автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии поперечного холодного выдавливания головок стержневых изделий на основе моделирования процесса

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР На правах рукописи

МАЛЫШЕВА Марина Сергеевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОПЕРЕЧНОГО ХОЛОДНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ГОЛОВОК СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

Специальность 05.03.05 -Технологии и машины обработки давлением. Технические науки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2007

003159832

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И Носова».

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Белан Анатолий Кириллович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Железков Олег Сергеевич, ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И. Носова»,

кандидат технических наук Пудов Евгений Андреевич, ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод «ММК-МЕТИЗ»

Ведущая организация ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (г Челябинск)

Защита состоится «30» октября 2007 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111 03 при ГОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" по адресу: 455000, г Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И Носова»

Автореферат разослан «23 » сентября 2007 года

Ученый секретарь ________—

диссертационного совета Жиркин Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение эффективности производства металлоизделий является одним из приоритетных направлений развития черной металлургии При этом неотъемлемым условием плодотворной деятельности предприятий в условиях существующей системы рыночных отношений становится сочетание эффективности производства с его низкими издержками и соответственно сниженной себестоимостью

Работа посвящена актуальной проблеме получения стержневых изделий с увеличенной головкой методом холодной объемной штамповки Основной сложностью при этом является обеспечение продольной устойчивости заготовки Выполненные ранее исследования показали, что для устранения этого недостатка применяют различные технические и технологические приемы, наибольшее распространение из которых в последнее время получил процесс поперечного выдавливания Данный способ позволяет получать изделия из заготовки с отношением высоты высаживаемой части к диаметру более 2,7 При этом максимально возможное значение ограничено ресурсом пластичности металла. Большое количество исследований проводилось для схемы свободной высадки. Процесс получения головок методом поперечного выдавливания в настоящее время мало изучен Представляет интерес определение предельных степеней деформации, обеспечивающих штамповку головок без разрушения, с возможностью автоматизации проектирования данного процесса

В связи с вышеуказанным, важным для производства стержневых изделий с увеличенной головкой является проведение исследований, основанных на моделировании процесса поперечного выдавливания, включающего анализ НДС, ресурса пластичности и устойчивости деформируемого металла На основе этих исследований необходима разработка научно обоснованных рекомендаций, способствующих повышению надежности, производительности процесса штамповки, обеспечивающих бездефектность продукции и снижающих затраты на формоизменение.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - повышение эффективности технологии поперечного холодного выдавливания на основе моделирования процесса деформирования

Поставленная цель реализуется путем решения следующей совокупности актуальных научно-технических задач:

1 Адаптировать математическую модель определения напряженно-деформированного состояния (НДС), основанную на методе конечных элементов, к процессу поперечного выдавливания

2 Используя адаптированную модель, провести исследование НДС процесса поперечного выдавливания головок стержневых изделий.

3 Провести экспериментальное исследование процесса поперечного выдавливания и сравнить теоретические и практические результаты по геометрическим и энергосиловым параметрам

4 На основе адаптированной математической модели выполнить оценку запаса пластичности при поперечном выдавливании

5 Применить результаты моделирования для анализа формоизменения и запаса пластичности при деформировании головок стержневых изделий в промышленных условиях

6 На основании использования запаса пластичности разработать рекомендации по совершенствованию технологии и инструмента для поперечного выдавливания.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- адаптирована к процессу поперечного выдавливания и дополнена возможностью оценки образования трещин конечно-элементная модель НДС, основанная на вариационном принципе Лагранжа,

- с помощью указанной модели установлены закономерности распределения полей напряжений, деформаций и их скоростей по объему металла при поперечном выдавливании стержневых изделий с головками увеличенного размера;

- на основе дополнения модели возможностью оценки образования трещин получены закономерности распределения показателя Кокрофта-Латама и ресурса пластичности на боковой поверхности головки;

- разработана методика анализа технологического процесса изготовления стержневых изделий с головками увеличенного размера, включающая определение компонентов НДС, запаса пластичности и оценку продольной устойчивости заготовки с учетом ее начальных несовершенств, начальный изгиб и эксцентричность приложения деформирующей силы

ПргЦсГйческая ценность

Усовершенствована технология производства закладных болтов на хо-лодновысадочном автомате за счет рационального перераспределения степени деформации на предварительной стадии процесса изготовления деталей, что позволило снизить нагрузку на инструмент и предупредить образование поверхностных трещин на изделии

Найдены рациональнее технологические режимы, обеспечйвающие реализуемость и улучшающие условия протекания процесса изготовления заклепки с увеличенной головкой за минимальное чйсло дефьрмационных проходов При этом обеспечивается получение прбДукцйй, соответствующей требованиям ТУ 14-198-27-83

Предложена новая техническая разработка, позволяющая повысить эффективность процесса поперечйого выдавливания за счет выполнения внутренней поверхности пуансона конической

Реализация работы в промышленности

В ОАО «ММК-МЕТИЗ» (г. Магнитогорск) приняты к использованию в условиях кузнечно-прессового цеха на многопозиционных холодновыса-дочных автоматах-комбайнах предложенные режимы холодной объемной штамповки стержневых изделий с увеличенной головкой (закладной болт, заклепка), позволяющие снизить износ инструмента и повысить качество получаемых изделий по поверхностным трещинам с учетом требований ГОСТ 16017-79 и ТУ 14-198-27-83. Разработаны рекомендации по использованию пакета прикладных программ для автоматизации расчетов и проектирования процессов холодной объемной штамповки

В ООО «Магнитогорский научный информационно-технический центр» приняты к использованию в проводимых научно-исследовательских работах пакеты программ дам расчета технологических режимов получения стержневых изделий с головками увеличенного размера Апробация работы

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Международном промышленном форуме-выставке «Реконструкция промышленных предприятий — прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (Челябинск, 2007 г.), межрегиональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и производство Урала» (г. Новотроицк, НФ МИСиС, 2005 г ), ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «МГТУ им Г.И. Носова» в 2003-2007 гг

Публикации. Содержание и результаты работы отражены в 15 публикациях, включающих 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы (включающего 114 наименований) и двух приложений Работа содержит 133 страницы машинописного текста, 69 рисунков, 8 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе диссертации представлен обзор стержневых изделий с головками увеличенного размера и методов их изготовления, а также анализ существующих методов исследований, применяемых в данной области. Вопросам совершенствования технологии холодной объемной штамповки посвящены работы И Биллигмана, А Д. Томленова, Г А Смирнова-Аляева, Э. Томсена, А Г. Овчинникова, А Ф. Грайфера, Г А Навроцкого, В.Г Паршина, О С. Железкова, В И. Артюхина, О А. Белан, В Я Герасимова, Ю В Владимирова и др

Установлено, что дам изготовления головок стержневых изделий весьма перспективным может быть применение процесса поперечного выдавливания (рис 1), который позволяет осуществлять деформацию заготовок с отношением высоты выдавливаемой части (Н) к ее диаметру (ф значительно больше 2,7, что дает возможность существенно расширить сорта-

мент выпускаемых изделий Известные исследования процесса формирования головок стержневых изделий проводились в основном для схемы свободной высадки Процесс получения головок методом поперечного выдавливания в теоретическом аспекте является малоизученным

Представленный анализ методов исследования процессов формоизменения показал, что наиболее совершенным и достоверным является метод конечных элементов, эффективный при решении разнообразных технических и физических задач. Безусловным преимуществом этого метода является простота аппроксимации геометрии тела, причем как его наружного контура, так и внутренних очертаний, без использования понятия многосвязной области При использовании метода конечных элементов наиболее целесообразно использовать показатель Кокрофта-Латама, значение которого возможно определять для каждого конечного элемента деформируемого тела.

Рис 1 Схемы предварительной высадки головки методом поперечного выдавливания а - в пуансоне, б - в матрице, в - в пуансоне и матрице

На основании проведенного анализа теории и существующего уровня технологии в области производства стержневых изделий с головками увеличенного размера была сформулирована цель и поставлены конкретные задачи исследования (см выше)

Во второй главе представлен анализ напряженно-деформированного состояния и формоизменения металла при поперченном выдавливании на основе трехмерной конечно-элементной математической модели. Особенности модели решаемая задача — задача объемного деформирования, деформируемая среда - упругопластическая; объемные конечные элементы -тетраэдры, материал заготовки до деформирования - изотропен и однороден, закон трения Амонтона-Кулона, варьируемые величины - перемещения и деформации; закон пластического течения Губера - Мизеса; упрочнение среды учитывалось через интенсивность деформации сдвига и ее скорости. Основные положения математического базиса следующие Условие пластичности Губера-Мизеса-

* г—

Щ а

.о

б)

В)

к ~^(Г,Н)=0,

где щ - компоненты девиатора тензора напряжений; Г - интенсивность

деформации сдвига; Н - интенсивность скорости деформации сдвига. Закон трения Амонтона-Кулона:

Ч =

Характеристики упрочнения сплошной среды:

Г, Н - рл^т),] , где , - компоненты девиаторов тензоров деформации и скорости деформации.

Решение задачи сводится к поиску экстремума функционала:

х = - Ц(*ТЛЕ + ЛоТе + Ло-ТДе)с10 -

О 5

где о -напряжение; Аё - приращение деформации; О - объем; Ди - перемещение; 5 - площадь поверхности.

С помощью выбранной и адаптированной математической модели получена количественная информация о процессе деформирования в штампах для поперечного выдавливания. Указанная информация включает:

- распределенные характеристики - поля векторных и тензорных величин: перемещений, деформаций (рис. 2), их скоростей, напряжений (в т.ч. контактных) и интенсивностей этих величин;

- интегральные характеристики; геометрические - форму и расположение получаемого изделия в матрице, а также энергосиловые - усилие деформирования.

Рис. 2. Поля интенсив]юстей деформации; а —б = 71 %; б - е = 74 %

Анализ показал, что скорость деформации на поверхности металла при относительной высоте головки до 0,8 незначительно увеличивается с нуля до 0,1 с"1. Далее происходит интенсивное увеличение рассматриваемой

величины до 1,1-1,2 с"1. Во всех случаях на поверхности головки наблюдаются максимальные значения интенсивностей напряжений, составляющие в среднем 661,6 МПа при степени деформации 71 %

Для проверки адекватности математической модели проводилось экспериментальное исследование формоизменения стержня диаметром 5,25 мм. Выполненные расчеты позволили провести сравнительный анализ полученных данных по геометрическим параметрам искаженной координатной сетки. Относительная погрешность не превышает 15% Отклонение экспериментальных значений усилия поперечного выдавливания от теоретических для различных степеней деформации не превышает 6 %.

Третья глава диссертации посвящена прогнозированию разрушения металла при поперечном выдавливании При использовании метода конечных элементов применялся показатель Кокрофта-Латама, значение которого возможно определить для каждого конечного элемента деформируемого тела.

где <7j - максимальное главное напряжение; ег,- интенсивность нормальных напряжений; е, - интенсивность деформаций

Величина ресурса пластичности Rp определялась путем сравнения текущего значения показателя Кокрофта-Латама с критическим Dk

Для определения критического значения показателя Кокрофта-Латама и запаса пластичности при поперечном выдавливании проводили серию вычислительных и натурных экспериментов, в которых осуществлялся процесс поперечного выдавливания заготовок в виде стержней из стали марки 20, диаметром 5,25 мм, с различным отношением высоты выдавливаемой части к диаметру H/D 3,9, 4,5; 5,0, 6,0 При отношении Ho/Do =3,9 максимальное значение рассматриваемого показателя составляет 0,50, при Ho/Do = 4,5 - достигает 0,54, при Ho/D0=5,0 - снижается до 0,50, при Н(Д>о - 6,0 - уменьшается до 0,37

Поверхностные трещины при физическом эксперименте начали появляться лишь при отношении размеров выдавливаемой части заготовки Ho/Do = 4,5 В этом случае критическим значением показателя Кокрофта-Латама является величина 0,54

Для каждого случая определялся ресурс пластичности Rp. При Hq/Dq = 3,9 этот параметр достигает 0,08; при H</D0 = 4,5 - снижается до

в

Rp= 0 npuDj->DK

нуля; при Н<Д)0 = 6,0 на свободной поверхности ресурс пластичности заметно исчерпывается (рис 3)

В работе проведено сравнение результатов вычисления ресурса пластичности Ир по показателю Кокрофта-Латама и коэффициент использования запаса пластичности ¥ по методике Колмогорова и Смирнова-Аляева (табл 1).

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0.3 02 0,1 0,0

1 1

—»—свободная поверхность -—■ стесненная поверхность -

! *

Л к»*

„.ттЯ**** /

\

к.. ........./

00

0,8

0 2 0.4 0,6

Относительная высота головки Рис 3 Ресурс пластичности на боковой поверхности формирующейся головки при Ц/Оо = 6,0

1.0

Таблица 1

№ п/п НоЮо е,% Ио 1-Т А

1 3,9 71 0,08 0,16 0,08

2 4,5 74 0,00 0,07 0,07

3 5,0 77 0,00 0,00 0,00

4 6,0 81 0,00 0,00 0,00

Сравнение показывает, что в случае использования показателя Кокрофта-Латама разрушение прогнозируется при степени деформации 74 % По методике Колмогорова разрушение наступит при е = 77 %. Таким образом, оценка вероятности дефектообразования в виде трещин на боковой поверхности головки с использованием двух различных методов и хорошая сходимость их результатов позволяет говорить об адекватности используемой нами модифицированной математической модели, адаптированной к процессу поперечного выдавливания металла

На основе конечно-элементного моделирования разработан алгоритм анализа технологического процесса изготовления стержневых изделий, блок-схема которого представлена на рис 4

Четвертая глава посвящена анализу технологических процессов изготовления стержневых изделий и разработке рекомендаций по промышленной реализации результатов исследования

Рис 4. Блок-схема алгоритма анализа предельного формоизменения металла при поперечном выдавливании

С помощью разработанного алгоритма выполнен анализ и разработаны технологические процессы изготовления холодной объемной штамповкой закладных болтов для скрепления подкладки рельса и шпалы по ГОСТ 16017-79 и заклепок с увеличенной головкой по ТУ 14-198-27-83 в условиях КПЦ ОАО «ММК-МЕТИЗ» (рис 5)

В результате этого анализа получены характеристики НДС металла, определены показатели Кокрофта-Латама и ресурса пластичности на свободной боковой поверхности в конце процесса поперечного выдавливания и после второй операции высадки плоским пуансоном. При штамповке закладных болтов максимальное значение показателя Кокрофта-Латама в конце первой операции предварительной стадии составляет 0,10, после второй операции - 0,20. Минимальное значение ресурса пластичности на первой операции - 0,81, в конце предварительной стадии - 0,63 (рис 6).

Определено НДС на боковой стенке матрицы, которая испытывает наибольшее давление со стороны деформируемого металла. Это позволило определить наиболее рациональные условия работы деформирующего инструмента, предотвращающие преждевременный выход его из строя

7^1

Г

ЙЁ

- s| t^Kj £

li

б

eO j/\

tic бочее 1 5

Вид \

08 г 0 18

Q 1 ^

-L /

W

Рис 5. Схема закладного болта по ГОСТ 16017-79 (а) и заклепки с увеличенной головкой по ТУ 14-198-27-83 (б)

- у»""*- Г-} 07:

! 01 06

L ■ ■ ^

V

—«—После первой опередим ч

опервдш

0 0 0,2 04 0.0 0,8 10 ^ 0.0 0,2 0 4 0 6 0 8

Относительная высота гоповки О Откоситольная высота головки

Рис 6 Показатели Кокрофта-Латама (а) и ресурса пластичности (б) на свободной боковой поверхности

Проведена оценка продольной устойчивости заготовки с учетом ее начальных несовершенств (начальный изгиб и эксцентричность приложения деформирующей силы) и характеристик обрабатываемого металла. Определены основные требования к исходной заготовке и деформирующему инструменту Установлено, что продольная устойчивость заготовки в штампе для поперечного выдавливания определяется устойчивостью свободно осаживаемой части заготовки. Отношение длины свободной части заготовки к ее диаметру Ho/do, при нормируемых изгибе и эксцентричности приложения деформирующей силы, не должно превышать 2,3 Фактически это отношение при штамповке закладных болтов составляет 2,15. Отношение полной длины заготовки к ее диаметру может быть значительно больше (2,5 - 4,5). Ограничение этого отношения определяется только пластичностью деформируемого материала

При штамповке заклепок отношение высоты выдавливаемой части заготовки к ее диаметру составляет 2,73, поэтому для штамповки такого

изделия использовали на первой операции процесс поперечного выдавливания с ходом пуансона 13 мм, а на второй - деформирование плоским пуансоном с ходом 5,3 мм. В результате расчетов находили основные распределенные характеристики напряженно-деформированного состояния: поля интенсивностей напряжений, деформаций, скоростей деформаций, значения Ко крофта- Л атам а.

По завершении процесса поперечного выдавливания максимальные значения интенсивности напряжений составляют 665 МПа и увеличиваются до 683 МПа после высадки плоским пуансоном. Интенсивности деформации после первой операции достигают 1,5, далее увеличиваясь до 2,5. Интенсивности скоростей деформации составляют 0,8 с"1 (рис. 7). Показатель Кокрофта-Латама достигает 0,80. Такие значения наблюдаются на всей боковой поверхности головки с глубиной проникновения 0,7-0,8 мм. Таким образом, на поверхности металла вероятно появление мелких трещин, что не противоречит техническим условиям изготовления заклепок.

0 250 0 8Ü0

Рис. 7. Поля интенсивностей скоростей деформаций (с"1) на промежуточной (а) и окончательной (б) стадиях изготовления заклепки

Результаты исследования приняты к использованию ría ОАО «ММК-МЕТИЗ» при совершенствовании технологии производства закладных болтов холодной объемной штамповкой па многопозиционных автоматах, а также при разработке технологии изготовления заклепок с увеличенной головкой па холодновысадочном автомате АА1219Б.

Предлагаемая технологическая схема производства закладных болтов включает следующие операции: подача металла и отрезка заготовки; Предварительная высадка головки (формирование головки с помощью поперечного выдавливания заготовки с отношением длины высаживаемой части к ее диаметру 3,15 со степенью деформации 32% и с помощью плоского пуансона со степенью деформации 46%), окончательная высадка головки и выдавливание подголовка, обрезка головки, накатка резьбы (рис. 8). Для осуществления процесса поперечного выдавливания разработан штамп, который защищен патентом РФ.

Рис 8 Схема технологического процесса изготовления закладных болтов

Технология изготовления заклепок включает следующие операции (рис 9)

1 Подача металла и отрезка заготовки

2 Предварительная высадка головки (формирование головки с помощью поперечного выдавливания заготовки с отношением длины заготовки к ее диаметру 2,67 со степенью деформации 75%),

3. Окончательная высадка головки.

Рис 9. Технологический процесс изготовления заклепок за два удара

В ООО «Магнитогорский научный информационно-технический центр» приняты к использованию пакеты разработанных прикладных про-

грамм расчета напряженно-деформированного состояния металла для процессов получения закладных болтов и заклепок с увеличенной головкой

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведены исследования процесса производства стержневых изделий с увеличенной головкой методом поперечного выдавливания на основе адаптированной математической модели При этом получены следующие основные результаты

1. Для исследования формоизменения металла при поперечном выдавливании выбрана и адаптирована трехмерная конечно-элементная математическая модель, основанная на вариационном принципе Лагранжа. С ее помощью получена количественная информация о процессе деформирования в штампах для поперечного выдавливания. Указанная информация включает распределенные и интегральные характеристики. Анализ полученных данных позволил проанализировать распределение интенсивности напряжений, деформаций и ее скорости по объему головки стержневого изделия, которые позволяют определить основные требования к заготовке и деформирующему инструменту.

2 Определено критическое значение показателя Кокрофта-Латама при поперечном выдавливании выполнением серии вычислительных и физических экспериментов данного процесса для заготовок в виде стержней из стали марки 20, диаметром 5,25 мм, с различным отношением высоты выдавливаемой части к диаметру. Данное значение составило 0,54 Показано, что при дальнейшем увеличении степени деформации на 7% значения показателя Кокрофта-Латама снижаются в 1,6 раза по сравнению со значением на свободной поверхности за счет действия внутренних стенок матрицы

3 Выполнено сравнение результатов вычисления ресурса пластичности по методикам Кокрофта-Латама и Колмогорова-Богатова, которое показало, что их расхождение не превышает 8%. Такое отклонение позволяет говорить об адекватности используемой модифицированной математической модели, адаптированной к процессу поперечного выдавливания металла

4 На основе анализа технологического процесса изготовления головок стержневых изделий с помощью конечно-элементного моделирования усовершенствована технология изготовления закладных болтов для железнодорожного пути холодной объемной штамповкой, включающая операцию поперечного выдавливания со степенью деформации 32%, осадку плоским пуансоном — 46%, окончательную высадку головки, обрезку головки и накатку резьбы.

5 Разработана новая конструкция штампа для поперечного выдавливания головок стержневых изделий, обеспечивающая значительное повышение устойчивости заготовки и позволяющая существенно повысить реализуемость разработанных технологических режимов Выполнение пуансона ко-

нической формы с углом до 2° обеспечивает его фиксацию в вертикальной плоскости (Пат №49474 РФ)

6 В результате моделирования процесса поперечного выдавливания усовершенствована технология изготовления заклепок с увеличенной головкой из калиброванного металла диаметром 7,8 мм в две операции. При этом на первой операции применяется процесс поперечного выдавливания со степенью деформации 75 %, а на второй - штамповка плоским пуансоном со степенью деформации 43 %

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Пат. 49474 Российской Федерации, МПК7 В 21 J 5/08. Штамп для высадки стержневых изделий [Текст] / Артюхин В И, Белан О А., Малышева М С , заявитель и патентообладатель ОАО «Магнитогорский метизно-металлургический завод». - 2005113042/22, заявл 28 04.2005; опубл 27 11.2005, Бюл. № 33 -1 с ил

2. Белан А К, Малышева М.С. Сохранение продольной устойчивости цилиндрических заготовок при получении стержневых изделий с головками увеличенных размеров [Текст] // Молодежь Наука Будущее Сб науч тр студентов / Под ред Л.В Радионовой - Вып 3., Ч 1 Магнитогорск. МГТУ, 2004.-С 44-48

3 Белан АК, Малышева М.С. Математическая модель формоизменения металла при поперечном выдавливании [Текст] // Вестник МГТУ им. Г И Носова 2006 № 1 -С 11-13.

4 Паршин, В Г Исследование процесса холодной высадки изделий с увеличенной головкой [Текст] / В Г Паршин, А К Белан, М.С Малышева и др. // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг Сб докл Т 1 Магнитогорск МГТУ, 2004 С 218-220

5 БеДан А К, Малышева М С Анализ напряженно-деформированного состояния металла при изготовлении стержневых изделий методом поперечного выдавливания [Текст] // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг: Сб докл -Магнитогорск ГОУ ВПО «МГТУ», 2006 -Т.1 -С. 237-241

6. Белан А К, Малышева М С Исследование параметров НДС при формообразовании головки стержневого изделия [Текст] // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион сб науч. тр / Под ред Железкова О.С Вып 7. Магнитогорск ГОУ ВПО «МГТУ», 2006 С. 259263

7. Белан А К, Малышева М С. Интенсификация процесса поперечйого выдавливания на основе использования ресурса пластичности металла [Текст] // Международный промышленный Форум-выставка «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении»: Материалы Форума-выставки Программа Каталог. Сборник

докладов / Международный союз «Металлургмаш» (Москва), Центр Международной Торговли Челябинск (Челябинск). - Челябинск, 2007. С. 112113.

8. Паршин, В.Г Влияние величины начального изгиба и эксцентрического приложения деформирующей силы на устойчивость цилиндрических заготовок при высадке [Текст] / В.Г. Паршин, В И Артюхин, М С. Малышева и др. // Кузнечно-штамповочное производство. -2005. -№6. -С 3-7 (издание, включенное в список ВАК).

9. Паршин, В.Г. Исследование устойчивости цилиндрических заготовок, имеющих начальные несовершенства, при холодной объемной штамповке [Текст] / В.Г. Паршин, А К. Белан, М.С. Малышева и др. И Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: Международный сб. науч. тр. / Под ред Н.Н. Огаркова Магнитогорск ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. -С. 110-116.

10. Паршин, В Г. Методика определения усилий при поперечном выдавливании [Текст] / В.Г. Паршин, А.К Белан, М.С. Малышева и др // Вестник МГТУ им. Г И. Носова. 2006. № 1 - С 27-31

11 Паршин, В.Г. Применение штампов с подпружиненными пуансонами при освоении новых видов крепежных изделий на ОАО «ММК-МЕТИЗ» [Текст] / В.Г.Паршин, А.К. Белан, М С.Малышева и др. // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг.- Сб. докл - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. -Т 1.-С. 248-252

12. Паршин, В Г Штампы с подпружиненными пуансонами и их применение при освоении производства крепежных изделий с увеличенными головками на ОАО «ММК-метиз» [Текст] / В.Г Паршин, А К Белан, М.С Малышева и др. // МЕТИЗ, 2006. - 1. -С. 21-23.

13. Белан А.К, Малышева М.С Развитие теории и совершенствование технологии холодной объемной штамповки методом поперечного выдавливания [Текст] // Бюллетень «Черная металлургия». 2007. № 5. С. 60-65.

14. Белан А.К., Малышева М.С. Повышение эффективности технологии холодной объемной штамповки [Текст] // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения Международный сб науч. тр / Под ред. НН. Огаркова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006 -С 104-108

15. Белан А К., Малышева М.С Совершенствование процесса предварительной высадки головки стержневых изделий при холодной объемной штамповке [Текст] // Наука и производство Урала. Сборник трудов межрегиональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых -Новотроицк НФ МИСиС, 2005.-С 4-7

Подписано в печать 20 09 07 Формат 60x84 1/16 Бумага тип №1

Плоская печать Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ 543

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Введение

Глава 1. Анализ существующих методов изготовления и исследования при деформировании головок стержневых изделий

1.1. Методы изготовления головок стержневых изделий и пути повышения их эффективности

1.2. Анализ методов исследования процессов формоизменения при холодной объемной штамповке

1.3. Методы прогнозирования разрушения металла при холодной объемной штамповке

1.4. Выводы и задачи исследования

Глава 2. Анализ формоизменения металла при поперечном выдавливании

2.1. Описание трехмерной упругопластической математической модели определения напряженно-деформированного состояния

2.2. Методика проведения численного исследования формоизменения при поперечном выдавливании головок стержневых изделий

2.3. Анализ НДС металла при поперечном выдавливании заготовки

2.4. Экспериментальная проверка адекватности модели

2.5. Выводы

Глава 3. Прогнозирование разрушения металла при поперечном выдавливании

3.1. Методика определения показателя напряженно-деформированного состояния

3.2. Определение запаса пластичности при поперечном выдавливании по методике Кокрофта-Латама

3.3. Определение запаса пластичности по методике Колмогорова

3.4. Сопоставление результатов прогнозирования разрушения

3.5. Выводы

Глава 4. Анализ технологических процессов изготовления стержневых изделий и разработка рекомендаций по промышленной реализации результатов исследований

4.1. Область применения и конструкция стержневых изделий с увеличенной головкой

4.2. Исследование процесса поперечного выдавливания при изготовлении закладных болтов

4.2.1. Выбор исходных данных

4.2.2. Методика проведения численного исследования

4.2.3. Результаты моделирования '

4.2.4. Анализ НДС деформирующего инструмента

4.2.5. Влияние величины начального изгиба и эксцентричности приложения деформирующей силы на устойчивость при поперечном выдавливании головок закладных болтов

4.2.6. Разработка рекомендаций по практической реализации результатов исследований в условиях КПЦ ОАО «ММК-МЕТИЗ»

4.3. Исследование процесса изготовления заклепок с увеличенной головкой

4.3.1. Выбор исходных данных

4.3.2. Методика проведения численного исследования

4.3.3. Результаты моделирования

4.3.4. Разработка технологии изготовления заклепок с увеличенной головкой

4.4. Практическое опробование и использование результатов работы

4.5. Выводы 115 Заключение 117 Список литературы 119 Приложения

Повышение эффективности производства металлоизделий является одним из приоритетных направлений развития черной металлургии. Неотъемлемым условием плодотворной деятельности предприятий в условиях существующей системы рыночных отношений становится сочетание эффективности производства с его низкими издержками и соответственно сниженной себестоимостью. Только в этих условиях возможно получение высококачественной конкурентоспособной продукции.

Развитие таких отраслей промышленности, как машиностроение, автомобилестроение, железнодорожный транспорт, строительство, определяет растущий спрос на крепежные изделия, которые должны соответствовать требованиям, предъявляемыми потребителями. От выбора способа изготовления такой продукции зависит уровень качества, себестоимость, производительность и, в конечном итоге, экономическая стабильность самого предприятия во внешней среде. Поэтому важным является проведение исследований по анализу различных технологических схем производства, выбору наиболее рациональных из них, моделированию процессов производства в таких условиях и разработке конкретных технологических рекомендаций и устройств по практической реализации предлагаемых способов.

Работа посвящена актуальной проблеме совершенствования процессов изготовления стержневых изделий с увеличенной головкой при холодной объемной штамповке. Основной сложностью при этом является обеспечение продольной устойчивости заготовки. Выполненные ранее исследования показали, что для устранения этого недостатка применяют различные технические и технологические приемы, наибольшее распространение из которых в последнее время получил процесс поперечного выдавливания. Данный способ позволяет получать изделия из заготовки с отношением высоты высаживаемой части к ее диаметру более 2,3. При этом максимально возможное значение ограничено ресурсом пластичности металла. Большое количество исследований проводилось для схемы свободной высадки. Процесс получения головок методом поперечного выдавливания в настоящее время мало изучен. Представляет интерес определение предельных степеней деформации, обеспечивающих штамповку головок без разрушения.

Моделированию и развитию процессов производства стержневых изделий с головками увеличенного размера и посвящена настоящая работа, структура которой представлена на рис. 1.

Целью настоящей работы является повышение эффективности технологии поперечного холодного выдавливания на основе моделирования процесса деформирования. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- адаптировать математическую модель определения напряженно-деформированного состояния (НДС), основанную на методе конечных элементов, к процессу поперечного выдавливания;

- используя адаптированную модель, провести исследование НДС процесса поперечного выдавливания головок стержневых изделий;

- провести экспериментальное исследование процесса поперечного выдавливания и сравнить теоретические и практические результаты по геометрическим и энергосиловым параметрам.

- на основе адаптированной математической модели выполнить оценку запаса пластичности при поперечном выдавливании;

- применить результаты моделирования для анализа формоизменения и запаса пластичности при деформировании головок стержневых изделий в промышленных условиях;

- на основании анализа использования запаса пластичности разработать рекомендации по совершенствованию технологии и инструмента для поперечного выдавливания.

В первой главе работы представлена классификация стержневых изделий с головками увеличенного размера, рассмотрены особенности их изготовления и исследования различными методами. Показано, что в известных исследованиях по данному направлению имеются недостатки, снижающие эффективность рассматриваемой технологии. На основе анализа уровней развития процессов производства таких изделий и существующих проблем в первой главе выполнена постановка цели и задач исследования.

Рис. 1. Структура диссертационной работы

Во второй главе представлен анализ формоизменения металла при поперченном выдавливании на основе адаптированной трехмерной конечно-элементной математической модели. Показана ее адекватность. Представленная математическая модель указанного выше процесса в дальнейшем была использована для исследования его закономерностей и отыскания рациональных технологических параметров.

Третья глава диссертации посвящена прогнозированию разрушения металла при поперечном выдавливании с использованием показателя Кок-рофта-Латама. Проводили серию вычислительных и натурных экспериментов. Определено критическое значение показателя напряженного состояния путем исследования боковых поверхностей сформированных в процессе физического эксперимента головок. Проведено сравнение результатов вычисления ресурса пластичности по показателю Кокрофта-Латама и коэффициента использования запаса пластичности по методике Колмогорова и Смирнова-Аляева, позволившее говорить об адекватности используемой модифицированной математической модели.

Четвертая глава посвящена анализу технологических процессов изготовления стержневых изделий и разработке рекомендаций по промышленной реализации результатов исследований. Разработаны технологии изготовления закладных болтов за пять операций с использованием поперечного выдавливания и заклепок с увеличенной головкой из калиброванного металла за две операции. Представлены выполненные на уровне полезных моделей технические решения, направленные на совершенствование процесса поперечного выдавливания.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ДЕФОРМИРОВАНИИ ГОЛОВОК СТЕРЖНЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

4.5. Выводы

1. Анализ НДС при поперечном выдавливании головок закладных болтов показал, что на первой операции нормальные напряжения на стенке матрицы в некоторых случаях могут превышать допустимые значения. В связи с этим предложено уменьшить степень деформации с 48% до 32%.

2. Исследование поперечного выдавливания металла при изготовлении закладных болтов показало, что возможно обеспечить снижение вероятности появления трещин на боковой поверхности головки на стадии поперечного выдавливания. При этом обеспечивается примерно двойной запас пластических свойств на последующие технологические операции.

3. Значения нормальных напряжений на стенке матрицы при этом достигают величины 813 МПа. Для инструментальной углеродистой стали предельное напряжение на сжатие 1900 МПа. Таким образом имеется достаточный запас прочности материала матрицы по напряжениям, что приведет к увеличению стойкости деформирующего инструмента. Максимальные значения упругой деформации достигают величины 4,54 х 10"3 мм.

4. Усовершенствована технология изготовления закладных болтов для железнодорожного пути холодной объемной штамповкой, включающая операцию поперечного выдавливания со степенью деформации 32%, осадку плоским пуансоном - 46%, окончательную высадку головки, обрезку головки и накатку резьбы.

5. Запатентован штамп для поперечного выдавливания головок стержневых изделий, позволяющий существенно повысить реализуемость разработанных технологических режимов.

6. Анализ устойчивости заготовки в штампе для поперечного выдавливания при изготовлении головки закладного болта показал, что отношение длины свободной части заготовки к ее диаметру, при нормируемых изгибе заготовке и эксцентричности приложения деформирующей силы, не должно превышать 2,3. Фактически это отношение составляет 2,15, что говорит о реализуемости предложенного процесса с точки зрения устойчивости.

7. Усовершенствована технология изготовления заклепок с увеличенной головкой из калиброванного металла диаметром 7,8 мм в две операции. При этом на первой операции применяется процесс поперечного выдавливания, а на второй - плоский пуансон.

8. Данная технологическая схема обеспечивает получение заклепок, соответствующих требованиям ТУ14-198-27-83 и, следовательно, может быть рекомендована для изготовления таких изделий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведены исследования процесса производства стержневых изделий с увеличенной головкой методом поперечного выдавливания на основе адаптированной математической модели. При этом получены следующие основные результаты:

1. Для исследования формоизменения металла при поперечном выдавливании выбрана и адаптирована трехмерная конечно-элементная математическая модель, основанная на вариационном принципе Лагранжа. С ее помощью получена количественная информация о процессе деформирования в штампах для поперечного выдавливания. Указанная информация включает распределенные и интегральные характеристики. Анализ полученных данных позволил проанализировать распределение интенсивности напряжений, деформаций и ее скорости по объему головки стержневого изделия, которые позволяют определить основные требования к заготовке и деформирующему инструменту.

2. Определено критическое значение показателя Кокрофта-Латама при поперечном выдавливании выполнением серии вычислительных и физических экспериментов данного процесса для заготовок в виде стержней из стали марки 20, диаметром 5,25 мм, с различным отношением высоты выдавливаемой части к диаметру. Данное значение составило 0,54. Показано, что при дальнейшем увеличении степени деформации на 7% значения показателя Кокрофта-Латама снижаются в 1,6 раза по сравнению со значением на свободной поверхности за счет действия внутренних стенок матрицы.

3. Выполнено сравнение результатов вычисления ресурса пластичности по методикам Кокрофта-Латама и Колмогорова-Богатова, которое показало, что их расхождение не превышает 8%. Такое отклонение позволяет говорить об адекватности используемой модифицированной математической модели, адаптированной к процессу поперечного выдавливания металла.

4. На основе анализа технологического процесса изготовления головок стержневых изделий с помощью конечно-элементного моделирования усовершенствована технология изготовления закладных болтов для железнодорожного пути холодной объемной штамповкой, включающая операцию поперечного выдавливания со степенью деформации 32%, осадку плоским пуансоном - 46%, окончательную высадку головки, обрезку головки и накатку резьбы.

5. Разработана новая конструкция штампа для поперечного выдавливания головок стержневых изделий, обеспечивающая значительное повышение устойчивости заготовки и позволяющая существенно повысить реализуемость разработанных технологических режимов. Выполнение пуансона конической формы с углом до 2° обеспечивает его фиксацию в вертикальной плоскости (Пат. № 49474 РФ).

6. В результате моделирования процесса поперечного выдавливания усовершенствована технология изготовления заклепок с увеличенной головкой из калиброванного металла диаметром 7,8 мм в две операции. При этом на первой операции применяется процесс поперечного выдавливания со степенью деформации 75 %, а на второй - штамповка плоским пуансоном со степенью деформации 43 %.

1. Биллигман И. Высадка и другие методы объемной штамповки: Справочное руководство по штамповке сталей и цветных металлов в холодном и горячем состоянии при серийном и массовом производствах. М.: Машгиз, 1960. - 468 с.

2. Холодная объемная штамповка. Справочник. Под ред. Г.А.Навроцкого. М.: Машиностроение, 1973. - 496 с.

3. Васильев С.П. Производство крепежных изделий. М.: Металлургия, 1981.-104 с.

4. Владимиров Ю.В., Герасимов В.Я. Технологические основы холодной высадки стержневых крепежных изделий. М.: Машиностроение, 1984. -120 с.

5. Шварцман Я.О., Копылов-Хейфец С.И. Пути улучшения технологических параметров холодной высадки и объемной штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. 1977. № 6. С. 36-38.

6. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металлов. М.: Машгиз, 1951.-310 с.

7. Шахпазов Х.С., Недовизий И.Н., Ориничев В.И. и др. Производство метизов. М.: Металлургия, 1977. - 392 с.

8. Петриков B.C., Власов А.П. Прогрессивные крепежные изделия. М.: Машиностроение, 1991. - 256 с.

9. Мокринский В.И. Производство болтов холодной объемной штамповкой. М.: Металлургия, 1978. - 71 с.

10. Мокринский В.И., Железков О.С. Новые прогрессивные виды и технологические процессы изготовления крепежных изделий // Ин-т «Черме-тинформация» (Обзор, информ. сер. «Метизное производство». Вып. 2). -М., 1990. 22 с.

11. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер. с англ. / Под ред. Г.С. Шапиро. 2-е изд. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 560 с.

12. Ясинский Ф.С. Избранные работы по устойчивости сжатых стержней. М. - Л.: Гостехиздат, 1952. - 137 с.

13. KARMAN ТН. MITTEILUNGEN FUR FORCHUNGSARBEITEN, V.D.I., Н.81.1910.

14. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.: Гостехиздат, 1946.-532 с.

15. Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. М.: Наука, 1971.-880 с.

16. Ржаницин А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. М.: Гостехиздат, 1955. - 475 с.

17. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. М., 1967. -984 с.

18. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Наука, 1967. - 420 с.

19. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

20. Смирнов-Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. М.: Машгиз, 1956. - 368 с.

21. Смирнов-Аляев Г.А., Кроха В.А. О продольной устойчивости при осадке образцов с торцевыми цилиндрическими выточками, заполненными смазкой //Проблемы прочности. 1973. № 1. С. 119 - 121.

22. Томсен Э., Янг К., Кабояши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. -М.: Машиностроение, 1969. 503 с.

23. Овчинников А.Г., Грайфер А.Х. Влияние конфигураций формовочногоперехода на устойчивость заготовок при высадке //Кузнечно-штамповочное производство. 1974. № 12. С. 3 - 5.

24. Овчинников А.Г., Грайфер А.Х. Устойчивость промежуточного набора при высадке // Кузнечно-штамповочное производство. 1976. № 2. С. 12-14.

25. Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х т /Ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987. - Т.З. Холодная объемная штамповка /Под ред. Г.А. Навроцкого, 1987. - 384 с.

26. Аркулис Г.Э., Паршин В.Г., Герасимов В.Я. Устойчивость цилиндрических заготовок при холодной высадке //Бюл. ин-та «Черметинформа-ция». 1972. № 17. С. 45-47.

27. Паршин В.Г., Герасимов В.Я. Устойчивость промежуточных заготовок при окончательной холодной высадке // Бюл. ин-та «Черметинформация». 1973. № 10. С. 45-47.

28. Паршин В.Г., Картк Б.Р. К расчету устойчивости цилиндрических заготовок при холодной высадке // Кузнечно-штамповочное производство. 1968. № 11.-С. 6-8.

29. Герасимов В.Я., Паршин В.Г. Устойчивость конических заготовок при холодной высадке // Бюл. ин-та «Черметинформация». 1972. № 11. С. 49 -50.

30. Патент 2138360 РФ, В21К1/00. Способ штамповки шарового пальца / О.С. Железков, И.Г. Гун, Д.В. Кривощапов Опубл. Б.И. № 27,1999.

31. Совершенствование технологии изготовления шаровых пальцев автомобилей / И.Г. Гун, О.С. Железков, И.А. Михайловский, Д.В. Кривощапов // Черная металлургия. Бюлл. 2000. № 11-12. С. 60-62.

32. Поляков М.Г., Паршин В.Г., Герасимов В.Я., Железков О.С. Влияние качества реза заготовок на точность холодновысадочных стержневых изделий // Бюллетень ин-та «Черметинформация», 1974, № 3, С. 49-50.

33. Железков О.С. Исследование энергосиловых параметров процессов холодной высадки и точности стержневых крепежных изделий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Магнитогорск, 1979,192 е.;

34. Паршин В.Г., Железков О.С. Определение усилий холодной объемной штамповки осесимметричных деталей // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. №3. С. 86-89.

35. Паршин В.Г., Поляков М.Г., Железков О.С. Метод определения усилия холодной высадки головок болтов и винтов // Бюллетень ин-та «Черметинформация». 1975. № 12. С. 48-49.

36. Освоение производства новых видов крепежных изделий для железнодорожных путей /А.В. Титов, В.В. Веремеенко, О.А. Белан и др.//Труды пятого конгресса прокатчиков. М. 2004. - С. 407 - 410.

37. Герасимов В.Я. Исследование и расчет технологических переходов при холодной высадке стержневых изделий с головками. Автореферат канд. дис. Магнитогорск, 1973. - 24 с.

38. А.с. СССР 1252010, МПК В 21 J 5/08. Способ изготовления шаровых пальцев / И.К. Букин-Батырев, И.А. Быков, С.А. Кириллов. 3838592/25

39. Опубл. 07.08.86. Бюл. № 29.

40. А.с. СССР 1248717, МПК В 21 J 5/08. Способ изготовления изделий типа стержня с утолщением/ Ю.И. Никитин, A.M. Казаринов, И.В. Кир-шин и др. -3838592/25-27. Опубл. 07.08.86. Бюл. № 29.

41. А.с. СССР 1648617, МПК В 21 J 5/06. Способ изготовления изделий с головками из стержневых заготовок/ А.В. Григорьев, Е.Г. Шингель, А.А. Михайлов, В.В. Егоров. -4685006/27. Опубл. 15.05.91. Бюл. №18.

42. Кузнечно-штамповочное оборудование / А.Н. Банкетов, Ю.А. Бочаров, Н.С. Добринский и др. / Под ред. А.Н. Банкетова, Е.Н. Ланского. 2 изд. М.: Машиностроение, 1982. 429 с.

43. Опыт изготовления крепежных изделий повышенной прочности / А.В. Титов, В.Л. Трахтенгерц, В.И. Артюхин // Черная металлургия: бюллетень НТиЭИ / ин-т «Черметинформация». 2004. - №8. - С. 62-67.

44. Белан О.А. Совершенствование технологии холодной штамповки стержневых изделий с увеличенной головкой на основе разработки рациональных условий деформирования: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2005. - 129 с.

45. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа. 1969. -608 с.

46. Храстианович С.А. Плоская задача математической теории пластичности при внешних силах, заданных на замкнутом контуре, математический сборник, Новая серия, Т. 1, вып. 4, 1936.

47. L. PRANDTL. ZEITS. ANG. MATH. MECH., 1923.

48. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургиз-дат, 1960. Т. 1-3.

49. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. -М.: Машгиз, 1955. 230 с.

50. Унксов Е.П. Инженерные теория пластичности. М.: Машгиз, 1959. -238 с.

51. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. -М.: Машиностроение, 1971. 424 с.

52. Рыбин Ю.И., Рудской А.И., Золотов A.M. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов давлением. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. - 643 с.

53. Бахвалов Н.С. Численные методы. -М.: Наука, 1975.

54. Микеладзе Ш.Е. Численные методы математического анализа. М.: Гостехиздат, 1953.

55. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы (введение в теорию). -М.: Наука, 1973.

56. Мили В.Э. Численный анализ. -М.: ИЛ, 1951.

57. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1972.

58. Михлин С.Г. Численная реализация вариационных методов. М.: Наука, 1966.

59. Хайкин Б.Е., Тарновский И.Я. К вопросу использования метода Ритца в вариационных задачах //Тр. УПИ. № 162. Свердловск, 1967.

60. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. -230 с.

61. Argiris I.H. Energy theorems and structural analysis Aircraft Engineering //General theory. 1954. Vol. 27.

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

63. Тулупов С.А. Методы исследования напряженно-деформированногосостояния в процессах обработки металлов давлением. Свердловск, 1977.

64. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов. М.: Металлургия, 1989. - 176 с.

65. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986.-688 с.

66. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. -М.: машиностроение, 1968. 192 с.

67. Лебедев А.А., Ковальчук Б.И., Гигиняк П.Ф., Ломашевский В.П. Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии: Справочник. Киев: Наукова думка, 1983. - 360 с.

68. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

69. Инденбом В.Л., Орлов А.И. Долговечность материалов под нагрузкой и накопление повреждений //ФМН. 1977. Т. 43. Вып. 3. С. 469 492.

70. Булат С.И., Тихонов А.С., Дубровин А.К. Деформируемость структурно неоднородных сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1975. - 352 с.

71. Степанов В.А. Роль деформации в процессе разрушения твердых тел //Проблемы прочности и пластичности металлов: Сб. науч. тр. (ЛФТИ). -Л: Наука, 1979.-С. 10-26.

72. Пластичность и разрушение. Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: Металлургия, 1977.-336 с.

73. Черепанов Г.П., Ершов ЛВ. Механика разрушения. М.: Машиностроение, 1977. - С. 6 - 8.

74. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургиз-дат, 1960.

75. Зайков М.А., Перетятько В.Н. Критерий пластичности при обработке металлов давлением // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1959, № 8, С. 75-86.

76. МакКлинток Ф.А. Критерий вязкого разрушения, обусловленного ростом пор //Прикладная механика: Труды американского общества инженеров-механиков. М.: Мир, 1968. № 4. С 324 - 334.

77. Cocrofi, M.G. & Latham, D.J. 1968. Ductility and the workability of metals. J. Inst. Metals, No 96,33-40.

78. Cocrofl, M.G. 1968. Ductility. ASM, Metals Park, Ohio, 199-203.

79. Региль В.P., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел //УФН. 1972. Т. 106. Вып. 2. С. 193 - 227.

80. Колмогоров B.JI. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970.-229 с.

81. Серенсен С.В., Кочаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машгиз, 1963. - 451 с.

82. Тивен. П., Твиклер Р., Фоксен И., Внегенрот К. Способы числового моделирования для разработки технологических процессов // Черные металлы. -М.: Металлургия, 1992, №4. -С. 37-43.

83. Дьяконов Е.Г. Численные методы в механике сплошной среды // Новосибирск, изд. АН СССР, 1976, т.7, №5. -С. 14-78.

84. Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности. -М.: изд. МГУ, 1981.-344 с.

85. Гун Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1983. -352 с.

86. Песин A.M. Моделирование и развитие процессов асимметричного деформирования для повышения эффективности листовой прокатки // Ав-тореф. докт. дис. -Магнитогорск: МГТУ, 2003.

87. Копп Р, Домен П.М. Моделирование и проектирование процессов прокатки при помощи метода конечных элементов // Черные металлы. -М.: Металлургия, 1990, №7. -С. 62-68.

88. Mori К., Osakada К. Finite Element Simulation of Tree-Dimensional Deformation in Shape Rolling, Int. J. Numer. Meth. Eng., 30, 1990,1431-1440.

89. Васидзу Кюитри. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. -М.: Мир, 1987, 542 с.

90. Марочник сталей и сплавов / Под ред. Зубченко А.С. М.: Машиностроение, 2001. - 672 с.

91. Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х т/Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987. - т. 3. Холодная объемная штамповка / Под ред. Г.А. Навроцкого, 1987. - 384 с.

92. Белан А.К., Малышева М.С. Математическая модель формоизменения металла при поперечном выдавливании // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. №1.-С. 11-13.

93. Соломонов К.Н. Автоматизированное проектирование инструмента и технологий объемной штамповки (обзор) // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2003. №8. С. 42-47.

94. О некоторых особенностях производства закладного болта / В.В. Ве-ремеенко, Е.Н. Гусева, В.И. Артюхин и др. // Эффективные технологии производства метизов: Сб. науч. тр. / Под ред. Тефтелева Е.Н. Магнитогорск: МГТУ, 2001. С. 81-84.

95. Анализ напряженно-деформированного состояния металла при изготовлении стержневых изделий методом поперечного выдавливания /

96. A.К. Белан, М.С. Малышева // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг.: Сб. докл. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. - Т.1. - С. 237-241.

97. Влияние величины начального изгиба и эксцентрического приложения деформирующей силы на устойчивость цилиндрических заготовок при высадке / В.Г. Паршин, В.И. Артюхин, М.С. Малышева и др. // Кузнечно-штамповочное производство. -2005. -№6. -С. 3-7.

98. Исследование устойчивости цилиндрических заготовок, имеющих начальные несовершенства, при холодной объемной штамповке /

99. B.Г. Паршин, А.К. Белан, М.С. Малышева и др. // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения: Международный сб. науч. тр. / Под ред. Н.Н. Огаркова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. -С. 110-116.

100. Методика определения усилий при поперечном выдавливании / В.Г. Паршин, А.К. Белан, М.С. Малышева и др. // Вестник МГТУ им.

101. Г.И. Носова. 2006. № 1. С. 27-31.

102. Штампы с подпружиненными пуансонами и их применение при освоении производства крепежных изделий с увеличенными головками на ОАО «ММК-МЕТИЗ» / В.Г.Паршин, А.К. Белан, М.С.Малышева и .др. // МЕТИЗ, 2006.-1.-С. 21-23.

103. Белан А.К., Малышева М.С. Развитие теории и совершенствование технологии холодной объемной штамповки методом поперечного выдавливания // Бюллетень «Черная металлургия». 2007. № 5. С. 60-65.

104. Пат. 49474 РФ, МПК7 В 21 J 5/08. Штамп для высадки стержневых изделий / В.И.Артюхин, О.А.Белан, М.С.Малышева (РФ). -2005113042/22. Опубл. 27.11.2005. Бюл. № 33.