влияющих на технико-экономические результаты при создании ресурсосберегающих технологий получения изделий.

5. Достигнутый уровень ресурсопотребления может быть улучшен при комплексном совершенствовании технологии на всех этапах жизненного цикла рассматриваемого изделия, адаптации оборудования к разрабатываемой технологии штамповки, что связано с изменением структуры и организации серийного производства качественных крупногабаритных поковок, в частности, коленчатых валов двигателей, балок большегрузных автомобилей, крупных лопаток энергетических машин.

Результаты анализа позволили сформулировать задачи исследований, приведенные во введении.

Во второй главе показаны пути и методы решения поставленных задач.

Сформулированы следующие рабочие гипотезы, позволившие создать научную базу для проведения исследований:

1. Одним из значимых факторов ресурсосбережения (в том числе металлоемкости поковки) является обеспечение в процессе штамповки качества поверхностного слоя, обеспечивающего требуемые эксплуатационные характеристики силовых элементов крупных поковок без последующей механической обработки, что может быть достигнуто оптимизацией конструктивных и технологических связей на стадии проектирования и производства заготовок с адаптацией режимов по сигналам обратной связи в реальном масштабе времени.

2. Процесс получения крупногабаритных поковок необходимо рассматривать как часть общего технологического процесса получения изделия с требуемыми эксплуатационными характеристиками с учетом возможности сокращения последующей механообработки на части деталей, имеющих

требуемую точность и качество поверхностного слоя на стадии изготовления поковки.

3. Выбор КГШП возможно выполнять по силе, необходимой для получения поковок с обоснованными припусками под последующую обработку, а предельную силу поддерживать за счет изменения номинала и допусков на технологические режимы штамповки, в частности, путем обоснованного выбора количества ручьев, вставок штампов, температуры, величины недоштамповки и др.

4. Снижение ресурсопотребления при производстве крупногабаритных заготовок возможно путем создания прессового оборудовании, учитывающего технологические режимы изготовления крупногабаритных поковок, уровень автоматизации для крупномасштабного выпуска заготовок требуемого качества, возможности и качество настройки прессов, степень совершенства технологии на всех этапах создания изделий, оптимизации организационной структуры заготовительного производства (построение технической системы, обеспеченность кадрами исполнителей, создание научной базы для разработки новых конструкций, технологий и др.).

С участием автора на ОАО «КАМАЗ» разработана научная и экспериментальная исследовательская база, созданная на основании ранее выполненных работ научных школ МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ «МОССТАНКИН», КГЭУ, ВГТУ.

Основные результаты получены с использованием ранее предложенных собственных патентов и патентов специалистов России.

Экспериментальные исследования и испытания проводились на ОАО «КАМАЗ» и в ЗАО «ТМП».

Сформулирован алгоритм выполнения научной работы, позволивший обеспечить решение поставленных задач и достичь намеченной цели.

В третьей главе спроектированы ресурсосберегающие технологии изготовления крупных поковок в серийном производстве. Научно обоснован новый подход к выбору экономически обоснованной точности поковок, в основу которого положены допустимые изменения размеров на всех этапах изготовления изделий.

Основным оценочным показателем точности на стадии получения поковок является высотная погрешность, от которой зависят возможности снижения доли металлообработки в общем технологическом процессе изготовления детали.

Для крупногабаритных заготовок погрешность (АН) по высоте составляет

—- + -С„ а "

дР

где--жесткость пресса в зависимости от состояния 1 -го

дХ, *

параметра;

ДХ) - пофешность ! -го параметра (температуры заготовки, штампа, контактного трения, режима штамповки, массы заготовки и др.);

а - экспериментальный коэффициент, учитывающий вид материала (для сталей а = 0,435);

Р - численный коэффициент (среднее значение р =0,221); ДВ - изменение закрытой высоты (В] - В2) штампового пространства в зависимости от приложенной силы (Р|; Р2) находят экспериментально;

Дц - смещение частей штампа от контактного трения; У - численный коэффициент для крупных поковок у = 0,78; ДУ - изменение линейной величины упоров (в основном за счет

нагрева);

д1<? - изменение линейного размера вставок (величины ДУ, Д|„ рассчитывают с учетом предельных значений температуры); Н - толщина облоя;

Сн - жесткость поковки (оценивается через жесткость облоя как отношение силы Р к изменению толщины Н облоя, определяется, как правило, экспериментально);

Вертикальная жесткость технологической системы «пресс-штамп» (С1):

с = р>—Р<

1 (Я2 •-•#, )---(Вг ---В,)'

С учетом (2)

С„=С,<^-1). (3)

Л/г

Наибольшее отклонение (АН) рассчитывают при предельных изменениях сил на ползуне по ходу его движения (ДР)

ДР = —'" 7 -. (4)

где ДЬ - изменение размера между плоскостями облойного мостика, характеризующего межштамповое расстояние.

Величина ДВ позволяет назначать при настройке закрытую высоту штампового пространства. Расчет регулировочного параметра (ДЬ) выполняется по зависимости

г

ДЬ= &----ДВ, (5)

С,

где Т-температура штампа;

ДТ - изменение температуры.

В главе приведены результаты экспериментальных исследований изменения высоты облоя от технологической силы пресса (рисунок) на ползуне пресса.

Отклонение высоты облоя (ДН) от силы пресса на ползуне (Р) при работе пресса: 1 - без упоров; 2-е упорами

В работе показано, что экспериментальные результаты подтверждают расчетные значения с погрешностью не более 10 %.

В главе разработаны рекомендации по выбору, созданию оборудования и проектированию современных ресурсосберегающих технологических процессов изготовления крупногабаритных поковок.

В четвертой главе приведено научное обоснование технических и экономических показателей при изготовлении крупных поковок.

На основании анализа причин возникновения погрешностей и снижения качества крупных поковок разработаны рекомендации по проектированию ресурсосберегающих процессов, где наиболее детально рассмотрены стадии получения поковок.

Показано, что в качестве обобщающего критерия при построении ресурсосберегающих технологий получения крупных поковок может служить деформирующая сила, соответствие которой расчетной величине (показано в главе 3) зависит от ограничений, принятых с учетом различных факторов заготовительного этапа изготовления (табл. 1).

Наиболее значимые факторы (температура заготовки, частота вращения вала и время паузы) могут достаточно точно контролироваться в процессе штамповки. Контактное трение зависит от случайных факторов (состояние и качество смазки, подача СОЖ и др.) и слабо поддается контролю, но его влияние на процесс штамповки весьма значительно, и это следует учитывать при проектировании технологии.

Таблица 1

Степень влияния технологических факторов на величину деформирующей силы

Фактор Размерность Базовая величина Отклонение, % Изменение деформирующей силы, МН

Толщина облоя мм 5,5 ± 1,5 -3,78

Температура заготовки °С 1050 ± 100 - 0,065

Температура штампа °С 325 ±75 -0,002

Высота заготовки мм 196 ±6 - 0,006

Время паузы между осадкой и окончательной штамповкой сек 9 ±4 0,17

Частота вращения вала пресса 1 /с 5,5 ± 1,05 0,84

Контактное трение - 0,55 ±0,15 26,8

В работе приведено техническое и экономическое обоснование ограничений, показанных в табл. 1.

В результате выполненных расчетов и экспериментов рекомендовано для крупных заготовок из конструкционных сталей назначать припуск поковки на последующую механическую обработку от минус 0,9 до плюс 1,9 мм.

С учетом таких рекомендаций должна проектироваться деталь с минимальными объемами механообработки на удаление припуска и снижением затрат на всех этапах построения технологического процесса.

Обоснован выбор силы прессов при реконструкции на примере ОАО «КАМАЗ» заготовительных производств, определяющий портфель заказов предприятий-изготовителей (табл. 2).

Анализ табл. 2 показывает, что обоснованный выбор оборудования может существенно снизить потребление ресурсов на текущие и капитальные расходы.

Таблица 2

Изменение технологических и экономических показателей от обоснованной замены оборудования с учетом его предельных возможностей

Сила пресса р„,мн Коли- Снижение

чество Потребности в установочных площадях, м2 По установленной мощности, квт Расхода металла на изготовление, Т

Уста-нов-ленного Расчетная установленных прессов, шт.

25 16 16 71,7 1680 1067

40 25 15 80 1755 2925

63 40 5 141,5 1225 1750

125 80 2 - 692 463

160 120 1 - 300 1551

При этом возможно увеличение недоштамповки (для крупных деталей до 2,5 %), но оно практически не сказывается на потерях материала.

По опьггу ОАО «КАМАЗ» коэффициент использования металла в серийном производстве в любом случае сохраняется в диапазоне 0,4-0,92.

В пятой главе рассмотрена реализация результатов работы при создании ресурсосберегающих производств для выпуска крупных поковок. Даны рекомендации по выбору прессов с учетом их обеспечения изготовителем тех-

нологической оснасткой и экономически обоснованным уровнем автоматизации производства.

Для конкретных типовых случаев предложены эмпирические (упрощенные) зависимости для расчета силы штамповки

Р=кравот[1+ -^-], (6)

где к - статистический численный коэффициент, определенный при различной температуре поковки, высоте облоя при штамповке материалов (к =1,06-1,16);

Р - численный коэффициент (в широком диапазоне штампуемых материалов может быть принят постоянным: р = 1,16);

а; в - средняя ширина и длина поковки (с учетом ширины облойного мостика);

от - предел текучести материала поковки, зависит от температуры, скорости и степени деформации материала; ц - коэффициент трения; Н- толщина облоя.

Зависимость (6) позволяет определить пресс требуемой силы и оптимальную загрузку оборудования.

Установлены условия поддержания интервала рабочего времени для подналадки межштампового пространства. Показаны ограничения, при которых подналадка может выполняться в начале каждой смены без остановки прессов для таких целей.

Изменение объема (массы) заготовок должно выдерживаться в пределах 10%. Тогда сила штамповки укладывается в диапазон сил нормального ряда соседних прессов и не требуется изменение маршрута изготовления поковок.

В работе приведены упрощенные зависимости для оценки погрешностей поковки, требуемого межштампового пространства, устанавливаемого при поднастройке оборудования.

В данной главе разработана перспективная технология электрохимического и комбинированного изготовления рабочей части вставок ковочных штампов, что значительно ускоряет и удешевляет подготовку производства, особенно при переходе на новые объекты производства. Предложенные процессы разработаны на уровне изобретений, часть которых получена, другие находятся в стадии рассмотрения.

Проведен анализ серийной продукции машиностроения, где заготовки имеют достаточно большие габариты. Показано, что использование результатов диссертации позволяет обоснованно перераспределить трудоемкость операций технологического процесса и значительно снизить затраты материальных ресурсов.

Работа внедрена в серийном производстве на ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), что позволило шире использовать ресурсосберегающие технологии, охватывающие все стадии производства крупногабаритных

поковок, на ЗАО «ТМП» (г. Воронеж) при текущем и перспективном обосновании программы выпуска КГШП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполнения работы разработана ресурсосберегающая технология получения крупногабаритных поковок, включающая процессы объемного деформирования, создание средств технологического оснащения возможности получения окончательной геометрии элементов изделий.

Изучен процесс и предложены пути обеспечения требуемых качественных показателей продукции на стадиях производства изделий, проведена реконструкция производства заготовок, выполнены мероприятия по организации серийного выпуска точных поковок для большегрузных автомобилей семейства «КАМАЗ», где достигнуто снижение трудоемкости изделий, потребления ресурсов на 8-12%, разработаны рекомендации по эффективной подготовке производства заготовок на предприятиях авиационного двигателестроения и энергетических установок.

Выводы:

1. Проведен анализ факторов, влияющих на ресурсосбережение материала и экономию ресурсов с учетом перераспределения трудоемкости в серийном производстве крупногабаритных изделий, что позволило сформировать стратегию совершенствования технологии изготовления заготовок и изделий с учетом современного уровня производства заготовок и механообработки в автомобильной, авиационной, энергетической и других отраслях.

2. Научно аргументирован (применительно к крупногабаритным поковкам) выбор экономически обоснованных диапазонов изменения параметров штамповки. К ним относятся:

- изменение номинального момента, не более ± 5%;

- отклонение закрытой высоты пресса, не более 1 мм.

3. Достигнуто снижение до 12% потребления ресурсов за счет единого подхода к оценке технологических параметров при разработке технологических режимов на заготовительных и механосборочных стадиях технологических процессов крупных изделий, что позволило обосновать выбор технологических показателей поковок, достаточный для оптимизации припусков на последующую обработку в границах эксплуатационных допусков на элементы изделий, в том числе не подлежащих последующей обработке. При этом обеспечиваются технологические требования к качеству поверхностного слоя заготовок, снижение электропотребления и трудоемкости последующей механической обработки, ускорение освоения новых изделий за счет совершенствования процесса обработки на металлорежущем оборудовании крупных поковок сложной формы.

4. Установлено, что обоснованное назначение припуска на последующую механическую обработку поковок позволяет снизить потребность в крупных КГШП, как минимум, на ступень размерного ряда, что экономит потребность в ресурсах на приобретение и эксплуатацию прессов на 10-12%, повышает стойкость штамповой оснастки в 1,2-1,3 раза.

5. С участием автора проведена реконструкция и технологическая подготовка производства ОАО «КАМАЗ», при которых научно обоснован и реализован уровень автоматизации производства, позволивший устранить участие исполнителей в опасной зоне и повысить степень механизации и автоматизации процесса в 1,7...1,8 раза.

6. Созданы условия формирования резерва производства крупногабаритных заготовок, что позволило без нарушения ритма выпуска изделий в условиях серийного производства, в частности, на примере производства силовых деталей большегрузных автомобилей семейства «КАМАЗ», обеспечить возможность перенастройки, планового ремонта и восстановления оборудования для изготовления выпускаемой продукции и одновременно осваивать новые изделия без нарушения плана выпуска крупных поковок силовых деталей.

7. Сформированы требования к перспективным прессам, предназначенным для производства крупногабаритных заготовок, что позволяет обоснованно проектировать и выпускать новое заготовительное оборудование, в частности на ЗАО «ТМП», востребованное в стране и за рубежом, проводить реконструкцию производств предприятий-изготовителей прессового оборудования с учетом реальных потребностей, в том числе отечественных автомобильных и авиационно-космических предприятий.

8. Обоснован и реализован новый способ выбора дорогостоящего уникального кузнечно-прессового оборудования для модернизации заготовительного производства. Он заключается в использовании концепции научно обоснованного назначения припусков на детали, которые определяют силу штамповки прессового оборудования без излишнего резервирования, что позволяет заказывать и приобретать более дешевые в изготовлении и ресурсосберегающие в эксплуатации средства технологического оснащения заготовительных производств.

9. Разработаны принципы и механизм расчета потребного прессового оборудования для выпускаемых типоразмеров поковок путем минимизации резервных мощностей. Расчет базируется на назначении реальных обоснованных припусков на последующую обработку, обеспечивающих требуемую геометрическую точность и качество поверхностного слоя изготавливаемых деталей.

10. Определены тенденции развития и использования технологии и оборудования, в частности тяжелых механических прессов, для модернизации и переоснащения российских заводов транспортного и энергетического машиностроения путем уточнения потребности в уникальном оборудовании для заготовительных операций, выпуска крупных поковок с научно и эконо-

мически обоснованными показателями полезного использования материалов и ресурсов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Разработка двухмерной математической модели глубинной электрохимической обработки вращающимся катодом / И.П. Медведев и др. // Авиационная техника. 1996. №2. -С. 108-109.

2. Медведев И.П. Обоснование точности крупных поковок, изготовляемых на КГШП / И.П. Медведев, А.Т. Крук // КШП - ОМД. 2010. № 8. С. 33-38.

3. Медведев И.П. Оптимизация технологических решений по обеспечению точности крупных поковок / И.П. Медведев, А.Т. Крук // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 9. С. 30-35.

4. Медведев И.П. Выбор оборудования для изготовления крупногабаритных поковок / И.П. Медведев, А.Т. Крук // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 11. С. 25-30.

5. Медведев И.П. Обеспечение точности крупных поковок, получаемых на ковочных прессах / И.П. Медведев // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 12. С. 18-22.

6. Медведев И.П. Выбор технологических параметров при изготовлении поковок на КГШП / И.П. Медведев, А.Т. Крук // КШП - ОМД. 2010. № 10. С. 28-31.

Патенты и авторские свидетельства:

7. Пат. 221330 Российская Федерация. Способ теплового измерения раздела сред / Ю.К. Евдокимов, Я.А. Парте, Л.Т. Артамонов, В.Н. Петров, И.П. Медведев, K.M. Газизуллин; Бюл. № 21, 2003.

8. Пат. 2215267 Российская Федерация. Корреляционный способ объемного расхода жидкости (варианты) и устройство для его осуществления / И.П. Медведев и др.; Бюл. №21, 2003.

9. Патент 48398, РФ. Секции радиатора для системы водяного отопления / Авт.: И.П. Медведев и др. // Бюл. № 28, 2005.

10. Медведев И.П. и др. Устройство для формирования импульсного тока. Положительное решение по заявке № 2010 117 7796 от 04.05.2010.

Статьи и материалы конференций

11. Прецизионные инструменты для обработки отверстий в автостроении / K.M. Газизуллин, В.О. Иевлев, И.П. Медведев, В.Н. Хамман // Перспективы развития автомобильного транспорта: материалы Всерос. науч.-техн. конф. Тольятти: ТПУ, 2000. - С. 127-128.

12. Оптимизированный по массогабаритным характеристикам алюминиевый радиатор, выполненный методом экструзии / В. П. Гуреев, С.Д.

Дубинин, С.Г. Рачков, И.П. Медведев и др. // 50 лучших инновационных идей РФ: материалы конкурса. Казань: ГНО И-ВФ Республики Татарстан, 2004.-3 с.

13. Корреляционный способ объемного расхода жидкости (варианты) и устройство для его осуществления / И.П. Медведев и др. // Лучшие изобретения года: материалы республиканского конкурса Республики Татарстан, 2004. - 3 с.

14. Алюминиевые радиаторы, удачный пример реализации инновационных проектов в Республике Татарстан / Ю.Ф. Гортышев, И.П. Медведев и др. // Энергоснабжение в Республике Татарстан, 2005. № 1-2. - С. 86-89.

15. Медведев И.П. Разработка и выбор оборудования для изготовления заготовок коленчатых валов / И.П. Медведев // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 2010. Вып. 9. Ч. 3. -С. 129- 133.

16. Медведев И.П. Технология комбинированной обработки рабочего профиля крупногабаритных штампов / И.П. Медведев // Студент, специалист, профессионал: материалы III междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2010.-С. 57-64.

17. Медведев И.П. Критериальная оценка достижимой точности крупногабаритных поковок / И.П. Медведев // Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2010. - С. 68-72.

18. Медведев И.П. Перспективные технологические процессы изготовления крупногабаритных поковок / И.П. Медведев // Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2010.-С. 150-154.

Подписано в печать 24.03.2011. Формат 60 х 84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 28 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Введение

Глава 1. Технологии и технологическое оснащение производства крупногабаритных поковок

1.1. Факторы, обеспечивающие ресурсосбережение при изготовлении крупных поковок с учетом серийности производства

1.2. Анализ процессов и механизмов формообразования типовых элементов крупных поковок

1.3. Пути совершенствования технологии изготовления поковок с учетом эксплуатационных и экономических требований к продукции

1.4. Обоснование выбора или создания прессового оборудования с учетом тенденций развития заготовительного производства и требований заказчиков

1.5. Опыт внедрения новых технологий производства крупных поковок в отечественном и зарубежном машиностроении

Выводы

Глава 2. Пути и методы решения поставленных задач

2.1. Рабочие гипотезы

2.2. Научная база для исследований

2.3. Исследовательская база для реализации новых научных положений

2.4. Структура и построение работы 68 Выводы

Глава 3. Пути создания ресурсосберегающих технологий при производстве серийных поковок больших габаритов

3.1. Обоснование требуемой точности крупных поковок

3.2. Разработка и выбор оборудования для изготовления крупных поковок

3.3. Применение новых технологических процессов при изготовлении крупных поковок

Выводы

Глава 4. Обоснование технических и экономических показателей при изготовлении крупных поковок

4.1. Критериальная оценка достижимой точности крупногабаритных поковок

4.2. Обоснование требуемой точности крупных поковок, получаемых на КГШП

4.3. Оптимизация технологических решений по совершенствованию ресурсосберегающих технологий

4.4. Подтверждение проектных решений и выбор оборудования для изготовления крупных поковок

Выводы

Глава 5. Реализация результатов работы при создании ресурсосберегающих производств для выпуска крупных поковок

5.1. Выбор технологических параметров при изготовлении поковок на КГШП

5.2. Технология комбинированной обработки рабочего профиля крупных штампов

5.3. Развитие ресурсосберегающих технологий при изготовлении продукции машиностроения

5.4. Область рационального использования ресурсосберегающих технологий 155 Выводы

Актуальность темы. Характер производства большегрузных автомобилей, авиационных двигателей, турбин электростанций требует серийного и массового изготовления однотипных узлов, в которых используются вы-соконагруженные крупные заготовки типа коленчатых валов, балок, фланцев, больших лопаток первых ступеней компрессоров и турбин. При этом часть поверхностей поковок не требует последующей механической обработки, что при эксплуатации изделий накладывает повышенные требования к точности заготовок и качеству поверхностного слоя материала.

Технико-экономические показатели производства таких деталей во многом зависят от совершенства технологии изготовления заготовок, которая, наряду с объемной деформацией материала, включает другие технологические переходы.

В промышленности сформировалась тенденция к использованию в серийном производстве однотипных поковок высокой точности с гарантированным качеством поверхностного слоя, что может значительно упростить и удешевить их последующую обработку на автоматизированном оборудовании, а также облегчит взаимозаменяемость при сборке и ремонте двигателей, узлов большегрузных двигателей, энергетических установок.

Современные технологические процессы получения сложных поковок ответственных деталей тесно связаны с конструкцией прессового оборудования, технологической оснасткой, создаваемой для реализации новых технологий, технологией механосборки.

Накопленный опыт производства крупногабаритных поковок силовых деталей дает возможность выпускать конкурентоспособные востребованные авиационные двигатели, электростанции и грузовые автомобили, другие промышленные изделия. Однако в процессе расширения их номенклатуры и типоразмеров тяжелонагруженных деталей одновременно ужесточаются требования к качеству и эксплуатационным показателям крупных силовых деталей (прежде всего к лопаткам, балкам и коленчатым валам), что в свою очередь требует разработки новых способов, технологий изготовления таких изделий, учитывающих достижения и перспективные исследования ведущих мировых авиационных, автомобилестроительных фирм и энергетики.

В работе рассматривается проблема ресурсосбережения (на стадии получения поковок) путем перераспределения трудоемкости между технологическими стадиями, совершенствования технологии производства, технологической оснастки, оптимизации заготовок, сокращения трудоемкости механообработки при сохранении или возрастании эксплуатационных показателей двигателей транспортной техники и энергетических установок. Такая тематика отвечает задачам, поставленным перед машиностроителями Правительством страны, и является актуальной на перспективу.

Работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», мероприятие 1.2.1 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук».

Целью работы является создание ресурсосберегающего производства крупногабаритных поковок, структуризация требований к созданию и реализации ресурсосберегающих технологий на стадиях изготовления изделий и обоснование оснащения автоматизированных заготовительных производств, обеспечивающих требуемый выпуск качественных изделий, конкурентоспособных на мировом рынке.

Для достижения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:

1. Анализ факторов, определяющих технологические показатели крупных поковок для изделий серийного производства.

2. Физическое и математическое описание процессов, протекающих при формообразовании конструктивных элементов крупногабаритных поковок.

3. Совершенствование технологического процесса изготовления крупногабаритных поковок с учетом эксплуатационных требований, реализуемых в технологическом процессе изготовления изделий и оснастки.

4. Разработка требований к приобретаемому и создаваемому прессовому оборудованию и средствам технологического оснащения для изготовления крупных поковок в серийном производстве.

5. Внедрение ресурсосберегающей технологии в современных производствах для серийного выпуска заготовок энергетических установок и двигателей, перспективных изделий машиностроения.

Методы исследований и достоверность результатов

В работе использовались классические закономерности теории подобия, расчета точности, прочности, надежности, теоретические положения технологии штамповки, системы автоматизированного проектирования оборудования, средств технологического оснащения, теоретические основы управления сложными техническими системами с нечетко сформулированными граничными условиями при моделировании процессов.

Достоверность основных положений работы подтверждена многолетним положительным опытом использования рекомендаций по совершенствованию технологии получения качественных заготовок и обоснованием выбора средств оснащения производства на предприятиях автомобильной, авиационно-космической и энергетической отраслей машиностроения.

Научная новизна включает:

1. Формализацию связей между размерами заготовки и оптимизацией назначения погрешностей крупногабаритных поковок, отличающуюся обоснованным выбором взаимосвязанных параметров оборудования, оснастки, технологических параметров и эксплуатационных требований на стадиях производства при минимизации ресурсопотребления.

2. Модель формирования профиля и обеспечение требуемой геометрии участков крупногабаритных поковок без последующей механической обработки, отличающаяся тем, что в качестве начальных условий приняты граничные значения эксплуатационных требований, обеспечиваемых ранее механосборкой точности, и требуемые показатели качества поверхностного слоя поковок при формообразовании.

3. Оптимизационную модель снижения ресурсопотребления в процессе формирования профиля при объемном деформировании с научно обоснованным уровнем автоматизации оборудования и средств технологического оснащения, отличающуюся тем, что в качестве критерия оценки принят заложенный в технических условиях технологический, экономический и организационный уровень конкретного потребителя, серийность производства, технико-экономические возможности и состояние производства заказчика.

Практическая значимость работы включает:

1. Совершенствование технологического процесса серийного получения поковок с обоснованным уровнем точности, позволяющего снизить себестоимость продукции и на 8-12% уменьшить необоснованный избыток материала в виде напуска и припуска на последующую обработку, сократить количество и объем операций механообработки, повысить и стабилизировать качество поверхностного слоя материала заготовок до эксплуатационных требований к крупногабаритным силовым деталям.

2. Разработку технологических рекомендаций по расчету технологических режимов и проектированию технологических процессов штамповки и изготовления оснастки с учетом характеристик, состояния оборудования и средств технологического оснащения, позволивших ускорить технологическую подготовку производства, в частности, его ресурсосберегающее переоснащение в условиях серийного выпуска продукции.

3. Рекомендации по формированию организационной структуры для поддержания требуемого для реализации ресурсосберегающих технологий уровня автоматизации заготовительного производства при изготовлении точных крупногабаритных поковок, что позволило целенаправленно приобретать (или изготавливать в условиях собственного производства при наличии технических ресурсов) материально-техническое оснащение для обеспечения выпуска заготовок с требуемой точностью, в частности, поковок для большегрузных автомобилей, авиационных двигателей, турбин электроагрегатов и обоснованного перераспределения трудоемкости между заготовительным и металлообрабатывающим этапами производства.

Личный вклад соискателя включает:

1. Разработку и внедрение новых технологических процессов ресурсосберегающего получения крупногабаритных заготовок, содержащих научно обоснованное количество участков силовых элементов без последующей обработки.

2. Разработку научно обоснованных рекомендаций по реконструкции под современные запросы потребителя заготовительного производства предприятий транспортного и энергетического машиностроения с учетом требований по ресурсосбережению за счет совершенствования материальной структуры и системы подготовки производства.

3. Разработку путей повышения качества поковок технологическими методами за счет средств технологического оснащения и предложенных методов совершенствования расчетных методик для оптимизации технологических ограничений и путем реконструкции заготовительных производств.

4. Физические и математические модели, определяющие пути выбора технологических параметров для управления повышением точности и снижением материальных потерь при серийном выпуске крупногабаритных заготовок сложного профиля.

5. Научно обоснованные рекомендации по выбору оборудования и оснастки на стадии переоснащения производства с учетом материальных возможностей предприятия и перспектив эффективного сбыта продукции отечественным и зарубежным потребителям.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях: на международной научно-технической конференции «Рабочие процессы и технологии двигателей» (Казань, КГТУ, 2005), на международной научно-практической конференции «Организация НИР студентов в университетских комплексах» (Воронеж, ВГТУ, 2005), на 5-й международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла» (Брянск, БГТУ, 2005), на международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005), КаБМ1-2005 (Ро^ка, Упуаска Ваща, 2005), на Всероссийской научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности России» (Тула, ТГУ, 2006), международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии» (Липецк, ЛГТУ, 2006), АКТ-2006 (Воронеж, ВГТУ, 2006), международной научно-технической конференции «Технологическое обеспечение и автоматизированное управление параметрами качества поверхностного слоя, точности обработки деталей и сборки газотурбинных двигателей» (Рыбинск, РГАТА, 2007), на конгрессе ЕЬРиТ-2007 (Тольятти, ТГУ, 2007), на международной научно-технической конференции «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки» (Ростов н/Д, ДГТУ, 2008), международной научно-технической конференции «ССП-09» (Воронеж, ВГТУ, 2009), международной научно-технической конференции «ТМ-2010» (Воронеж, ВГТУ, 2010).

Реализация результатов работы. Работа внедрена на ОАО КАМАЗ, на ЗАО ТМП (г. Воронеж), ПФК ВСЗ-Холдинг (г. Воронеж), в учебный процесс КГЭУ (г. Казань).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 18 научных статей, в том числе 6 по перечню ВАК РФ, получены патенты на 3 изобретения. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце диссертации, лично соискателю принадлежит: [1] — структура модели; [2] — методика выбора технологических параметров; [3] — структуризация технологии получения крупных поковок; [4] - обоснование выбора КГШП; [6] - точностной анализ поковок; [11] - обоснование выбора осевого инструмента, [12], [14] - совершенствование получения заготовок из алюминиевых сплавов; [13] - обоснование вариантов измерений расхода.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, результатов и выводов, библиографического списка из 102 наименований, приложений. Она содержит 171 страницу с 67 рисунками и 28 таблиц.

Основные результаты и выводы по работе.

В результате выполнения работы разработана ресурсосберегающая технология получения крупногабаритных поковок, включающая процессы объемного деформирования, создание средств технологического оснащения, возможности получения окончательной геометрии элементов изделий.

Изучен процесс и предложены пути обеспечения требуемых качественных показателей продукции на стадиях производства изделий, проведена ре-конструкция производства заготовок, выполнены мероприятия по организации серийного выпуска точных поковок для большегрузных автомобилей семейства «КАМАЗ», где достигнуто снижение трудоемкости изделий, потребления ресурсов на 8-12%, разработаны рекомендации по эффективной подготовке производства заготовок на предприятиях авиационного двигателестроения и энергетических установок. Выводы:

1. Проведен анализ факторов, влияющих на ресурсосбережение материала и экономию ресурсов с учетом перераспределения трудоемкости в серийном производстве крупногабаритных изделий, что позволило сформировать стратегию совершенствования технологии изготовления заготовок и изделий с учетом современного уровня производства заготовок и механообработки в автомобильной, авиационной, энергетической и др. отраслях.

2. Научно обоснован (применительно к крупногабаритным поковкам) выбор экономически обоснованных диапазонов изменения параметров штамповки. К ним относятся:

- изменение номинального момента, не более ± 5 %;

- отклонение закрытой высоты пресса, не более 1 мм.

3. Достигнуто снижение до 12% потребления ресурсов за счет единого подхода к оценке технологических параметров при разработке технологических режимов на заготовительных и механосборочных стадиях технологических процессов крупных изделий, что позволило обосновать выбор технологических показателей поковок, достаточный для оптимизации припусков на последующую обработку в границах эксплуатационных допусков на элементы изделий, в том числе не подлежащих последующей обработке. При этом обеспечиваются технологические требования к качеству поверхностного слоя заготовок, снижение электропотребления и трудоемкости последующей механической обработки, ускорение освоения новых изделий за счет совершенствования процесса обработки на металлорежущем оборудовании крупных поковок сложной формы.

4. Установлено, что обоснованное назначение припуска на последующую механическую обработку поковок позволяет снизить потребность в крупных КГШП, как минимум, на ступень размерного ряда, что экономит потребность в ресурсах на приобретение и эксплуатацию прессов на 1012 %, повышает стойкость штамповой оснастки в 1,2-1,3 раза.

5. С участием автора проведена реконструкция и технологическая подготовка производства ОАО «КАМАЗ», при которых научно обоснован и реализован уровень автоматизации производства, позволивший устранить участие исполнителей в опасной зоне и повысить степень механизации и автоматизации процесса в 1,7. 1,8 раза.

6. Созданы условия формирования резерва производства крупногабаритных заготовок, что позволило без нарушения ритма выпуска изделий в условиях серийного производства, в частности, на примере производства силовых деталей большегрузных автомобилей семейства «КАМАЗ», обеспечить возможность перенастройки, планового ремонта и восстановления оборудования для изготовления выпускаемой продукции и одновременно осваивать новые изделия без нарушения плана выпуска крупных поковок силовых деталей.

7. Сформированы требования к перспективным прессам, предназначенным для производства крупногабаритных заготовок, что позволяет обоснованно проектировать и выпускать новое заготовительное оборудование, в частности в ЗАО «ТМП», востребованное в стране и за рубежом, проводить реконструкцию производств предприятий-изготовителей прессового оборудования с учетом реальных потребностей, в том числе отечественных автомобильных и авиационно-космических предприятий.

8. Обоснован и реализован новый способ выбора дорогостоящего уникального кузнечно-прессового оборудования для модернизации заготовительного производства. Он заключается в использовании концепции научно обоснованного назначения припусков на детали, которые определяют силу штамповки прессового оборудования без излишнего резервирования, что позволяет заказывать и приобретать более дешевые в изготовлении и ресурсосберегающие в эксплуатации средства технологического оснащения заготовительных производств.

9. Разработаны принципы и механизм расчета потребного прессового оборудования для выпускаемых типоразмеров поковок путем минимизации резервных мощностей. Расчет базируется на назначении реальных обоснованных припусков на последующую обработку, обеспечивающих требуемую геометрическую точность и качество поверхностного слоя изготавливаемых деталей.

10. Определены тенденции развития и использования технологии и оборудования , в частности тяжелых механических прессов, для модернизации и переоснащения российских заводов транспортного и энергетического машиностроения путем уточнения потребности в уникальном оборудовании для заготовительных операций, выпуска крупных поковок с научно и экономически обоснованными показателями полезного использования материалов и ресурсов.

1. Авилов В.И. Выкрутной пресс для изготовления поковок коленчатых валов / В.И. Авилов, А.Т. Крук, В.Ф. Федоркевич // Кузнечно-штамповочное произ-водство. Обработка материалов давлением. — 1999. — № 9. С. 27—29.

2. А. с. 996035 СССР. МКИ В 21 J 13/08. Автоматизированный комплекс для горячей штамповки / В.Н. Горожанкин, А.И. Гончаров, А.Т. Крук и др. // Б.И.№6.- 1983.

3. Акаро И.Л. Предложения по развитию и освоению новой технологии горячей и полугорячей штамповки в машиностроении // КШП, 2001, № 11 — С. 43-45.

4. Бережной В.Л. Предпосылки и технологические принципы развития прессового производства // КШП, 2001, № 11-С. 11-17.

5. Власов A.B., Математическая модель для анализа точности штамповки на горячештамповочном автомате / A.B. Власов и др. // Вопросы исследования прочности деталей машин. М.: МГАПИ, 2000. - С. 50-56.

6. Власов В.И. Применение критериев моделирования при создании кривошипных горячештамповочных прессов / В.И.Власов, Ю.Т. Гурьев, Н.Ф. Мартынов и др. // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - № 4. -С. 14- 16.

7. Газизуллин K.M. Электрохимическая размерная обработка крупногабаритных деталей в пульсирующих рабочих средах // Воронеж: ВГУ, 2002 -243 с.

8. Гирш И.И. Испытание механических горячештамповочных прессов / И.И. Гирш, В.Ф. Волковицкий // М.: ЦНИИТМаш, 1957-127 с.

9. Гортышев Ю.Ф. Алюминиевые радиаторы, удачный пример реализации инновационных проектов в Республике Татарстан / Ю.Ф. Гортышев, И.П. Медведев и др. // Ж. «Энергоснабжение в Республике Татарстан», 2005, № 1-2.-С. 86-89.

10. Дибнер Ю.А. Разработка конструкций автоматизированного прессового оборудования для производства поковок коленчатых валов // Автореферат дис. на соиск. уч. степени к.т.н., Воронеж: ВГТУ, 2003 17 с.

11. Динамический анализ системы: пресс-рама-ленточный фундамент / Л.Г. Конев, В.М. Шиповский, А.Т. Крук и др. // КШП ОМД. - 2000. - № 1. -С. 24-28.

12. Дмитриев A.M. Специализированные гидравлические прессы для производства нанопорошковых заготовок / A.M. Дмитриев, Н.В. Коробова // Куз-нечно-штамповочное производство: перспективы и развитие: сб. научн. трудов. Екатеринбург, 2005. - С. 382-385.

13. Зимин А.И. О создании и развитии прогрессивного тяжелого кузнечно-прессового оборудования для крупногабаритных поковок / А.И. Зимин; В.А. Новоселов // КШП, 1970, № 6. С. 23-25.

14. Изготовление основных деталей авиадвигателей / Под ред. A.B. Подзея // М.: Машиностроение, 12972 448 с.

15. Ковалев В.В. Кривошипные механические прессы. Исследование некоторых специфических вопросов. Монография / В.В. Ковалев, А.Т. Крук // Воронеж: ВГТУ, 2010 195 с.

16. Крук А.Т. Автоматизация процессов изготовления поковок коленчатых валов / А.Т. Крук, Ю.А. Дибнер // Заготовительные производства в машиностроении, 2006, №4 С. 22-24

17. Крук А.Т. К выбору концепции тяжелых кривошипных горячештампо-вочных прессов / А.Т. Крук, В.Ф. Федоркевич // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, 1999, № 7 — С. 36-39.

18. Крук А.Т. Компьютерные базы знаний в проектировании горячештам-повочных прессов / А.Т. Крук, Ю.А. Дибнер // Сб. докл. Региональной науч.-техн. конф. «Компьютерные технологии в промышленности и связи», 6—8 февраля 2002 г., Воронеж, 2002.-С. 16-21.

19. Крук А.Т. Контроль изготовления составляющая системы качества производства тяжелых механических прессов/ А.Т. Крук, A.M. Гнездилов, Ю.Т. Гурьев // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, - 1998, № 1.-С. 30-33.

20. Крук А.Т. Концепция перехода к новейшим технологиям поиска и принятия инженерных решений в тяжелом прессостроении / А.Т. Крук, В.А. Крук // Производство специальной техники: сб. науч. тр. / ВГУ. — Воронеж, 2003.- С. 84-89.

21. Крук А.Т. Косозубые зуборезные гребенки / А.Т. Крук, В.В Лапин, Ю.П. Киян // Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент: Экспресс-информ / НИИмаш. М., 1978. - Вып. 3. - С. 9-13.

22. Крук А.Т. О повышении точности штамповки на кривошипных горяче-штамповочных прессах / А.Т. Крук, A.B. Сафонов // Вопросы исследования прочности деталей машин: Межвузовский сб. науч. тр. / МГАПИ. М., 2002. - Вып. 7. - С. 72-78.

23. Крук А.Т. Оптимальная частота ходов ползуна КГШП//КШП ОМД. -2002. - № 10.-С. 40-42.

24. Крук А.Т. Опыт разработки конструкции кривошипного горячештам-повочного пресса усилием 125 МН и проблемы создания более тяжелых машин / А.Т. Крук, Ю.А. Дибнер // КШП ОМД. - 1999. - № 12. - С. 32-36.

25. Крук А.Т. Разработка конструкции и методики проектирования тяжелых кривошипных горячештамповочных прессов. Дис. на соискание уч. степени к.т.н.: М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 299 с.

26. Крук А.Т. Повышение эффективности работы кривошипных горячештамповочных прессов // КШП ОМД. - 2003, № 5.- С. 18-20; С. 29-32.

27. Крук А.Т. Проблемы повышения точности штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах // Заготовительные производства в машиностроении, 2004, № 1. С. 26-31.

28. Крук А.Т. Принципы построения и структура конструкторской базы данных для проектирования кривошипных горячештамповочных прессов / А.Т. Крук, Э.Р. Гольник, A.A. Вдовиченко, Ю.А. Дибнер // КШП ОМД, 2001, № 11-С. 28-30.

29. Крук А.Т. Развитие конструкций кривошипных горячештамповочных прессов // Заготовительные производства в машиностроении. 2003. — №1 — С. 26-28.

30. Крук А.Т. Создание метрологической базы и повышение качества прессов // Нетрадиционные технологии машиностроения и приборостроения: Межвузовский сб. науч. тр. : Воронеж, ВГУ, 2002, Вып. 5. С. 4-8.

31. Крук А.Т. Технологическое обеспечение производства высококачественного оборудования // Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент: Экспресс-информ., М.: НИИмаш,, 1980, Вып. 9. -С. 1-12.

32. Крук А.Т. Создание прессового оборудования для гибких автоматизированных производств // Кузнечно-штамповочное производство, 1985, №8 -С. 37-39.

33. Крук А.Т. Штамповка поковок фланцев трубопроводов на тяжелых кривошипных горячештамповочных прессах / А.Т. Крук, В.Ф. Федоркевич // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 1999, №6.-С. 35-40.

34. Крук А.Т. Экспертный анализ существующих и прогнозируемых параметров тяжелых КГШП / А.Т. Крук, Ю.А. Дибнер // Кузнечно-штамповоч-ное производство. Обработка материалов давлением, 2000, № 5. С. 7-11.

35. ЛанскойЕ.Н. О динамических нагрузках в элементах КГШП при выполнении технологических операций / E.H. Ланской, В.И. Соков, А.Т. Крук // Кузнечно-штамповочное производство, 1983, № 3. — С. 28-32

36. Медведев И.П. Выбор оборудования для изготовления крупногабаритных поковок / И.П. Медведев, А.Т. Крук // Заготовительные производства в машиностроении, 2010, № 11, С. 25-30.

37. Медведев И.П. Критериальная оценка достижимой точности крупногабаритных поковок // Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении: сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф., Воронеж: ВГТУ, 2010 С. 68-72.

38. Медведев И.П. Обеспечение точности крупных поковок, получаемых на ковочных прессах / Заготовительные производства в машиностроении, 2010, № 12, С. 18-22.

39. Медведев И.П. Выбор технологических параметров при изготовлении поковок на КГШП / И.П. Медведев, А.Т. Крук // КШП ОМД, 2010, № 10, С. 28-31.

40. Медведев И.П. Обоснование точности крупных поковок, изготовляемых на КГШП / И.П. Медведев, А.Т. Крук // КШП ОМД, 2010, № 8, С.33-38.

41. Медведев И.П. Оптимизация технологических решений по обеспечению точности крупных поковок / И.П. Медведев, А.Т. Крук // Заготовительные производства в машиностроении, 2010, № 9, С.30-35.производства в машиностроении, 2010, № 9, С.30-35.

42. Медведев И.П. Перспективные технологические процессы изготовления крупногабаритных поковок // Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении: сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф., Воронеж: ВГТУ, 2010 С. 150-154.

43. Медведев И.П. и др. Разработка двухмерной математической модели глубинной электрохимической обработки вращающимся катодом // Авиационная техника, 1996, № 2 С. 108-109.

44. Медведев И.П. Разработка и выбор оборудования для изготовления заготовок коленчатых валов // Нетрадиционные методы обработки: межвуз. сб. научных тр., вып. 9, часть 3, М.: Машиностроение, 2010 С. 129 - 133.

45. Медведев И.П. Технология комбинированной обработки рабочего профиля крупногабаритных штампов // Студент, специалист, профессионал; Матер. 3 Междунар. н.-т. конференции, Воронеж: ВГТУ, 2010 -С. 57-64.

46. Патент № 1822353, СССР. Автоматизированная линия горячей штамповки крупных поковок с вытянутой осью / Авт.: В.Н. Горожанкин и др. // Бюлл. изобр. № 22, 1993.

47. Патент № 1117228, СССР. Пресс для штамповки с кручением / Авт.: A.B. Сафонов и др. // Бюлл. изобр. № 41, 1992.

48. Патент № 2153947, РФ. Пресс гидравлический выкрутной / А.Т. Крук, В.И. Авилов и др.// Бюлл. изобр. № 22, 2000.

49. Патент 1117226 (СССР). Пресс для штамповки с кручением / A.B. Сафонов и др. // Бюлл. изобр. № 37, 1984.

50. Патент 2216437, РФ. Способ электрохимической обработки / Авт.: В.П. Смоленцев, K.M. Газизуллин // Бюлл. изобр. № 32, 2003.

51. Патент № 2048231, РФ. Универсальное устройство для монтажа и демонтажа штамповых вставок и грейферных линеек / Авт.: В.Н. Горожанкин и др. // Бюлл. изобр. № 32, 1995.

52. Патент № 2136502, РФ. Устройство для затяжки разъемной станины пресса и выведения пресса из распора / Авт.: В.И. Авилов, О.В. Старых // Бюлл. изобр. № 25, 1999.

53. Патент 2241567 (РФ). Штамп для горячей штамповки коленчатого вала / Авт.: Семенов Е.И., Крук А.Т., Соков В.И. и др. // Бюлл. изобр. № 34, 2004.

54. Патент 221330, РФ. Способ теплового измерения раздела сред / Авт. : Ю.К. Евдокимов, Я.А. Парте, JI.T. Артамонов, В.Н. Петров, И.П. Медведев, K.M. Газизуллин // Бюлл. изобр. № 21, 2003.

55. Патент 2215267, РФ. Корреляционный способ объемного расхода жидкости (варианты) и устройство для его осуществления / Авт.: И.П. Медведев и др. // Бюлл. изобр. № 21, 2003

56. Патент 48398, РФ. Секции радиатора для системы водяного отопления / Авт.: И.П. Медведев и др. // Бюлл. изобр. № 28, 2005.

57. Подзей В.А. Малоотходная технология получения заготовок деталей машин в машиностроении // М.: Машиностроение, 1986 — 48 с.

58. Проектирование технологических процессов в машиностроении / Под ред. И.П. Филонова // Минск: УП «Технопроект», 2003 910 с.

59. Производство газотурбинных двигателей / Под ред. М.Ф. Идзона // М.: Машиностроение, 1966-т472 с.

60. Ребельский A.B. О выборе параметров кривошипных прессов для горячей штамповки прессованием / A.B. Ребельский и др. // Кузнечно-штампо-вочное производство, 1963, № 2. С. 1—7.

61. Сафонов A.B. К вопросу определения жесткости кривошипных горячештамповочных прессов / A.B. Сафонов, А.Т. Крук // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 1998, № 2. С. 73-83.

62. Сафонов A.B. О повышении эффективности эксплуатации кривошипных и винтовых прессов с муфтовым приводом // Листовая и горячая штамповка: Материалы семинара / МДНТП, М., 1991. С. 80-83.

63. Сафонов A.B. Энергосиловой баланс кузнечно-штамповочных машин на ходе деформирования // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 1992, № 3. С. 48-57.

64. Седыкин Ф. В. Размерная электрохимическая обработка деталей машин М.: Машиностроение, 1976 302 с.

65. Седыкин Ф. В. Системы регулирования в станках для электрохимической обработки / Ф.В. Седыкин, Л.Б. Дмитриев // Электрохимическая размерная обработка металлов:Ссб. научн. тр., М.: ГОСИНТИ, 1967 С. 20-42.

66. Семендий В.И. Прогрессивные технология, оборудование и автоматизация кузнечно-штамповочного производства КамАЗа / В.И. Семендий, И.Я. Акаро, H.H. Волосов // М.: Машиностроение, 1989. — 304 с.

67. Складчиков E.H. Моделирование кузнечно-штамповочного оборудования средствами программного комплекса анализа динамических систем ПА-7 / E.H. Складчиков, М.Ю. Уваров // М.: МГТУ им. Н.Э Баумана, 1995. 76 с.

68. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки // М: Машиностроение, 2005 511 с.

69. Тензометрия в прессостроении: Справ, пособие / Под ред. P.A. Макарова, М.: Машиностроение, 1975. 286 с.

70. Тюрин А.И. Повышение равномерности износа поверхностей шеек коленчатого вала // Трение и смазка в машинах и механизмах, 2008, № 5 — С. 38-42.

71. Тюрин А.И. Повышение ресурса контактирующих поверхностей криво-шипно-шатунной группы двигателей // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2008, № 1 С. 13-16.

72. Тюрин А.И. Увеличение срока службы элементов КШГ двигателей // Автомобильная промышленность, 2008, № 4 С. 23-24.

73. Федоркевич В.Ф. Автоматизация изготовления поковок на КГШП / В.Ф. Федоркевич, А.Т. Ачкасов, А.Т. Крук // КШП-ОМД, 2001, № Ю. С. 4044; - № 11. - С. 39^42; - 2002. - № 2. - С. 37-43; - № 8. - С. 41-46.

74. Федоркевич В.Ф. Кривошипные горячештамповочные прессы универсального технологического назначения /В.Ф. Федоркевич, А.Т. Крук // КШП-ОМД, 2000, № 10. С. 27-30.

75. Федоркевич В.Ф. Многоштучная штамповка поковок на автоматизированных КГШП / В.Ф. Федоркевич, Ю.А. Дибнер // КШП ОМД, 2005, № 7 -С. 8-13.

76. Федоркевич В.Ф. Определение полезной работы пластического деформирования поковки применительно к кривошипным горячештамповочным прессам / В.Ф. Федоркевич, В.И. Соков, Ю. А. Дибнер // КШП-ОМД, 2001, № 4. С. 28-32.

77. Фирма "Токай Танзо" дооборудовала свой завод 6300-тонной прессовой ковочной линией // Никкан коге симбун, 1992, вып. 24 февр. 14 с.

78. Шманев В.А. Технологии электрохимической обработки деталей в авиа-двигателестроении / В.А. Шманев и др. // М.: Машиностроение, 1986, 168 с.

79. Шнейберг В.М. Кузнечно-штамповочное производство Волжского автомобильного завода / В.М. Шнейберг, И.Л. Акаро // М.: Машиностроение, 1977, 302 с.

80. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 Т, Т1 / Под ред. В.П. Смоленцева // М.: Высшая шк., 1983 247 с.

81. Beuscher К. Möglichkeiten und wirtschaftliche Grenzen der Automatisierung des Schmiedens auf Kurbelpressen // Industrie Anzeiger, 1974, Nr. 105. - S. 2364-2366.

82. Vicentini P. Erfahrungen beim Einsatz von Industrie Robotern im Fahrzeugbau // Werstatt und Betrieb, 1978, Nr. 6. - S. 375 - 376.

83. Bockel G., Beuscher K., Marczinski H.-J. Entwicklung der Mechanisierung und Automatisierung im Schmiedebereich // HFF — Bericht, 1980, Nr. 6 (Bericht №24).-S. 1-11.

84. Die größte mechanische Gesenkschmiedepresse der Welt // Industrie Anzeiger, 1981, Nr. 79.-S. 47-48.

85. Golf К. H. Großkurbelwellen im 28 s-Takt gefertigt // Industrie-Anzeiger, 1985, Nr. 74.-S. 52-55.98 . Schiller W. Flexible Schmiedelinien // Neuere Entwicklungen in der Massivumformung. — Düsseldorf: DGM-Informationsgesellschaft, 1991. S . 15 - 37.

86. Halbautomatische Schmiedeanlage integriert zwei Pressenbauarten in einer Maschine // Umformtechnik, 1993, Nr. 4. S. 296.

87. Doppelwirkende Presse für das gratlose Gesenkschmieden // Stahl und Eisen, 1989, Nr. 22.- S. 1110.

88. Cherek H. Tuncel A.S. Über die Auswirkungen veränderter Rhamenbedin-gungen in der Schmiedeindustrie // Neuere Entwicklungen in der Massivumformung. Düsseldorf: DGM - Informationsgesellschaft, 1995. - S. 295-321.

89. Innovation für das Gesenkschmieden // Schmiede-Journal, 1998, März.1. S. 7.