автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Ротационная вытяжка цилиндрических деталей из трубных заготовок на специализированном оборудовании

На правахрукописи

РОТАЦИОННАЯ ВЫТЯЖКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ОБОРУДОВАНИИ

Специальность 05.03.05 - Технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2004

Работа выполнена па кафедре «Механика пластическою формой вменения» Тульского государственного университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Яковлев Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кухарь Владимир Денисович кандидат технических наук, доцент Булычев Владимир Александрович

Ведущая организация ОАО «Тульский научно-исследовательский

технологический институт»

Зашита состоится <« ^ » октября 2004 Г. В час. на заседании диссертаци-

онного совета Д 212.271.01 при Тульском государственном университете (300600, г. Тула, ГСП, проспект им. Ленина, д. 92,9-101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан « ^ » сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А Б. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшими задачами, стоящими перед промышленностью, являются повышение качества выпускаемой продукции, экономия материала и повышение производительности труда. Удовлетворение потребностей в производстве изделий с высоким качеством поверхности и точными размерами с помощью механической обработки характеризуется высокой трудоёмкостью и низким коэффициентом использования металла. В связи с этим, одним из главных вопросов развития новых процессов изготовления изделий является сокращение потерь металла при условии обеспечения высокого качества изготавливаемой продукции.

Значительная роль в решении этих задач отводится методам обработки металлов давлением, позволяющим обеспечивать безотходное формоизменение металла вместо механической обработки резанием. Однако, обеспечение размерной точности, качества наружной и внутренней поверхности при изготовлении полых тонкостенных деталей, широко используемых в конструкциях машин и механизмов, встречает определённые трудности. Особенно остро стоит вопрос в изготовлении цилиндрических тонкостенных оболочек длиной более 1 м.

За последние годы, при изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей, находят всё более широкое применение методы обработки давлением с созданием локального очага деформации. Одним из таких методов является ротационная вытяжка. Значительное место в общем объёме деталей, изготавливаемых ротационной вытяжкой, занимает производство тонкостенных цилиндрических деталей, для изготовления которых различными отечественными предприятиями и зарубежными фирмами созданы специализированные высоко производительные станки, позволяющие изготавливать детали диаметром от нескольких миллиметров до 6 м и более.

Наиболее эффективным метод ротационной вытяжки оказывается при изготовлении крупногабаритных тонкостенных цилиндрические деталей (длиной свыше 1 м). Изготовление таких деталей традиционными методами (глубокой вытяжкой и механической обработкой) затруднительно, характеризуется высокой трудоемкостью и связано с использованием большого количества крупногабаритного дорогостоящего прессового, химического и термического оборудования. Ротационная вытяжка позволяет изготавливать такие детали на специализированных станках, имеющих сравнительно малые габариты, вес и мощность, так как величина силы при ротационной вытяжке значительно ниже, чем при глубокой вытяжке, что связано с созданием локального очага деформации.

При разработке технологических процессов ротационной вытяжки в настоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитываются локальный характер формоизменения и механиче-

ские свойства материала заготовки.

ГОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

В связи с этим, важным для решения задач производства точных цилиндрических тонкостенных деталей на специализированном оборудовании является дальнейшее развитие теории пластического формоизменения с учетом локального характера деформирования и совершенствование процесса ротационной вытяжки, повышение его экономической эффективности и качества продукции, установление взаимосвязи условий деформирования с обеспечением точности изготавливаемых деталей.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» Минобразования Российской Федерации и грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований «Механика формоизменения ортотропных и изотропных упрочняющихся материалов при различных температурах и скоростях деформации» (фант № НШ-1456.2003.8).

Цель работы. Интенсификация процесса ротационной вытяжки и повышение качества полых цилиндрических деталей путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования.

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

• разработать математическую модель формоизменения заготовки при ротационной вытяжке цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации;

• выполнить теоретические и экспериментальные исследования ротационной вытяжки коническими роликами цилиндрических деталей с утонением стенки. Установить влияние технологических параметров, геометрии ролика на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояние заготовки, силовые режимы формоизменения;

• выявить особенности расчета силовых режимов для 3-х роликовой схемы ротационной вытяжки с разделением деформации;

• установить рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10 ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании;

• разработать рекомендации по расчёту и проектированию технологических процессов ротационной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей на специализированном оборудовании;

• использовать результаты исследований в промышленности.

Методы исследования.

Теоретические исследования процесса ротационной вытяжки выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории пластичности жесткопластического тела; анализ напряженного и деформированного состояния заготовки в процессе ротационной вытяжки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ

IBM PC путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях.

Экспериментальные исследования проводились с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры; обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики и теории планирования эксперимента; рациональные интервалы изменения технологических параметров, геометрии ролика, обеспечивающие необходимые геометрические показатели качества цилиндрических деталей при ротационной вытяжке с утонением стенки, определялись итеративными методами поиска оптимума.

Автор защищает результаты теоретических исследований геометрических размеров очага пластической деформации, кинематики течения материала в очаге пластической деформации, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов ротационной вытяжки коническими роликами цилиндрических деталей; рациональные интервалы изменения технологических параметров и геометрии рабочего инструмента, обеспечивающие необходимые геометрические показатели качества деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10 ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании; результаты экспериментальных исследований по влиянию вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемых цилиндрических деталей из стали 10; алгоритмы и пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических параметров ротационной вытяжки цилиндрических деталей и разработанные технологические процессы изготовления цилиндрических деталей при обеспечении эксплуатационных требований и снижении трудоемкости их изготовления.

Научная новизна;

У Разработана математическая модель формоизменения заготовки при ротационной вытяжке цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации.

Выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов в зависимости от технологических параметров и геометрии рабочего инструмента ротационной вытяжки цилиндрических деталей.

^ Установлены рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10 ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании с разделением деформации.

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и

подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая значимость.

• На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических процессов, параметров рабочего инструмента и выбору схем ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании.

• Экспериментально изучено влияние вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемых цилиндрических деталей из стали 10.

Реализация работы.

^ Разработаны новые технологические процессы изготовления тонкостенных цилиндрических деталей и сложнопрофильных оболочек с переменной толщиной стенки и наличием кольцевых центрирующих утолщений из стали 10, осесимметричньгх сложнопрофильных деталей из стали 10 на станках с ЧПУ с высокими эксплутационными свойствами, которые внедрены в производство на ФГУП «ГНПП «Сплав» со значительным экономическим эффектом, полученным за счет снижения трудоемкости изготовления и обеспечения качества.

Результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров направления 551800 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением», и включены в разделы лекционных курсов «Новые техпроцессы и оборудование» и «Технология листовой штамповки».

Апробация работы. Результаты исследований доложены на IV международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (г. Ульяновск, 2001 г.), на второй Всероссийской научно-технической конференции «Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении» (г. Воронеж, 2001), на международной научно-технической конференции «Технологические системы в машиностроении» (г. Тула, 2002 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (г. Рыбинск, 2002 г.), на XXVIII, XXIX и XXX международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2002-2004 гг.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 2000 - 2004 г.г.).

Публикации. Основные научные материалы проведенных исследований отражены в 12 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и в 4 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доц. В.И. Трегубову, д.т.н., проф. СП. Яковлеву и д.т.н., проф. А.И. Вальтеру за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 122 наименований, 3 приложений и включает ПО страниц основного машинописного текста, содержит 76 рисунков и 11 таблиц. Общий объем - 190 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуапьность рассматриваемой в работе задачи, ее научная новизна, практическая ценность работы и кратко раскрыто содержание разделов диссертационной работы.

В первом разделе работы изложено современное состояние теории и технологии изготовления цилиндрических деталей методами ротационной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей, сформулированы требования к их показателям качества, связанные с последующей обработкой давлением и эксплуатацией. Рассмотрено практическое использование ротационной вытяжки для производства тонкостенных цилиндрических деталей. Намечены перспективные направления интенсификации процессов ротационной вытяжки и повышения качества изготавливаемых цилиндрических деталей. Произведён анализ существующих и вновь разработанных схем ротационной вытяжки с оценкой их преимуществ и недостатков, определением области применения. Обоснована постановка задач исследований.

Значительный вклад в развитие теории и практики процесса ротационной вытяжки внесли советские ученые В.Ф. Баркая, К.Н. Богоявленский, А.И. Вальтер, В.В. Смирнов, И.П. Ренне, И.И. Казакевич, В.Г. Капорович, В.И. Корольков, Н.И. Могильный, К.Д. Елин, В.В. Лапин, Е.А. Попов, В.В. Рис, А.С. Чума-дин, Л.Г. Юдин, СП. Яковлев и др., а также зарубежные исследователи Б. Авитцур, С. Кобаяши, СО. Колпакчиоглу, Э. Томасетт, СН. Уэллс, Ч. Янг и другие.

Обзор научно-технической литературы показал, что теоретическое изучение процесса РВ с утонением осложняется наличием локальной деформации и объемным характером напряженно-деформированного состояния материала в пластической области. Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям процессов ротационной вытяжки с утонением, вопросы теории формоизменения трубных заготовок, учитывающие локальный характер формоизменения заготовки, в настоящее время практически не разработаны. При изучении процесса ротационной вытяжки роликами предполагалось, что в очаге деформации реализуется плоское деформированное состояние заготовки. Большинство работ, посвященных тео-

ретическим исследованиям процессов ротационной вытяжки цилиндрических деталей; выполнены в предположении, что удельные силы, действующие на рабочий инструмент, равны удельным силам при вытяжке с утонением стенки.

Рядом исследователей предлагается оценивать радиальную, тангенциальную и осевую силу ротационной вытяжки в предположении, что удельные давления на рабочий инструмент распределены равномерно. В настоящее время в большинстве случаев не учитываются сдвиговые деформации в пластической области, а также локальный характер напряженного и деформированного состояний заготовки.

На основе проведенного обзора работ следует, что отсутствуют надёжные методы анализа напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения от технологических параметров процесса ротационной вытяжки и схем обработки.

В настоящее время практически отсутствуют методики расчёта и выбора рациональных технологических параметров для обеспечения заданных качественных характеристик изготавливаемых деталей. Как правило, приведённые в работах данные, относятся к конкретным размерам деталей, виду материала, поэтому их использование при анализе процесса ротационной вытяжки деталей других типоразмеров оказывается затруднительным.

В результате анализа существующих и новых схем ротационной вытяжки установлено, что схемы ротационной вытяжки с разделением деформации обладают широкими технологическими возможностями, так как изменение соотношения углов рабочего конуса роликов в комплекте, величины взаимного радиального и осевого смещения роликов позволяют создать наиболее благоприятные условия деформирования для получения высокой точности, как отдельных параметров детали, так и комплекса предъявленных требований. Наличие указанных преимуществ создает предпосылки для широкого применения схем с разделением деформации при изготовлении различных типоразмеров деталей, как с постоянной, так и с переменной толщиной стенки из различных материалов.

Поэтому необходимо углублять наши знания по кинематике, напряженному и деформированному состоянию в очаге деформации, чтобы использовать их для изготовления деталей высокого качества. Трудности в правильной оценке силовых параметров сказываются на масштабах использования процесса ротационной вытяжки для производства высокоточных оболочек и на необходимости экспериментальной отработки технологического процесса, что удлиняет сроки подготовки производства изделия. Разработка и внедрение технологических процессов ротационной вытяжки цилиндрических деталей с утонением стенки встречает практические затруднения и часто сдерживается, уступая место менее рационапьным процессам механической обработки.

Во втором разделе изложена разработанная математическая модель формоизменения трубной заготовки при ротационной вытяжке тонкостенных цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации, а также приведены основные уравнения и необ-

холимые соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния, силовых режимов ротационной вытяжки на специализированном оборудовании коническими роликами.

На основе предложенного подхода к анализу кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов ротационной вытяжки с учетом локального очага деформации на кафедре «Механика пластического формоизменения» с участием автора выполнены теоретические исследования рассматриваемого процесса.

Рассмотрим условные схемы взаимодействия деформирующего конического ролика с материалом заготовки при ротационной вытяжке деталей обратным и прямым способами (рис. 1). Геометрические характеристики ролика: радиус (диаметр) -Лр(Ор), угол контакта - (Хр\ геометрические характеристики заготовки: текущий радиус (диаметр) заготовки в очаге деформации -толщина стенки - геометрические характеристики детали: радиус (диаметр) - толщина Радиус (диаметр) оправки -

За один оборот заготовки ролик переместился на величину рабочей подачи 5". При обратном способе ротационной вытяжки фактическая подача металла в очаг деформации

за один оборот будет равна величине рабочей подачи независимо от

величины утонения стенки.

При ротационной вытяжке такой же детали по прямому способу в связи с перемещением недеформированной части заготовки вдоль оси на величину 5' = •£(/() —)/'о> величина фактической подачи Бф металла в очаг деформации определится за один оборот (в предположении отсутствия изменения очага деформации). Из геометрических соображений нетрудно определить максимальный угол контакта с заготовкой, который зависит от фактической подачи, утонения, радиусов ролика и заготовки, формы ролика:

„ -)1/2

/?в(/?в +Яр)

. если

e„ =

2RpAt

1/2

.если S<ptgap>Ai.

(2)

Re(Rg + Rp)

Заметим, что выражения (1) и (2) получены, учитывая, что величины At и 5ф малы по сравнению с величиной Rp.

Максимальная протяженность контакта ролика с заготовкой в осевом направлении l будет равна / = Atclgctр + Бф.

Пластическая деформация под роликом проходит в сравнительно короткий промежуток времени Atep, необходимый для прохождения зоны контакта

материала заготовки с роликом, т.е. поворота оправки на угол 9в: htep=Qeldie, где (Ов - угловая скорость вращения заготовки; (Ие~2пп; п -

частота вращения шпинделя. В течение этого промежутка времени материал течет под роликом в осевом направлении. Заметим, что угол контакта материала заготовки с роликом переменный по длине очага деформации. Ширина зоны контакта в каждом сечении может быть определены по формуле: b = /?sStn8e.

Рассмотрим вопрос о распределении скоростей течения материала в очаге деформации. Скорость вдавливания ролика в заготовку определяется в сечении заготовки, проведенным под углом 9 к линии центров, приблизительно равна по величине

Кд=йв-6( сор+сов), (3)

где - угловая скорость вращения ролика;

В цилиндрической системе координат связанной с заготовкой, в

зоне контакта ролика с металлом, радиальная скорость будет равна в каждом сечении z=const в очаге деформации

Запишем радиальную скорость в пластической области очага деформации в ви-

где - радиус контактной поверхности в цилиндрической системе координат в плоскости

Уравнение линии контакта в цилиндрической системе координат в сечении из геометрических соображений можно определить следующим образом:

(5)

Можно показать, что, применяя тригонометрические преобразования и пренебрегая малыми второго порядка малости по сравнению с 1, выражение (5) может быть записано в виде:

Яв - Д/ + 2/£Ор

Гк = "

собЭ

(6)

Учитывая, что в нашем случае в очаге деформации

г{+ ztga „

У г = ~{гд +Sф■tga.p + z■tga.pЩ<лp+ со8 )-

-и

-СОБ 8. (7)

Примем, что в пластической области в цилиндрической системе координат реализуется квазиплоская деформация, т.е. = 0; ^ 0; ¿^^О. Это

предположение позволяет определить тангенциальную скорость учитывая,

Интегрируя уравнение несжимаемости материала, можно найти скорость в очаге деформации. Для формулировки граничных условий рассмотрим вопрос о скорости течения материала из очага деформации. На рис. 2 показаны идеализированные сечения заготовки и ролика с образующим углом а,, и нулевым радиусом закругления.

Принимается, что истечение начинается в тот момент, когда расстояние между поверхностью ролика и деталью равно

а когда ролик вдавливается в заготовку на величину толщина стенки становится ^ площади заштрихованных областей равны. между собой (плоская деформация - размер Ь практически не меняется в установившейся стадии деформирования). Принимая скорости потоков областей равными, найдем

Из геометрических соображений находим

=('о-<+Ь)Щар=(г0-2( + 1к +Sфtgap)ctgap;

Рис. 2. Идеализированное сечение заготовки и ролика при определеши скорости истечения

х2 +'S,g¡(/gap -1)с1%ар,

а также, в порядке упрощения принимая, что местная толщина стенки / заго-

товки изменяется по дуге контакта по формуле I = ^ + , определим

ев

скорость истечения материала из очага деформации при 2 = 0, которая используется при определении скорости V. в очаге деформации

'О

(9)

Используя условие несжимаемости

р с

или —~ =

02 иг

и учитывая, что

Б дуг а, Гд + Зф-'Е (Хр + г-^р 2 \г = = "6 (ШР + -----^С05 9 >

дг

получим выражение для определения осевой составляющей скорости

9 г га + Эа, • гга„ + 2-/га„

Кг=0((ор + юв)со52е1 -2--±-Е.Ь + р2{г,2).

О Гд+г^кХр-гъ-ияЪ

Функцию найдем из условия, что начало истечение материала

происходит при расстоянии между поверхностью ролика и заготовки равном

/ = +Sфtga.p в сечении г = 0:

У2 = Р2(г, 0) = -{гд+Яф^арЩ(лр + ав)щар

Приведем окончательное выражение для определения осевой составляющей скорости У2:

г/ а/ ч 2 * Ъ + Зф-Фр+г-Фр.

Уг =8 + шв)со5 0(-----

0 rд+z■tga.p-r0■cosQ

SфtgapЩ^йp+<йв)ctgap

'0 0к+Яф'8ар)

-1

(10)

В дальнейшем вычисляются компоненты скоростей деформаций по известным скоростям течения материала в цилиндрической системе координат _дУг. _18Ув Уг, _дУ2_ .

+ Т'

^ А С»)

ог г г 50 г а) дг ог дг

и их эквивалентная скорость деформации Е,е по известным соотношениям. Используя уравнение равновесия в цилиндрической системе координат

и уравнение пластического течения, устанавливающие связи между напряжениями и скоростями деформаций,

ае-а = 2ц,£0>

(13)

после подстановки последних в уравнения равновесия получим систему уравнений для определения среднего напряжения:

(14)

величина

Здесь Ц/=СТ/Ср/(34|')> - среднее напряжение; OjCp - средняя

интенсивности напряжения в очаге пластической деформации.

Локальный очаг пластической деформации в сечении z = const разобьем 0 и r-линиями: r = const 9-линия; Q = const r-линия.

Заметим, что точки вдоль 9- линии имеют индексацию (0, 0), (1, 0), (2, 0), (3,0),...(m,0); точки вдоль т-линии(0,1), (0,2), (0,3),(0,4),...(0, n).

Записав уравнения равновесия (14) в виде конечных разностей и разрешив каждое из них относительно среднего напряжения, получим выражения для определения величины

Известно, что на границе входа материала в очаг пластической деформации величина осевого напряжения равна нулю, т.е. ст. =0. Это условие позволяет определить распределение величин среднего напряжения на входе материала в очаг пластической деформации и напряжений T(j2, T^q по выражениям (13), предварительно вычислив компоненты скоростей деформации по выражениям (11), среднюю величину накопленной интенсивности деформации в очаге пластической деформации

^icp = ^icp^ep

и среднюю величину интенсивности напряжения в очаге деформации по

формуле

где oq 2 и Л, п - условный предел текучести и константы кривой упрочнения исследуемого материала; ^¡ср - средняя величина интенсивности скорости деформации.

Информация о среднем напряжении и скоростях деформации вместе с кривой упрочнения материала позволяет рассчитать напряженное состояние в каждой точке очага деформации. Все перечисленные выше характеристики напряженного и деформированного состояния вычислялись численно с использованием метода конечных разностей.

Составляющие сил ротационной вытяжки определяются по формулам:

радиальная

PR (15)

тангенциальная

рх = ííaT|0=9(f drcos&gdz, (16)

осевая

гк е„

pz = í \az(r,Q)rdrdQ, (17)

Ъ О 2 2

где

2 2

o/f=orcos 9 + agsin 0-T,{)SÍn29; a'z=az.

С учетом составляющей силы трения осевая сила Р2 определяется следующим образом

Pz=P'+li0PR, (171)

где ц0 - коэффициент трения между поверхностями заготовки и оправки.

В работе выявлены особенности расчета силовых режимов для 3-х роликовой схемы ротационной вытяжки цилиндрических деталей с разделением деформации. Предложена методика расчета распределения суммарной степени деформации между тремя роликами, установленными в одной плоскости, имеющими различные углы рабочего конуса, для новой схемы ротационной вытяжки с разделением деформации из равновесия радиальных сил (условие обеспечения высокой геометрической точности):

PR\ = PR2 = PR3 >

где - радиальные составляющие сил на первом, втором и третьем

роликах соответственно.

Эта методика учитывает неравномерное распределение давления на контактной поверхности ролика и заготовки, величину фактической подачи, геометрических параметров используемых роликов и трубной заготовки, технологических параметров процесса и упрочнения материала детали на соответствующем участке деформирования.

В третьем разделе диссертационной работы приведены результаты теоретических исследований по установлению влияния степени деформации е, уг-

ла конусности ролика а.р, рабочей подачи S, геометрических размеров исходной трубной заготовки и ролика на геометрические размеры очага пластической деформации, кинематику течения материала в очаге пластической деформации, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы ротационной вытяжки цилиндрических деталей.

Расчеты силовых параметров процесса ротационной вытяжки выполнены для трубной заготовки из стали 10 с наружным радиусом трубной заготовки Лв=66,3 мм, толщиной стенки трубы <о=9 мм., роликом диаметром 0^=220 мм при частоте вращения шпинделя п=60 мин1. Механические характеристики исследуемых материалов: сталь 10; Оо2= 45А=3ИФ,5 МПа; п=0,79. Технологические параметры и геометрия ролика ротационной вытяжки изменялись в следующих диапазонах: степень деформации - £=0,1...0,5; рабочая подача - 5=0.5...1,5 мм/об; угол конусности ролика ар = Ю...30"; коэффициент трения между деталью и оправкой =0,05...0,2.

На рис. 3 приведены зависимости изменения относительных величин радиальной Р^, тангенциальной Рх и осевой Рт составляющих сил от степени деформации при ротационной вытяжке одним роликом цилиндрических деталей. Здесь введены обозначения:

Рк = Ря /[(/?„ - 0,5/0)'оОва0,2 ]; Л = /[(Лв - 0,5/0)/0еваа2 ];

Величины радиальной Рц, тангенциальной Рх и осевой составляющих

сил определялись по выражениям (15), (16) и (17') соответственно.

Анализ графиков и результатов расчета показывает, что с увеличением степени деформации относительные величины радиальных Ря, осевых Рг и тангенциальных составляющих сил интенсивно растут. Интенсивность возрастания исследуемых составляющих сил существенно зависят от угла конусности ролика

0.200 1,00

0,130

| 0,100 Рх

0,050 0,000

0,75

| 0.50

Р*.Рг

0.15

0,00

Ри о

< 1 / рг

1 Рг > ^^^^

0.2

0.3

0,4

Рис. 3. Зависимости изменения относителшых величин Рц, Рх, Р. ог степени деформации £ для стали 10

(а_ =20°, 5 = 1 мм/об. п = 60мин'; ц„=0,15)

Так, при угле конусности ролика а^ = 10° увеличение степени деформации от 0,1 до 0,4 (5 = 1 мм/об) приводит к росту относительной радиальной Рц составляющей силы более чем в 5 раз; осевой Р2 - в 4 раза, тангенциальная - в 3 раза. При угле конусности ролика ар = 30° увеличение степени деформации Е от 0,1 до 0,4 (5 = 1 мм/об) сопровождается ростом относительной радиальной осевой и тангенциальной составляющих сил более чем в 3 раза.

Установлено, что с увеличением рабочей подачи 5 и уменьшением угла конусности ролика все три относительные составляющие сил возрастают. Заметим, что изменение условий трения на контактной поверхности оправки и заготовки существенно влияет на относительную величину осевой силы Р2. С ростом коэффициента трения на оправке ц0 величина относительной силы Р2 возрастает.

Выполнено сопоставление результатов расчетов силовых параметров процесса ротационной вытяжки роликами открытой калибровки и по схеме с разделением очага пластической деформации. Анализ результатов расчетов показывает, что при обработке деталей по схеме с разделением деформации радиальная силы имеют меньшие значения по сравнению с обработкой указанных деталей при однороликовой схеме обработки. Значения тангенциальной силы не имеют больших расхождений при используемых схемах деформирования. Установлено, что ротационная вытяжка с использованием трёхроликовых схем с разделением деформации позволяет снизить величины радиальных Рц сил деформирования на 25...30 % по сравнению с аналогичной схемой обработки без разделения деформации. Величина тангенциальной составляющей силы ротационной вытяжки практически не зависит от используемой схемы обработки. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам ротационной вытяжки указывает на их удовлетворительное согласование.

Четвертый раздел диссертационной работы посвящен экспериментальным исследованиям силовых параметров и качественных характеристик тонкостенных цилиндрических деталей при их ротационной вытяжке на специализированном оборудовании.

Экспериментальные исследования ротационной вытяжки производились на 3-х роликовом станке модели В-280М. Стан оснащен 3-х роликовой кареткой с гидравлическим приводом осевого перемещения. Деформирующие ролики расположены через 120° по периметру окружности. Ротационная вытяжка деталей осуществлялась по схеме с разделением очага деформации за счет радиального смещения конических роликов. Работы производились с использованием трубных заготовок из малоуглеродистой стали 10. Основные геометрические размеры исходных заготовок: В качестве деформирующего инструмента при проведении экспериментальных работ были

использованы конические ролики открытой калибровки диаметрами Dp = 280л/.и с углом рабочего конуса ар] (первого otp]=15° и второго и

третьего 0.р2 = ар} ~ 30° роликов) и радиусом при вершине ролика r = 3...9 мм.

Заготовки были подвергнуты ротационной вытяжке с различными степенями деформации в диапазоне от 30 до 60 % и величинами рабочей подачи в диапазоне от 0,5 до 1 мм/об.

В процессе обработки дет&пей производилась регистрация замеров трех составляющих сил ротационной вытяжки: радиальной Рц, осевой Pz и тангенциальной Рх. Тангенциальная сила Рх определялась косвенным путем по замерам разности мощностей потребляемой электроприводом при обработке детали и при холостом вращении оправки с деталью. Для замеров осевой Pz и радиальной нагрузок при ротационной вытяжке применительно к станку В-280М были разработаны и изготовлены гидроподушки.

Результаты экспериментальных работ показали, удовлетворительную сходимость расчётных и экспериментальных значений сил, не превышающую 15 %. Экспериментально установлено, что ротационная вытяжка с использованием трёхроликовых схем с разделением деформации позволяет снизить величины радиальных и осевых сил деформирования на 25...30 % по сравнению с аналогичными схемами обработки без разделения деформации. Величина тангенциальной составляющей силы ротационной вытяжки не зависит от используемой схемы обработки.

Проблема повышения качества и точности цилиндрических деталей, изготавливаемых ротационной вытяжкой, остро стоит перед всеми машиностроительными предприятиями. Построение теоретических моделей для определения показателей качества цилиндрических деталей при ротационной вытяжке не представляется возможным. В работе методами математической статистики и теории планирования эксперимента построены математические модели изменения геометрических показателей качества цилиндрических деталей из стали 10, получаемых ротационной вытяжкой с разделением деформации на специализированном оборудовании.

При экспериментальном исследовании формирования показателей качества цилиндрических деталей, изготавливаемых ротационной вытяжкой, в качестве выходных переменных (функций отклика) были приняты:

- относительная величина наплыва Иц

% =10Л////0, (18).

- относительная разностенность детали

5,=6,/6,ttcJ100(%; (19)

- относительная величина отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения

гДе 5» ='max "'mini 5Г* = 'тах ~Cni 'max и 'min " максимальная и минималь-

исх исх

ная толщины изготавливаемои детали; f^x и /mj„ - максимальная и минимальная толщины исходной трубы; dj - внутренний диаметр получаемой детали;

- диаметр оправки; - высота наплыва; - мак-

симальная толщина стенки детали в зоне образования наплыва; - толщина стенки исходной заготовки.

В качестве входных переменных предлагается выбрать факторы, характеризующие технологические параметры процесса ротационной вытяжки, к которым относятся: степень деформации Е, величина рабочей подачи S, частота вращения заготовки п и радиус закругления ролика г. Остальные факторы принимались как условия опыта и при проведении экспериментальных исследований не изменялись.

Для проведения экспериментальных исследований был выбран план Рехтшафнера. В соответствии с планом Рехтшафнера в табл. 1 приведены уровни и интервалы варьирования технологических параметров процесса ротационной вытяжки, влияющие на точностные характеристики цилиндрических деталей из стали 10, в натуральных значениях. Для каждой группы фиксирования параметров проводилось по шесть опытов. При определении границ области эксперимента использованы значение факторов, установленные в предварительно проведённых экспериментальных исследованиях.

Таблица 1.- Уровни и интервалы варьирования технологических параметров процесса ротационной вытяжки

Х\

Обозначение факторов е, % S, мм/об

и, мин г, мм

Основной уровень 0 45 0,75 75 6

Интервал варьирования 15 0,5 25 3

Нижний уровень -1 30 0,5 50 3

Верхний уровень +1 60 1,0 100 9

Согласно данному плану эксперимента была проведена серия опытов, и после проверки значимости коэффициентов уравнений регрессии по 1-критерию Стьюдента, из этих зависимостей были исключены незначимые коэффициенты и произведен перерасчет моделей с проверкой их адекватности по Ж- критерию Фишера, при принятом уровне значимости равным 5 %.

Трубные заготовки из малоуглеродистой стали 10 перед ротационной вытяжкой подвергались предварительной калибровке и последующей механической обработки.

Выбор указанных диапазонов режимов обработки и параметров инструмента обусловлен широким их использованием в практике. Для замеров диаметров деталей использовались приборы индикаторного типа. Цена деления индикатора составляла 0,01 мм.

На основе выполненных экспериментальных исследований были получены уравнения регрессии для определения величин при ротационной вытяжке цилиндрических деталей из стали 10:

Йц = 0,78508 + 0,096112*! +0,20757*2 +0.030199*3 +

+ 0,066196*1*2+0,041228*1X3+0,056371x2*3 +0,053921*3*4 + + 0,041589*2 + 0,040445*|; Ь0 = 0,114-0,023*] -0,12*2 -0,048*3+0,061*4 -- 0,018*| *2 + 0,019*2*3 + 0,009*2*4 + 0,047*|; б, = 60,146-7,6086*1 +6,9674*2 - 4,6891*3 -5,9397*4 --1,5507*2*3 - 6,002*3*4.

Оптимизация регрессионных зависимостей позволила выявить значения факторов в натуральном масштабе, при которых относительные величины изменения относительной разностенности детали , отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения Ьр и наплыва Иц будут минимальны.

Выполнены экспериментальные исследования по изучению характера упрочнения стали 10 в зависимости от вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства изготавливаемых цилиндрических деталей из стали 10. Экспериментально установлено, что механические свойства стали 10 после закалки, высокого отпуска и после нормализации незначительно отличаются по величине. Анизотропия механических свойств вдоль и поперек направления проката незначительна. Экспериментальные исследования показали возможность использования стали 10 в качестве исходного материала для ротационной вытяжки корпусных деталей с предварительной нормализацией заготовок (или закалкой с отпуском) и последующим упрочнением при пластическом деформировании.

В пятом разделе изложены разработанные научно-обоснованные методики и рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов изготовления цилиндрических деталей ротационной вытяжкой с использованием существующих и новых схем ротационной вытяжки с разделением деформации. Приведены примеры использования разработанных конкурентоспособных технологических процессов ротационной вытяжки при производстве тонкостенных цилиндрических и сложнопрофильных осесимметричных деталей требуемого качества.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных

проектов, а также в ряде лекционных курсах при подготовке бакалавров направления 551800 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».

В приложениях содержатся тексты программ для ЭВМ, акты внедрения полученных результатов диссертационной работы в промышленности и учебном процессе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Работа посвящена решению важной народно-хозяйственной задачи - интенсификации процессов ротационной вытяжки и повышению качества полых цилиндрических и сложнопрофильных осесимметричных изделий путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования.

В процессе теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Разработана математическая модель формоизменения заготовки при ротационной вытяжке цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации. При анализе силовых режимов процесса ротационной вытяжки учитывается неравномерность распределения давления на контактной поверхности ролика и заготовки.

2. Выполнены теоретические исследования ротационной вытяжки цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами. Установлено влияние степени деформации угла конусности ролика рабочей подачи

геометрических размеров исходной трубной заготовки и ролика на геометрические размеры очага пластической деформации, кинематику течения материала в очаге пластической деформации, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы ротационной вытяжки цилиндрических деталей.

Выявлены особенности расчета силовых режимов для 3-х роликовой схемы ротационной вытяжки цилиндрических деталей с разделением деформации. Предложена методика расчета распределения суммарной степени деформации между тремя роликами, установленными в одной плоскости, имеющими различные углы рабочего конуса для новой схемы ротационной вытяжки с разделением деформации.

3. Установлено, что с увеличением степени деформации 8, рабочей подачи 3 и уменьшением угла конусности ролика а р, величины радиальных Р/^,

осевых и тангенциальных составляющих сил растут. Интенсивность возрастания исследуемых составляющих сил существенно зависят от угла конусности ролика

Прп обработке деталей по схеме с разделением деформации радиальная и осевая силы имеют меньшие значения по сравнению с обработкой

указанных деталей по однороликовой схеме обработки. Ротационная вытяжка с использованием трёхроликовых схем с разделением деформации позволяет снизить величины радиальных Рц сил деформирования на 25...30 % по сравнению с аналогичной схемой обработки без разделения деформации. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам ротационной вытяжки указывает на их удовлетворительное согласование (до 15 %).

4. Методами математической статистики и теории планирования эксперимента построены математические модели изменения геометрических показателей качества цилиндрических деталей (относительных величин наплыва, раз-ностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10, изготавливаемых ротационной вытяжкой с разделением деформации на специализированном оборудовании, от степени деформации величины рабочей подачи 8, числа оборотов вращения заготовки п и относительного радиуса закругления ролика г. Оптимизация полученных регрессионных зависимостей позволила выявить значения факторов в натуральном масштабе, при которых величины относительного наплыва Л//, разностенности детали 5,, отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения

будут минимальны и максимальны.

5. Выполнены экспериментальные исследования по изучению характера упрочнения стали 10 в зависимости от вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемой цилиндрической детали из стали 10. Экспериментальные исследования показали возможность использования стали 10 в качестве исходного материала для ротационной вытяжки корпусных деталей с предварительной нормализацией заготовок (или закалкой с отпуском) и последующим упрочнением при пластическом деформировании.

6. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических процессов и параметров рабочего инструмента для изготовления цилиндрических деталей методами ротационной вытяжки. Эти рекомендации использованы при разработке новых технологических процессов изготовления тонкостенных цилиндрических деталей и сложнопрофильных оболочек с переменной толщиной стенки и наличием кольцевых центрирующих утолщений, осесимметричных сложнопро-фильных деталей из стали 10 на станках с ЧПУ с высокими эксплутационными свойствами ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании.

7. Материалы диссертационной работы также использованы в учебном процессе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Трегубое В.И., Белов А.Е., Яковлев С.С. Вопросы качества изготовления цилиндрических деталей ротационной вытяжкой // Труды второй Всероссийской научно-технической конференции «Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении». - Воронеж: ВГТУ. - 2001. Часть 1. — С. 110115.

2. Яковлев С.С, Трегубое В.И., Белов А.Е. Математические модели формирования показателей качества деталей при ротационной вытяжке // Сборник трудов IV международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов». - Ульяновск: УГУ и РФФИ, 10-12 декабря 2001.-С. 45.

3. Трегубое В.И., Белов А.Е., Яковлев С.С. Математические модели формирования показателей качества цилиндрических деталей из сплава АМгб при ротационной вытяжке на специализированном оборудовании // Совершенствование процессов и оборудования обработки металлов давлением в металлургии и машиностроении: Тематический сборник научных трудов. - Украина, Краматорск: ДДМА, 2002. - С. 254-259.

4. Трегубов В.И., Белов А.Е., Яковлев С.С. Исследование влияния технологических параметров ротационной вытяжки на геометрические характеристики цилиндрических деталей // Вестник машиностроения. - 2002. - № 10. - С. 55-58.

5. Трегубов В.И., Белов А.Е. Вопросы точности внутренних диаметральных размеров цилиндрических деталей при ротационной вытяжке // Известия ТулГУ. Серия Машиностроение. - Выпуск 7. - Тула: ТулГУ, 2002. - С. - 97103.

6. Трегубов В.И., Белов А.Е. Особенности обеспечения линейных размеров при ротационной вытяжке деталей с кольцевыми утолщениями // Технологические системы в машиностроении: Труды международной научно-технической конференции, посвященной памяти выдающихся ученных И.А. Коганова и СИ. Лашнева. - Тула: ТулГУ, 2002. - С. 417-420.

7. Трегубов В.И., Белов А.Е. Образование наплыва при ротационной вытяжке цилиндрических деталей // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. - Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 1. - С. 164-173.

8. Трегубов В.И., Белов А.Е. Вопросы формирования показателей качества цилиндрических деталей при ротационной вытяжке // Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции / Под ред. Б.Н. Леонова. - Рыбинск: РГАТА, 2002. - Ч. 2. - С. 5-6.

9. Белов А.Е., Митин А.А. Процессы ротационной вытяжки цилиндрических деталей // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 66-67.

10.Математические модели формирования наплыва при ротационной вытяжке цилиндрических деталей / В.И. Трегубов, А.Е. Белов, М.В. Ларина, С.С.

Яковлев Механика деформируемого твердою 1ела и обработка металлов давлением. - Гула: ТулГУ, 2002. - Часть 2. - С. 177-184.

11.Математические модели изменения механических свойств горячекатаных труб из стали 12ХЗГНМФБА при ротационной вытяжке на специализированном оборудовании / В.И. Трегубов, В.А. Корольков, А.Е. Белов, С.С. Яковлев // Заготовительные производства. - 2003. - № 4. - С. 27 - 31.

12.Математические модели изменения внутренних диаметральных размеров деталей при ротационной вытяжке / В.И. Трегубов, А.Е. Белов, М.В. Ларина, С.С. Яковлев // Сборник научных трудов «Теория и практика производства листового проката». - Липецк: ЛГТУ. - Часть 2- 2003. - С. 205 - 211.

13.Белов А.Е., Ларина М.В. Ротационная вытяжка осесимметричных сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2003. - Том 1.-С. 96-97.

14.Трегубов В.И., Белов А.Е., Корольков В.А. Исследование влияния вида термической обработки перед ротационной вытяжкой на механические свойства полуфабриката из стали 10 // Проектирование и производство сельскохозяйственных машин. - Тула: ТуКЗ, 2003. - С. 60-67.

15.Яковлев С.С, Трегубов В.И., Белов А.Е. Новый подход к анализу процесса ротационной вытяжки цилиндрических деталей из трубных заготовок // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. - 2003. - Вып. 1. - С. 13-26.

16.Белов А.Е., Ларина М.В. Новый технологический процесс изготовления тонкостенных цилиндрических деталей с наружными или внутренними утолщениями // XXX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. - М.: МАТИ, 2004. - Том 1. - С. 66-67.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97 . Подписано в печать 03.09М Формат бумаги 60x84716. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. . Уч.-изд. л.1,2. Тираж /00 экз. Заказ О 4

Тульский государственный университет. 300600. г. Тула, пр. Ленина, 92.

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

р165

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКОЙ.

1.1. Методы теоретического анализа силовых и деформационных параметров процесса ротационной вытяжки цилиндрических изделий.

1.2. Анализ существующих технологических процессов изготовления цилиндрических деталей ротационной вытяжкой.

Важнейшими задачами, стоящими перед промышленностью, являются повышение качества выпускаемой продукции, экономия материала и повышение производительности труда. Удовлетворение потребностей в производстве изделий с высоким качеством поверхности и точными размерами с помощью механической обработки характеризуется высокой трудоёмкостью и низким коэффициентом использования металла. В связи с этим, одним из главных вопросов развития новых процессов изготовления изделий является сокращение потерь металла при условии обеспечения высокого качества изготавливаемой продукции.

Значительная роль в решении этих задач отводится методам обработки металлов давлением, позволяющим обеспечивать безотходное формоизменение металла вместо механической обработки резанием [1, 30, 39, 51, 66, 7173, 80, 103]. Однако обеспечение размерной точности, качества наружной и внутренней поверхности при изготовлении полых тонкостенных деталей, широко используемых в конструкциях машин и механизмов, встречает определённые трудности. Особенно остро стоит вопрос в изготовлении цилиндрических тонкостенных оболочек длиной более 1 м.

За последние годы, при изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей, находят всё более широкое применение методы обработки давлением с созданием локального очага деформации. Одним из таких методов является ротационная вытяжка [13, 23, 39, 51, 58, 89, 100, 110]. Значительное место в общем объёме деталей, изготавливаемых ротационной вытяжкой, занимает производство тонкостенных цилиндрических деталей, для изготовления которых различными отечественными предприятиями и зарубежными фирмами созданы специализированные высоко производительные станки, позволяющие изготавливать детали диаметром от нескольких миллиметров до 6 м и более.

Наиболее эффективным метод ротационной вытяжки оказывается при изготовлении крупногабаритных тонкостенных цилиндрические деталей (длиной свыше 1 м). Изготовление таких деталей традиционными методами (глубокой вытяжкой и механической обработкой) не эффективно, характеризуется высокой трудоемкостью и связано с использованием большого количества крупногабаритного дорогостоящего прессового, химического и термического оборудования. Ротационная вытяжка позволяет изготавливать такие детали на специализированных станках, имеющих сравнительно малые габариты, вес и мощность, так как величина силы при ротационной вытяжке значительно ниже, чем при глубокой вытяжке, что связано с созданием локального очага деформации.

При разработке технологических процессов ротационной вытяжки в настоящее время используют эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитываются локальный характер формоизменения и механические свойства материала заготовки.

В связи с этим, важным для решения задач производства точных цилиндрических тонкостенных деталей на специализированном оборудовании является дальнейшее развитие теории пластического формоизменения с учетом локального характера деформирования и совершенствование процесса ротационной вытяжки, повышение его экономической эффективности и качества продукции, установление взаимосвязи условий деформирования с обеспечением точности изготавливаемых деталей.

Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» Минобразования Российской Федерации и грантом Президента РФ на поддержку ведущих научных школ на выполнение научных исследований «Механика формоизменения ортотропных и изотропных упрочняющихся материалов при различных температурах и скоростях деформации» (грант № НШ-1456.2003.8).

Цель работы. Интенсификация процесса ротационной вытяжки и повышение качества полых цилиндрических деталей путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования.

Автор защищает результаты теоретических исследований геометриче-Ф. ских размеров очага пластической деформации, кинематики течения материала в очаге пластической деформации, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов ротационной вытяжки коническими роликами цилиндрических деталей; рациональные интервалы изменения технологических параметров и геометрии рабочего инструмента, обеспечивающие необходимые геометрические показатели качества деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10 ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании; результаты экспериментальных исследований по влиянию вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемых цилиндрических деталей из стали 10; алгоритмы и пакеты прикладных программ для ЭВМ IBM PC по расчету технологических параметров ротационной вытяжки цилиндрических деталей и разработанные технологические процессы изготовления цилиндрических деталей при обеспечении эксплуатационных требований и снижении трудоемкости их изготовления.

Научная новизна: > Разработана математическая модель формоизменения заготовки при ротационной вытяжке цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации.

Выявлены закономерности изменения кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояния, силовых режимов в зависимости от технологических параметров и геометрии рабочего инструмента ротационной вытяжки цилиндрических деталей.

Установлены рациональные режимы формоизменения, обеспечивающие требуемые геометрические показатели качества изготавливаемых деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10 ротационной вытяжкой на специализированном оборудовании с разделением деформации.

Методы исследования.

Теоретические исследования процесса ротационной вытяжки выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории пластичности жесткопластического тела; анализ напряженного и деформированного состояния заготовки в процессе ротационной вытяжки осуществлен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ IBM PC путем совместного решения дифференциальных уравнений равновесия, уравнения состояния и основных определяющих соотношений при заданных начальных и граничных условиях.

Экспериментальные исследования проводились с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры; обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики и теории планирования эксперимента; рациональные интервалы изменения технологических параметров, геометрии ролика, обеспечивающие необходимые геометрические показатели качества цилиндрических деталей при ротационной вытяжке с утонением стенки, определялись итеративными методами поиска оптимума.

Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также использованием результатов работы в промышленности.

Практическая ценность и реализация работы.

• На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и созданы пакеты прикладных программ для ЭВМ по расчету технологических процессов, параметров рабочего инструмента и выбору схем ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании.

• Экспериментально изучено влияние вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемых цилиндрических деталей из стали 10.

• Разработаны новые технологические процессы изготовления тонкостенных цилиндрических деталей и сложнопрофильных оболочек с переменной толщиной стенки и наличием кольцевых центрирующих утолщений из стали 10, осесимметричных сложнопрофильных деталей из стали 10 на станках с ЧПУ с высокими эксплутационными свойствами, которые внедрены в производство на ФГУП «ГНПП Сплав» со значительным экономическим эффектом, полученным за счет снижения трудоемкости изготовления и обеспечения качества.

• Результаты исследований использованы в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на IV международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (г. Ульяновск, 2001 г.), на второй Всероссийской научно-технической конференции «Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении» (г. Воронеж, 2001), на международной научно-технической конференции «Технологические системы в машиностроении» (г. Тула, 2002 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков» (г. Рыбинск, 2002 г.), на XXVIII, XXIX и XXX международных молодежных научных конференциях «Гага-ринские чтения» (г. Москва, 2002-2004 г.г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 2000 - 2004 г.г.).

Публикации. Основные научные материалы проведенных исследований отражены в 12 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и в 4 тезисах Всероссийских и международных научно-технических конференций.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доц. В.И. Трегубову, д.т.н., проф. С.П. Яковлеву и д.т.н., проф. А.И. Вальтеру за оказанную помощь при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 122 наименований, 3 приложений и включает 110 страниц основного машинописного текста, содержит 76 рисунков и 11 таблиц. Общий объем - 190 страниц.

5.4. Основные результаты и выводы

1. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по расчету технологических процессов, параметров рабочего инструмента и выбору схем ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании.

2. Разработаны новые технологические процессы изготовления тонкостенных цилиндрических деталей и сложнопрофильных оболочек с переменной толщиной стенки и наличием кольцевых центрирующих утолщений из стали 10, осесимметричных сложнопрофильных деталей из стали 10 на станках с ЧПУ с высокими эксплутационными свойствами, которые внедрены в производство на ФГУП «ГНПП Сплав» со значительным экономическим эффектом, полученным за счет снижения трудоемкости изготовления и обеспечения качества.

Новые технологические процессы позволили уменьшить трудоемкость изготовления корпусов головных частей на 45%; снизить металлоемкость производства до 37%: повысить качество и надежность изготавливаемых деталей за счет исключения сварных швов, точности геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Использование новой схемы ротационной вытяжки с разделением деформации способствовало снижению потребных сил деформирования на 25.35%. При этом удалось исключить из технологического цикла изготовления ряд трудоёмких химических и прессово-термических операций.

3. Материалы диссертационной работы использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в ряде лекционных курсах при подготовке бакалавров направления 551800 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 120400 «Машины и технология обработки металлов давлением».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа посвящена решению важной народно-хозяйственной задачи -интенсификации процессов ротационной вытяжки и повышению качества полых цилиндрических и сложнопрофильных осесимметричных изделий путем теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов деформирования.

В процессе теоретических исследований получены следующие результаты и сделаны выводы:

1. Разработана математическая модель формоизменения заготовки при ротационной вытяжке цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами с учетом локального очага деформации, фактической подачи металла в очаг пластической деформации и упрочнения материала. Выполнены теоретические исследования ротационной вытяжки цилиндрических деталей с утонением стенки коническими роликами.

2. Выявлены особенности расчета силовых режимов для 3-х роликовой схемы ротационной вытяжки цилиндрических деталей с разделением деформации. Предложена методика расчета распределения суммарной степени деформации между тремя роликами, установленными в одной плоскости, имеющими различные углы рабочего конуса для новой схемы ротационной вытяжки с разделением деформации. Эта методика учитывает неравномерное распределение давления на контактной поверхности ролика и заготовки, величину фактической подачи, геометрических параметров используемых роликов и трубной заготовки, технологических параметров процесса и упрочнения материала детали на соответствующем участке деформирования.

3. Установлено влияние степени деформации в, угла конусности ролика а^, рабочей подачи S, геометрических размеров исходной трубной заготовки и ролика на геометрические размеры очага пластической деформации, кинематику течения материала в очаге пластической деформации, напряженное и деформированное состояния, силовые режимы ротационной вытяжки цилиндрических деталей. Разработан алгоритм расчета процесса ротационной вытяжки и программное обеспечение для ЭВМ.

3. Показано, что очаг пластической деформации при ротационной вытяжке имеет локальный характер, а геометрические размеры очага пластической деформации, который характеризуется углом контакта заготовки с роликом 9б, максимальной протяженностью контакта ролика с заготовкой в осевом направлении / и шириной зоны контакта материала заготовки с роликом Ъ, существенно зависят от степени деформации 8, угла конусности ролика ар, рабочей подачи S, геометрических размеров исходной трубной заготовки и ролика.

4. Установлено, что увеличение относительных величин 9 и F приводит к росту относительной величины радиальной составляющей скорости Vr. Увеличение относительной координаты z сопровождается уменьшением относительной радиальной составляющей скорости Vr. Уменьшение относительной величины 0 и рост г приводит к увеличению относительной тангенциальной составляющей скорости Vq . Относительная величина осевой составляющей скорости Vz существенно (более чем в 5 раз) увеличивается с уменьшением относительной координаты z от 0,971 до 0. Рост относительной величины 0 приводит к интенсивному увеличению Vz.

5. Зависимости изменения относительных величин среднего а, радиального аг, тангенциального Щ и осевого az напряжений от относительного угла 0 и относительного радиуса рассматриваемой точки г носит сложный характер. Увеличение относительного угла 0 сопровождается плавным ростом величин а, аг и ctq до их максимального значения. Дальнейшее увеличение относительного угла 0 приводит к плавному уменьшению исследуемых величин (а, стг и ад).

6. Показано, что с увеличением степени деформации относительные величины радиальных Рд, осевых Pz и тангенциальных Рх составляющих сил интенсивно растут. Интенсивность возрастания исследуемых составляющих сил существенно зависят от угла конусности ролика ар. Установлено, что с увеличением рабочей подачи S и угла конусности ролика ар все три относительных составляющие сил возрастают. Изменение условий трения на контактной поверхности оправки и заготовки существенно влияет на относительною величину осевой силы Р~ . С ростом коэффициента трения на оправке величина относительной силы Pz возрастает.

7. Выполнено сопоставление результатов расчета силовых режимов процесса ротационной вытяжки роликами открытой калибровки и по схеме с разделением очага пластической деформации. Установлено, что при обработке деталей по схеме с разделением деформации радиальная PR и осевая Р2 силы имеют меньшие значения по сравнению с обработкой указанных деталей по однороликовой схемой обработки. Ротационная вытяжка с использованием трёхроликовых схем с разделением деформации позволяет снизить величины радиальных Pr сил деформирования на 25.30 % по сравнению с аналогичной схемой обработки без разделения деформации. Величина тангенциальной Рт составляющей силы ротационной вытяжки практически не зависит от используемой схемы обработки. Сравнение результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных по силовым режимам ротационной вытяжки указывает на их удовлетворительное согласование (до 15%).

8. Выполнен сопоставительный анализ влияния различных схем ротационной вытяжки (роликами с открытой и закрытой калибровкой, с использованием схемы с разделением деформации) на обеспечение характеристик качества изготавливаемых деталей при переменных режимах обработки и геометрических параметрах деформирующих роликов. Установлено, что при ротационной вытяжке цилиндрических деталей из стали 10 наиболее эффективной в части получения высоких исследуемых характеристик качества деталей является схема с разделением деформации по сравнению с другими исследованными схемами формоизменения.

9. Методами математической статистики и теории планирования эксперимента построены математические модели изменения геометрические показатели качества цилиндрических деталей (относительных величин наплыва, разностенности и отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения) из стали 10, изготавливаемых ротационной вытяжкой с разделением деформации на специализированном оборудовании, от степени деформации 8, величины рабочей подачи S, числа оборотов вращения заготовки п и относительного радиуса закругления ролика г.

10. Оптимизация полученных регрессионных зависимостей позволила выявить значения факторов в натуральном масштабе, при которых величины относительного наплыва Л//, разностенности детали bt, отклонения внутреннего диаметра детали от номинального значения будут минимальны и максимальны. Ротационная вытяжка по схеме с разделением деформации обеспечивает более высокие показатели по совокупности качественных характеристик изготавливаемых деталей.

11. Выполнены экспериментальные исследования по изучению характера упрочнения стали 10 в зависимости от вида предварительной термической обработки и последующей ротационной вытяжки с различными степенями деформации на механические свойства получаемой цилиндрической детали из стали 10. Экспериментально установлено, что механические свойства стали 10 после закалки, высокого отпуска и после нормализации незначительно отличаются по величине. Анизотропия механических свойств вдоль и поперек направления проката незначительна. Экспериментальные исследования показали возможность использования стали 10 в качестве исходного материала для ротационной вытяжки корпусных деталей с предварительной нормализацией заготовок (или закалкой с отпуском) и последующим упрочнением при пластическом деформировании.

12. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических процессов, параметров рабочего инструмента и выбору схем ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании, которые использованы на ФГУП «ГН1И1 Сплав» при изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей и сложно-профильных оболочек с переменной толщиной стенки и наличием кольцевых центрирующих утолщений из стали 10, осесимметричных сложнопрофиль-ных деталей из стали 10 на станках с ЧПУ с высокими эксплутационными свойствами. Новые технологические процессы позволили уменьшить трудоемкость изготовления корпусов головных частей на 45 %; снизить металлоемкость производства до 37 %; повысить качество и надежность изготавливаемых деталей за счет исключения сварных швов, точности геометрической формы и взаимного расположения поверхностей. Материалы диссертационной работы также использованы в учебном процессе.

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

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука,1976. 279 с.

3. Аристов В.В. Влияние утонения стенок на точность расчета параметров многоходовой ротационной вытяжке // Сборник научных трудов Ом-ГТУ. Омск: ОмГТУ, 1998. - С. 26-29.

4. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.- 128 с.

5. Баркая В.Ф. Исследования процесса ротационного формообразования осесимметричных оболочек // Труды Грузинского политехнического института. 1971. - № 3 (143). - С. 178-188.

6. Баркая В.Ф. К теории расчета силовых параметров процесса ротационного выдавливания тонких оболочек // Труды Грузинского политехнического института. 1971. - № 3 (143). - С. 168-171.

7. Баркая В.Ф. Критерии моделирования скоростных и статических процессов ротационного выдавливания осесимметричных оболочек // Труды Грузинского политехнического института. 1971. - № 8 (148). - С. 124-135.

8. Баркая В.Ф. Теоретические исследования силовых параметров процесса ротационного выдавливания // Труды Грузинского политехнического института. 1971. - №8 (148). - С. 132-143.

9. Баркая В.Ф. Усилия при ротационном выдавливании тонких оболочек // Известия вузов. Машиностроение. 1971. - № 10. - С. 166-170.

10. Баркая В.Ф., Ионов И.Н. Экспериментальные усилия при ротационном формоизменении // Обработка металлов давлением в машиностроении. Вып. 9. - М., 1973. - С. 125-130.

11. Баркая В.Ф., Рокотян С.Е. К теории ротационного выдавливания оболочек вращения // Известия вузов. Черная металлургия. 1972. - № 1. - С. 96-99.

12. Баркая В.Ф., Рокотян С.Е., Рузанов Ф.И. Формоизменение листового материала. М.: Металлургия. - 1976. - 294 с.

13. Белов А.Е., Ларина М.В. Ротационная вытяжка осесимметричных сложнопрофильных деталей на станках с ЧГГУ // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2003. - Том 1. - С. 96-97.

14. Белов А.Е., Митин А.А. Процессы ротационной вытяжки цилиндрических деталей // XXVIII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов. М.: МАТИ, 2002. - Том 1. - С. 66-67.

15. Белов Е.А. К оценке усилий ротационной вытяжки цилиндрических деталей // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ. - 1986. - С. 105-113.

16. Белов Е.А., Полин В.В., Хитрый А.А. Обеспечение точности деталей при ротационной вытяжке с двухрядным расположением деформирующих роликов // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТПИ. - 1987. - С. 99-101.

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

18. Богоявленский К.Н., Рис В.В., Нгуен Ким Тханг. Силовые параметры процесса обратного ротационного выдавливания коническим роликом // Известия вузов. Машиностроение. 1975. - №10. - С. 130-134.

19. Вальтер А.И. Автоматизированная методика расчета процесса ротационной вытяжки цилиндрических деталей // Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: Тул-ГУ,- 1993.- С.103-111.

20. Вальтер А.И. Теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния металла при ротационной вытяжке проецированием // Кузнечно-штамповочное производство. 1998. - № 1. - С. 3-4.

21. Вальтер А.И., Юдин Л.Г., Хитрый А.А. Оценка энергетических параметров РВ цилиндрических оболочек с помощью МКЭ // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. - № 8. - С. 2.

22. Гредитор М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. М.: Машиностроение. 1971. - 239 с.

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

24. Дель Г.Д., Корольков В.И. Моделирование операций ротационной вытяжки с утонением // Кузнечно-штамповочное производство. 1996. - №3.- С. 23.

25. Джонсон В., Кудо X. Механика процессов выдавливания металлов- М.: Металлургия. 1965,- 197 с.

26. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979. - 567 с.

27. Елин К.Д. Экспериментальное определение усилия при давильных работах // Технология машиностроения. Тула: ТулПИ. - 1967. - Вып. 1. - С. 19-24.

28. Желтков В.И., Вальтер А.И., Юдин Л.Г. Упругопластический анализ процесса ротационной вытяжки цилиндрических деталей // Исследованияв области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: ТПИ, 1992.- С. 27-33.

29. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. Л.: Машиностроение, 1980.432 с.

30. Казакевич И.И. Анализ процесса холодной поперечной прокатки (ротационного выдавливания) // Кузнечно-штамповочное производство. -1973.-Ж7.-С.14-17.

31. Казакевич И.И. К расчёту внеконтактной деформации при поперечно-винтовой прокатке // Известия вузов. Машиностроение. 1976. - № 12. -С. 131-136.

32. Калпакчиоглу С.О. Максимальное утонение стенок при раскатке труб // Труды американского общества инженеров-механиков. Серия В. Т. 86. Конструирование и технология машиностроения / Пер. с англ. М.: Изд. иностр. лит. - 1964. - №1. - С. 56-62.

33. Калпакчиоглу С.О. О механизме силовой выдавки // Труды американского общества инженеров-механиков. Серия В. Т. 83. Конструирование и технология машиностроения / Пер. с англ. М.: Изд. иностр. лит. - 1961. - № 2. - С. 35-42.

34. Капорович В.Г. Обкатка металлоизделий в производстве. М.: Машиностроение, 1973. - 166 с.

35. Кирьянов А.А., Залата В.И. Особенности изготовления гильз гидроцилиндров ротационной вытяжкой // Кузнечно-штамповочное производство. 1.995.-№1.-С. 5.

36. Кирьянов А.Н., Мишунин В.А. Оценка режимов деформирования при ротационной вытяжке цилиндрических деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. - № 11. - С. 27-29.

37. Кобаяши Ш., Холл С., Томсен Э. Теория силовой выдавки конуса // Труды американского общества инженеров-механиков. Сер. В: Конструирование и технология машиностроения. -1961.'- № 3. С. 10-20.

38. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. - М.: Машиностроение, 1987. - 544 с.

39. Козлов О.Ф., Шевакин Ю.Ф., Сейдалиев Ф.С. Контактная поверхность при поперечной раскатке труб на цилиндрической оправке с учётом внеконтактной зоны деформации // Известия вузов. Чёрная металлургия. -1974.-№9.- С. 81-87.

40. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

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

42. Колпакчиоглу С.О. Максимальное утонение стенок при раскатке труб // Труды американского общества инженеров-механиков. Серия В. Конструирование и технология машиностроения / Пер. с англ. М.: Изд. иностр. лит. - 1964.- №1. - С. 56-62.

43. Кононенко В.Г. О пластической деформации и наклёпе стенок выдавливаемых оболочек // Известия вузов. Машиностроение. 1970. - № 12.

44. Кориев М.В., Батурин А.И. Ротационная вытяжка обечайки двух-компонентного алюминиевого автомобильного колеса // Технология легких сплавов, 2000. №4. - С. 29-31.

45. Корольков В.И. Моделирование деформированного состояния заготовки при ротационной вытяжке без предметного утонения // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. - №7. , с. 40-44.

46. Маленичев А.С., Вальтер А.И. Оценка стойкости инструмента при ротационной вытяжке // Кузнечно-штамповочное производство. 2001. - №1. - С. 32-34.

47. Маленичев А.С., Ренне И.П., Смирнов В.В. Выбор оптимальных технологических параметров и режимов ротационной вытяжки роликовыми раскатными устройствами // Кузнечно-штамповочное производство. 1985. -№4. - С. 36 - 38.

48. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas. -1993.-240с.

49. Математические модели формирования наплыва при ротационной вытяжке цилиндрических деталей / В.И. Трегубов, А.Е. Белов, М.В. Ларина,

50. С.С. Яковлев // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 2. - С. 177-184.

51. Могильный Н.И. Определение сил, крутящих моментов и мощности при ротационной вытяжке // Кузнечно-штамповочное производство. -1992.-№3.-С. 25 -29.

52. Могильный Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках. М.: Машиностроение. - 1983. - 190 с.

53. Могильный Н.И., Карташова Л.И., Могильная Е.П. Обрабатываемость листовых металлов при РВ // Машиностроитель. 1994. - №9. - С. 3-6.

54. Могильный Н.И., Моисеев В.М. Исследование энергосиловых параметров ротационной вытяжки оболочек // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - №2. - С. 21-23.

55. Могильный Н.И., Моисеев В.М., Могильная Е.П. Рациональные условия ротационной вытяжки оболочковых деталей // Машиностроитель. -1995.-№ 1,-С. 26-28.

56. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971.- 208 с.

57. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1980. - 152 с.

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

59. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. - 200 с.

60. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. - 175 с.

61. Опыт внедрения технологических процессов ротационной вытяжки цилиндрических деталей / Н.А. Макаровец, В.И. Трегубов, Е.А. Белов, С.П. Яковлев // Кузнечно-штамповочное производство, 2002. №8. - С. 5-8.

62. Опыт изготовления тонкостенных цилиндрических изделий методом ротационного выдавливания с применением раскатных головок / Л.Г. Юдин, И.П. Ренне, В.В. Смирнов, А.С. Маленичев, В.И. Дербичев // Кузнечно-штамповочное производство. 1977. - № 8. - С. 18-20.

63. Попов Е.А. К анализу операций с локальным очагом пластических деформаций // Машины и технология обработки металлов давлением. М.: Труды МВТУ. - 1969. - Вып. <\. - С. 163-180.

64. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение. - 1977. - 283 с.

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

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

67. Проскуряков Н.Е., Пустовгар А.С. Автоматизированная система экспериментатора // Тул. гос. ун-т, Тула, 1997.- Деп. в ВИНИТИ 13.04.98, № 1084-В98 .-Юс.

68. Раков JI.А. Анализ пластического истечения материала из очага деформации при ротационной вытяжке // Технология легких сплавов. Научно-технический бюллетень ВИЛС. 1981. - № 1. - С. 38-42.

69. Ренне И.П., Смирнов В.В., Юдин Л.Г. Получение заготовок для ротационного выдавливания цилиндрических деталей // Прогрессивные заготовки в обработке металлов давлением / Тула: Приок. кн. изд-во. 1969. - С. 25-31.

70. Ренне И.П., Смирнов В.В., Юдин Л.Г. Об определении оптимальных размеров инструмента при ротационном выдавливании // Кузнечно-штамповочное производство. 1970. - № 1. -С. 21-22.

71. Рогова А.А. Математическая модель процесса ротационной вытяжки цилиндрических деталей // Труды Всесоюзного симпозиума по остаточным напряжениям и методам регулирования. М.: Институт проблем механики АН СССР. - 1982. - С. 353 - 360.

72. Розанов В.В., Львов Д.С. Давильные работы. М.: Машгиз. - 1951. - 176 с.

73. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение. - 1979. - 540 с.

74. Ротационное выдавливание роликовыми раскатными головками / И.П. Ренне, А.С. Маленичев, В.В. Смирнов, Л.Г. Юдин // Кузнечно-штамповочное производство. 1975. - № 8. -С. 34 -36.

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

76. Сулиман М.Г., Коробова Н.В. Влияние технологических и конструкторских факторов на точность размеров тонкостенных оболочек получаемых ротационным выдавливанием // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2000. - №12. - С. 6-7.

77. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др. / Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 с.

78. Томасетт Э. Силы и предельные деформации при раскатке цилиндрических осесимметричных тел из алюминия. Т. 1 М.: ВИНИТИ, 1969.125 с.

79. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М.: Машиностроение. - 1969.- 362 с.

80. Трегубов В.И. К выбору схемы ротационной вытяжки цилиндрических деталей на специализированном оборудовании // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. -Часть 1.-С. 96-105.

81. Трегубов В.И. Ротационная вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из труб на специализированном оборудовании. Тула: ТулГУ, Тульский полиграфист, 2002. - 148 с.

82. Трегубов В.И. Экспериментальные исследования возможности использования литой заготовки из стали 10 для ротационной вытяжки // Известия ТулГУ. Машиностроение. 2002. - Вып. 7. - С. 128-133.

83. Трегубов В.И., Белов А.Е. Вопросы точности внутренних диаметральных размеров цилиндрических деталей при ротационной вытяжке // Известия ТулГУ. Машиностроение. 2002. - Вып. 7. - С. 97-104.

84. Трегубов В.И., Белов А.Е. Образование наплыва при ротационной вытяжке цилиндрических деталей // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2002. - Часть 1. - С. 164173.

85. Трегубов В.И., Белов А.Е., Корольков В.А. Изменение механических свойств при ротационной вытяжке цилиндрических деталей // Межвузовский сборник научных трудов «Аэродинамика, механика и технология авиастроения» Воронеж: ВГТУ. - 2001. - С. 56-60.

86. Трегубов В.И., Белов А.Е., Яковлев С.С. Исследование влияния технологических параметров ротационной вытяжки на геометрические характеристики цилиндрических деталей // Вестник машиностроения. 2002. -№ Ю.-С. 55-58.

87. Трегубов В.И., Белов А.Е., Яковлев С.С. Математические модели формирования показателей качества цилиндрических деталей из сплава АМгб при ротационной вытяжке на специализированном оборудовании //т

88. Совершенствование процессов и оборудования обработки металлов давлением в металлургии и машиностроении: Тематический сборник научных трудов. Украина, Краматорск: ДЦМА, 2002. - С. 254-259.

89. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки. М.: Мир. - 1966.- 326 с.

90. Уэллс С.Н. Наплыв и увеличение диаметра при обкатке трубчатых заготовок // Труды американского общества инженеров механиков. Конструирование и технология машиностроения. Пер. с англ. - М.: Изд. иностр.лит. 1968. -Т. 90. -№ 1.- Серия В. -С. 63-71.

91. Чумадин А.С., Ротационная вытяжка // Справочник М.: МАИ, 1999.-290 с.

92. Шофман J1.A. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. -М.: Машиностроение. 1964. - 375 с.

93. Экспериментальное исследование механики формоизменения листового материала при РВ оболочек / В.В. Смирнов, Ф.И. Клейнерман, С.П. Попов, Ф.Х. Томилов, В.М. Чернов // Кузнечно-штамповочное производство.- 1994.-№12.-С.2.

94. Юдин Л.Г., Короткое В.А., Борисов В.В. Определение площади контактной поверхности при ротационной вытяжке // Известия ТулГУ. Серия Машиностроение. Выпуск 7. - Тула: ТулГУ, 2002. - С. 180-186.

95. Юдин Л.Г., Короткое В.А., Горюнова Н.А. Исследование процесса многооперационной ротационной вытяжки без утонения стенки // Кузнечно-штамповочное производство.-1999.-№12.-С.6-9.

96. Юдин Л.Г., Короткое В.А., Горюнова Н.А. Предельные возможности формоизменения при ротационной вытяжке без утонения стенки // Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, «Гриф», 2000. - С. 68-72.

97. Юдин Л.Г., Хитрый А.А., Белов Е.А. К вопросу интенсификации процесса ротационной вытяжки тонкостенных осесимметричных оболочек // Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Тула: ТПИ, 1991. - С. 15-20.

98. Юдин Л.Г., Яковлев С.П. Ротационная вытяжка цилиндрических оболочек. М.: Машиностроение. - 1984. - 128 с.

99. Avitzur В., Jang С. Analisis of Power spinning of cones // Trans ASME. Series В. 1960. - vol. 82. - P. 231 - 245.

100. ПЗ.Науаша M., Kudo H. Experimental study of tube spinning // Bull. JSME. 1979. - № 167. - P. 769 - 775.

101. Jacob H. Besondere vorteile des Flieb druckverfahrens in verglich zu erderen verfahren der umformtechnik // Fertigungstechnik und Betrieb. - 1964. -№10.8.573.-578.

102. Jacob H. Erfahrungen beim Fliebdrticken zylindrischer Werkstiicke // Fertigungs technik und Betrib. - 1962. - №3. - S. 184 - 189.

103. Jacov H., Gorries E. Rollentconstruckzion fur Fliebdrticken Kreisyzlindyischer Hohlkorper // Fertigungstechnik und Betrieb. 1965. - Bd.15. -S.279 - 283.

104. Jndge J.E. Rotary extrude of rocket engine housing // Messiles and Rocketes. 1965. - №25. - P. 24 - 25.

105. Kobayashi S., Hall. J.K., Thomsen E.A. Theory of sheor spinning of cones // Trans. ASME. Series B. -1961. №83. - P. 484 - 495.

106. Kobayashi S., Thomsen E. Theory of spin forming // CJRP. 1962. -№2.-P. 114-123.

107. Kolpakcioglu S. An application of theory to fan engineering problem power spinning // Deformation Process. Syracuse: 1961. - №1.

108. Kolpakcioglu S. On the Mechanics of Shear spinning // Trans. ASME. Series B. 1961.-vol. 83.-P. 125- 130.

109. Winkel H.K. Spanloses umformen durch Drucken auf numerisch gesteuertyen Moschinen // Blech Rohze Profile. 1979. - №5. - S. 217 - 219.