автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии и оборудования процесса гидростатической деформации проволоки

г1

ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ ^ АКАДЕМИЯ

На правая рукоппсн

ЧЕРНЫШЁВ Владислав Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОВОЛОКИ

05.03.05 - Процессы и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краматорск 1995

Диссертацией является рукопись Работа выполнена в Донецком иы. А. А. Галкина HAH Украины.

физико-техническом институте

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

член-корр. HAH Украины, доктор технических тук, профессор | Б. И. БЕРЕСНЕВ!

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Н. И. МАТРОСОВ

доктор технических наук, профессор JI. JI. РОГАНОВ

кандидат технических наук С. Г. СЫНКОВ

АО "Силур", г. Харцьсзк

Зацита состоится 19Э5 года в /1Р часов

на заседании специализированного совета Д. 068.01. 01 в Донбасской государствешюя машиностроительной академии по адресу: 343916,' г. Краматорск, Донецкой обл., ул. Шкадинова, 76, ДГМА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донбасской государственной машиностроительной академии.

Автореферат разослан 1995 года

Ученый секретарь

специализированного совета Д. 068. 01. 01

кандидат технических наук, доцент ^ А. В. САТОНИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Прогресс во многих отраслях промышленности тесным образом связан с развитием проволочного производства. поскольку проволока и изделия из нее широко используются в машинах, механизмах, приборах и аппаратах. Требуется проволока с предельно минимальными отклонениями геометрических характеристик, а также с более высокими физико-механическш,ш свойствами и с меньшей шероховатостью поверхности. Исходя из изложенного вьие традиционные методы обработки проволоки требуют разработки и применения новых технических решения, обеспечивающих повышение качества готовой металлопродукции.

Проблему повыдения качества проволоки ответственного назначения (пружинной, инструментальной, электродной, электротехнической и т. д. ) предлагается решить применением гидростатической деформации с реализацией технологических схем гидростатического волочения, непрерывного гидромеханического прессования, а также совмещением указанных процессов, позволяющих улучшить условия трения между протягиваемым материалом и инструментом.

Использование высоких гидростатических давлений при обработке труднодеформируешх металлов и сплавов позволяет обеспечить не только высокие технико-экономические показатели, но и формирование качественно новых свойств изделий.

Значительный интерес для решения задач интенсификации процесса получения прутков, проволочных заготовок и проволоки ^составляет гидростатическая деформация в непрерывном режиме. Реализация процесса непрерывней гидростатической деформации дополняет и усиливает преимущества от применения кийкбстй под высоким давлением. Вместе с тем, методы непрерывного гидропрессования еще Мало изучены, в частности, использование перспективного метода

л

гидростатической обработки в технологий получения проволочных изделия сдерживается отсутствием надежных технологических схем и оборудования для реализации непрерывного процесса деформаций.

Дель работы: разработка научно обоснованных рекомендаций, методик и конструкций, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей процесса гидростатической деформации проволоки на основе повышения выхода годного продукта, улучшения •физико-механических свойств, повыпения качества поверхности и точности геометрических характеристик проволочных изделий.

Научная новизна. Разработаны аналитический метод и программные средства для определения силового режима и рациональных условий деформирования процесса гидростатической обработки проволоки в непрерывном режиме, учитывающие влияние всего комплекса технологических факторов.

Разработан принципиально новый способ непрерывной гидростатической деформации проволоки из труднодеформируемых материалов, установлена взаимосвязь технологических параметров, a именно давления рабочей среды, напряжений подачи и волочения.

Разработаны и созданы устройства для подачи заготовки в камеру высокого давления и технологическая оснастка, позволяющие реализовать непрерывный режим работы.

Предложены рациональные режимы технологического процесса гидростатической калибровки проволоки из латуни Л63.

Созданы и освоены технологическое оборудование и технологическая оснастка для гидростатического волочения тонкой проволоки.

Практическая ценность работы. Результаты исследований, тех= нологических и конструкторских разработок позволили использовать высокие гидростатические давления при производстве проволоки из коррозионностойкой, высокоуглеродистой, пружинной, йнструменталь-

s

ной сталей, электродной, электротехнической и другой проволоки ответственного назначения.

Результаты раз оты позволят решить задачу го созданию надежных в эксплуатации узлов оборудования и технологической оснастки, а также по организации промышленного производства проволоки повышенного качества.

Результаты работы использованы в Донецком физико-техническом институте HAH Украины при получении опытных партий проволоки, в Ижевском НИИ металлургических технология, в институте физики высоких давлений Российской АН. на предприятиях ПО "Кировский завод". АвтоЗАЗ. Запорожском заводе магнитофонов "Весна", Луганском машиностроительном институте, НПО "Композит". НИК "Интербизнес".

В рамках совместного предприятия ДФТИ - НПК "Интербизнес" организовано и действует мелкосерийное производство электродной латунной проволоки по ТУ 88 Украины 068. 002-92.

Общий экономический эффект от внедрения результатов работы в ИФВД РАН. ПО "Кировский завод" и НПК "Интербизнес" составил 620 тыс. руб. (в ценах 1991 г. ). Доля автора составила 170 тыс. руб.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Разработка и промьиленная реализация новых механических и физико-химических методов обработка" (г.Москва. 1988). Всесоюзной конференции "Прогнозирование fc управление качеством металлоизделий, получаемых обработкой давлением" (г.Абакан. 1988), на выездном заседания секции научного совета ГКНТ. СССР "Получение и обработка материалов воздействием высоких давлений" (г.Минск. 1988), всесоюзном семинаре "Пластичность и деформируемость сталей и сплавов при обработке металлов цавлениеы" (г. Челябинск, 1989), Всесоюзном совещании "Пневмогид-роавтоматика и пневмопривод" (г.Суздаль, 1990).

в

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, получено 6 авторских свидетельств и 1 патент Российской Федерации.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и приложений и содержит 103 страницы основного текста. 56 рисунков, 4 таблицы, список использованных источников из 125 наименований.

Автором лично получены следующие результаты, выносимые на защиту:

- аналитический метод определения силового режима непрерывной гидростатической деформации, проволоки и программные средства по оптимизации степени деформации проволоки;

- результаты экспериментальных исследований параметров процессов пластической деформации проволоки при различных схемах приложения деформационных усилий и давления жидкостей;

- рациональные технологические режимы гидростатического волочения; непрерывного гидромеханического прессования; способы непрерывной деформации проволоки из труднодеформируемых материалов (а. с. ** 1592071, 1670866);

- принципы конструирования подающего устройства по результатам анализа условий устойчивости заготовки, непрерывно подаваемой в камеру высокого давления;

- технические решения промышленного технологического оборудования для гидростатического волочения тонкой проволоки и непрерывного гидромеханического прессования (а. с. й* 1592072, 1590147).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, изложены цель работы, методика исследований, научная новизна и практическая ценность работы, основные положения, вынесенные на защиту, информация об апробации и публикации результатов работы.

В первом раздело выполнен обзор работ, освещающих спосооы. направленные на повышение качества обработки проволоч1Шх изделия, в том числе чистоты и точности поверхности, работ, описьшаюцих способы гидростатической обработки изделий в непрерывном режиме, основные сяеш устройств для их осуществивши. а также методов расчета регимов процессов деформации проволоки.

Наиболее перспективным! а настоящее время в производство проволоки ответственного назначения являются следующие процессы:

- непрерывное гидропрессоваше;

- непрерывное гидропрессованио. совмещенное с волочением;

- гидростатическое волочение.

Систематические исследования процессов гидростатической деформации проволочные изделия в пепроривисы регаоге. достаточно наденнш расчетные нетодики определения параметров процессов, нацегкыз технологии и оборудование для реализации этих процессов отсутствуют.

. На ссноваюи сделанного анализа сформулировав задачи везде доваиия, а иыспно:

- последовать осяовпыэ закономерности процессов-, тдрсаоти-ческой дефоршциг проволоки о .irsppept^HQ« v&sam. ..юкяше-гнсдре-рмвдоп деформации гадае0с?|>я,.£1Х0К9Г0 .даашш .ш свойства, ирово-

разработать- оборудование-для гндропреесовапня' в -непрерывном permte.. тоапо,псги».и ооррудовашо. дпя- кадкоровхи тонкой. проволоки , гидростатически волочением.

Во второй разделе выполнен анализ условия ' устойчивости заготовки. подаваемой в камеру ккского давления, обоснован выбор конструкции подадего устройства на основе трех поддерживающих заготовку пгашовьи проводок, описаны математическая модель сило-

вого режима процессов непрерывной гидростатической деформации с учетом параметров обработки и программные средства по оптимизации степет деформации по заданному значению коэффициента запаса прочности.

Для нормального протекания процесса подачи заготовки в зону высокого давления необходимо применять специальные меры., предотвращающие искривление и потерю устойчивости подаваемой части заготовки. в виде дополнительных закреплешй свободного конца, а также свои расчетные методы.

Для анализа условий устойчивости заготовки было использовано решение В. И. Феодосьева задачи о нагрухегом стерши, шарнирио закрепленного в полой труде.

Наибольшее напряжение атаж, возникающее в заготовке при подаче в зону высокого давления равно:

где а -усилие проталкивания; о - диаметр заготовки; 14=

е -модуль упругости материала стерши; : -момент инерции поперечного сечения стержня; л -зазор ыезду стержнем и стенкой трубы.

Как видно из формулы (1). максимальное осевое напряжение в стержне прямо зависит от величины зазора между стерзнеы и стенкой трубы. Анализ показал, что примените направляющих проводок, ох-'ватывающих заготовку с минимальным зазором, позволяет выбирать длину подаваемой части заготовки исходя не из условий устойчивости. а из технически необходимой длины хода захватов.

В качестве меры, предотвращающей потерю устойчивости подаваемой части заготовки, применены три диаметрально расположенные клиновые проводки, внутренние поверхности которых охватывают заготовку и образуют канал для обеспечения еб продольной устойчивости. Между проводками движется секция из трех клиновых захва-

40 + пЕДР

ПО* 21*

(1)

а

тов. занимающих заготовку по боковой поверхности и подавдих ее в камеру высокого давления (рис. 1).

Схема подачи заготовки клиновым захватами с проводками.

АЛ

1-1ишновоа захват; 2-клиновые губки; 3-обойыа; 4-проводка;

5-гидроцшшндр перемещения; 6-контейнер; 7-заготовка.

Рис. 1

Величина потерь, измеренная при осевой нагрузке до 30 кН на заготовку из сталей Р6М5, 60С2А диаметром 7,0 ш при длине проводок до 1000 ш и .зазоре 0.1-0,3 мм составляет 7-10S6 от силы, прикладываемой захватами. Расчетные потери силы подачи, определенные при помощи данной формулы для тех же исходных данных составили 3.5-102. Разработанный математический подход может быть использован при проектировании оборудования для ьшогомаршрушого пщроиц:-ханическога прессования.

В случае анализа силового режима гидростатической деформаций' проволоки в непрерывном режиме рассмот{*ена; ИшШстрируеиая рас. 2 схема. Согласно данной схемы заготовка 1 протягивается через уп-лотнительную матрицу 2. дефоршруясь' с диаметра d¿ до диаметра <jt, проходит в камеру высокого давленая 3, в которой создается и поддерживается постоянное давление р рабочей жидкости- На выходе

А. 6 J_ 4 7 3 9

' _ / Г /

кз камеры высокого Давления заготовка протягивается через рабочую патрицу 4. деформируясь с диаметра .до диаметра лг На входе в камеру высокого давления на заготовку действует напряжение Заднего подпора 9. на выходе из Камеры -г напряжение волочения I.

Схема непрерывно« гидростатической деформации проволоки.

■^Чг

и

\\\

2

,7

и.

к

у.

л

Рис. 2

Напряжения подачи в волочения определялись, как функшш_па-раметров процесса гидростатической Деформации и механических свойств заготовки.

Из условия сохранения энергии получены следующие соотношения:

I ( ) = V./ V

I ( члаЧ»,«1!.] = »п.;

I =

'V

(г)

(3) С4>

где V , к«, - мощности пластической деформации соответственно в уплотнительной и деформирующей матрицах: *,т и уг|гл - мощности

сил трения в уплотнительной и деформирующей матрицах; *Гк - мощ=-ность сил трения в камере высокого давления; ч - осевое напряжение заднего подпора, действующего на заготовку во входном сечении уплотнительной матрицы; - осевое напряжение, действующее на

заготовку в выходном сечении уплотнительной матрицы; - осевое напряжение, действующее на заготовку во входном сечении деформирующей матрицы; I - напряжение волочения; \го - скорость двихення заготовки до уплотнительной матрицы; vl - скорость движения заготовки ыезду матрицами в камере высокого давления; скорость движения заготовки после деформирующей матрицы-

В результате определения » , «?Г1с и решения системы

(2)-.(4) получено уравнение, позволяющее определить требуемое напряжение волочения ь или требуемое напряжение заднего подпора ч при заданных значениях технологических параметров процесса. В частности, для I формула имеет вид:

р +р

иг 1п к.

1

я. яа ЗУэГ 51п а

I ----1

г р

ГР к,

+р

к

я, а

-Р, (5)

УЗ з1п аг |зств - Р^ Р, = ( + 1,581д^']; Рд = ( 1Ш?, + 1.56Ьд^2]; Р.

где

Ч

= 8м -=-д— ; !?1 - вытяхка в уплотнительной матрице; -

,2 к 1п 3-

вьггяжка в деформирующей матрице-, Р - давление рабочей жидкости; оа - среднеинтегралыюе по длина очага деформации значение сопротивления деформация обрабатываемого материала, а - угол-конусности матрицы; хк - длина, камеры высокого давления; м -Дкнгжческая вязкость рабочей аидкости; с^ - днаыетрчсам^ры'^высокого давления; иг - коэффициент пластического трения.

На основе полученной математической модели создана программа для определения коэффициента трения в рабочей ыатргцо по результатам экспериментальных данных, а также комплекс программных средств по автоматизированному проектированию технологических

i г

режимов процесса гидростатической деформации проволоки.

Кроме того» были получены аналитические выражения зависимости коэффициента трения и шероховатости поверхности проволоки от давления рабочей жидкости.

Сравнение экспериментальных данных с результатами расчетов по полученной формуле (5) показало их совпадение как для гидростатического волочения тонкой проволоки, так и для гидромеханического прессования, совмещенного с волочением в пределах 5-15%.

В третьем разделе описаны материал, методики исследований, лабораторные установки для технологических исследований непрерывной гидростатической деформации; описаны исследования механизма подачи заготовки в камеру высокого давления, показаны результаты экспериментальных исследований непрерывного процесса гидромеханического прессования, совмещенного с волочением, результаты технологических исследований процесса гидростатического волочения тонкой проволоки, исследования геометрии, физико-механических свойств и других качественных показателей проволоки.

В качестве исходного материала для проведения экспериментальных исследовашсй процесса гидростатической деформации в непрерывном режиме применяли заготовки диаметром 7 мм из быстрорежущих сталей Р6М5. Р18. пружинной стали 60С2А. коррозиошюстойкой стали 04X23H7M3DT. проволоку из латуни JI53 диаметром 0,1-0,4 мм. "Технологические возможности гидростатического волочения были проверены также при обработке широкого круга материалов, в том числе и труднодефорыируемых.

Для проведения технологических исследований гидростатичес-. кой деформации проволоки были выбраны четыре схемы деформации. Для проволоки миллиметрового диапазона из труднодефорыируемых материалов - гидромеханическое прессование, а также процесс гид-

ромеханического прессования, совмещенного с волочением. Для тонкой проволоки (диаметром менее 0,5 мы) - волочете через две волоки (простое гидростатическое волочение) и волочение через три волоки (волочение в гидростатическом поле сжатой жидкости).

Общая методика проведения экспериментов включали исследования влияния на. показатели процесса непрерывной гидростатической деформации всего комплекса технологических факторов, конструкторскую проработку технологической оснастки, принципой уплотнения заготовки и инструмента в камере высокого давления, составных элементов механизма подачи, обеспечивающих непрерывную подачу заготовки с постоянными во времени усилием я скоростью, сравнительную оценку качества изделий.

В ходе экспериментальных исследований непрерывного процесса гидромеханического прессования, совмещенного с волочением определены рабочие параметры процесса (напряжение подачи, напряжение волочения, давление жидкости) при степенях деформации 26. 35. 45. 485S и в диапазоне давления рабочей жидкости до 800 МПа.

Непрерывность процесса с непрерывностью подачи заготовки в-камеру высокого давления й ее деформации наблюдается в сшроком диапазоне давлений. Однако, имеется определенный интервал величин давлений жидкости, при котором реализуется процесс деформация с минимальньми силовыми параметрами.

Рациональные условия деформации наблюдаются, когда радиальное давление превышает■осевое на величину предела текучести материала заготовки с учетом упрочнения. Показана возможность достижения деформации со степенью 50% с реализацией в процессе гидростатической деформации жидкостного режима трения в зоне формоизменения материала, что позволяет, кроме сокращения количества переходов по сравнению с волочением, получать изделия с улучшен-

шал качеством поверхности на уровне требований ГОСТ 14955-77.

Результаты проведенных экспериментов по гидростатическому волочению свидетельствуют о том, что основные показатели обработки тонкой проволоки существеннш образом зависят от вязкости рабочей среды. Однако, как видно из рис. 3, предпочтение следует отдать рабочим средам с меньшей вязкостью (легким минеральным маслам).

Сравнительная оценка влияния рабочей среды на силовые характеристики гидростатического волочения

м № № 1SS № НО 190

по ¡so

1JÜ

d,= 0,11 мм, ав= 420 Mia. е = 1135. волока Т из природного алмаза; V = 1 и/о-, 1-масло "И20" +• керосин (1:1); 2-трансфориаторное масло; 3-масло "И20"; 4-каеторовоэ масло; а-напряаеше волоченая;

б-запао прочности. i

Рио. 3

Гидростатическая калибровка реализуется в широкой диапазоне давлений. Зависимости напряжений волочения (t) и запаса прочности (va) от величин гидростатического давления при различных обжатиях приведены на рио. 4-

Зависимость напряжений волочения и) и запаса прочности (Уа) от величины гидростатического давлений.

» '» Р мПа

¡0 ' Ф6 /И 103

а„= 0.2 мм! масло "И20". 1 - е =10*, 2 ^ ё =20*. 3-е =29»:

----скорость 0,97 м/с: -— скорость 2 к/о; волока С из

синтетического алмаза СВ.

Рис. 4

Кроме того, эксперимейгы показали, что существует некоторая область гидростатического давления рабочей среды, обеспечивающая снижение напряжения волочения и, как следствие, повыйение надежности процесса калибровки волочением, Рациональная величина давления рабочей среды в области обжатий до 30* находится в Интервале 80-200 МПа, при этом снижение величины напряжения Волочения составляет 20-30*. а коэффициент затаса прочности, характеризую^ щий надежность процесса калибровки, достигает 2-3,55. При обычном волочении с жидкой смазкой при прочих равных условия» эксперимента коэффициент запаса прочности составил соответственно 1.6-2.4. При рациональном давлении обеспечивается точность профиля Проволоки. поскольку процесс деформации проходит при благоприятном противонатяжении в условиях граничного-трения с тонкой раздели-:

тельной смазочной пленкой. При превыпеши рационалыюго давления увеличивается толщина разделительного слоя аидкостн, что приводит к нерегулярным изменениям диаметра, снижению точности изделия.

Увеличение степени калибрующего обкатия смещает рациональный интервал давлений в сторону более высоких значений, что подтверждает известный характер влияния данного параметра на условия жидкостного трения в очаге деформации материала. Влияние скорости волочения на условия дефоршровакия имеет аналогичный давлению характер. Существует максимальная критическая скорость, выше которой положительный эффект снижения силы волочения при прилоке-нии гидростатического давления lia смазку Не наблюдается. С возрастанием давления и уменьшением диаметра заготовки отмечается уменьшение абсолютного значения критической скорости. Маловязкие рабочие среды характеризуются более высокой критической скоростью ,.и улучшением силового режима волочения. Малым диаметрам заготовки соответствует более низкий диапазон рациональных давлений.

Все отмечешые закономерности согласуются с теоретической моделью процесса непрерывной гидростатической деформации и описываются ею.

В ходе экспериментов исследовалось танке влияние степени обжатия в уплотнителыюй волоке на силовые характеристики гидростатического волочения. Рациональной признана степень обжатия 0,1-5«. При превышении этих значений наблюдается ужесточение ус' ловий деформации, снижается надежность процесса.

Результаты экспериментов по изучению влияния типа, материала волок, величины углов рабочего конуса волок показали, что для калибровки латунной проволоки целесообразно использовать алмазные волоки типа M (с углами конуса примерю 8* и длиной калибрующего пояска, равной 1/2 его диаметра) как из натуральных, так и синте-

тических алмазов..

Благодаря проявлению гидропластического эффекта жидкости высокого давления при рациональных давлениях напряжение волочения и шероховатость поверхности калиброванной проволоки мало зависит от материала волоки и чистоты калибрующего пояска волоки.

lía основе анализа теоретических предпосылок и экспериментальных данных рекомендована для практического применения скорость калибровки в пределах 1-2 м/с. Общая' степень калибрующего обжатия рекомендовала 10-20%, причем на первой стадии калибровки - 0,1-5%, Рациональное давление лежит в диапазоне 0.5-1.1 условного предела текучести материала заготовки.

Результаты исследований работы апробированы получением опытных партий проволоки. Из катанки диаметром 7 мм из быстрорежущих, коррозионностойких и пружинных сталей с применением непрерывного гидромеханического прессования с суммарной степенью деформации до 70х были получены полуфабрикаты, в полной мере соответствующие требованиям ГОСТ 14955-77.

Методом гидростатического волочения получены опытные партии проволоки диаметрами 0,10-0.30 мм из латуни JI63 общим объемом более 1000 км, с отклонением диаметра по длине в пределах 0.Ó01-0,002 т и шероховатости поверхности Ra < 0,1Б ыкм. Точность, предельное отклонение диаметра полученных проволочных образцов превышает уровень показателей ГОСТ 1066-90 (0,01-0,02 мм) и находится на уровне лучших; зарубежных аналогов (фирмы "AGIE" - Швейцария, "BEKART" - Бельгия, "SHARPOINT" - CHIA).

Гидростатическая калибровка с обжатием 10-20% .увеличивает предел прочности до <460-520 КПа, относительное удлинение при этом, соответственно. 9-136. Деформация (калибровка). реализуется в условиях рационального противонатяжения. с более низкими радиаль-

шм давлением на стенкд канала волоки и трением в очаге деформации. что наряду с уменьшением износа волоки способствует достижению высокой точности и стабильности размера в партии, повывает надежность процесса калибровки, снижает обрывность проволоки, являющейся одним из основных качественных показателей.

Методом гидростатического волочения получены также опытные партии проволоки диаметром 0.1-0.4 мм из сталей 30X13, УЮА. Х18АГ12С2. сшива Х15Н60. молибдеш Н'{. сплава Al Si i.- которые проверены вход1Ш контролен и прошли производственные испытания по технологическому процессу нзготовлишя промышленный высокоточных изделий.

П четвертом разделе показаны схеыы и конструкция технологического оборудования и оснастки для шгагомарирупюго гидромеханд-ческого прессования прутков в непрерывной рехашз и для гидроста-¿ тического волочения тонкой проволоки.

Для ыногомарарутного гидромеханического прессования предло-S3ia установка, позволяющая расширить тезшологлчоскяе возиоетостн разработанных экспераиещ'адьних устройств за счет обеспзченля быстрой переналадки для обработки заготовок разных диаметров. Быстросъемныа компакт-блок, а такге другие конструктивнее особенности создают' возможность ускоренной переналадки устройства при переходе к очередному этапу деформации, обеспечивают непрерывное ц равномерное перемещение заготовки в зону деформации. ,

Для организации производства равдбравшшоа тонкой проволоки и проиыллещюго освоения текнзлопш гдаростатичесного ..волочр^щя рекомендованы установки насосного типа.

Основные технические характеристики установки ^ дз^я, рщроста-тического В0Л0ЧС1Г.1Я-. диаметр проволочного издешш - 0,1-0.4 ш, предельные отклонения - 0.002 иы; рабочее,давление гдо ZOO iiíla,

удельный расход электроэнергии - 0,6 кВт/час/кг, производительность - 0,25-6,75 кг/час.

Разработанная технологическая оснастка обеспечивает облегченное обслуживание, позволяет использовать волоки традиционной конструкции.

В пятом разделе описаны освоение технологии и экономическая эффективность процесса гидростатической деформации проволоки.

Предложена технология гидростатического волочения тонкой проволоки, которая обеспечивает получение высокоточной проволоки с параметрами точности и шероховатости, не достижимыми традиционными способами. Технологический регламент гидростатической калибровки проволоки из латуни Л63 учитывает диаметр, степень калибрующего обжатия, скорость протяжки, рабочий диапазон давлений.

Разработанные и созданные технология и оборудование использованы на девяти предприятиях. В рамках совместного предприятия НПК "Интербизнес"- ДФТИ организовано мелкосерийное производство высокоточной электродной латунной проволоки с годовым объемом 20 тонн по ТУ 88 Украины 068.002-92 , в основу которых положены разработанные технология и оборудование.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Разработаны математическая модель силового режима непрерывной гидростатической' деформации с учетом параметров обработки и надежности процесса, а также программные средства по автоматизированному проектированию технологических параметров указанного процесса.

Разработаны принципы конструирования оборудования для реализации процесса непрерывной гидростатической деформации.

Исследованы особенности процесса непрерывного гидромеханического прессования прутков из труднодеформируемых сталей. Уста-

новлено, что рациональные условия деформации наблюдаются при превышении радиального давления жидкости над осевым напряжением подачи на величину предела текучести материала заготовки с учетом упрочнения.

Разработаны, созданы и исследованы устройства для пйдачи заготовки в камеру высокого давления, позволяющие реализовать процесс гидропрессования в непрерывном режиме.

Исследованы технологические параметры процесса гидростатического волочения тонкой проволоки. Предложены рациональные режимы технологического процесса гидростатической калибровки проволоки из латуни Л63 диаметром 0,1-0,4 мм : давление 80-175 МПа, т.е. в диапазоне 0,55-1,1 предела текучести материала заготовки, скорость 1-2 м/с. обжатие 10-20«. Создано хфоышленное малогабаритное технологическое оборудование насосного типа.

Показано, что использование гидростатических давлений', гидростатического волочения при обработке труднодеформируемых материалов, материалов, склонных к.налипанию на инструмент, обеспечивает не только высокие технико-экономические показатели процесса обработки,особую точность проволоки, но- и улучшение физико-механических свойств изделий.

Решена актуальная технологическая задача получения прецизионное проволоки с параметрами точности и чистоты поверхности, не достижимый при традиционных методах изготовления, имеющая существенный экономический эффект.

Созданные научные разработки положены в основу научно-технического обеспечения производства калиброванной проволоки ответственного назначения, проводимого под статусом ГНТП Украины.

Технические решения в области технологии и создания оборудования защищены шестью авторскими свидетельствами и патентом Рос-

сийской Федерации.

Основное содержание диссертации отражено в работах:

1. Оценка подходов к обеспеченно продольной устойчивости заготовки, непрерывно подаваемой в зону высокого давления/ В. А. Чернышев, Н. И. Матросов// Физика и техника высоких давлений. -1992. -Т. 2. -С. 155-159..

2. Теоретическая оценка влияния технологических параметров на силовой . режим гидромеханической обработки проволоки/ В. А. Чернышев. Я. Е. Бейгельзимер, Н. И. Матросов// Физика и техника высоких Давлений. -1992. -Т. 2, »4. -С. 102-109.

3. Гидростатическая калибровка латунной проволоки/ Матросов Н.Й. , Сыгпсова Н.Н., Чернышев В. А.// Цветные металлы. -1989. -Л 4. С. 89-90.

4. Гидростатическая калибровка проволоки./ Н.И.Матросов. Э.А.Медведская. Г.А.Раханский. В.А.Чернышев и др.// Рационализаторские предложения и Изобретения, рекомендуемые министерством для внедрения на заводах угольного машиностроения// Научно-технический Сборник. Донецк: ЦНИИЭуголь.-1989.-йб.-С. 15-17.

5. Гидростатическое волочение проволоки из молибдена и его сплавов /Н.И.Матросов . В.А.Чернышев, Г.А.Раханский, Н.Н.Сынкова //Физика и техника высоких давлений. -1991. Т. 1, №3. -С. 83-85.

6. Стабилизация параметров подачи заготовки при непрерывной гидромеханической обработке/ Н. И. Матросов, Г. А. Раханский. В.А.Чернышев и др.// Физика и техника высоких давлений. -1991. -Т. 1. *3. -С. 100-103. '

7. А. с. 1590147 СССР, МКИ" В21С 23/08. Устройство для гидромеханического прессования/ Г. А. Раханский, 3. А. Медведская, В.А.Чернышев, Н.И.Матросов (СССР).' 4420792/31-27; Заявлено 10.05.89; Опубл. 7. 09. 90. -8с. : ил.

8. А. с. 1592071 СССР. МКИ° В21С 1/00. Способ гидростатического волочения проволоки/ Н.И.Матросов, Э. А-Медведская. В.А.Чернышев и др. (СССР), -Je 4475015/31-02: Заявлено 18.08.88; Опубл. 15.09.90, Бит. №34.-8с,

9. A.c. 1592072 СССР. HKlf В21С 1/04. Устройство для гидростатического волочения тонкой проволоки/ Э. А. Медведская. Н. И. Матросов. В. А. Чернышев и др. (СССР). -J6 4432576/31-02; Заявлено 30.05.88; Опубл. 15.03.90, Бюл. J634.-6с. :кл.

10. А. с. 1593762 СССР. MKlf B21F 23/00. Устройство для подачи длинномерного материала/ Г. А. РаханскиЯ. Н- И. Матросов. В. А. Чернышев и др. -й 4600436/31-12; Заявлено 1.11.88; Опубл. 23.09.90, Бюл. й 35.-4с.: ил.

11. A.c. 1670866 СССР, МКИ5 В21С 1/00. Способ гидростатического волочения/ Н. И. Матросов. Б. И-Береснев, В.А.Чернышев. Г. А. Ра,, ханский (СССР). & 4695936/02; Заявлено 29.05,89; -6с. :ил.

12. А.с.1779423 СССР. МКИ° В21С 1/00. Способ гидростатического волочения проволоки/ Н-И. Матросов. А. Б. Дугадко. Д. Ф. Сеннжо-ва, В.А.Чернышев. (СССР). 4915490/27: Заявлено 28.02.91; Опубл. 7.12.92.-Бюл. Й45.-6с. :ИЛ.

13. Патент Российской Федерации » 2015761. МКИ3 В21С 1/00.' Устройство для гидростатического волочения изделий/ Н. И. Матросов, Г. А. РаханскиЯ. Э. А. Медведская. В. А. Чернышев. - й 4868333/27; Заявлено 21.09.90; ОпубЛ. 15. 07.94.-БЮЛ. Й13.-5с. :1Ш.

14. Матросов Н. И.. РаханскиЯ Г. А.. Медведская Э. А., Чернышев В. А. Разработка технологии калибровки тонкой проволоки гидростатическим волочением. -Донецн.1990.-34 с. -(Препринт/ АН УССР, физико-технический институт;

15. Непрерывное гидромеханическое прессование длинномерных изделий/ Матросов Н. Л, РаханскиЯ Г. А.. Черныпев В. А.// Разработ-

ка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки: Тез. докл. Всесоюзн. гауч. -техн. конф.. 1988. -М.: МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1988. -С,67.

16. Использование высоких гидростатических давлении при получении проволочной заготовки повьшенного качества/ Матросов Н. И., Раханский Г. А., Медведская Э. А., Чернышев В. А., Сынко-ва Н. Н.// Прогнозирование и управление качеством металлоизделий, получаемых обработкой давлением: Тез. докл. Всесоюзн. научпо-техн. конф., 1988. -Абакан, программа "Металл". 1988. -СЛОЗ-104.

17. Стабилизация параметров подачи заготовки при непрерывной гидромеханической обработке/ Н. И. Матросов. Г. А. РахансшШ,

B.А.Чернышев и др.// Пневмогидроавтоматика и пневмопривод: Тез. докл. Всесоюзн. сов,, 1990. -М.: МГП ВНТО приборостроителей им.

C.И.Вавилова. 1990.- С. 151-152.

ABSTRACT

Chornyahor V.A. Improvement of Technology and ^Equipment fior .'¡the Proooss of Hydrostatics Deformation of Sire.

Candidate's degree thesis (Teohniaal j3®ienoes). .ppeolality 05.03.05 - ргосеавеэ and maohinea for, pressure> treatment.)DonbaBs region state maohlnerbuilding,academy,i Kramatorsk, 1995.

The work deals .with solution of the problem of inoreaaing the quality.of speoial-purpose wire basing on the,prooess of continuous i hydrostatio deformation. ;A mathematical.modal of the power mode of continuous hydrostatio deformation has been developed. An aotual engineering i problem has been solved of the obtaining of precision wire with'the parameters of surface aoouraoy and finish which could not1be obtained with conventional methods of manufacture. The proposed technology and equipment have been introduced to practice whiohi provided an essential economic affect.

АНОТАШЯ

Чершшов В.А. Удосконалення технологи' та обладавши процесу г1-дростатичноГ дсформацП' дроту.

Дисертац1я на здобуття вченого ступеня кандидата техШчяих наук за фахом 05.ОЗ.05 - процеси та машшш обробки тиском, Донбаська державна маппшобуд1вна академ1я, Краматорськ, 1995.

Робота присвячена р1шэнню проблеми Шдвищення якост1 дроту в1дпо-в1дального призначешш на основ1 пронесу г1дростатично1' даформа-ЦП' у непврервному реним1. Розроблона математична модель силового режиму нопорервноГ г1дростатично1' деформацП'. Вир1шена актуальна технолог1чна задача одержання прециз1йного дроту з параметрами точност1 1 чистота поворхн1, як1 немокливо досягти при традиц1й-шх методах виготовлення. Зд1йснено промислове впровадкення за-проггоновашсс технологи та обладнашш, яке забезпечило 1стотний економ1чний ефект.

Ключевые слова:

проволока, давление, деформация, волочение, точность.

П|дп. до друку 9.02.95. Формат 60x84/16. Обл.-вид.а 1-0. Тираж 100 прим. Замовлення № 53 Р-т 1ЕП HAH Укрвйни. 340048, Донецьк, УШверситетська, 77.