автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение качества и производительности безотходного процесса получения кольцевых деталей в машиностроении



БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

БУГАЕВ Александр Анатольевич

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БЕЗОТХОДНОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

С5.02.08 — Технология машиностроения 05.03.05 — Процессы и машины обработки давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1992

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, академик АН ?Б Ящерицын П.И.

доктор технических наук, профессор Жданович Г.М., кандидат технических наук, ¿едущий научный сотрудник Юрьев II.И.

Ведущее предприятие

- производственное объединение "БелавтоМАЗ".

ОС

Защита состоится г. в часов на

заседании специализированного совета Д 056.02.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г.Минск, проопект Ф.Скорины, 65, корп.1, ауд. 202. С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан "¿V" 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

II.В.Коновалов

(сГ)Ьвлорусскня государственная политехническая академия, Т9Э,1

_ - - - ! ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■'.'"/ - |

- "-"Л'-к туальность работы. Развитие современного машиностроения определяет необходимость широкого внедрения в производство безотходных и ресурсосберегающих методов изготовления деталей. Особое значение приобретают технологии для производства массовых деталей машиностроения, например, типа колец.

Рациональное использование материалов, уменьшение технологических отходов в металлообработке, снинение трудоемкости изготовления деталей могут быть достигнуты применением методов пластического формообразования.

К новым ресурсосберегающим технологиям относятся процессы, основанные на пластическом формировании заготовок локализованным очагом деформации, в частности, процесс холодной торцовой раскатки. Достоинством данного процесса является высокая производительность и широкие технологические возможности.

Успешное освоение и внедрение в производство указанного процесса в существенной мере зависит от разработки методики оценки технологичности деталей (технологической возможности получения кольцевых деталей сложного профиля холодным формообразованием -торцовой раскаткой), определения энергосиловых параметров процесса и исследования напряженно-деформированного состояния в очаге контакта. Необходимо также создание высокостойкого и надежного . инструмента. Кроме того, разработку метода формообразования заготовок локализованным очагом деформации - торцовой раскаткой необходимо проводить в комплексе с предварительными операциями резки и гибки заготовки в кольцо.

Цель диссертационной работы. Обеспечение качества и производительности безотходного процесса получения кольцевых деталей локализованным очагом деформации на осно-■ ве определения оптимальных энергосиловых параметров для изготовления изделий с требуемыми эксплуатационными характеристиками.

Общая методика исследований. Теоретические исследования выполнялись с применением аппарата теории упругости, дифференциального и интегрального исчислений, научных положений технологии машиностроения и обработки металлов давлением. Экспериментальные исследования осуществлялись с использованием современной измерительно!!, контрольно-рзгистрирущей аппаратуры, а также специально разрпботниннх устройств.

Обработка результатов исследований проводилась с применением методов теории вероятности' и математической статистики, а такие с использованием 1ВМ РС/ЛТ-286 (язык программирования -

ОМ-&А$1С).

Научная новизна. Разработаны основные теоретические положения безотходного изготовления кольцевых дата-лей локализованным очагом деформации с учетом технологических факторов процесса (схемы течения материала, условий контактного трения, длины зоны контакта, диаметра деформирующего ролика, упрочнения материала заготовки и др.).

Установлена количественная взаимосвязь между технологическими режимами и энергосиловыш параметрами безотходного процесса.

Показано влияние технологического наследования предварительных операций безотходного технологического процесса на выходные параметры качества кольцевых деталей.

Практическая-значимость. Разработана инженерная методика оценки возможности получения кольцевых деталей сложного сечения безотходной технологией.

Определены параметры инструмента, оптимальные с точки зрения экономии инструментальной стали.

Разработан технологический процесс безотходного получения кольцевых деталей с заданным качеством поверхностей.

Разработаны и защищены авторскими свидетельствами ряд способов и конструкций устройств для реализации безотходного технологического процесса (а.с. 1362551, 1382558, 1428495, 1559532, 1584228, 1639848 и др.).

Реализация работы. Безотходный технологический процесс изготовления кольцевых деталей внедрен на Минском тракторном заводе для детали трактора "Беларусь" 85-2407043 с га довым экономическим эффектом 25,5 тыс.рублей (1989 г.). Разработаны и внедрены приспособления для гибки (а.с. 1639848) заготовки перед раскаткой и установка для формообразования, обеспечивак щая групповую технологию изготовления кольцевых деталей различных типоразмеров.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах: "Технический прогресс в металлорежущей обработке",

г.Москва, 1986 г.; "Ресурсосберегающие технологии современного производства", г.Севастополь, 1987 г.; "Прогрессивные малоотходные технологии современного производства",.г.Челябинск, 1988 г.; "Интенсификация машиностроительного производства на основе применения прогрессивной технологии", г.Ленинград, 1989 г.; "Новой технике- знания и творчество молодых", г.Минск, 1990 г.; конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусского политехнического института, 1984-1988 гг.

П у б л и к а ц и и. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ и получено 12 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Содержит 130 страниц машинописного текста, 6 таблиц, 70 рисунков, список литературы из 145 наименований и приложений на 25 страницах.

СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Во введении - обоснована актуальность работы, определены основные направления исследований.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса, приведен обзор и анализ технологических возможностей существующих малоотходных технологий получения дета'лей типа колец в машиностроении.

В.настоящее время в машиностроении широко используются детали типа колец. 9то обуславливает необходимость разработки процессов получения указанных деталей, обеспечивающих повышение коэффициента использования металла и снижения трудоемкости их изготовления.

Одним из процессов, имеющих широкие технологические бозмот,- ■ ности, является холодная торцовая раскатка - Формообразование кольцевых деталей с локальным приложением деформирующего усилия. Отмечено, что недостаточно изучены вопросы контактного трения на границе материала с инструментом, влияние упругих деформаций инструмента на площадь очэга контакта, усилие раскатки, мощность ('(Юрмообразогания, манрогяометрия и точность геометрических пэрамптров'кольцевых деталей.

Большое значение для выбора оптимальных параметров режимов формообразования играет определение энергосиловых затрат с учетом комплекса технологических факторов и коэффициента пластического трения.

Кроме того, практически отсутствуют данные о комплексных исследованиях основных параметров качества деталей после формообразования с локальным приложением деформирующего усилия.

На качество кольцевых деталей оказывают влияние предварительные технологические операции перед формообразованием (резка, гибка заготовки), а от качества изготовления инструмента для раскатки зависит технологическая эффективность процесса.

В результате анализа, проведенного в главе I, были сформулированы следующие задачи:

I. Исследовать закономерности формирования заготовки локализованным. приложением деформирующего усилия с учетом основных технологических факторов.

Определить энергосиловые параметры формообразования и их зависимость от технологических характеристик процесса.

3. Исследовать качество раскатанных кольцевых деталей и их эксплуатационные характеристики.

4. Разработать технологический процесс изготовления раскатного инструмента.

5. Разработать новые способы и конструкции устройств для реализации безотходного технологического процесса.

6. Определить технико-экономическую эффективность и провести опытно-промышленную проверку результатов работы.

Во второй- главе разработаны теоретические положения формообразования кольцевых деталей локализованным очагом деформации с учетом основных технологических факторов (схемы течения материала заготовки, условий контактного трения в очаге деформации, длины зоны контакта, диаметра раскатного ролика, упрочнения материала заготовки и др.Разработанные положения служат для определения таких энергосиловых параметров процесса, как давления в очаге контакта инструмента с заготовкой, усилия деформации, момента раскатки и т.п.

Рассматривая деформацию в очаге контакта (рнс.1), как

плоскую и применяя уравнение баланса работ внутренних и внесших сил, участвующих в формообразовании,было определено среднее давление на ролике

Р'

МПа

(I)

е

где ь- - протяженность очага деформации (очага контакта), им;

По- единичное обяатие (подача раскатного ролика),мм; Ие и Ь - высота кольпа до и после обжатия (в рассматриваемый момент раскатки), мм; Вер- и Нср= (Ьь+Ь) /^ - средняя

аирина и высота кольца, мм; й п О - ширина кольца до и поело обжатия соответственно (перед входом и после выхода из очага деформации), мм; /77/и /772 - коэффициенты пластического трения а зоне контакта заготовка-ролик и заготовка-матрица (показатели трения по Працдтлю-Зибелю); (3$ - предел текучести деформируемой заготовки на рассматриваемой стадии формообразования, МПа.

I -'кольцевая заготовка; 2 - матрица; 3 - раскатной ролик

Рис Л. Схема свободного формообразования кольцевой заготовки локализованным очагом деформации

Статическое усилие на ролике определяется геличиной площади /•" локализованного очага деформации и знччением среди« го давления на ролике р

Р--рР*рВср£. (2)

При этой протяженность очага контакта Е с учетом упругой деформации роликов определяется по зависимости

ЕЩ(лЬ+28,75-0%р2) ^Зв /о'Ч/О >

где с!р - диаметр раскатного ролика, ш.

При формообразовании малоуглеродистых пластичных сталей (сталь 3,20 и т.п.) величиной упругой деформации мовно пренебречь и длину очага вычислить по выражению

Е^рлИ.

Мощность формообразования является одним из основных параметров, характеризующих^ энергетические затраты при изготовлении кольцевых деталей. Ее можно определить при раскатке одним роликом по зависимости

V/- 6,28 • • кВг. (5)

где Пм- частота вращения матрицы, с-"''; №ср- средний радиус кольцевой заготовки.(в процессе формообразования остается постоянным ввиду больших сил трения между матрицей и заготовкой), ш.

Мощность формообразования на конечной стадии раскатки равна

М'Ы/врРгп» <">

где ^ - ширина кольцевой детали в конце формообразования, мм; ¡(0 - вспомогательный коэффициент, кБт-Н/ш/ (рис.2).

При раскатке с использованием р/р роликов значения, полученные по зависимостям (3) и ('О, увеличиваются в Мр раз, При анализе выражений (I) и (2) для определения статического усилия и среднего давления на ролике (случай свободного формообразования) получены графические зависимости, приведенные, на рис.3,

6

Мы

i*

,5

т ю

5

5 67 g 8 мм Ю

Ко

Рис.2. Зависимость вспомогательного коэффициента по от длины очага контакта С при.различных значениях- диаметра ролика

¿8 2.6

гч

'S

гг ¿0

>А-.(

№

да

А-ль

3,6

мм1

т I Ли

Л

&

юо т /So мм 2(о с(Р —

ъо

50 м

А4

%

630 г

мм 5Ю

щ

390 210

ЮО ¡Но (&0 мм 260 а/р —

Рис.3. Зависимость относительного среднего давления /'/(Sj и относительной статической силы P/(j$ ст диаметра ролика

Из них видно, что с увеличением диаметра ролика ^¡р относительная .величина среднего давления' /У65 уменьшается, а относительная величина статического усилия &/€>$ увеличивается прямолинейно, причем с увеличением характеристики А-величины р/65 и /у (5$ принимают большие значения. Такой характер изменения данных относительных величин объясняется увеличением длины зоны контакта с увеличением диаметра ролика.

На рис Л_приведена номограмма для опреде здая относительных величин

0,25 ми; Ор = 140 мм).

Р/вг

с Л приведена номограмма для опреде зция относительны

Р/6ь и /УбГ( hep-ю А = 2, =

ъ(Окн to

а/ иг *гз АЗ Ah —

Мин as

2.0 ¿5 Я io is ptef

Рис.4. Номограмма для определения относительного среднего давления и относительной статической

'/ Ч5 силы

При'формообразовании деталей с труднозаполшшыми элементами (фасками, радиусами, уступами, дополнительными полостями и т.п.) на заключительной стадии процесса может возникнуть дополнительное' течение металла'в направлении зазора, образуемого между роликом и полостью с появлением заусенца.

Для исключения образования заусенца необходимо, чтобы давление ¡¡стечения в зазор било больше давления, необходимого для заполнения полости матрицы. В случае невыполнения указанного условия вносятся конструктивные изменения в форму поперечного сечения изделия для обеспечения его изготовления без заусенца.

Для оценки технологической возможности получения кольцевой детали сложного сечения рассматривается последовательное заполнение элементов полости в соответствии с возрастанием давления, необходимого для их заполнения. Определяется зазор Н) иезду роликом и матрицей, давление формообразования р и давление р^ вытекания металла в заусенец на каадой стадии [формообразования.

При этом

где /77у - коэффициент пластического трения в зоне контакта ро-. лика с заготовкой. /■// I

После графического построения зависимостей Р"/ ' }г и 1 (Г)}) определяется соотношение значений р и Р} . Если р^>р\ то данное сечение монет быть" получено пластическим формообразованием без каких-либо конструктивных-изменений.

Приведена негодика расчета давления формообразования кольцевых деталей различного профиля.

Используя научные положения теории упругости получена зависимость для определения минимальной подачи роликов, при которой пластическая деформация распространится на всю толщину заготовки, что обеспечит заполнение всех элементов сечения. А именно,

/ 2Г/м У?

где ^пя - касательное напряжение, при котором возникнет пластическое течение Материала, ^Спл' МП а; -безразмерный коэффициент,^ - коэффициент.Пуассона материала заготовки (для р = 0,3 значение /1о = 0,333); /? - толщина кольцевой заготовки перед формообразованием, мм; В - модуль упругости I рода (модуль Юига), МПа.

Для' малоуглеродистых сталей в зависимости от толщины кольцевой заготовки и механических свойств (пластичности) значение

¿Итт ~ 0,04-0,08 им. Так, например, при Т/7/7 = 260 МПа, Г - 22-ю'1 МПа, с!рг 140 №< и /? = 9 ни величина А Ит/п -0,05 мм.

Приведенные в работе расчетные и графические зависимости позволяют обоснованно определять минимальные энергетические затраты, обеспечивающие необходимое качество кольцевых деталей и рациональный выбор мощности привода раскатных установок.

В третьей главе- изложены методика и результаты экспериментальных исследований формирования кольцевых деталей локализованный очагом деформации.

Осуществлена экспериментальная проверка теоретических исследований по определению энергосиловых параметров процесса формообразования, выявлена удовлетворительная сходимость результатов. Исследования были проведены на специальном роликовом приспособлении, которое устанавливалось па универсальной машине ПДМУ-ЗОт.

Экспериментально подтверкдены теоретические положения о том, что в зоне контакта ролика с заготовкой течение металла происходит только в радиальном направлении заготовки, т.е. возникает лишь его плоское течение. Поэтому для определения энергосиловых параметров раскатки.колец сложного сечения (имеющего, например, фаски, дополнительные полости, радиуса и т.п.) можно использовать зависимости распределения напряжений для плоского течения металла, используемые в главе 2.

Проведены экспериментальные исследования микроструктуры материала заготовки до и после формообразования, а также дюромет-рические исследования сечений кольцевых деталей различных типоразмеров. Исследования структуры показали разнонаправленный характер механизма заполнения полости матрицы, различные условия и степень деформации по сечению. Зто позволило выявить влияние пластического формирования на структуру кольцевых деталей после раскатки. Установлено, что пластическое формообразование локальным очагом не создает в материале колец существенных остаточных напряжений.

Получены зависимости, позволяющие оценить условия трения в зоне контакта инструмента и формируемого материала, вычислить коэффициент пластического трения. Эти зависимости определяют коэффициент пластического трения по замеряемому усилию раскатки, геометрическим параметрам сечения детали и технологическим режимам формообразования. Определены коэффициенты пластического тренпя при использовании различных технологических смазок:

масло М20-ГП= 0,10-0,12, эмульсия на основе эмульсола 31-2-/77 = 0,12-0,14, парафин -/77 = 0,05-0,07, сухой инструмент -/77 - 0,300,36. Но так как технологическая смазка, используемая в процессе холодной раскатки, долина иметь высокую охлаадаюаую способность и легко подаваться и выводиться из зоны контакта, была принята СОН на основе эмульсола ЭТ-2 (Т233-101599-75). Она обладает высокой разделительной способностью, предотвравая раздавливание смазочного слоя, высокой полярностью для быстрого проникновения в зону деформации, нетоксична, обеспечивает необходимую шероховатость поверхности детали. Определен способ подачи смазочно-охлакдащеЯ жидкости в зону контакта - свободно падающей непрерывной струей с расходом 15 л/мин, начиная с первого момента формирования детали.

Исследовалась макрогеонетрия поверхностей кольцевых деталей, подтвердившая точностную эффективность данной технологии, возможность изготовления раскаткой точных изделий. Исследования проводились согласно ГОСТ 27.202-83 "Технологические системы. Методы оценки надекности по параметрам качества изготавливаемой продукции".

С применением методов математической статистики были построены эмпирические и теоретические кривые распределения значений диаметральных размеров и толщины кольца, а такие определены их статистические характеристики: среднеарифметическая величина размеров X , среднеквадратическое отклонение размеров (о и поле рассеивания размеров 6(5". Оценка соответствия эмпирического распределения теоретическому осуществлялась по СТ СЭВ 876-87 "Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального и логарифмически нормального распределения" с помощью критерия Пирсона X . Точность параметров оценивалась на основании сравнения поля рассеивания 66"и поля допуска на обработку о по коэффициенту точности Кг,

Установлены точностные возможности холодной торцовой раскатки: толщина исследуемой кольцевой детали соответствовала Ш квалитету точности ( Дг = 0,4), наружный диаметр - 8 квалитету точности ( Кт = 0,15), внутренний диаметр - 13 квалитету точности (Кт= 0,51) (в данном случае внутренний диаметр кольца формировался свободно вследствие отсутствия точностных требований к его исполнению),

Высокая точность изделий позволяет в наибольшей степени реализовать технологаческие преимущества безотходных методов изготовления кольцевых.деталей. '

Экспериментально по разработанной методике были определены оптимальные технологические параметры режимов формообразования. Исследования проводились на специальной экспериментальной установке для моделирования.

Экспериментальное определение оптимальных режимов сводилось к нахождению значений средней скорости относительного скольжения металла заготовки по рабочей поверхности ролика вдоль образующей, при которой его износ был бы минимальным (деформация в очаге контакта плоская и течение металла осуществляется только в радиальном направлении кольцевой заготовки). Установлено, что минимальный износ ролика наблюдается при скоростях скольжения не превышающих 75 мы/с.

Анализируя приведенные в' работе графические зависимости скорости скольжения 7!ск от технологических параметров процесса, установлены оптимальные режимы: единичное обжатие = 0,2-0,3 мм, частота вращенйя матрицы Пм не более 7 с-*, диаметр раскатного ролика ир не менее 100 мм. Это обеспечит минимальный износ ролика, определяемый течением металла заготовки по его поверхности вдоль образующей.

Кроме того, на данной' установке осуществлено исследование износостойкости поверхностей колец, полученных холодной торцовой раскаткой и методом механической обработки. Объектом исследования являлась деталь 85-2407043, устанавливаемая в заднем мосту трактора "Беларусь" для осевой фиксации радиально-упорных подшипников. Исследования проводились с подачей и без подачи в зону контакта детали с контртелом смазочно-охлаждающей жидкости на основе эмульсола ЭТ-2. Установлено, что пластическое формообразование повышает износостойкость колец в 1,5-2 раза по сравнению с механически обработанными деталями.

■ Экспериментальное исследование среднего напряжения среза материала кольцевой детали, осуществленное на специально разработанном приспособлении, также показало, что пластическое формирование детали до 2 раз увеличивает данную механическую . характеристику по сравнению с механически обработанным кольцом,

причем (5ср возрастает с увеличением степени деформации кольца. Это позволит изготавливать кольца, работающие на срез (упорные, стопорные и т.п.), меньшей металлоемкости по сравнению с механически обработанными (главным образом, за счет уменьшения толщины кольца).

Полученные результаты подтвердили технологическую эффективность пластического формообразования кольцевых деталей локализованным очагом деформации.

3 четвертой главе определены оптимальные с точки зрения экономии инструментальной стали конструктивные параметры матрицы, обеспечивающие ее надежность и высокую работоспособность. Установлена графическая зависимость между механическими характеристиками материала формообразующей патрицы и ее оптимальными конструктивными размерами.

Разработана технология изготовления раскатных роликов из сталей марок Х12Ф1, Х12М,- ХбВФ. Приведены реииыы и условия осуществления термической и механической обработок инструмента из данных сталей, режимы проведения "облагораживающего" отпуска, введенного с целью снижения уровня остаточных напряжений в поверхностном слое инструмента, приобретенных в ходе всех предшествующих операций техпроцесса. Данные технологические операции способствуют увеличению долговечности инструмента, что повышает эффективность процесса формообразования кольцевых деталей.

Кроме того, с целью выявления наиболее износостойкой инструментальной стали, рекомендуемой для формообразующего инструмента, были проведены исследования износостойкости раскатных роликов, изготовленных из различных сталей. Установлено, что наиболее износостойкой является сталь Х12Ф1 (или Х12М).

Были осуществлены также стойкостнне испытания инструмента с целью определения оптимальной границы твердости инструмента, при которой износостойкость будет максимальной. Анализ полученных результатов позволил сделать вывод, что для получения наибольшего эффекта от применения стали Х12Ф1 (или Х121.1) рабочий инструмент необходимо термически обрабатывать до твердости не менее 60-62.

II я т а я глава посвящена технологическому обеспечению качества заготовок перед формооо'раэованиеы, описанию промнплен-ных установок дли формообразования кольцевых деталей, новым

перспективный направлениям развития технологии получения кольцевых изделий, зкономической эффективности безотходного технологического процесса.

Установлено, что на качество формообразования кольца оказывают влияние предварительные операции резки и гибки заготовки. Описано приспособление для гибки прутка в кольцо (а.с. 1639848), позволяющее снизить погрешности отклонения формы кольца, уменьшения его пружинсния в месте стыка, что обеспечивает необходимое качество заготовки перед формообразованием.

Кроме того, описан перспективный гибочный штамп (а.с. I'128495), направленный на увеличение производительности операции гибки. Использование предлагаемого штампа позволяет получить за один рабочий ход пресса кольцевые заготовки с высокой геометрической точностью и подчеканенный стыком при повышенной долговечности матриц.

Для повышения производительности процесса формообразования путем увеличения подачи роликов разработан способ по а.с. 1362551, согласно которому вращающимся роликам сообщают качагель-ное движение относительно нормали к поверхности заготовки, проходящей через геометрический центр ролика. Углы отклонения роликов определяются по математическим зависимостям, приведенным в описании данного изобретения.

Производительность формообразования крупногабаритных деталей можно повысить, используя способ по а.с. 1382448. Эффект достигается за счет распределения очага пластической деформации между группами роликов и обеспечения разнокаправленности усилий Формообразования.

Способ по а.с. 1559532 дает возможность повысить качество изготовленных колец за счет обеспечения однородности структуры формируемого материала. Формообразование детали ведется коническим роликом, ось которого наклонена к плоскости, проходящей через ось детали. Причем угол наклона ролика к оси детали определяется по расчетным формулам, приведенным в описании данного изобретения.

Безотходное получение кольцевых деталей не исключает использование операции сварки стыка перед формообразованием. Это необходимо в том случае, если условия эксплуатации предусматривают цельное кольцо. Поэтому были выполнены леталлографйчеекме иссле--

дования сварочного шва для определения влияния сварки при изготовлении цельного кольца из прутка на макроструктуру и механические свойства после раскатки. Установлено, что сварочный шов не ухудшает, прочностных свойств материала кольца и сварка монет быть введена, как дополнительная операция при изготовлении-из прутка цельных колец.

Результаты определения технико-экономической эффективности безотходного технологического процесса показали, что применение его на Минском тракторном заводе вместо традиционного способа обработки (вырубка заготовки из листа, механическая обработка) позволило только на детали одного типоразмера (дет. 85-2407043) получить годовой экономический эффект 25,5 тыс.рублей. Причем снижение расхода металла на годовую программу выпуска данной детали составило 124 тонны.

. ОБИДЕ ВЫВОДЫ .

1. Разработаны основные теоретические положения безотходного изготовления кольцевых деталей локализованным очагом деформации с учетом технологических факторов процесса (схемы течения материала заготовки условий контактного трения в очаге деформации, длины зоны контакта, диаметра раскатного ролика, упрочнения материала заготовки и др.).

2. Установлена количественная взаимосвязь между технологическими ренинами и энергосиловыми параметрами безотходного процесса. Выявлена степень влияния упругих деформации инструмента на энергетические затраты. Полученные аналитические и графические зависимости позволяют определять рациональные энергетические затраты (усилие, мощность формообразования) при изготовлении кольцевых деталей.

3. Разработан технологический процесс безотходного получения деталей типа упорных (стопорных) колец. Определены рациональные технологические режимы процесса изготовления дет. 85-2407043 трактора "Беларусь": единичное обжатие (подача роликов) 4 Л = 0,2-0,3 мм, частота вращения матрицы Пм не более 7 с- , диаметр раскатного ролика с!р не менее 100 мм. Определены коэффициенты пластического трения при различных технологических смазках: масло 1,120-/77 = 0,10-0,12, эмульсия на основе эмульсола 0Т-2-/77 = 0,12-0,14, парафин - ГП = 0,05-0,07, сухой Инструмент

- т = о,зо-о,зб.

4. Разработана технология изготовления раскатного инструмента, обеспечивающая повышение эффективности процесса формообразования кольцевых деталей на основе увеличения долговечности инструмента.

5. Предложен ряд технических решений по реализации данного процесса и расширения его технологических возможностей, новизна которых подтверждена авторскими свидетельствами (а.с. I36255I, 1382558, 1428495, 1559532, 1584228, 1697956 и др.). Проведены промышленные испытания способа изготовления кольцевых деталей по а.с. 1559532.

6. Показано влияние технологического наследования предварите лышх операций безотходного процесса на выходные параметры качества кольцевых деталей. Так, точность геометрической формы кольцевых заготовок .непосредственно влияет на точность раскатанных деталей. Разработано и внедрено приспособление для гибки колец (а.с. 1639848), позволяющее повысить качество заготовок перед последующей раскаткой.

7. Разработана и внедрена промышленная установка для реализации процесса в машиностроении. Данная конструкция предусматривает групповую технологию изготовления кольцевых деталей различных типоразмеров с незначительной переналадкой. Кроме того, разработана перспективная промышленная установка для изготовления колец.

8. Внедрение технологического процесса изготовления детали только одного типоразмера на Минском тракторном заводе позволило получить годовой экономический эффект 25,5 тыс.рублей (1989 г.),

Научные положения и результаты исследований по теме диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Дробинин В.В., Ейкалис Л.Г., Бугаев A.A. Изготовление деталей давильно-раскатным методом// Машиностроение.- Ми.: Еышэй-шая школа, 1986.- Вып.II.- С.-71-73.

2. Бугаев A.A., Язвина Ю.И. Повышение стойкости инструмента для холодной торцовой раскатки// Машиностроитель,- 1987.-. Ii? 9.-С.31-32.

3. Бугаев A.A. Холодная торцовая раскатка кольцевых деталей из прутка// Машиностроитель.- 1987,- К; 12.- С.22.

4. Бугаев A.A., Ящерицы» II.И. Безотходная технология полу-

чения кольцевых деталей из прутковых заготовок// Прогрессивные малоотходные технологии холодноштамповочного производства: Гез. докл.Всесоюз.научн.-техн.конф.- 24-25 октября 1988.- Челябинск, 1988,- С.15-16.

Ь. Бугаев A.A. Моделирование процесса торцовой расканси// Машиностроитель,- 1989.- № 3.- С.34.

6. Бугаев A.A. Формообразование и макрогеометрия кольцевых деталей при холодной торцовой раскатке// Машиностроение,- Кн.: Вышзйыая школа, 1989.- Вып.14.- С.65-67.

7. Бугаев A.A. Формоизменение колец сложного профиля при холодной торцовой раскатке// Весц1 АН БССР.- Сер.фиэ.-техн.наук.-1990.- № 3.- С.73-77.

8. Бугаев A.A. Качество кольцевых деталей при холодной торцовой раскатке// Машиностроитель.- 1990.- № 8,- С.14-15.

9. Ящерицын П.И., Бугаев A.A. Площадь контакта и усилия формообразования при холодной торцовой раскатке кольцевых деталей// Машиностроение.- Ни.: Вышэйшая школа, 1990.- Вып.15,- C.I34-I39.

10. Бугаев A.A. Определение мощности привода установок для холодной торцовой раскатки колец// Вестник машиностроения,- 1992.-№ 2,- С.64-65.

11. A.c. 1333459, В 21 Н 1/06. Способ раскатки цилиндрических колец/ П.И.Ящерицын, А.А.Бугаев и др. Заявлено 14.04.86, Опубл. 30.08.87/

12. A.c. I36255I, В 21 Н 1/06. Способ торцовой раскатш колец/ П.И.Ящерицын, А.А.Бугаев и др. Заявлено 30.01.86. Опубл. 30.12.87.

13. А.о. 1382558, В 21 Н 1/06. Способ раскатки колец/ П.И. Ящерицын, А.А.Бугаев и др. Заявлено 17.03.86. Опубл. 23.03.88.

14. A.c. 1428495, В 21 Д 53/16. Гибочный штамп для изготовления деталей типа втулок/ В.В.Дробшшн, Л.Г.Ейкалис, А.А.Бугаев и др. Заявлено 14.04.86. Опубл. 07.10.88.

15. A.c. 1559532, В 21 II 1/06. Способ раскатки кольцевых деталей/ П.И.Ящерицын, А.А.Бугаев и др. Заявлено 0S.06.88. Опубл. 24.03.89.

16. A.c. 1534228, В 21 II 1/06. Устройство для-раскатки кольцевых деталей/ П.И.Ящерицын, А.А.Вугаев и др. Заявлено 05.03.88. Опубл. 22.06.89.

17. A.c. 1597245, В 21 Н 1/06. Способ раскатки цилиндричес-

кпх колец/ П.И.Ящерицын, Л.А.Бугаев и др. Заявлено 16.08.88. . Опубл. 07.10.90.

18. A.c. 1580658, В 21 II 1/06. Устройство для раскатки цилиндрических колец/ П.И.Ящерицын, Л.Л.Бугаев и др. Заявлено 23.09.88. Опубл.28.06.89.

19. Л.с. I6379I9, В 21 Ii 1/06. Способ раскатки колец/ П.И. Нщерицын, А.Л.Бугаев и др. Заявлено 30.08.88. Опубл. 30.03.91.

20. A.c. 16398'+8, В 21 1/06, Штамп для гибки колец из круглого проката/ Л.Г.Ейкалис, A.A.Бугаев и др. Заявлено 01.03.89. Опубл. 07.0'+.91.

21. A.c. 1697956, В 21 Н 1/06. Способ получения заготовок колец/ А.А.Бугаев и др. Заявлено 25.05.89. Опубл. I5.I2.SI.

22. A.c. по заявке на изобретение № 4734832/27 от 1.09.89

В Н 1/П6. Устройство для раскатки кольцевых деталей/ А.А.Бугаев и др. Гетение о выдаче а.с. от 29.01.91.