автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.09, диссертация на тему:Совершенствование технологии осадки заготовок методом комбинированного нагружения на установке с независимым приводом

005005568

ЩЕРБАТОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСАДКИ ЗАГОТОВОК МЕТОДОМ КОМБИНИРОВАННОГО НАГРУЖЕНИЯ НА УСТАНОВКЕ С НЕЗАВИСИМЫМ ПРИВОДОМ

Специальность: 05.02.09 — Технологии и машины обработки давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-8 ДЕН'2011

Нижний Новгород - 20 И

005005568

Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева

Научный руководитель Научный консультант

доктор технических наук, профессор Михаленко Федор Павлович.

кандидат технических наук, доцент Шнейберг Алексей Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Скуднов Вениамин Аркадьевич;

Ведущая организация:

заслуженный машиностроитель технических наук Климычев Сергей Борисович

РФ, кандидат

«Научно-исследовательский физико-технический институт» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского»

Защита состоится " 2. /" декабря 2011 г. в 14°° час на заседании диссертационного совета Д 212.165.09 в Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24, ауд. . Тел. для справок: (831)416-83-46,436-23-91.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета

Автореферат разослан " <5 /" ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

/ / /

'■¿..Схеме*;; Устинов Б. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Современное производство постоянно ставит перед наукой новые задачи. Появление новых материалов требует разработки новых способов для их обработки, постоянно растут требования к качеству и механическим свойствам готовых изделий. Кроме того, необходимо экономно расходовать ресурсы и отдавать предпочтение малоотходным технологиям. В связи с этими требованиями все чаще находят применение методы интенсивной пластической деформации (ИПД).

Среди существующих методов ИПД наиболее применимое для процессов штамповки является комбинированное нагружение по схеме сжатие с одновременным кручением или тангенциальным сдвигом.

Процесс осадки наряду с другими процессами, присущими обработке металлов давлением (ОМД) без снятия стружки, имеет следующие достоинства: легкость ее выполнения, относительная простота деформирующего инструмента, сравнительно малые величины удельных сил по сравнению с объемной штамповкой, как следствие более высокая стойкость деформирующего инструмента.

Основным недостатком процесса осадки в условиях однокомпонентного нагружения является неравномерность распределения деформации по объему осаженной заготовки, обусловленная условиями трения на контактных поверхностях, которая приводит к искажению формы осаженной заготовки (бочкообразность), к неравномерному распределению механических свойств по объему заготовки, к появлению остаточных напряжений, а следовательно к повышению сопротивления деформации и росту силы деформирования.

Существо процесса осадки с кручением заключается в том, что осадка производится между вращающимися друг относительно друга бойками. Ось вращения бойков совпадает с осью осаживаемой заготовки. За счет сил трения на контактной поверхности крутящий момент передается деформируемой заготовке и производит ее скручивание. В зависимости от шероховатости поверхностей заготовки и инструмента скручивание чередуется с проскальзыванием. В результате приложения к заготовке наряду с осевой силой крутящего момента возникает сложная схема напряженно-деформированного состояния.

В отечественных литературных источниках рассмотрены вопросы, касающиеся определения силовых и кинематических параметров осадки с кручением, исследования теплообмена при осадке с кручением, исследования процесса осадки с кручением тонкого слоя и др.

Большой вклад в науку о комбинированном нагружении в технологических процессах ОМД внесли ученые Уральского политехнического института: О. А. Ганаго, В. Н. Субич, Б. А. Степанов, А. В. Сафронов, В. А. Колмогоров, А. Н. Леванов, А. Т. Арчаков, С. П. Буркин, А. Р. Некрасов и др.

По результатам выполненных работ был сформулирован основополагающий вывод: комбинированное нагружение позволяет переводить процессы деформирования в класс процессов, управляемых по силовому режиму, напряжениям, деформациям и тепловому режиму.

В целом следует признать, что системных теоретических исследований, посвященных изучению закономерностей комбинированного нагружения в технологических процессах ОМД, проведено недостаточно.

Существенным недостатком экспериментальных работ, посвященных исследованию различных аспектов процесса осадки с кручением является то, что они выполнялись на модернизированном прессовом оборудовании (из-за отсутствия специализированного оборудования) при постоянном значении кинематического параметра, определяемого соотношением между линейной и угловой скоростями.

Таким образом, теоретические и практические аспекты процесса осадки в условиях комбинированного нагружения исследованы недостаточно.

Следовательно комплексное исследование процесса осадки в условиях комбинированного нагружения является актуальным.

Работа выполнена в рамках аналитической целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы «Рособразования» по ЕЗН № 607.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является совершенствование технологии осадки осесимметричных заготовок посредством комбинированного нагружения на установке с независимым приводом.

Для достижения поставленной цели ставятся следующие основные задачи:

1. Разработать алгоритм исследования напряженно-деформированного состояния, силовых параметров и распределения удельных нагрузок при осадке в условиях однокомпонентного и комбинированного нагружения посредством компьютерного моделирования;

2. Исследовать энергетические затраты при осадке заготовок без кручения и с кручением;

3. Разработать методику для определения температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента при осадке с кручением с помощью гидравлического моделирования;

4. Исследовать температурное поле при осадке с кручением с помощью гидравлического моделирования, компьютерного моделирования и путем прямого замера температуры с использованием термопары;

5. Определить предельную пластичность различных металлов при осадке образцов с кручением и без кручения;

6. Разработать инновационный ресурсосберегающий технологический процесс открытой прошивки цилиндрических заготовок с использованием комбинированного нагружения.

Методы исследований.

В работе использован комплексный метод исследований, включающий проведение предварительных экспериментов и на их основе теоретического анализа с экспериментальной проверкой предложенных технических решений в лабораторных условиях.

Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния, силового режима и удельных нагрузок при осадке образцов при однокомпонентном и комбинированном нагружении выполнены посредством компьютерного моделирования с использованием программного комплекса Deform 3D.

Экспериментальные исследования проводились на специально сконструированной установке с независимым приводом для комбинированного нагружения при ОМД (пат. на полезную модель 38304 РФ, МПК B2I, J13/02) в лаборатории кафедры «МТК. ОД и СП» с применением общепринятых методов планирования эксперимента и статистической обработки результатов.

Научную новизну имеют следующие результаты:

- посредством компьютерного моделирования процесса осадки цилиндрических заготовок установлено, что наложение кручения на процесс осадки сопровождается следующими положительными эффектами:

• радикально повышается равномерность деформации по объему осаженных заготовок за счет снижения контактных сил трения и интенсификации сдвиговых деформаций, что позволяет получать заготовки и изделия с равномерным распределением механических свойств по объему;

• существенно (в 2...3 раза) уменьшается сила деформирования вследствие того, что коренным образом изменяется характер взаимодействия на поверхности контакта «заготовка - инструмент»;

• происходит «сглаживание» эпюры нормальных напряжений, а следовательно, уменьшается удельная нагрузка на рабочие части штампа, причем тем больше, чем больше скорость вращения инструмента;

- установлено, что осадка с кручением, характеризуемая совместным действием осевой и сдвиговой деформацией, является более энергонасыщенной и требует больших энергетических затрат по сравнению с обычной осадкой;

- расчетным путем показано, что основная работа деформации при комбинированном нагружении, переходящая в теплоту - это работа крутящего момента или работа сил касательного трения;

- опытным путем с использованием термопары дня условий стесненной деформации (сдвиг) получены зависимости температуры от времени при разных осевых нагрузках в точках вблизи плоскости трения «инструмент -образец». Полученные зависимости коррелируют с работой трения, определяемой расчетными формулами;

- на основе гидравлической модели выполнен анализ теплового потока, близкого к одномерному. Предложена методика оценки средней температуры испытываемого образца при комбинированном нагружении. Показана

возможность использования гидравлической модели для оценки температуры в рабочей зоне «инструмент - образец» с учетом масштабного коэффициента;

- предложена методика определения накопленной деформации при осадке с кручением на основе известных аналитических зависимостей. Показано, что «наложение» кручения на процесс деформации при осадке увеличивает величину как предельной пластичности, так и величину формоизменяющей деформации;

- экспериментально установлены этапы (стадии) процесса открытой прошивки, на которых при наложении кручения на процесс деформирования обеспечивается уменьшение перемычки в несколько раз (по сравнению с традиционной прошивкой) при минимальном искажении формы прошиваемой заготовки.

Практическую значимость имеют следующие результаты:

- спроектирована и изготовлена штамповая и инструментальная оснастка для проведения экспериментальных исследований по осадке заготовок в условиях комбинированного нагружения;

- разработана научно обоснованная усовершенствованная технология процесса осадки осесимметричных заготовок на основе положительных эффектов, свойственных комбинированному нагружению;

- разработана методика для определения температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента при осадке с кручением;

- разработана установка для получения кольцевых заготовок (защищена патентом на полезную модель);

- разработан способ изготовления деталей типа втулки (защищен патентом на изобретение);

- результаты выполненной научно-исследовательской работы используются в формах:

• при чтении лекций по курсу «Физико-математические основы формоизменяющих процессов»;

• при выполнении лабораторных работ по указанному курсу;

• при выполнении курсовых работ по указанному курсу;

• при выполнении курсовых проектов по курсу «Холодная объемная штамповка»;

• при чтении курса «Инновации в технологических процессах» на факультете «Экономика, менеджмент и инновации» (ФЭМИ);

• при проведении практических занятий по курсу «Технологические процессы в машиностроении» на факультете ФЭМИ.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены и обсуждены на следующих семинарах:

- 15-ой Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки). Нижегородская область, «Красный плес», 2010 г;

- на научных семинарах кафедры «Машиностроительные технологические комплексы. Обработка давлением и сварочное производство» с участием членов диссертационного совета по защитам докторских диссертаций, 2010 и 2011 г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в шести статьях в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК (Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением), а также в патенте на полезную модель и в патенте на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы. Текст диссертации содержит 160 машинописных страниц, включая 18 таблиц и 38 рисунков. Список литературы содержит 86 источников.

Автор защищает:

1. Положительные эффекты, сопровождающие процесс деформации при наложении кручения на процесс осадки: снижение силы деформирования, повышение равномерности распределения деформации по объему осаженных заготовок, сглаживание эпюры нормальных напряжений, а следовательно уменьшение удельных нагрузок на рабочие части штампа.

2. Аналитические зависимости для оценки энергетических затрат при осадке осесимметричных заготовок без кручения и с кручением.

3. Методику и результаты экспериментальных исследований по определению температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента при осадке с кручением.

4. Аналитические зависимости и результаты экспериментов по оценке предельной пластичности при осадке с кручением.

5. Усовершенствованный процесс осадки осесимметричных заготовок с учетом положительных эффектов комбинированного нагружения.

6. Установку для получения кольцевых заготовок.

7. Способ изготовления деталей типа втулки.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы и изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен литературный обзор работ, посвященных использованию комбинированного нагружения в технологических процессах ОМД. Рассмотрены вопросы напряженно-деформированного состояния при осадке без кручения и с кручением, вопросы, связанные с пластичностью и разрушением, тепловой эффект деформации.

Одним из первых процесс осадки с кручением начал исследовать американский физик П. У. Бриджмен. Сжав между наковальнями металлический образец давлением до 100-150 килобар, он затем проворачивал их друг относительно друга. В таких условиях П. Бриджмен обнаружил немало «тонких» физических эффектов в поведении металлов.

В ряде работ отмечается снижение деформирующей силы и нормальных напряжений, действующих на инструмент. По результатам экспериментов по осадке с кручением свинцовых образцов получены зависимости деформирующей силы, крутящего момента и эпюры контактных давлений от е.

Исследования, выполненные рядом организаций, показали, что эффект снижения силы определяется двумя факторами: изменением кинематики контактного трения и развитием в теле деформируемой заготовки сдвиговых окружных деформаций.

При осадке с кручением возникает тангенциальная компонента контактного напряжения т&, направленная в сторону вращения инструмента (рис. 1), вследствие чего происходит поворот вектора контактного трения также в этом направлении. Предельная величина модуля контактного трения не может превысить г s , поэтому радиальная компонента касательного напряжения г/с будет уменьшаться с увеличением г& и в пределе при т& -> rs она обратится в нуль: хр -> 0 , что, в конечном итоге, даст

величину среднего касательного напряжения г. = rs . Следовательно, целенаправленное изменение механики контактного взаимодействия заготовки и инструмента позволит исключить вредное влияние сил контактного трения, осуществить процесс в условиях, приближающихся к осадке без трения, и тем самым существенно повысить КПД деформации.

В последние годы на кафедре «МТК. ОД и СП» Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева был выполнен ряд работ, посвященных анализу процессов ОМД при комбинированном нагружении. Все экспериментальные исследования были проведены на специально спроектированной и изготовленной установке для комбинированного нагружения при обработке металлов давлением с независимым приводом (рис. 2), позволяющей проводить экспериментальные исследования в широком диапазоне значений кинематического параметра (i = u/a), оказывающего влияние на напряженно-деформированное состояние

Рис. /. Схема кинематики трения при осадке с кручением

деформируемой заготовки и энергосиловые параметры процесса осадки. По результатам выполненных работ было получено несколько патентов.

Рис. 2. Установка для комбинированного нагружения.

Изучены причины неравномерности распределения напряжений и деформаций при осадке без кручения, приводящие к искажению формы заготовок (бочкообразность).

Рассмотрены методы определения напряженно-деформированного состояния в пластической области. Показаны достоинства и недостатки следующих методов: метода координатных сеток, метода муар, поляризационно-оптического метода, метода измерения твердости, метода конечных элементов.

Рассмотрен тепловой эффект деформации, изучены методики измерения температуры по объему деформируемого тела.

По итогам литературного обзора сделаны следующие выводы:

1. Недостаточно изучены теоретические и технологические основы комбинированного нагружения.

2. Недостаточно изучены вопросы напряженно-деформированного состояния материала в очаге деформации при осадке с кручением.

3. Недостаточно изучены энергосиловые затраты при осадке заготовок в условиях комбинированного нагружения.

4. Отсутствует информация о нагреве заготовки за счет теплового эффекта и о распределении температурного поля при комбинированном нагружении.

5. В литературе отсутствуют данные о пластичности и предельной деформации при комбинированном нагружении.

6. Отсутствует информация о зарождении и образовании трещин при осадке с кручением.

Проведенный обзор позволил определить цель работы и ее задачи.

Во второй главе рассмотрены возможности программного комплекса Deform 3D для изучения напряженно-деформированного состояния цилиндрических заготовок при осадке с кручением.

Для исследования напряженно-деформированного состояния методом компьютерного моделирования были выбраны образцы из алюминиевых сплавов АД1, АМц и АМгЗ высотой hQ = 10 мм двух типов: 1) с отношением D/h0= 5 (низкие); 2) с отношением D/h0=l (высокие).

Моделирование процесса осадки осуществлялось со следующими параметрами:

- поступательная скорость движения деформирующего инструмента и = 4 мм/мин;

- коэффициент трения между инструментом и заготовкой /¿=0,1 и 0,4;

- скорость деформации составляла = 0,005-0,02 с'1;

- значение кинематического параметра / = и/л(для осадки с кручением) принималось / = 1 и 4.

С помощью программного комплекса Deform 3D осуществлялся отдельный расчет для каждого типа заготовок, коэффициента трения и кинематического параметра i (для осадки с кручением).

В результате моделирования процесса осадки при поэтапной деформации, включающей 106 шагов, с использованием программного комплекса Deform 3D получены:

- картина напряженно-деформированного состояния в виде цветовых изображений распределения напряжений и деформаций по объему заготовки;

- графические зависимости силы деформирования от хода инструмента;

- картина распределения нормальных напряжений в виде цветовых изображений на торцовой поверхности образцов.

Напряженно-деформированное состояние высоких и низких образцов, осаженных с разной степенью деформации е в различных условиях деформирования (без кручения и с кручением), оценивалось с помощью показателей Ке =emax/emin ( етах и ет1П - максимальное и минимальное значения степени деформации) и Ка = сгтах /сгтт (стах и crmin - максимальное и минимальное значения напряжения).

На основе сопоставления картин распределения деформаций (рис. 3) и напряжений (рис. 4) в меридиональных сечениях высоких и низких образцов при осадке без кручения и с кручением выявлено, что при осадке с кручением напряжения и деформация распределены более равномерно:

- при осадке высоких образцов с кручением {¡л = 0,4 и « = 4 об/мин) по сравнению с осадкой без кручения показатель Ка снижается в 1,5; 1,54 и 1,22 раза у сплава АД1, АМц и АМгЗ соответственно;

- с увеличением временного сопротивления ав образцов от 60 МПа (АД1) до 175 МПа (АМгЗ) показатель Ка возрастает несущественно;

Рис. 3. Зависимости К/с) при осадке образцов из сплава АД] без крученая (а) г/ с кручением при / = I (б) высоких образцов: 1 и 2 - /и = 0,1 и 0,4-

с кручением при / = 1 (б) высоких образцов: 1 и 2 - /л = 0,1 и 0,4.

Рис. 5. Зависимость Р при осадке образцов из сплава АД1 без кручения (1, 2) и с кручением при ¡=1 (3, 4) низких (а) и высоких (б) образцов.

- зависимость Кс(е) немонотонна для обоих видов осадки (без кручения и с кручением), однако при /л = 0,4 при осадке без кручения она непрерывно возрастает, а при осадке с кручением сначала возрастает (до е = 20 %), а затем снижается, что должно сопровождаться выравниванием механических свойств по объему деформированного тела.

Анализ напряженно-деформированного состояния образцов показал, что комбинированное нагружение является радикальным способом повышения равномерности деформации и напряжений за счет снижения контактных сил трения и интенсификации сдвиговых деформаций.

Можно предположить, что интенсификация сдвиговых деформаций при комбинированном нагружении происходит как за счет развития сдвигов по плоскостям действия максимальных касательных напряжений г,гах, так и за счет включения в процесс деформирования дополнительных систем скольжения, свойственных данному типу кристаллической решетки.

Посредством компьютерного моделирования получены зависимости осевой силы Р от хода пуансона йп, который составляет 7 мм (е = 70%), для различных условий деформирования (рис. 5).

Проведено сравнение значений силовых параметров, полученных с помощью моделирования с силовыми параметрами, рассчитанными по известным формулам Зибеля - Губкина и Е. П. Унксова при осадке без кручения. Оценку силы деформирования при осадке с кручением (комбинированное нагружение) проводили по приближенной формуле Шнейберга А. М. и Михаленко Ф. П.

Эффект снижения силы деформирования при осадке с кручением оценивался показателем ц = Р1Ркр, где Р и Ркр - силы осадки без кручения и с кручением.

На основе анализа обобщенных данных (по результатам моделирования) по силовому режиму осадки в различных условиях деформирования по всем трем материалам, применявшихся при моделировании, можно сделать следующее заключение:

- наибольший эффект снижения силы деформирования достигается при осадке с кручением низких образцов при // = 0,4 и скорости вращения инструмента и = 4 об/мин (/ = 1): из алюминия - в 3,5 раза, из сплава АМЦ - в 2,7 раза и из сплава АМгЗ - в 3,6 раза;

- при осадке с кручением как низких, так и высоких образцов с увеличением коэффициента трения ц от 0,1 до 0,4 эффект снижения силы деформирования (т]0 4 /г;01) существенно возрастает для всех трех материалов;

- с увеличением и от 1 до 4 об/мин (т.е. с уменьшением / от 4 до 1) эффект снижения силы деформирования возрастает.

*' Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П. Приближенный аналитический метод оценки силы деформирования при осадке цилиндрических образцов с кручением // КПП. ОМД. 2007. №9. С. 7-15.

На рис. 6 приведены эпюры распределения нормальных напряжений сг. при осадке низких образцов с кручением и без кручения при разных значениях кинематического параметра /. Эпюры построены на основе силовых графиков (см. рис. 5).

f \ s

/ \ /

/ \

/ \

/ \

/ \

/ \

----- ]

91,2 мм

, МПа 1300" 1200" 1100" 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

О

18,24

36,48 54,72 б)

72,96

91,2 мм

18,24 36,48 54,72 72,96

а)

Рис. б. Эпюры нормальных напряжений при осадке низких образцов из сплавов АДI (а) и АМгЗ (б) при £ = 70 %, ц =0,4; 1 - без кручения; 2 и 3-е кручением при / = 4 и 1 соответственно.

Из рис. 6 следует, что по сравнению с осадкой без кручения при осадке с кручением низких образцов при ц = 0,4 и / = 4 ( п -1 об/мин) а, в центре осаженного диска у всех трех материалов снижается примерно в 3 раза, а при /' = 1 (п = 4 об/мин) - в 4,5 раза у сплавов АД1, АМгЗ и в 4,7 раза у сплава АМц.

При осадке без кручения при /л = 0,4 с увеличением ав от 60 МПа (АД 1) до 175 МПа (АМгЗ) напряжение а. в центре осаженного диска возрастает от 968 до 1360 МПа, т. е. в 1,4 раза, что необходимо учитывать при разработке новых технологических процессов ХОШ.

Таким образом, «наложение» кручения на процесс осадки равносильно действию эффективного смазочного материала, который уменьшает коэффициент трения пары «образец-инструмент», облегчая течение металла в радиальном направлении.

В результате «наложения» кручения на процесс осадки изменяется кинематика контактного трения. Как следствие, эпюра распределения нормальных напряжений сг, (г) становится более равномерной, сильно

выраженный купол на эпюре, характерный для осадки без кручения, сглаживается при осадке с кручением, причем тем сильнее, чем больше скорость вращения деформирующего инструмента.

Снижение силы деформирования при «наложении» кручения на процесс пластического формоизменения позволяет выбрать пресс меньшей номинальной силы, меньшей массы, а следовательно и меньшей рыночной стоимости.

В третьей главе проведен расчет энергетических затрат при осадке заготовок из алюминиевого сплава без кручения и с кручением, а также проведено экспериментальное исследование крутящего момента при осадке с кручением.

Принимаем, что общая энергия деформирования, затрачиваемая кузнечной машиной (прессом) без учета потерь в механизме машины, определяется уравнением баланса работ:

- для осадки без кручения

Л>бщ = ЛДеф + Лр = Лп; (1)

- для осадки с кручением

Лобщ=Лдеф + 4 + =/,п (1а)

где А, А' - работа полной деформации (осадка + сдвиг) без учета работы сил трения; Ар, А'р - работа радиальных сил трения; Ап, А'п - работа ползуна

пресса; А^ - работа касательной составляющей сил трения (значения, относящиеся к осадке с кручением, обозначены штрихом). При осадке без кручения

Леф = 1п(//0 / /г)егК, (2)

где 1п(й0/А)=£ - степень деформации; Лр, И - исходная и текущая высота образца; а={Т,с,ё) - напряжение течения (МПа), зависящее от температуры, степени и скорости деформации; V - объем очага деформации,

Г = яг0Ч> (3)

г0 - исходный радиус образца. При осадке с кручением

А'а^=еаУ, (2а)

где е - средняя накопленная (по объему образца) степень деформации.

Деформация е выше, чем при обычной осадке, из-за дополнительной сдвиговой компоненты. Приближенно ее можно оценить по формуле"'

/ V А \

е-In

fki+

(4)

Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П., Пудов A.C., Кошелев О.С. Анализ силового режима и методов оценки накопленной деформации при комбинированном нагружении // Тяжелое машиностроение. 2006. № 3. С. 8 - 11.

где к - коэффициент схватывания, к = срф? /<рт; <ро6р, <рт - угол закручивания

торцовых рисок образца и угол поворота инструмента, рад; а - коэффициент неравномерности распределения сдвиговой деформации по высоте.

При осадке без кручения энергетическую составляющую Ар можно

определить из уравнения (1):

Л - Л - 4 ' р ~~ "п ^деф'

1 (1

где Ап = ¡Р(И)4(/,0 - А)= \SaAho -А)= Ы 1 + -и- КА0 - й); (5)

А0 />0 Л0 ^ 3 "■>

Р - сила деформирования; 5 - площадь поперечного сечения, 5 = яг/2 /4; а„ -

среднее давление, согласно формуле Губкина-Зибеля а„=а[ 1 + -//—] = опа;

__\ 2 п)

(I - диаметр образца, ^/г0/Л.

После соответствующих подстановок и интегрирования с учетом

формулы (3) получим формулу М.В. Сторожева

Ап = Уа

к И

1п— + ~М

а а Л

И к

'о;

(6)

В формуле (6) первое слагаемое - это работа Адеф, второе слагаемое -работа /1р, т. е.

А0 = -УаМ

(7)

При осадке с кручением аналогично уравнению (5) можно записать А'п = "¡Р'ШИо - И) = ра'Ако - й). (8)

где а„ - среднее давление, определяемое выражением

1

3 И I 7^1 + З/у2

= ст„

(9)

Интефал (8) с учетом выражения (9) не имеет стандартного решения, поэтому величину А'„ оцениваем методом численного интегрирования. При этом ход пуансона й0 - А = ДА разбиваем на т шагов, для каждого шага определяем силу Р', работу ДА'п и затем для полного хода пуансона - сумму работ А'п:

где ДА'п = оУ

У.

=

\

"У-1 /г,

-1

(Ю) (П)

Работа Лр радиальных сил трения, обусловленных напряжением Гр, при осадке с кручением значительно меньше, чем работа Ар. Поэтому, пренебрегая величиной Ар в формуле (1а), общую работу при осадке с кручением определяем по формуле

^общ деф+Л 0-

Работа крутящего момента трения при проскальзывании за время Л определяется зависимостью

¿4=М(1 - к)с1<р = М(1 - к)1ттЛ, (12)

где М = Гдж/3 /12 - крутящий момент.

Подставив выражение для крутящего момента в уравнение (12), получим

0 12 После интегрирования получим:

АяУтМ-к)с13

3/

-1

(13)

Используя приведенные формулы, определяли и сравнивали каждую из компонент общей работы в уравнениях (I) и (1а) для пары «алюминий -инструментальная сталь».

На рис. 7 приведены графики, построенные по расчетным данным, иллюстрирующие изменение энергозатрат в зависимости от хода деформирующего инструмента при осадке без кручения и с кручением при различных условиях деформирования.

3000

2000

1000

/

! 1 /

1 ^ --------- /

20

80 100 ЛЬ, мм

б)

Рис. 7. Зависимость между энергозатратами при обычной осадке (1) и осадке с кручением (2) от хода инструмента: а, б- / = 4 и I, к = 0,1, а = 0,5, ц = 0,1 и 0,5 соответственно.

Из графиков видно, что при осадке с кручением энергозатраты существенно больше (в несколько раз), чем при осадке без кручения.

Коэффициент а неравномерности распределения сдвиговой деформации и коэффициент схватывания к слабо влияют на энергозатраты и соотношение сил при обычной осадке и осадке с кручением.

С увеличением коэффициента трения ц от 0,1 до 0,5 соотношение между энергозатратами Ы^бщ/Лобщ) увеличивается в 1,3 раза, а соотношение между силами деформирования {PIP') уменьшается в 3 раза без учета нагрева и в 4,4 раза с учетом нагрева.

С уменьшением кинематического параметра i от 8 до 1 соотношение между энергозатратами увеличивается в 2,3 раза, а соотношение между силами деформирования уменьшается в 1,3 раза без учета нагрева и в 3,9 раза с учетом нагрева.

Крутящий момент М, обусловленный касательной компонентой г трения между инструментом и образцом, является важным параметром процесса деформирования с осевым вращением инструмента. Знание величины U необходимо для оценки общих энергетических затрат процесса деформирования и подбора мощности электродвигателя для вращения инструмента. Для определения величины крутящего момента был проведен ряд экспериментов.

Уравнение баланса мощностей имеет следующий вид: N^^N^+N^N^ + Mco, где 7Vo6(JI - общая мощность, измеряемая ваттметром; Л'мех - потери мощности на трение в установке, потери мощности в электродвигателе (нагрев) и т. п.; jVT - мощность крутящего момента М от действия касательных тангенциальных напряжений на поверхности контакта; со - угловая скорость вращения инструмента, со = 2лп.

Отсюда экспериментальное значение крутящего момента

д^ ^общ ~ ^мех _ Nt

2 тт 2 яп

Для определения величины /VMex и «отделения» ее от Л'общ строили серию «тарировочных» кривых NMCX(P) (Р - осевая нагрузка при М = 0) при различных значениях п. С увеличением осевой нагрузки возрастали потери на трение в червячной паре 4, 5 (рис. 8), подшипнике скольжения 6, в редукторе, а также на нагрев электродвигателя. Нагрузка при тарировке передавалась через опорный шариковый подшипник 2, установленный вместо деформируемого образца между верхней 1 и нижней 3 плитами.

Полагали, что потери на крутящий момент в подшипнике составляют приблизительно 1 %, поэтому ими пренебрегали. Максимальная нагрузка Р при тарировке составляла 250 кН. Показания, снимаемые с ваттметра, умножались на 3 с учетом трехфазной схемы питания электродвигателя.

Анализ тарировочных графиков Nwex(P) (рис. 9) показал следующее:

- с увеличением Р мощность потерь на трение увеличивается почти линейно; отклонения показаний Л'мех от средней величины при нагрузке и разгрузке составляют не более 1,5 %;

- с ростом числа оборотов п инструмента мощность увеличивается;

- внесение в подшипник скольжения дополнительного («свежего») графитового смазочного материала приводит к незначительному (5...6 %) снижению Л' .

Рис. 8. Схема нагружения установки при тарировке.

Рис. 9. Зависимости Л'обш(/>) при осадке с кручением образцов из алюминия (кривая 1) и меди (кривая 2), 3 - тарировочный график Л'мех (Р).

Установлено, что на величину крутящего момента влияют степень деформации, характер эпюры касательных напряжений г0(р), упрочнение деформируемых образцов и их нагрев за счет контактного трения.

Выявлено, что крутящий момент М увеличивается с увеличением отношения ¿/Аи кинематического параметра /.

В четвертой главе исследован тепловой эффект деформации при осадке с кручением, а также приведены результаты этих исследований и их анализ.

Термический режим при деформации с кручением играет существенную роль, так как напряжение течения а может быть значительно уменьшено за счет нагрева при проскальзывании инструмента по контактной поверхности образца. Это в определенной мере компенсирует дополнительные энергетические затраты, необходимые для создания крутящего момента.

Опытным путем с использованием термопары для условий стесненной деформации (сдвиг) получены зависимости температуры от времени при разных осевых нагрузках в точке вблизи плоскости трения «инструмент-образец».

Рассмотрим уравнение общих энергетических затрат при деформации с кручением:

Л>бщ = Лдеф + + Ле- (1а)

Записав в дифференциальной форме уравнение для работы тангенциальных сил трения и решив его, для случая ц = 0,5 получим:

3 v. . V h

О ~ Ä) (14)

e = -

(16)

Записав в дифференциальной форме уравнение для работы сил радиального трения и решив его, для случая // = 0,5 получим:

^VaRXL П5)

з//1-5 h (15)

Для расчета величины интенсивности деформации (осадка + сдвиг) используем формулу Шнейберга А. М. и Михаленко Ф. П.*':

7,\5R0nk( *

* Iva".

После всех подстановок в уравнение (1а) для условий комбинированной деформации (/7 = 0,5; к = 0,1; h0lh = 0,2; / = 4...1 ) соотношение тепловых вкладов Q каждого из компонентов в уравнение (1а) составит: 0.9Лдеф :Ав:Ар= 0деф : Ов: Qp = Го,17:1:0,017 при i =4

1 0,17:1:0,004 при/ = 1.

Отсюда видно, что основной вклад в тепловой баланс вносит работа касательных сил трения, а доля <2деф даже при к = 0,1 (фактически коэффициент

схватывания имеет меньшее значение) составляет менее 20 %. Величиной же Qp в дальнейшем будем пренебрегать. Таким образом, количество выделившейся теплоты

Q = Qe=t3Ae, где /э - тепловой эквивалент.

Целью настоящего исследования является определение температуры в зоне, близкой к зоне контактного трения «образец - инструмент».

Схема измерения температуры приведена на рис. 10. Горячий спай хромель-алюмелевой термопары припаивали к латунному наконечнику, который в свою очередь зачеканивапи в коническое отверстие пуансона. Расстояние от горячего спая до поверхности трения пуансона составляло ~2 мм, а расстояние от оси инструмента - 1/2R.

Согласно схеме (рис. 10) предварительно обжимали образец до его касания стенок обоймы, затем включали вращение инструмента и осуществляли обжатие при фиксированной постоянной осевой нагрузке Р с записью температуры с помощью термопары и милливольтметра через определенные интервалы времени.

Испытанию подвергались высокие и низкие алюминиевые, свинцовые и медные образцы.

Результаты опытов представлены в виде графиков ДT(t) для различных значений осевой силы Р и скорости вращения п (рис. 11).

Из полученных графиков следует, что:

- с увеличением числа оборотов п наблюдается прямо пропорциональный рост температуры Д Т при условии стабилизации режима (/ > 4 мин);

- в начальный момент (/ < 1 мин) при неустановившемся тепловом процессе рост температуры превышает рост числа оборотов в 1,5...2 раза;

- с увеличением силы деформирования Р при низких значениях Р рост ДТ подчиняется зависимости, близкой к линейной, а по мере приближения величины /и<7„ к напряжению течения <т, рост Д Т либо затухает и вообще прекращается, либо ДТ возрастает до аномально высоких значений.

0 39.5

Рис. 10. Схема установки термопары в пуансон: 1 - верхний боек (пуансон); 2 - обойма; 3 - образец; 4 - нижний боек; 5 - термопара (горячий спай); б - милливольтметр.

Рис. 11. Зависимости АТ(1) при стесненной деформации высоких (а) и низких (б) алюминиевых образцов для различных значений Р и п.

Выше было показано, что повышение температуры инструмента вблизи поверхности трения «инструмент - образец» при стесненной деформации обусловлено главным образом теплотой от работы сил трения или крутящего момента. При этом не были определены температурное поле в самом образце и средняя температура образца в функции времени.

Ниже рассматриваются методика и результаты гидравлического моделирования, распределение температуры в рабочей зоне «инструмент -образец». В качестве пары трения использовали инструментальную сталь и алюминий. По результатам экспериментальной оценки температуры для этой пары и сопоставления ее с данными, полученными из гидравлической модели (рис. 12), предлагается экспериментально-расчетная схема для оценки средней температуры деформируемого образца.

Рис. 12. Схемы гидравлической модели (а) и очага деформации (б) при стесненной комбинированной осадке (ось г повернута на 90°): Т(г) - эпюра температур; Р и со- сила сжатия и скорость вращения инструмента.

На основе гидравлической модели выполнен анализ теплового потока, близкого к одномерному. Гидравлическое моделирование основано на аналогии математических соотношений, описывающих распределение температуры Т в твердом теле и высоты И столба жидкости, движущейся через сообщающиеся вертикальные каналы (рис. 12), при ламинарном режиме.

Для одномерного теплового потока вдоль оси г инструмента и образца, симметрично относительно оси у, гидравлическая модель представлена в виде

пластины с полыми прямоугольными каналами с £ = а х Ь = 3,6 х 5,6 = 20,16 [мм2] (площадь «живого» сечения).

Пластина общей длиной 470 мм разделена на два участка: левый и правый относительно оси О'О' (рис. 12); длина левого участка соответствует длине инструмента /„„, а длина правого - 1/2 длине (высоте) образца /обр (в

силу симметрии очага деформации и инструмента). Плоскость раздела О'О' соответствует плоскости трения ОО инструмента и образца. В нижней части каналы имеют отверстия диаметрами с/ин в левой части и £/обр в правой части,

которые создают сопротивление перетеканию жидкости.

В канал, расположенный в плоскости О'О', заливается поток жидкости <7Ж, эквивалентный тепловому потоку qт, выделяющемуся на поверхности ОО («инструмент-образец»). Крайняя правая стенка правого участка - глухая, а крайняя левая стенка левого участка имеет отверстие диаметром с/ин, т. е. допускает свободный слив жидкости.

Гидравлическое моделирование проводили для разных величин потока: дж =200...1811 мм3/сек. При всех значениях кроме <?ж =ЗОЗмм3/сек, имел место свободный слив жидкости, что соответствовало случаю с охлаждением инструмента. При большой величине потока опыт прекращали обычно при достижении максимальной верхней линии на пластине (Лтм = 230 мм), т. е. до момента начала слива воды «через край». При небольшой величине потока опыт прекращали, когда дН/8( = 0 . При ^ж=303 мм3/сек система была замкнутой, т.е. без слива, что соответствовало нагреву без отдачи теплоты в окружающую среду.

Уровни жидкости в пластине фотографировали через определенные промежутки времени / и представляли в виде зависимости (рис. 13).

Рис. 13. Уровни жидкости в каналах открытой модели при ц = 333 мм /с: 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9 - / = 1; 2; 3; 4; 5; 7; 8; 10 мин соответственно.

Графики h(l) при разных значениях t позволяют достаточно легко оценить относительную величину 0о6р /, где Qo6p - теплота, накопленная в образце; Qo6a - общее количество теплоты, равное работе сил трения.

Предложена методика оценки средней температуры испытываемого образца при комбинированном нагружении. Получено достаточно хорошее совпадение значений температур, полученных путем использования термопары, и температур, полученных по результатам гидравлического моделирования.

Гидравлическое моделирование показало, что при аобр > аии ( а -

температуропроводность) температурное поле образца можно считать постоянным по всему объему, а температуру образца равной максимальной температуре инструмента.

Получено достаточно хорошее совпадение кривых T(t) и h(t) с учетом масштабов К, и Kq , что свидетельствует о возможности использования гидравлической модели для оценки температуры на поверхности контакта «инструмент-образец».

Предложен метод оценки температуры в зоне трения, в основу которого положено соотношение rj = £?обр! 0ОбШ > которое численно очень легко

оценивается при гидравлическом моделировании.

Разработан алгоритм определения (расчета) температуры деформированного тела по предложенному методу.

В пятой главе приведены сведения об экспериментальном исследовании предельной деформации цилиндрических образцов с «наложением» кручения.

Величина предельной деформации, определяемая степенью деформации, при которой появляется первая трещина на боковой поверхности осаживаемого образца, является важнейшей технологической характеристикой процесса деформации.

Для определения величины предельной деформации при осадке с кручением в момент разрушения (h^) использовали две разные формулы.

Согласно первой (формула Хвана Д. В. и Воропаева А. А.):

где V и со - линейная (мм/мин) и угловая (рад/мин) скорости; г - радиус образца в момент образования трещины, мм.

Формулу (17) можно представить в другом виде:

где <р - угол закручивания торцовых поверхностей образца, рад; АА - ход инструмента, мм, АН = Л0 - Ътр.

Согласно другой формуле, выведенной из принципа энергетического эквивалента (формула Шнейберга А. М. и Михаленко Ф. П.):

\

е,=£чпА- + 7,15^ -1

ст Аф /

(19)

/

где а - напряжение течения; а, - нормальное напряжение, определяемое как

Г, 1 Л . 2яИ(\-к)Л 1

а, = а 1 + -/¿-соэ агс%-^-, (20)

V 3 к г

где ц - коэффициент трения; И, й -текущая высота и диаметр образца, мм.

Величина аг определялась как среднее нормальных напряжений в начале и конце процесса осадки.

Для осадки без кручения показатель жесткости схемы напряженного состояния:

(21)

где - интенсивность напряжений.

При осадке с кручением с учетом максимального сдвигового напряжения г, =о7-Уз показатель жесткости схемы напряженного состояния на цилиндрической поверхности:

л/2(сг. + ап + су а) а

Г 2 2 = (22)

у 2(7? + 6г -я 2а.

ар=ав=0,аг«а.

Показатель жесткости схемы напряженного состояния при осадке с кручением оценивали по формуле Хвана Д. В. и Воропаева А. А., которая после преобразований представлена в виде:

?7' = - . 1 (23)

! ,

Зг2

где е = Дй/Ао - относительная деформация.

Испытанию подвергались образцы из различных металлов и сплавов (см. таблицу).

Осадка проводилась с записью диаграммы Р - ДА и времени деформации на установке с независимыми приводами поступательного и вращательного движений деформирующего инструмента.

При осадке с кручением на цилиндрическую поверхность образца наносили вертикальную реперную линию, по углу наклона которой определяли угол закручивания (угол <р) нижнего торца относительно верхнего и оценивали коэффициент схватывания (к). Скорость вращения со была постоянной (~1

об/мин). Скорость V в среднем составляла 15 мм/мин, а кинематический параметр / - от 12.5 до 19 мм/об.

Результаты экспериментов показали, что при осадке без кручения первая трещина появляется под углом -45° к оси образца (рис. 14 а) либо в одну, либо в другую сторону, т.е. в направлении действия напряжения гтах , на бочкообразной боковой поверхности как на «хрупких», так и на пластичных образцах.

Рис. 14. Вид трещин на деформированных образцах (титановый сплав ВТ-16): а - после осадки без кручения; б - после осадки с кручением.

Первая трещина при осадке с кручением появляется на боковой поверхности почти что всегда (за исключением сплава бронза АМц 9-2) ~ перпендикулярно наклонной реперной линии или, по крайней мере, пересекает ее (рис. 14 б). Это достаточно просто объяснить тем, что при осадке с кручением дополнительное сдвиговое напряжение г, приводит к асимметрии касательных напряжений, действующих под углом 45° к приложенной осевой силе. При этом напряжения, действующие под углом +45°, уменьшаются, а напряжения, действующие под углом -45°, векторно складываясь с г. , возрастают (рис. 15).

Рис. 15. Схема действия касательных напряжений, приводящих к появлению трещины.

Результаты экспериментов по предельной пластичности.

№ п/п Материал, исходные размеры Осадка без кручения Осадка с кручением

II п , А) е = 1п— п е, по формуле (18) е, по формуле (19) т( по формуле (23)

«Хрупкие» металлы

1 Медный электродный сплав 41 = 1^ = 0,74 ¿0 15,8 0,4 -0,6 0,41 0,43 0,49 -0,9

2 Алюминиевый сплав 4>=Л = 0,76 ¿о 15,7 0,4 -0,44 0,5 0,55 0,62 -0,87

3 Титановый сплав ВТ-16 4и!М=0)72 ¿0 14,5 0,4 -0,7 0,29 0,37 0,49 -0,58

«Пластичные» металлы

4 Алюминиевый сплав - = -^- = 0,65 Ло 15,3 0,76 -0,26 1,06 1,26 1,47 -0,93

5 Алюминиевый сплав (отжиг) 4>_И-8_07 Ло 16,8 ' 0,69 -0,12 0,89 1,03 1,19 -0,92

6 Бронза БрАМц 9-2 — = = 0,78 К 12,5 0,7 -0,22 0,57 0,61 0,69 -0,93

7 Цинк ^ = -«- = 0,69 А0 П,б 1,7 (трещин нет) 0,07 1,12 1,33 1,7 -0,95

8 Медь Л0 14 1,44 (трещин нет) 0,46 1,54 (трещин нет) 1,56 1,9 -1

9 Технически чистое железо — = — = 0,71 К 14 1,5 (трещин нет) 0,12 1,76 1,79 2,49 -1

Результирующая т"ре] в последнем случае, которая значительно больше по величине, чем т'рез в первом, приводит к тому, что максимальный сдвиг, приводящий к трещине, имеет место в этом направлении. Так при т. = т45 = г направление т"рез составит угол а = 68° с осью образца, что приблизительно совпадает с направлением фактически наблюдаемой первой трещины (см. рис. 14 6).

В таблице приведены расчетные данные по определению степени деформации при осадке без кручения и с кручением. Здесь же приведены значения показателя жесткости схемы напряженного состояния т]'.

При осадке с кручением по формуле ($&) показатель схемы напряженного состояния для «хрупких» материалов //' = -0,9...- 0,58 , а для пластичных г/ = -1... - 0,92, по формуле (25) ?/ = -0,71.

Сопоставляя значения 1] и г)' для «хрупких» и пластичных материалов видно, что кручение, устраняя бочкообразность, для «хрупких» материалов незначительно смягчает схему напряженного состояния, а для пластичных металлов эффект «смягчения» схемы напряженного состояния от кручения более сильный (сравнить -0,27—0,07 и -1...-0,71).

Из общего сопоставления видно, что при осадке с кручением схема деформации, несмотря на «ужесточение», за счет появления в тензоре напряжения т, благодаря равномерной деформации является все же более мягкой, чем при осадке без кручения.

На основе изложенного можно сделать следующее заключение, что «наложение» кручения при осадке благодаря более равномерной деформации увеличивает, как правило, величину, как предельной пластичности е(, так и величину формоизменяющей деформации е = \пЬй!Ътр.

Общие выводы.

1. С помощью компьютерного моделирования установлено уменьшение осевой силы деформирования, более равномерное распределение деформаций и напряжений по объему деформируемой заготовки, снижение удельной нагрузки на инструмент при осадке с кручением по сравнению с осадкой без кручения.

2. Осадка с осевым вращением инструмента является более энергонасыщенной по сравнению с традиционной осадкой. Наибольшее влияние на энергетические затраты при осадке с кручением оказывают коэффициент трения ¡л и кинематический параметр /. При увеличении ц и снижении ! резко возрастают энергозатраты и снижается деформирующая сила.

3. Разработанная методика для определения температурного поля в зоне контакгного трения образца и инструмента с помощью гидравлического моделирования позволяет приближенно определить температуру заготовки при осадке с кручением.

4. Показана возможность термомеханического воздействия на заготовку за счет выделяемого тепла от сил трения при проскальзывании контактных поверхностей «инструмент - заготовка».

5. Установлено, что «наложение» кручения при осадке благодаря более равномерной деформации увеличивает, как правило, величину как предельной пластичности, так и величину формоизменяющей деформации.

В приложении представлены результаты исследования и разработки инновационного ресурсосберегающего технологического процесса открытой прошивки цилиндрических заготовок методом комбинированного нагружения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Щербатов Д. А. Экспериментальное определение крутящего момента при осадке с осевым вращением деформирующего инструмента / Шнейберг А. М., Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. // КШП. ОМД. - 2008. - №9. - С. 3 - 10.

2. Щербатов Д. А. Исследование напряженно-деформированного состояния и удельных нагрузок при осадке с кручением и без кручения образцов из алюминиевых сплавов / Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. // КШП. ОМД.-2008,- №10.-С.3-13.

3. Щербатов Д. А. Экспериментальное определение температурных параметров при осадке с кручением и обратном выдавливании / Шнейберг А. М„ Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. // КШП. ОМД. - 2009. - №7. - С. 3 - 9.

4. Щербатов Д. А. Гидравлическое моделирование температурного поля в зоне контактного трения «инструментальная сталь - алюминий» при комбинированном нагружении / Шнейберг А. М., Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. // КШП. ОМД. - 2009. - №11. - С. 33 - 42.

5. Щербатов Д. А. Экспериментальное исследование закономерностей процесса открытой прошивки при однокомпонентном и комбинированном нагружении / Шнейберг А. М., Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. И КШП. ОМД. -2010.- №8.-С. 18-22.

6. Щербатов Д. А. Энергетические затраты при осадке без кручения и с кручением / Шнейберг А. М., Михаленко Ф. П., Щербатов Д. А. // КШП. ОМД. -2010.- №11.-С.З- 10.

7. Пат. 102548. RU 102548 U1 МПК B21J 13/02. Установка для получения кольцевых заготовок / Ф. П. Михаленко, А. М. Шнейберг, Д. А. Щербатов.

8. Пат. 2425731. RU 2425731 С1 МПК В21К 21/00, B21J 5/10. Способ изготовления деталей типа втулки / Ф. П. Михаленко, А. М. Шнейберг, Д. А. Щербатов.

Подписано в печать 21.10.11. Формат 60 х 84 '/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 730.

Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор литературы и постановка задач исследования.

1.1. Современное состояние вопроса по комбинированному нагружению.

1.2. Напряженно-деформированное состояние при осадке без кручения.

1.3. Методы определения напряженно-деформированного состояния в пластической области.

1.4. Тепловой эффект деформации.

1.5. Пластичность и сопротивление деформированию.

1.6. Пластическая деформация и разрушение.

Выводы. Постановка задач исследования.

Глава 2. Исследование напряженно-деформированного состояния и удельных нагрузок при осадке без кручения и с кручением.

2.1. Выбор метода исследования.

2.2. Методика компьютерного моделирования процесса осадки без кручения и с кручением.

2.3. Анализ деформированного состояния.

2.4. Анализ напряженного состояния.

2.5. Анализ силового режима осадки без кручения и с кручением.

2.6. Анализ удельных нагрузок (эпюр распределения нормальных напряжений).

Выводы.

Глава 3. Энергетические затраты при осадке без кручения и с кручением.

3.1. Вывод аналитических зависимостей для компонент общей работы деформирования.

3.2. Определение и сравнение компонент общей работы деформирования без учета зависимости ст(г).

3.3. Определение и сравнение компонент общей работы деформирования с учетом зависимости а(Т).

3.4. Экспериментальное определение крутящего момента при осадке с осевым вращением инструмента.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальное исследование температурных параметров при осадке с кручением.

4.1. Вывод аналитических зависимостей для определения количества теплоты при осадке с кручением.

4.2. Методика измерения температуры.

4.3. Результаты опытов по измерению температуры.

4.4. Методика гидравлического моделирования.

4.5. Результаты гидравлического моделирования.

4.6. Сопоставление результатов гидравлического моделирования с результатами измерения температуры.

4.7. Результаты компьютерного моделирования.

Выводы.

Глава 5. Экспериментальное исследование предельной деформации при осадке в условиях однокомпонентного и комбинированного нагружения.

5.1. Методика определения величины предельной деформации.

5.2. Результаты экспериментов по пластичности.

Выводы.

Усовершенствованная технология осадки заготовок методом комбинированного нагружения.

Современное производство постоянно ставит перед наукой новые задачи. Появление новых материалов требует разработки новых способов для их обработки, постоянно растут требования к качеству и механическим свойствам готовых изделий. Кроме того, необходимо экономно расходовать ресурсы и отдавать предпочтение малоотходным технологиям. В связи с этими требованиями все чаще находят применение методы интенсивной пластической деформации (ИПД).

Среди существующих методов ИПД наиболее применимое для процессов штамповки является комбинированное нагружение по схеме сжатие с одновременным кручением или тангенциальным сдвигом [1].

Процесс осадки наряду с другими процессами, присущими обработке металлов давлением (ОМД) без снятия стружки, имеет следующие достоинства: легкость ее выполнения, относительная простота деформирующего инструмента, сравнительно малые величины удельных сил по сравнению с объемной штамповкой, и, как следствие, более высокая стойкость деформирующего инструмента.

Основным недостатком процесса осадки в условиях однокомпонентного нагружения является неравномерность распределения деформации по объему осаженной заготовки, обусловленная условиями трения на контактных поверхностях, которая приводит к искажению формы осаженной заготовки (бочкообразность), к неравномерному распределению механических свойств по объему заготовки, к появлению остаточных напряжений, а следовательно к повышению сопротивления деформации и росту силы деформирования.

Существо процесса осадки с кручением заключается в том, что осадка производится между вращающимися друг относительно друга бойками. Ось вращения бойков совпадает с осью осаживаемой заготовки. За счет сил трения на контактной поверхности крутящий момент передается деформируемой заготовке и производит ее скручивание. В зависимости от шероховатости поверхностей заготовки и инструмента скручивание чередуется с проскальзыванием. В результате приложения к заготовке наряду с осевой силой крутящего момента возникает сложная схема напряженно-деформированного состояния.

В отечественных литературных источниках рассмотрены вопросы, касающиеся определения силовых и кинематических параметров осадки с кручением, исследования теплообмена при осадке с кручением, исследования процесса осадки с кручением тонкого слоя и др.

Существенным недостатком экспериментальных работ, посвященных исследованию различных аспектов процесса осадки с кручением, является то, что они выполнялись на модернизированном прессовом оборудовании (из-за отсутствия специализированного оборудования) при постоянном значении кинематического параметра, определяемого соотношением между линейной и угловой скоростями.

Таким образом, теоретические и практические аспекты процесса осадки в условиях комбинированного нагружения исследованы недостаточно. Следовательно, комплексное исследование процесса осадки в условиях комбинированного нагружения является актуальным.

Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева на кафедре «Машиностроительные технологические комплексы. Сварочное производство и обработка давлением» в 2007 - 2011 гг. в рамках аналитической целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы «Рособразования» по ЕЗН № 607.

Целью настоящей работы является совершенствование технологии осадки осесимметричных заготовок посредством комбинированного нагружения на установке с независимым приводом.

Общая характеристика работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, дана общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние вопроса в области обработки материалов давлением по использованию комбинированного нагружения в технологических процессах ОМД. Рассмотрены вопросы напряженно-деформированного состояния при осадке без кручения и с кручением, вопросы, связанные с пластичностью и разрушением, тепловой эффект деформации. На основе критического анализа литературных источников сформулированы задачи для достижения цели настоящей работы.

Во второй главе на основе данных компьютерного моделирования выполнен сравнительный анализ неравномерности распределения деформаций и напряжений при осадке без кручения и с кручением образцов из алюминиевых сплавов. В результате анализа силового режима процесса осадки выявлено, что при осадке с «наложением» кручения «сглаживается» эпюра нормальных напряжений <тг, а следовательно, и снижаются удельные нагрузки на инструмент.

В третьей главе проведен расчет энергетических затрат при осадке заготовок из алюминиевого сплава без кручения и с кручением. Показано влияние различных факторов на общую работу деформирования при осадке.

В результате экспериментального исследования крутящего момента установлено влияние различных факторов на энергетические затраты при осадке с осевым вращением деформирующего инструмента.

В четвертой главе исследован тепловой эффект деформации при осадке с кручением. Опытным путем с использованием термопары для условий стесненной деформации (сдвиг) получены зависимости температуры от времени при разных осевых нагрузках в точке вблизи плоскости трения «инструмент-образец».

На основе гидравлической модели выполнен анализ теплового потока, близкого к одномерному. Предложена методика оценки средней температуры испытываемого образца при комбинированном нагружении.

В пятой главе исследованы возможности процесса осадки с кручением по пластичности. Опытным путем определена величина предельной деформации при осадке без кручения и с кручением. Произведен анализ образования трещин при однокомпонентном и комбинированном нагружении. Получена формула для определения коэффициента жесткости схемы напряженного состояния для комбинированного нагружения, который влияет на предельную деформацию.

Научную новизну имеют следующие результаты:

- посредством компьютерного моделирования процесса осадки цилиндрических заготовок установлено, что наложение кручения на процесс осадки сопровождается следующими положительными эффектами:

• радикально повышается равномерность деформации по объему осаженных заготовок за счет снижения контактных сил трения и интенсификации сдвиговых деформаций, что позволяет получать заготовки и изделия с равномерным распределением механических свойств по объему;

• существенно (в 2.3 раза) уменьшается сила деформирования вследствие того, что коренным образом изменяется характер взаимодействия на поверхности контакта «заготовка - инструмент»;

• происходит «сглаживание» эпюры нормальных напряжений, а следовательно, уменьшается удельная нагрузка на рабочие части штампа, причем тем больше, чем больше скорость вращения инструмента;

- установлено, что осадка с кручением, характеризуемая совместным действием осевой и сдвиговой деформацией, является более энергонасыщенной и требует больших энергетических затрат по сравнению с обычной осадкой;

- расчетным путем показано, что основная работа деформации при комбинированном нагружении, переходящая в теплоту - это работа крутящего момента или работа сил касательного трения;

- опытным путем с использованием термопары для условий стесненной деформации (сдвиг) получены зависимости температуры от времени при разных осевых нагрузках в точках вблизи плоскости трения «инструмент -образец». Полученные зависимости коррелируют с работой трения, определяемой расчетными формулами;

- на основе гидравлической модели выполнен анализ теплового потока, близкого к одномерному. Предложена методика оценки средней температуры испытываемого образца при комбинированном нагружении. Показана возможность использования гидравлической модели для оценки температуры в рабочей зоне «инструмент - образец» с учетом масштабного коэффициента;

- предложена методика определения накопленной деформации при осадке с кручением на основе известных аналитических зависимостей. Показано, что «наложение» кручения на процесс деформации при осадке увеличивает, как правило, величину как предельной пластичности, так и величину формоизменяющей деформации;

- экспериментально установлены этапы (стадии) процесса открытой прошивки, на которых при наложении кручения на процесс деформирования обеспечивается уменьшение перемычки в несколько раз (по сравнению с традиционной прошивкой) при минимальном искажении формы прошиваемой заготовки.

Практическую значимость имеют следующие результаты:

- спроектирована и изготовлена штамповая и инструментальная оснастка для проведения экспериментальных исследований по осадке заготовок в условиях комбинированного нагружения;

- разработана методика для определения температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента при осадке с кручением;

- разработана научно обоснованная усовершенствованная технология процесса осадки осесимметричных заготовок на основе положительных эффектов, свойственных комбинированному нагружению;

- разработана установка для получения кольцевых заготовок (защищена патентом на полезную модель);

- разработан способ изготовления деталей типа втулки (защищен патентом на изобретение);

- результаты выполненной научно-исследовательской работы активно используются в учебном процессе.

Автор защищает:

1. Положительные эффекты, сопровождающие процесс деформации при наложении кручения на процесс осадки: снижение силы деформирования, повышение равномерности распределения деформации по объему осаженных заготовок, сглаживание эпюры нормальных напряжений, а следовательно уменьшение удельных нагрузок на рабочие части штампа.

2. Аналитические зависимости для оценки энергетических затрат при осадке осесимметричных заготовок без кручения и с кручением.

3. Методику и результаты экспериментальных исследований по определению температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента при осадке с кручением.

4. Аналитические зависимости и результаты экспериментов по оценке предельной пластичности при осадке с кручением.

5. Усовершенствованный процесс осадки осесимметричных заготовок с учетом положительных эффектов комбинированного нагружения.

6. Установку для получения кольцевых заготовок.

7. Способ изготовления деталей типа втулки.

Общие выводы

1. С помощью компьютерного моделирования установлено уменьшение осевой силы деформирования, более равномерное распределение деформаций и напряжений по объему деформируемой заготовки, снижение удельной нагрузки на инструмент при осадке с кручением по сравнению с осадкой без кручения.

2. Осадка с осевым вращением инструмента является более энергонасыщенной по сравнению с традиционной осадкой. Наибольшее влияние на энергетические затраты при осадке с кручением оказывают коэффициент трения ¡л и кинематический параметр /. При увеличении ¡л и снижении г резко возрастают энергозатраты и снижается деформирующая сила.

3. Разработанная методика для определения температурного поля в зоне контактного трения образца и инструмента с помощью гидравлического моделирования позволяет приближенно определить температуру заготовки при осадке с кручением.

4. Показана возможность термомеханического воздействия на заготовку за счет выделяемого тепла от сил трения при проскальзывании контактных поверхностей «инструмент - заготовка».

5. Установлено, что «наложение» кручения при осадке благодаря более равномерной деформации увеличивает, как правило, величину как предельной пластичности, так и величину формоизменяющей деформации.

6. Разработана усовершенствованная технология осадки осесимметричных цилиндрических заготовок в условиях комбинированного нагружения.

7. Разработана инновационная ресурсосберегающая технология открытой прошивки цилиндрических заготовок в условиях комбинированного нагружения, защищенная патентом «Способ изготовления деталей типа втулки».

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНТВЕРСИТЕТ ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА

Щербатов Дмитрий Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСАДКИ ЗАГОТОВОК МЕТОДОМ КОМБИНИРОВАННОГО НАГРУЖЕНИЯ НА УСТАНОВКЕ С

НЕЗАВИСИМЫМ ПРИВОДОМ

1. Степанов Б.А., Субич В.Н., Сафонов A.B., Арчаков А.Т., Вязовский И.В. Исследования штамповки методом осадки с кручением на модернизированном гидравлическом прессе // Кузнечно-штамповочное производство. 1986. №10. С. 7-9.

2. Побожий Ю. Давление плюс сдвиг // Наука и жизнь. 1982. №8. С. 17-23.

3. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. М.-Л.: ОНТИ, 1934. 194 с.

4. Коростепин A.C. Холодное выдавливание матриц для пресс-форм // Оргинформация. 1936. №12. С. 5-8.

5. A.C. 54018 СССР, МКИ 21 22/08. Вращающийся штамп для изготовления заготовки фурм / В.У. Шишков (СССР).

6. Полосаткин Т.Д. Уменьшение трения на торцах при сжатии цилиндрических образцов // Заводская лаборатория. 1957. №7. С. 849-851.

7. Буркин С.П., Картак Б.Р., Леванов А.Н. Усилия, моменты и давления при осадке с кручением // Кузнечно-штамповочное производство. 1975. №9. С. 8-9.

8. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. и др. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976. 476 с.

9. Ганаго O.A., Субич В.Н., Степанов Б.А. Некоторые направления эффективного применения штамповки с комбинированным нагружением // Тезисы докладов V Всесоюзной межвузовской научно-технической конференции. М, 1979. С. 16-17.

10. Субич В.Н., Ганаго O.A., Степанов Б.А., Игнатов В.И., Сафонов A.B. Штамповка поковок тонкостенных дисков осадкой вращающимся инструментом // Кузнечно-штамповочное производство. 1981. №6. С. 31-32.

11. Ганаго O.A. Некоторые направления совершенствования технологии штамповки крупногабаритных изделий // Кузнечно-штамповочное производство. 1983. №8. С. 5-8.

12. Макутов A.B., Чечулин А.Ю. Исследование штамповки лопаток с использованием комбинированной схемы нагружения // Кузнечно-штамповочное производство. 1986. №8. С. 12-13.

13. Субич В.Н. Пластическое течение материала в тонком слое при комбинированном нагружении // Кузнечно-штамповочное производство. 1986. №10. С. 5-7.

14. Субич В.Н., Степанов Б.А., Горожанкин В.Н., Новиков В.В. Кривошипный горячештамповочный пресс с вращающимся инструментом // Кузнечно-штамповочное производство. 1989. №8. С. 30-31.

15. Сергеев М.К. Экспериментальное исследование обратного выдавливания вращающимся рельефным пуансоном // Кузнечно-штамповочное производство. 1991. №9. С. 5-6

16. Субич В.Н., Степанов Б.А., Максименко А.Е. Объемная штамповка вращающимся инструментом // Кузнечно-штамповочное производство. 1995. №2. С. 19-21.

17. Смирнов О.М., Ершов А.Н., Чумаченко С.Е., Кропотов В.А. Анализ напряженно-деформированного состояния заготовки в процессах осесимметричной штамповки осадкой с кручением И Кузнечно-штамповочное производство. 1998. №6. С. 9-12.

18. Буркин С.П. Создание многофункциональных ковочных агрегатов для реализации процессов ОМД с комбинированным нагружением // Кузнечно-штамповочное производство. 1998. №10. С. 35-38.

19. Арчаков А.Т., Некрасов В. А. Распределение деформаций в цилиндрическом образце после осадки с кручением // КШП. ОМД. 2002. №9. С. 6-9.

20. Токарев A.B., Хван Д.В., Воропаев A.A., Кефели В.В. Повышение стойкости режущего инструмента осадкой с кручением // КШП. ОМД. 2002. №11. С. 44-46.

21. Арчаков А.Т. Определение напряженно деформированного состояния контактного слоя цилиндрического тела при осадке с кручением // КШП. ОМД. 2003. №1. С. 21-28.

22. Арчаков А.Т., Некрасов В.А. Экспериментальные исследования процесса осадки с кручением // КШП. ОМД. 2003. №3. С. 21-26.

23. Сергеев М.К. Пластическое формоизменение материала при обратном выдавливании стаканов с приложением комбинированной нагрузки // КШП. ОМД. 2003. №7. С. 5-8.

24. Хван А.Д., Воропаев A.A. Устойчивость длинномерных цилиндрических заготовок при осадке с кручением // КШП. ОМД. 2004. №12. С. 10-13.

25. Смирнов О.М., Цепин М.А., Бегнарский В.В., Корзникова Г.Ф. Изучение процесса комбинированного нагружения методом компьютерного моделирования // КШП. ОМД. 2006. №10. С. 9-14.

26. Михаленко Ф.П., Сергеев М.К., Шнейберг A.M. Анализ напряженно-деформированного состояния и силовых параметров при комбинированном обратном выдавливании вращающимся пуансоном // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. №4. С. 5-8.

27. Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П., Кошелев О.С. Приближенная оценка и экспериментальная проверка силовых затрат и сдвиговых деформаций при комбинированном обратном выдавливании стаканов // КШП. ОМД. 2002. №5. С. 3-12.

28. Михаленко Ф.П., Шнейберг A.M., Кошелев О.С., Пудов A.C. Экспериментальное исследование деформированного состояния при комбинированном обратном выдавливании стаканов // КШП. ОМД. 2003. №3. С. 3-8.

29. Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П., Пудов A.C., Кошелев О.С. Анализ силового режима и методов оценки накопленной деформации при комбинированном нагружении // Тяжелое машиностроение. 2006. №3. С. 8-11.

30. Михаленко Ф.П., Пудов A.C., Шнейберг A.M., Кошелев О.С. Компьютерное моделирование процесса раздачи кольцевых заготовок осадкой при однокомпонентном и комбинированном нагружении // КШП. ОМД. 2006. №7. С. 14-20.

31. Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П. Приближенный аналитический метод оценки силы деформирования при осадке цилиндрических образцов с кручением // КШП. ОМД. 2007. №9. С. 7-15.

32. Пат. на полезную модель 38304 РФ, МПК В 21 J 13/02. Установка для комбинированного нагружения при обработке металлов давлением / Ф. П. Михаленко, А. М. Шнейберг, О. С. Кошелев, А. С. Пудов.

33. Пат. 2254202 РФ, МПК В 21 К 21/00, В 21 J 13/02. Способ выдавливания полых деталей / Ф. П. Михаленко, А. М. Шнейберг, О. С. Кошелев, А. С. Пудов.

34. Пат. 44269 РФ, МПК 21 J 13/02. Штамп для выдавливания полых деталей / Ф. П. Михаленко, А. С. Пудов, А. М. Шнейберг, О. С. Кошелев.

35. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. 424 с.

36. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1947. 532 с.

37. Охрименко Я.М., Тюрин В.А. Теория процессов ковки. М.: Высш. школа, 1977. 295 с.

38. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1973. 496 с.

39. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета при обработке металлов давлением. М.: Машгиз, 1955. 280 с.

40. Пилипенко А.Г. Неравномерность деформации при осадке // Кузнечно-штамповочное производство. 1967. №3. С. 6-9.

41. Шевченко К.Н. Напряженное состояние и течение металла при осевом сжатии круглого цилиндра // Кузнечно-штамповочное производство. 1968. №6. С. 1-5.

42. Огородников В.А., Дель Г.Д. Исследование напряженно деформированного состояния при осадке // Кузнечно-штамповочное производство. 1970. №5. С. 3-5.

43. Ландрграф Г., Кирххюбель Г. Напряженное состояние и деформирующее усилие при осесимметричной осадке цилиндра // Кузнечно-штамповочное производство. 1975. №11. С. 7-10.

44. Полухин П.И., Воронцов В.К., Кудрин А.Б., Чиченев H.A. Деформации и напряжения при обработке металлов давлением. (Применение методов муар и координатных сеток). М.: Металлургия, 1974. 336 с.

45. Дель Г. Д., Новиков H.A. Метод делительных сеток. М.: Машиностроение, 1979. 144 с.

46. Смирнов-Аляев Г. А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. М.-Л.: Машгиз, 1956.

47. Поздеев A.A., Тарновский В.И. Исследование напряженного состояния при осадке // Известия вузов. Черная металлургия. 1962. №11.

48. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971. 200 с.

49. Чиченев H.A., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1977. 312 с.

50. Смирнов-Аляев Г.А., Чикидовский В.П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. Л.: Машиностроение, 1972. 360 с.

51. Драпкин Л.Г. Экспериментальные исследования конечного пластического формоизменения на многослоистом металле. Машиностроение. М.-Л.: Машгиз, 1954 (Труды ЛВМИ №1).

52. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959.328 с.

53. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964. 375 с.

54. Батурин А.И., Синельников С.И., Мухин Г.Г., Никифоров Л.Д. Экспериментальное исследование температурного поля в деформируемом объеме при прессовании алюминиевых сплавов // Кузнечно-штамповочное производство. 1971. №3. С. 6-8.

55. Дель Г.Д., Томилов Ф.Х., Дель В.Д., Анфилофьев A.B., Огородников

56. B.А. Определение поля температур в пластической области при прессовании // Кузнечно-штамповочное производство. 1973. №12. С. 1-3.

57. Шабуров В.Е., Шевелев В.М., Панкрашкин Ю.А., Охрименко Я.М. Анализ температур и рациональные термомеханические режимы при осадке цилиндрических заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1974. №10.1. C. 1-3.

58. Ярош А.Г., Юдович С.З., Ольяк В.Д. Расчет температур в зоне интенсивных деформаций при осадке цилиндрических заготовок // Кузнечно-штамповочное производство. 1977. №4. С. 23-25.

59. Буров Ю.Г., Позднеев Б.М. Расчет контактного теплообмена между поковкой и инструментом при осадке // Кузнечно-штамповочное производство. 1979. №9. С. 3-6.

60. Батурин А.И., Щерба В.Н., Данилин В.Н., Ефремов Д.Б., Недугов A.B. Исследование тепловыделения и оптимизация параметров процесса деформирования с активным действием сил трения // Кузнечно-штамповочное производство. 1980. №9. С. 21-23.

61. Зайков М.А., Бусенко Г.А. Критерий пластичности сталей при обработке давлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1971. №6. С. 9-11.

62. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. Т. 2. М.: Металлургиздат, 1961.

63. Ильюшин A.A. Пластичность. Изд-во АН СССР, 1963.

64. Потапов А.И., Мигачев Б.А., Колмогоров B.J1. К методике определения пластичности металлов осадкой // Кузнечно-штамповочное производство. 1975. №10. С. 6-9.

65. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1977. №3. С. 15-18.

66. Бережковский Д.И., Барабанов С.П., Окорокова H.A. Оценка деформируемости по результатам испытаний на кручение // Кузнечно-штамповочное производство. 1981. №7. С. 10-12.

67. Головин В.А. Проблема штампуемости при холодной и полугорячей объемной штамповке // Кузнечно-штамповочное производство. 1981. №8. С. 21-24.

68. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: МИР, 1972.408 с.

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

70. Кукса J1.B., Ковальчук Е.И., Лебедев A.A., Эльманович В. И. Влияние вида напряженного состояния на характер микродеформаций в металлах // Проблемы прочности. 1976. №6. С. 55-58.

71. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. 209 с.

72. Харламов А., Уваров A. DEFORM программный комплекс для моделирования процессов обработки металлов давлением // САПР и графика. 2003. № 6. С. 34-36.

73. Прохоренко В.П. SolidWorks. Практическое руководство. М.: ООО "Бином-Пресс". 2004. 448 с.

74. Шнейберг A.M., Михаленко Ф.П. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса раздачи кольцевых заготовок при осадке с кручением // КШП. ОМД. 2007. №2. С. 3-7.

75. Соколов Л.Д. Механические свойства редких металлов. М.: Металлургия, 1972. 288 с.

76. Михаленко Ф.П., Шнейберг A.M., Пудов A.C., Кошелев О.С. Исследование процесса осадки при однокомпонентном и комбинированном нагружении посредством компьютерного моделирования // КШП. ОМД. 2007. №8. С. 31^10.

77. Полухин П.И., Гунн Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1976. 488 с.

78. Томсен Э., Янг Ч., Кобояши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1968. 504 с.

79. Валиев В.З., Исламгалиев Р.К. Структура и механическое поведение ультрамелкозернистых металлов и сплавов, подвергнутых интенсивнойпластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1998. Т. 85. С. 162-177.

80. Андриевский P.A., Рагуля A.B. Наноструктурные материалы: Учебное пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 123 с.

81. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: ГИТТЛ, 1962.

82. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных. М.: Физматгиз, 1962. 248 с.

83. Хван Д.В., Воропаев A.A. Оценка деформируемости длинномерной цилиндрической заготовки при ее осадке с кручением // Техника машиностроения. 1999. №2 (20). Воронежский государственный технический университет.

84. Патентообладатель(ли): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) (Ли)1. Автор(ы): см. на обороте