64776

Отримання порожнистих деталей із змінною товщиною стінки на базі використання способів радіально-прямого видавлювання

Автореферат

Производство и промышленные технологии

Для виготовлення розповсюджених в промисловості порожнистих вісесиметричних деталей із змінною товщиною стінки використовуються способи поздовжнього зворотного та прямого видавлювання витягування локальної обробки та процеси штампування...

Украинкский

2014-07-11

336.5 KB

0 чел.

PAGE  1

ДОНБАСьКА державна МАШИНОбудівна АКАДЕМіЯ

Жбанков Ярослав Геннадійович

УДК 621. 777. 01

Отримання порожнистих деталей із змінною

товщиною стінки на базі використання способів РАДІАЛЬНО-ПРЯМОГО ВИДАВЛЮВАННЯ

Спеціальність  05.03.05 –

процеси та машини обробки тиском

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Краматорськ – 2010


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Донбаській державній машинобудівній академії (ДДМА, м. Краматорськ) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Алієв Іграмотдин Сєражутдінович, завідувач кафедри «обробка металів тиском» (ОМТ), ДДМА.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Тітов Вячеслав Андрійович, завідувач кафедри «Механіка пластичності матеріалів і ресурсозберігаючих процесів», Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України.

кандидат технічних наук, доцент

Левченко Володимир Миколайович, доцент кафедри «Обробка металів тиском», Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України.

Захист відбудеться 21  жовтня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01 по захисту дисертацій Донбаської державної машинобудівної академії: 84313, м. Краматорськ, вул. Шкадинова 72, ауд. 1319.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної машинобудівної академії за адресою: 84313, м. Краматорськ, вул. Шкадинова 72.

Автореферат розісланий “  16  ”   вересня  2010 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01

Ю.К. Доброносов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Усе більше застосування в машинобудуванні набувають нові наукомісткі технології, які дозволяють отримувати якісні заготовки та деталі із мінімальними виробничими витратами. До таких технологій можна віднести виготовлення деталей та заготовок способами обробки тиском, які дозволяють отримувати їх із мінімальними матеріальними витратами, забезпечуючи при цьому підвищені механічні властивості. Це обумовлює зростаючу роль ресурсозберігаючих способів обробки тиском, переваги яких дозволяють використовувати їх замість лиття та механічної обробки різанням. Серед цих способів значне місце займає точне об’ємне штампування видавлюванням. Для виготовлення розповсюджених в промисловості порожнистих вісесиметричних деталей із змінною товщиною стінки використовуються способи поздовжнього (зворотного та прямого) видавлювання, витягування, локальної обробки та процеси штампування, що передбачають поєднання цих способів. В той же час використання існуючих технологій, заснованих на традиційних схемах деформування, пов’язано із рядом труднощів та обмежень. Що викликано великими навантаженнями на інструмент, втратою стійкості заготовки, неможливістю отримання складних форм деталей, суттєвими напусками та великою кількістю переходів.

Для розвитку процесів штампування ефективним є застосування способів комбінованого видавлювання вісесиметричних деталей, що дозволить розширити їх номенклатуру шляхом ускладнення конфігурації, знизити кількість технологічних переходів і зменшити навантаження на інструмент.

У виробництві труб одержують вироби складних форм за схемами комбінованого видавлювання з рухливим формуючим інструментом, що здійснюються на спеціальному пресовому устаткуванні. Для одержання виробів зі змінною товщиною стінки є перспективним застосування способів комбінованого видавлювання з рухливим формуючим інструментом.

Не зважаючи на перспективність використання процесів комбінованого видавлювання з рухливим формуючим інструментом, при виготовленні деталей типу втулок зі змінною товщиною стінки, приклади їхнього освоєння практично відсутні. Це обумовлено нестачею інформації по можливостям технологічних схем видавлювання, рекомендацій з розрахунку силових і деформаційних режимів процесів і конструкцій штампового оснащення. Вирішення даної проблеми нерозривно пов’язано із проведенням теоретичних і експериментальних досліджень більш ефективних схем комбінованого деформування з рухливим формуючим інструментом, розробкою й впровадженням аналітичних залежностей і на їхній основі методик проектування процесів видавлювання й штампового оснащення для них.

З урахуванням викладеного, тема дисертаційної роботи, що присвячена удосконаленню процесів видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки на основі моделювання технологічних режимів і застосування маловідхідних способів комбінованого видавлювання, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт (№ держреєстрації 0106U001619, 0109U002664), та договорів співробітництва із підприємствами, що відповідають пріоритетним напрямкам науки й техніки, проведених на кафедрі "Обробка металів тиском" Донбаської державної машинобудівної академії. У всіх темах автор був виконавцем.

Мета й задачі дослідження. Мета роботи - підвищення ефективності технологічних процесів штампування порожнистих деталей на основі розвитку методик розрахунку й розробки нових способів комбінованого видавлювання, що дозволяють розширити технологічні можливості процесів штампування за рахунок ускладнення конфігурацій деталей, що видавлюються.

Для досягнення зазначеної мети в роботі були поставлені й вирішені наступні основні задачі:

-  виконати аналіз існуючих способів видавлювання, схем штампового оснащення та теоретичних рішень процесів штампування порожнистих деталей і встановити їх основні переваги та недоліки;

-  виконати теоретичний аналіз силового режиму процесу радіально-прямого видавлювання на рухливій оправці й установити фактори, що впливають на сили видавлювання й розкриття й дати рекомендації з вибору раціональних параметрів процесу;

-  виконати теоретичний аналіз процесу формозміни заготовки при радіально-прямому видавлюванні на оправці, визначити фактори, що впливають на параметри формозміни й одержати залежності, що описують цей вплив;

-  виконати оцінку деформованого стану заготовки в процесі радіально-прямого видавлювання на оправці;

-  виконати експериментальну перевірку адекватності отриманих теоретичних рішень і технологічних можливостей нових способів видавлювання;

-  розробити методики й рекомендації з проектування технологічних процесів радіально-прямого видавлювання на оправці й штампового оснащення;

-  розробити процеси штампування порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки на основі використання радіально-прямого видавлювання.

Об'єкт дослідження. Процеси видавлювання порожнистих деталей.

Предмет дослідження. Закономірності формозміни й технологічні режими видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки в процесі радіально-прямого видавлювання на рухливій оправці.

Методи дослідження. В основу теоретичних досліджень покладено енергетичний метод верхньої оцінки (МВО) й метод скінчених елементів (МСЕ), реалізований у програмі QForm 2D (ліцензія ДДМА № U1221).

Експериментальні дослідження процесу проводилися з використанням методу фізичного моделювання й тензометрії для виміру технологічних сил і методика координатних сіток для визначення деформованого стану заготовок.

Для оцінки точності отриманих результатів і ступеня збіжності теоретичних і експериментальних досліджень використовувалися методи математичної статистики.

Наукова новизна отриманих результатів. Наукову новизну дисертаційної роботи становлять наступні основні її результати й положення:

-  одержали подальший розвиток на основі теоретичних і експериментальних досліджень залежності, які дозволяють описувати величини активних і реактивних навантажень на штамповий інструмент радіально-прямого видавлювання і оптимізувати з точки зору мінімуму навантажень розміри цього інструмента;

-  вперше встановлені раціональна форма й розміри торця заготовки для процесу внутрішнього радіально-прямого видавлювання на конусній оправці, що дозволяє знизити відхилення форми у вигляді сфери на торці деталі, що видавлюється;

-  вперше для процесу внутрішнього радіально-прямого видавлювання на конусній оправці отримані залежності величини відхилення від профілю поздовжнього перетину деталей від геометричних параметрів штампового інструмента;

-  одержали подальший розвиток уявлення про закономірності протікання процесу внутрішнього радіально-прямого видавлювання на конусній оправці, що дозволили обґрунтувати й запропонувати способи видавлювання порожнистих деталей із профілюванням внутрішньої поверхні й маловідхідного видавлювання-відрізки деталей типу втулок.

Практична цінність отриманих результатів.

Запропоновано спосіб маловідхідного видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки напівнепреривним видавлюванням із багатоштучної заготовки. Запропоновані й випробувані способи видавлювання порожнистих деталей з попередженням дефектів форми за допомогою заготовки спеціальної форми і складнопрофільованих порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки. Новизна запропонованих способів підтверджена патентами України.

Розроблено технологічні рекомендації щодо здійснення технологічних процесів видавлювання на рухливій конусній оправці, що дозволяють виготовляти порожнисті вироби типу втулок зі змінною товщиною стінки з найменшими енерговитратами й підвищеною точністю.

Запропоновано конструкції штампів для здійснення процесу внутрішнього радіально-прямого видавлювання на рухливій конусній оправці на пресах простої та подвійної дії.

Розроблені й передані для промислового освоєння рекомендації з розробки технологічних процесів штампування порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки й проектуванню штампового оснащення на ВАТ "ТИСО" (м. Краматорськ) і ВАТ "ДМЗ" (м. Дружківка).

Результати теоретичних і експериментальних досліджень процесу внутрішнього радіально-прямого видавлювання на конусній оправці порожнистих деталей із змінною товщиною стінки й розроблене на їх основі програмне забезпечення використовуються в навчальному процесі при вивченні студентами спеціальності ОМТ дисциплін "Теорія процесів кування й штампування", "Холодне об'ємне штампування" і при виконанні курсових, дипломних проектів і магістерських робіт студентами спеціальності ОМТ.

Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні й вирішенні задач роботи. Авторові належить вибір і розробка методик досліджень, проведення теоретичного аналізу процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці, створення програмного забезпечення, підготовка й проведення експериментів, аналіз і узагальнення отриманих результатів, розробка нових технологій і практичних рекомендацій. Особистий внесок здобувача в роботах, опублікованих у співавторстві, наданий в анотації до списку опублікованих робіт.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідалися на міжнародних і всеукраїнських науково-технічних конференціях (НТК): всеукраїнських науково-практичних конференціях (НПК) студентів, аспірантів і молодих учених, м. Северодонецьк, 2006-2007; V Міжнародній НПК молодих учених і фахівців "Интеллект молодых производству 2007", м. Краматорськ, 2007; І і ІІ НТК молодих учених і фахівців, м. Краматорськ, 2007-2008; НПК "Розвиток методів розрахунку, удосконалення технологій та обладнання процесів обробки металів тиском" (м. Краматорськ, 2007); Міжнародній НТК "Перспективные технологии, материалы и оборудоание в литейном производстве " (м. Краматорськ, 2008); Міжнародній НТК " Прогрессивные технологии пластической деформации металлов " (м. Донецьк, 2008); Всеросійській НТК студентів і аспірантів " Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации " (м. Тула, 2008); 9 Міжнародній конференції "Research and Development іn Mechanіcal Іndustry" (Serbіa, Vrnjacka Banja, 2009), а також на щорічних наукових семінарах ДДМА (2006-2009 р.) і об'єднаному науковому семінарі по ОМТ ДДМА (2010 р.).

Публікації. Матеріали й основні положення дисертаційної роботи опубліковано в 25 роботах за науковою тематикою, з них 11 в 11 спеціалізованих згідно переліку ВАК України виданнях, 6 робіт у збірниках за матеріалами НТК у т.ч. і закордонних. Отримано 5 патентів України на винахід.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг роботи 285 сторінок, у тому числі 138 сторінок основного тексту, 140 рисунків на 81 сторінці й 15 таблиць на 15 сторінках, список використаних джерел з 142 найменувань на 16 сторінках і 9 додатків на 35 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтована актуальність теми й показаний зв'язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами й темами. Сформульовані мета й задачі дослідження, дана характеристика об'єкта, предмета й методів дослідження. Відзначено особистий внесок здобувача, показані наукова новизна й практична цінність отриманих результатів, а також їх апробація.

У першому розділі встановлено, що значна частина деталей, що виготовляють на машинобудівних підприємствах, це порожнисті деталі зі змінною товщиною стінки. Встановлено основні недоліки традиційних способів видавлювання порожнистих деталей із внутрішніми стовщеннями, які полягають в обмежених можливостях формозміни й несприятливій схемі напружено-деформованого стану (НДС) заготовки в ході видавлювання.

Встановлено, що порожнисті деталі із внутрішніми стовщеннями отримують видавлюванням на оправці, і із всіх схем доцільно обрати схеми, що включають у себе пряме й внутрішнє радіальне видавлювання. Це буде обумовлювати високу якість деталі, що пов'язана зі сприятливою схемою НДС у заготовці при видавлюванні. Схема прямого видавлювання проста в реалізації, і деталі, що одержано цим способом, відрізняються високою якістю. Однак використання даної схеми не вирішує проблеми одержання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки складної форми. Ускладнення форми деталей, що видавлюють, можливо використанням у схемі прямого видавлювання східчастого пуансона, що грає роль оправки (рис. 1 а).

а

б

в

Рис. 1. Способи видавлювання порожнистих деталей

Подальше ускладнення форми деталей, що видавлюють, з використанням схеми прямого й внутрішнього видавлювання досягається застосуванням рухливої оправки східчастої форми (рис. 1 б). При використанні цієї схеми можливо одержати деталь із практично будь-якою кількістю стовщень, однак існує і недолік у вигляді жорсткої прив'язки величини стовщень до розмірів оправки, тобто можливо отримувати стовщення тільки одного розміру. Усувається цей недолік використанням конусної оправки (рис. 1 в).

Проведено аналіз існуючих конструкцій штампів для видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки, виявлені їх особливості й недоліки, встановлені найбільш перспективні способи реалізації руху формуючого інструменту.

У результаті аналізу попередніх досліджень встановлено, що для інтенсифікації технологічних процесів видавлювання необхідне створення математичних моделей, що дозволяють встановлювати раціональні параметри деформаційних режимів з урахуванням параметрів інструмента й проектувати технологічні процеси.

На підставі проведеного огляду літературних джерел сформульовані мета й завдання досліджень.

У другому розділі зроблений вибір напрямку й методів теоретичного й експериментального досліджень процесів видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки.

Як напрямок досліджень обране розширення можливостей способів комбінованого видавлювання порожніх деталей зі змінною товщиною стінки на підставі розвитку процесів внутрішнього радіально-прямого видавлювання на рухливій конусній оправці.

Для теоретичного аналізу використаний метод скінчених елементів (програма QForm 2D) й енергетичний метод (ЕМ), заснований на балансі потужностей зовнішніх і внутрішніх сил на кінематично можливих полях швидкостей. Також використаний метод планування експерименту й регресійний аналіз для обробки даних, отриманих у програмі скінчено елементним моделюванням.

Для експериментальних досліджень розроблено й виготовлено експериментальне оснащення, що дозволяє здійснювати радіально-пряме видавлювання на конусній оправці. Експериментальні дослідження процесів видавлювання проводилися з використанням методу фізичного моделювання для виміру технологічних зусиль і методу координатних сіток для визначення деформованого стану заготовок.

Для оцінки точності отриманих результатів експериментальних досліджень використовувалися методи математичної статистики.

У третьому розділі виконано теоретичний аналіз процесу комбінованого радіально-прямого видавлювання на конічній оправці. Схему внутрішнього радіально-прямого видавлювання на конусній оправці умовно розбили на три окремих випадки: коли діаметр оправки дорівнює діаметру матриці (рис. 2 а), менше діаметра матриці (рис. 2 б) і більше меншого діаметра матриці (рис. 2 в). Прийнято, що кожна із схем характеризується параметром  - параметром перекриття. Причому для схеми, представленої на рис. 2 (а), він дорівнює нулю (нульове перекриття), для схеми на рис. 2 (б) він більше нуля (додатне перекриття) й для схеми на рис. 2 (в) він менше нуля (від’ємне перекриття).

Встановлено, що весь процес радіально-прямого видавлювання на конусній рухливій оправці можливо розбити на 2 етапи. Перший - це безпосередньо радіально-пряме видавлювання будь якої ділянки деталі, і другий - це зміна зазору між оправкою і матрицею для видавлювання ділянки деталі з відмінною від попередньої товщиною стінки. Другий етап полягає в підсадженні видавленого раніше металу.

Для аналізу силового режиму радіально-прямого видавлювання на конусній оправці використаний енергетичний метод. При вирішенні задачі із прийнятими припущеннями про плоский характер деформації для кожного елемента відповідно до методики МВО визначалося поле швидкостей переміщень, значення швидкостей, компонент зрізу й тертя. З рівняння енергетичного балансу потужностей визначався приведений тиск деформування .

Отримані залежності приведеного тиску деформування від геометричних параметрів процесу.

.                                                      (1)

Формула (1) містить величину  , що є параметром варіювання. Критерієм вибору єдино можливого значення цього параметра при фіксованих розмірах геометрії інструмента є мінімум затрачуваної енергії (мінімум приведеного тиску). Параметр  є керуючим. Зроблено підбір раціональної, з точки зору мінімуму приведеного тиску видавлювання, величини параметра . Результати представлені у вигляді графіків (рис. 3).

а

б

в

Рис. 2. Розрахункові схеми радіально-прямого видавлювання на конічній оправці

Встановлено, що з геометричних параметрів процесу на величину  великий вплив має величина відносної товщини стінки, що видавлюється  (, ) і кут нахилу твірної оправки .

Рис. 3. Графіки залежності приведеного тиску радіально-прямого видавлювання на конусній оправці від геометричних параметрів (для схем з нульовим перекриттям)

Зі зменшенням параметра  величина приведеного тиску зростає, що пов'язано зі збільшенням ступеня деформації, який одержує метал, що видавлюється. Також на приведений тиск процесу великий вплив має схема деформування. Найбільш жорсткою є схема з від’ємним перекриттям, далі йде схема з нульовим перекриттям, і найменш енергоємною є схема з додатним перекриттям між оправкою і матрицею.

Встановлено області розмірів, у яких перебувають раціональні значення кута нахилу твірної конусної оправки з точки зору мінімального значення приведеного тиску видавлювання, які склали для схеми з нульовим перекриттям , з додатним перекриттям  і з від’ємним перекриттям .

Розроблено математичну модель для вісесиметричної схеми радіально-прямого видавлювання на конічній оправці з нульовим параметром перекриття.

Отримана залежність приведеного тиску  від геометричних параметрів процесу, яка ідентична залежності (1).

При порівнянні отриманих результатів рішень плоскої й вісесиметричної задачі, можливо сказати, що обидві моделі дають однакові значення за величиною раціонального, з точки зору мінімуму тиску деформування, кута нахилу твірної конічної оправки. У той же час модель для вісесиметричної задачі дає завищений в порівнянні з моделлю для плоскої задачі в середньому на 0,5 одиниці приведений тиск, що становить 10-20%.

Розроблені МВО математичні моделі підсадження видавленої стінки при зменшенні зазору між оправкою і матрицею. Знайдено формули приведеного тиску підсадження в параметричному виді.

У процесах радіально-прямого видавлювання на конічній оправці існує сила розкриття, що збільшує зазор між оправкою і матрицею. Визначено приведений тиск розкриття . Приведений тиск розкриття записується у вигляді (2), і містить керуючий параметр - кут в. Раціональне значення в, визначено з умови мінімуму приведеного тиску  і складає .. (рис. 4).

Також виявлено, що при збільшенні товщини стінки деталі, що видавлюється, значення приведеного тиску розкриття  також збільшується.

.                                               (2)

На деталях, що отримано радіально-прямим видавлюванням на конусній оправці, з'являється таке відхилення форми, як відхилення від профілю (рис. 5). МВО була розроблена математична модель, що дозволяє прогнозувати величину відхилення від профілю U залежно від параметрів процесу.

Рис. 4. Графік залежності приведеного тиску розкриття від геометричних параметрів процесу

Встановлено, що найбільший вплив на величину відхилення від профілю має кут нахилу твірної конусної оправки. Так при зменшенні кута від  до  величина відхилення зменшується у два рази.

У четвертому розділі представлений теоретичний аналіз процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці за допомогою методу скінчених елементів з використанням програми QForm 2D. Розглянуто три схеми (див. рис. 2).

Був досліджений силовий режим процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці.

Встановлено, що залежність тиску деформування від відносної товщини стінки, що видавлюється, зворотно пропорційна. При зменшенні товщини стінки тиск деформування зростає. Найбільш жорстка схема видавлювання (див. рис. 2) з точки зору тиску деформування - це схема з від’ємним перекриттям (у середньому на 30% тиск видавлювання вище, ніж у схемі з нульовим перекриттям), а найменш навантаженою є схема з додатним перекриттям (на 30% нижче тиск видавлювання ніж у схемі з нульовим перекриттям).

Досліджено закономірності формозміни в процесах радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Встановлено, що відхилення від профілю на деталях, що одержані радіально-прямим видавлюванням на конусній оправці, присутнє завжди.

Також встановлено, що істотний вплив на величину відхилення від профілю має форма перехідної крайки на матриці у вигляді радіуса. Так при збільшенні величини радіусної крайки на матриці величина відхилення від профілю зменшується.

Встановлено вплив товщини стінки, що видавлюється, на величину відхилення від профілю. Так при видавлюванні за схемою з нульовим перекриттям при збільшенні відносної товщини стінки, що видавлюється, від 0,2 до 0,9 величина відхилення від профілю зменшується на 20%. При видавлюванні за схемою з від’ємним перекриттям, відносна величина якого () дорівнює 0,4, при збільшенні товщини стінки, що видавлюється, від 0,3 до 0,8 величина відхилення від профілю зменшується на 55%. При видавлюванні за схемою з додатним перекриттям, відносна величина якого () дорівнює 0,5, при збільшенні відносної товщини стінки, що видавлюється, від 0,5 до 0,8 відносна величина відхилення від профілю () збільшується до 0,1.

а

б

Рис. 5. Схема радіально-прямого видавлювання на конусній оправці для рішення МВО (а) і загальний вигляд відхилення від профілю на деталях, що видавлюються (б)

Для обробки даних отриманих моделюванням у пакеті QForm 2D використаний регресійний аналіз даних. Побудовано моделі, що дозволяють визначати величину відхилення від профілю залежно від геометричних параметрів процесів.

Досліджено деформований стан заготовки в процесі радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Побудовано поля розподілу інтенсивності логарифмічних деформацій при видавлюванні по трьом схемам (див. рис. 2). Встановлено, що максимальний ступінь деформації зосереджений в нижній частині заготовки, де метал заготовки контактує з інструментом (рис. 6).

Порівняння полів розподілу деформацій по меридіональному перетину заготовки в схемах радіально-прямого видавлювання на конусній оправці з додатним, від’ємним і нульовим перекриттям дозволило зробити висновок про те, що найбільший градієнт нерівномірності розподілу деформацій по товщині стінки, що видавлюється, спостерігається при видавлюванні за схемою з додатним перекриттям, а найменший при видавлюванні за схемою з від’ємним перекриттям.

Рис. 6. Розподіл інтенсивності логарифмічних деформацій для схеми з нульовим параметром перекриття

У п'ятому розділі представлені результати експериментально-аналітичних і експериментальних досліджень формозміни порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки. Зразки виготовлялися з матеріалів: свинцю С1 і алюмінієвого сплаву АД1. Діаметр вихідних заготовок  дорівнювався 45 мм, а товщина стінки 8,5 мм.

У даному розділі проведена оцінка адекватності розроблених математичних моделей. Зокрема досліджений силовий режим процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці (рис. 7).

Встановлено, що для схеми з нульовим перекриттям завищення теоретичного рішення, отриманого МВО, над експериментом доходить до 16% при видавлюванні стінки з відносною товщиною від 0,35 до 0,9. Для схеми з додатним перекриттям завищення рішення, отриманого МВО, за тиском деформування над експериментом доходить до 19% при видавлюванні стінки з відносною товщиною від 0,6 до 1. Для схеми з від’ємним перекриттям завищення рішення, отриманого МВО, над експериментом доходить до 18% при видавлюванні стінки з відносною товщиною від 0,35 до 0,7. Дані, отримані МСЕ вищі експериментально отриманих тисків деформування на 10%.

Рис. 7. Графіки залежності тиску деформування від відносної товщини стінки (від’ємне перекриття)

Через те, що завищення отриманих теоретичних рішень над експериментом великі, були знайдені поправочні коефіцієнти методом підбора функцій для формул приведеного тиску видавлювання, отриманих МВО. Дані, отримані за адаптованими формулами (з поправочними коефіцієнтами), дають відхилення від експериментальних даних у межах 10% за трьома схемами деформування (див. рис. 2).

Експериментальне дослідження деформованого стану при радіально-прямому видавлюванні на конічній оправці дозволило оцінити теоретичні результати, отримані в четвертому розділі й розширити уявлення про форму осередку деформації й про розподіл деформацій по ньому.

Встановлено можливості процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Проведено ряд експериментів які підтверджують можливість реалізації маловідхідного штампування порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки напівнепреривним видавлюванням із багатоштучної заготовки, штампування складнопрофільованих порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки, видавлювання нероз'ємних з'єднань і видавлювання порожнистих деталей із стовщеннями на зовнішній поверхні. Отримані порожнисті деталі зі змінною товщиною стінки різноманітної форми (рис. 8).

При видавлюванні порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки на конічній оправці виникають деякі відхилення від форми деталі, такі, як торцева сфера й відхилення від профілю поздовжнього перетину.

Для мінімізації величини відхилення у вигляді торцевої сфери була підібрана спеціальна форма заготовки у вигляді втулки з фаскою на внутрішній крайці. Причому величина фаски становить 50% від товщини стінки, що видавлюється (спосіб видавлювання із попередженням дефекту форми).

      

Рис. 8. Деталі, отримані радіально-прямим видавлюванням на конусній оправці

Досліджено вплив виду й величини перехідної крайки матриці на величину відхилення від профілю. Були проведені експерименти із застосуванням різних матриць із фасками (2х450, 5х450, 6х450) і радіусними крайками (радіуси 2, 5, 6 мм). Встановлено, що при збільшенні радіуса перехідної крайки величина відхилення від профілю зменшується.

Встановлено, що найбільша величина відхилення від профілю спостерігається на деталях, отриманих за схемою з від’ємним перекриттям, а найменша - за схемою з додатним перекриттям. При порівнянні теоретичних рішень, отриманих у четвертому розділі, з експериментальними даними встановлено, що розбіжність у величинах відхилення від профілю знаходиться в межах 15%.

У шостому розділі на основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена методика проектування технологічних процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки. Розроблено рекомендації із призначення технологічних параметрів і програмне забезпечення для розрахунку силових режимів деформування й розкриття, що забезпечують припустимі співвідношення геометричних параметрів і рівень питомих навантажень на інструмент.

Запропоновано конструкції штампового оснащення для здійснення процесу радіально-прямого видавлювання на рухливій конусній оправці для видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки.

Запропоновано способи одержання порожнистих деталей зі зміною товщиною стінки, що сприяють розширенню можливостей процесів штампування за рахунок ускладнення конфігурації, збільшення якості й зменшення металоємності одержуваних деталей. На запропоновані способи отримані патенти України.

Розроблені й передані для промислового освоєння технологічні рекомендації, процеси й креслення оснащення для видавлювання порожнистих деталей із змінною товщиною стінки на ВАТ "ТИСО" (м. Краматорськ) і ВАТ "ДМЗ" (м. Дружківка).

Результати досліджень використаються в навчальному процесі в практичних, лабораторних і проектних роботах студентів і магістрів спеціальності ОМТ.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі отримані нові науково-технічні результати з розвитку методик розрахунку й проектування, а також з вдосконалювання технологій і оснащення процесів холодного видавлювання порожнистих деталей зі змінно товщиною стінки й на цій основі вирішені актуальні задачі, спрямовані на розширення технологічних можливостей і номенклатури деталей, що штампуються.

1. На підставі проведеного аналізу існуючих технологій і штампового оснащення встановлено, що способи видавлювання, завдяки технологічним і економічним перевагам, забезпечують ефективне й зростаюче використання процесів обробки металів тиском у різних видах металообробних галузей промисловості. До найбільш перспективних способів формоутворення можна віднести способи комбінованого видавлювання з рухливим формуючим інструментом порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки, для освоєння яких необхідний розвиток методів і моделей розрахунку режимів обробки, а також методик і рекомендацій із проектування технологій і оснащення.

2. Встановлено діапазони розмірів, у яких перебувають раціональні значення кута нахилу твірної конусної оправки з точки зору мінімального значення приведеного тиску деформування, які склали для схеми з нульовим перекриттям , з додатним перекриттям  і з від’ємним перекриттям  і з точки зору мінімуму приведеного тиску розкриття, ... Найменш енергоємною є схема із додатним перекриттям, а найбільш енергоємною схема із від’ємним перекриттям. Виконано експериментальну оцінку адекватності розроблених математичних моделей по тиску радіально-прямого видавлювання на конусній оправці для трьох схем видавлювання. Відхилення теоретичних значень тисків деформування, отриманих по розрахунковим формулам МВО й значень, отриманих МСЕ, від експериментальних оцінок доходить до 10%.

3. Розроблено математичну модель процесу радіально-прямого видавлювання на конусній оправці, що дозволяє встановлювати величину відхилення від профілю деталі й вибрати розміри інструмента, при яких це відхилення мінімальне. Порівняння значень, отриманих по даній моделі й експериментальних даних показало відхилення теоретичних розрахунків до 20% у діапазоні значень відносних товщини стінки від 0,6 до 0,95. Встановлено, що при радіально-прямому видавлюванні на конусній оправці за схемою з нульовим перекриттям при збільшенні відносної товщини стінки від 0,2 до 0,9 величина відхилення від профілю зменшується на 20%. При видавлюванні за схемою з додатним перекриттям, відносна величина якого дорівнює 0,5, при збільшенні відносної товщини стінки деталі від 0,5 до 0,8 відносна величина відхилення від профілю збільшується до 0,11. При видавлюванні за схемою з від’ємним перекриттям, відносна величина якого дорівнює 0,4, при збільшенні товщини стінки від 0,3 до 0,8, величина відхилення від профілю зменшується на 55%. Визначено вплив виду й розміру перехідної крайки на матриці на величину відхилення від профілю, що дозволило встановити, що при збільшенні величини відносного радіуса крайки матриці від 0,2 до 0,7 відхилення від профілю зменшується в 2 рази. Встановлено, що товщина стінки вихідної заготовки у всіх трьох схемах радіально-прямого видавлювання не впливає на величину відхилення від профілю.

4. За допомогою регресійного аналізу по даним, отриманим МСЕ, розроблені залежності для визначення величини відхилення від профілю залежно від геометричних параметрів процесу. Відхилення значень, отриманих по розробленим залежностям, від експериментальних даних перебуває в межах 15%. Розроблені залежності рекомендується використати в інтервалах розмірів для схеми з нульовим перекриттям , , , з від’ємним перекриттям , , і для схеми з додатним перекриттям , , .

5. На основі теоретичних і експериментальних досліджень підібрані раціональні форма й розміри заготовки з точки зору мінімуму величини відхилення форми у вигляді торцевої сфери для схем радіально-прямого видавлювання на конусній оправці з нульовим і додатним перекриттям. Такою заготовкою є втулка з фаскою на внутрішній поверхні, причому фаска повинна мати розмір 50% від товщини стінки, що видавлюється.

6. Теоретично встановлено залежності розподілу деформацій по меридіональному перетину заготовок, які дозволили встановити особливості деформованого стану заготовок у процесах радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Встановлено, що для схеми радіально-прямого видавлювання на конусній оправці з нульовим перекриттям при видавлюванні стінки з відносною товщиною до 0,5 висота осередку деформації більша, ніж висота прийомної порожнини під видавлювання, утвореної між оправкою і матрицею. При видавлюванні стінки з відносною товщиною більшою 0,5, висота осередку деформації обмежена висотою прийомної порожнини під видавлювання. При видавлюванні за схемою з додатним перекриттям висота осередку деформації завжди вища, ніж висота прийомної порожнини під видавлювання. При видавлюванні за схемою з від’ємним перекриттям між оправкою і матрицею осередок деформації по своїй висоті завжди менше, ніж висота прийомної порожнини під видавлювання. Визначено вплив виду схеми на нерівномірність розподілу деформацій за товщиною стінки деталі. Встановлено, що найбільшу нерівномірність має деталь, отримана за схемою з додатним перекриттям, а найменшу деталь, отримана за схемою з від’ємним перекриттям.

7. Результати експериментальних досліджень деформованого стану заготовок у процесах радіально-прямого видавлювання якісно підтверджують теоретичні оцінки розподілу деформацій по осередку деформації. Відхилення теоретичних оцінок розподілу деформацій, отриманих МСЕ, від оцінок, отриманих методом координатних сіток, за результатами обробки видавлених заготовок із сіткою з базою 2,1 мм перебуває в межах 20-25%.

8. На основі проведених експериментальних і теоретичних досліджень, а також виявлених закономірностей запропоновані нові способи маловідходного видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки напівнепреривним видавлюванням із багатоштучної заготовки; видавлювання порожнистих деталей з попередженням дефектів форми за допомогою заготовки спеціальної форми; видавлювання складнопрофільованих порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки; видавлювання нероз'ємних з'єднань; видавлювання порожнистих деталей із стовщеннями на зовнішній поверхні. На запропоновані способи отримані патенти України.

9. Розроблені технологічні рекомендації, розрахункова програма й методика проектування технологічних процесів радіально-прямого видавлювання на оправці, що забезпечують підвищення точності й скорочення строків проектних робіт. Також розроблені штампувальні переходи технологічних процесів видавлювання порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки й конструкції штампового оснащення для пресів простої та подвійної дії.

Розроблені й передані для промислового освоєння рекомендації з розробки процесів штампування порожнистих деталей зі змінною товщиною стінки й проектування штампового оснащення на ВАТ "ТИСО" (м. Краматорськ) і ВАТ "ДМЗ" (м. Дружківка).

Результати теоретичних і експериментальних досліджень і розроблене на їх основі програмне забезпечення використовуються в навчальному процесі при вивченні студентами спеціальності ОМТ дисциплін "Теорія процесів кування й штампування", "Холодне об'ємне штампування" і при виконанні курсових, дипломних проектів і магістерських робіт студентами спеціальності ОМТ.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБОТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  1.  Алиев И.С. Моделирование процессов радиального выдавливания фланцев с применением противодавления / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков, Е.И. Коцюбивская // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Тематичний зб. наук. пр., Краматорськ, 2006. - С.53-58.
  2.  Алиева Л.И. Выбор кинематических модулей для определения силовых параметров радиального выдавливания / Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: Зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, №3, 2006  С. 108–113.
  3.  Алиев И.С. Формоизменение при радиальном выдавливании фланцев [Электронный ресурс] / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков, С.В. Мартынов // Вісник ДДМА. 2006. №1Е(6). – С. 135-139 Режим доступа: www.nbuv.gov.ua/e-journals/VDDMA/2006-1e6
  4.  Алиева Л.И. Исследование процесса радиально-прямого выдавливания на оправке / Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков, К.Д. Махмудов // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: Зб. Наук. Пр. – Краматорськ: ДДМА, №3(9), 2007 – С. 13–18.
  5.  Алиев И.С. Дефектообразование в процессе радиально-прямого выдавливания на конусной оправке [Электронный ресурс] / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков // Вісник ДДМА. 2007. № 2Е (10). – С. 88-93 Режим доступа: www.nbuv.gov.ua/e-journals/VDDMA/2007-2e10/07AISTCF.pdf.
  6.  Алиев И.С. Формоизменение при радиально-прямом выдавливании на оправке / И.С. Алиев, Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков // Обработка металлов давлением: Сборник научных трудов – Краматорск: ДГМА, №1(19), 2008 – С. 171-176.
  7.  Алиев И.С. Формоизменение полых деталей в процессе радиально-прямого выдавливания / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля №8 (126) Частина 2, Луганськ, 2008 – С. 70-75.
  8.  Алиев И.С. Решение проблемы формоизменения математическим моделированием в процессе радиально-прямого выдавливания на оправке / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков, П. Абхари // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Тематичний зб. наук. пр., Краматорськ, 2008. - С. 26-30.
  9.  Алиева Л.И. Перспективы развития процессов точной объемной штамповки выдавливанием / Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: Зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, №1(11), 2008  С. 13–19.
  10.  Алиев И.С. Формоизменение заготовки при радиально-прямом выдавливании на оправке / И.С. Алиев, Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков / Державний вищий навчальній заклад «Донецький національний технічний університет» - № 10(141), 2008 –С. 201-205
  11.  Алиев И.С. Автоматизированный расчет процессов выдавливания [Электронный ресурс] / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков, О.К. Савченко // Вісник ДДМА. 2008. № 3Е (14). – С. 8-13 Режим доступа: www.nbuv.gov.ua/e-journals/VDDMA/2008-3e14/pdf/02.pdf.
  12.  Aliiev I.S. The analysis of power mode in the radial-forward extrusion on the conical mandrel / Aliiev I.S., Y.G. Zhbankov // Nowe technologie I osiagniecia w metalurgii I inzynierii materialowej №1, Czestochowa, 2009 – P. 113-120.
  13.  Aliiev I.S. Pres tools for the extrusion hollow parts with the complex surface profiles / Aliiev I.S., Aliieva L.I., Y.G. Zhbankov // Proceedings of 9th International Conference "Research and Development in Mechanical Industry" Volume 1, Vrnjacka Banja, 2009 – P. 113-120.
  14.  Пат. 32229 Україна, В21К21/00. Спосіб виготовлення порожнистих деталей / І.С. Алієв, Л.І. Алієва, Я.Г. Жбанков; заявник і патентовласник Донбаська державна машинобудівна академія. - № 200714594; Заявл. 24.12.2007; Опубл. 12.05.2008, Бюл. № 6.
  15.  Пат. 32102 Україна, В21К21/00. Спосіб розділення сортового прокату на заготовки / І.С. Алієв, Л.І. Алієва, Я.Г. Жбанков, М.В. Косенко; заявник і патентовласник Донбаська державна машинобудівна академія.. - № 200711369; Заявл. 15.10.2007; Опубл. 12.05.2008, Бюл. № 6.
  16.  Пат. 36292 Україна, В21К21/00. Штамп для видавлювання порожнистих деталей зі складним профілем / І.С. Алієв, Я.Г. Жбанков; заявник і патентовласник Донбаська державна машинобудівна академія.. - № 200804529; Заявл. 9.04.2008; Опубл. 27.10.2008, Бюл. № 20.
  17.  Пат. 38879 Україна, В21К21/00. Спосіб виготовлення порожнистих деталей / І.С. Алієв, Л.І. Алієва, Я.Г. Жбанков, С.В. Куценко; заявник і патентовласник Донбаська державна машинобудівна академія.. - № 200809685; Заявл. 24.07.2008; Опубл. 26.01.2009, Бюл. № 2.
  18.  Пат. 41189 Україна, В21К21/00. Спосіб виготовлення порожнистих деталей / І.С. Алієв, Я.Г. Жбанков; заявник і патентовласник Донбаська державна машинобудівна академія.. - № 200814104; Заявл. 08.12.2008; Опубл. 12.05.2009, Бюл. № 9.
  19.  Жбанков Я.Г. Исследование процесса радиально-прямого выдавливания полых изделий / Я.Г. Жбанков // Студентський вісник ДДМА, Краматорськ 2005, С. 22-28.
  20.  Жбанков Я.Г. Радиальное выдавливание полых изделий с применением противодавления / Я.Г. Жбанков, Е.И. Коцюбивская // Збірник тез 9 Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспіратів та молодих вчених «Технологія 2006», Северодонецьк, 2006 – С. 11.
  21.  Жбанков Я.Г. Выбор кинематических модулей для определения силовых параметров радиального выдавливания / Я.Г. Жбанков // Збірник тез 10 Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспіратів та молодих вчених «Технологія 2007». - Северодонецьк, 2007 – С. 15.
  22.  Жбанков Я.Г. Исследование процессов выдавливания полых деталей с переменой толщиной стенки / Я.Г. Жбанков // Международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Интеллект молодых производству 2007» Краматорск, 2007 – С. 58.
  23.  Жбанков Я.Г. Формоизменение при радиально-прямом выдавливании на оправке / Я.Г. Жбанков, Н.А. Калина // II научно-техническая конференция молодых специалистов ОАО «Энергомашспецсталь 2008», Краматорск, 2008 – С. 30
  24.  Алиев И.С. Формоизменение заготовки при радиально-прямом выдавливании на оправке / И.С. Алиев, Л.И. Алиева, Я.Г. Жбанков // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии пластической деформации металлов», Донецк, 2008 – С. 63.
  25.  Алиев И.С. Программное обеспечение для процессов выдавливания / И.С. Алиев, Я.Г. Жбанков // Сборник тезисов всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации», Тула, 2008 – С. 18-19.

Особистий вклад здобувача в роботах, що опубліковано в співавторстві

[1, 20] - розроблено математичну модель процесу радіального видавлювання із протитиском, [2] - розроблено математичну модель процесу радіального видавлювання, [3] - проведені математичні розрахунки, [4-10, 12, 23-24] - розроблено математичну модель процесу радіально-прямого видавлювання на оправці й проведені експерименти, [11, 25]- розроблено програму для розрахунку процесів радіально-прямого видавлювання на конусній оправці, [13] - запропоновано конструкції штампового оснащення для процесів радіально-прямого видавлювання, [14-18] - обґрунтовано нові технологічні способи видавлювання для маловідхідного і якісного виготовлення порожнистих деталей і заготовок.

АНОТАЦІЯ

Жбанков Я. Г. Отримання порожнистих деталей із змінною товщиною стінки на базі використання способів радіально-прямого видавлювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 - процеси та машини обробки тиском. Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2010.

Дисертаційна робота спрямована на підвищення ефективності способів радіально-прямого видавлювання на рухомій оправці на основі розробки математичних моделей, науково обґрунтованих рекомендацій з удосконалення технологічних режимів, конструктивних параметрів оснастки для маловідходного штампування та створення нових способів комбінованого видавлювання.

Надано подальший розвиток на основі енергетичного методу верхньої оцінки математичній моделі силового режиму процесу радіально-прямого видавлювання на конусній оправці. Чисельним моделюванням в програмі QForm 2D встановлено вплив виду схеми та її геометричних параметрів на величину відхилення від профілю, надано рекомендації з мінімізації його величини. Результати теоретичного аналізу підтверджено фізичним моделюванням. Розроблено та апробовано нові способи видавлювання порожнистих деталей із перемінною товщиною стінки.

На основі результатів експериментальних та теоретичних досліджень розроблено методику проектування технологічних процесів точного об’ємного штампування видавлюванням порожнистих деталей із перемінною товщиною стінки та програмне забезпечення.

Ключові слова: штампування, холодне видавлювання, конусна оправка, порожнисті деталі, математична модель, силовий режим розкриття, торцева сфера.

АННОТАЦИЯ

Жбанков Я.Г. Получение полых деталей с переменной толщиной стенки на базе использования способов радиально-прямого выдавливания. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05 – процессы и машины обработки давлением. Донбасская государственная машиностроительная академия, Краматорск, 2010.

Диссертационная работа направлена на повышение эффективности способов комбинированного выдавливания на основе разработки математических моделей, и научно обоснованных рекомендаций по совершенствованию технологических режимов и конструктивных параметров оснастки для малоотходной штамповки.

Дальнейшее развитие объемной штамповки связано с научным обоснованием и разработкой новых технологий выдавливания в инструменте с дополнительными степенями подвижности, обеспечивающих существенное усложнение формы, увеличение коэффициента использования металла и повышение производительности. Выполнен анализ существующих технологий и оснастки точной объемной штамповки. Установлено, что способы штамповки выдавливанием на подвижной оправке обладают экономическими и технологическими преимуществами за счет усложнения конфигурации выдавливаемых изделий и сокращения технологических переходов.

Получила развитие на основе энергетического метода верхней оценки математическая модель процесса внутреннего радиально-прямого выдавливания на конусной оправке позволяющая устанавливать силовой режим процесса и оптимальную форму инструмента.

Разработаны математические модели на основе энергетического метода позволяющие определять усилия раскрытия, подсадки и величину отклонения от профиля в процессе внутреннего радиально-прямого выдавливания на конусной оправке и тем самым повысить точность штампуемых деталей. Рекомендованы оптимальные углы наклона образующей оправки, обеспечивающие минимум приведенных давлений деформирования и раскрытия. Результаты теоретического анализа подтверждены сопоставлением с данными физического и численного (выполненного МКЭ) экспериментов.

Численным моделированием в пакете QForm 2D определено влияние вида схемы и геометрических параметров схемы на величину отклонения от профиля, даны рекомендации по минимизации его величины. На основе планирования математического эксперимента и регрессионного анализа данных полученных моделированием в программе QForm 2D установлены математические зависимости для определения величины отклонения от профиля продольного сечения в зависимости от геометрических параметров процессов внутреннего радиально-прямого выдавливания на конусной оправке.

Экспериментально и численно (в пакете QForm 2D) определено деформированное состояние заготовки в процессе радиально-прямого выдавливания на конусной оправке. Установлены величина и форма очага деформации в зависимости от схемы выдавливания и от толщины выдавливаемой стенки и даны рекомендации по проектированию штамповой оснастки. Определено влияние вида схемы на неравномерность распределения деформаций по толщине выдавливаемой стенки.

На основе экспериментальных и теоретических (МКЭ) исследований установлена оптимальная форма заготовки, которая позволяет минимизировать величину отклонения от формы в виде торцевой сферы при выдавливании по схеме радиально-прямого выдавливания на конусной оправке.

Предложен способ малоотходного выдавливания полых деталей с переменной толщиной стенки полунепрерывным выдавливанием из многоштучной заготовки. Предложен и опробован способ выдавливание полых деталей с упреждением дефектов формы при помощи заготовки специальной формы. Предложен и опробован способ выдавливания сложно профилированных полых деталей с переменной толщиной стенки на сложно профилированной оправке. На основе результатов экспериментальных и теоретических исследований разработана методика проектирования технологических процессов точной объемной штамповки выдавливанием полых деталей с переменной толщиной стенки. Разработаны и переданы для промышленного освоения рекомендации по разработке процессов радиально-прямого выдавливания на оправке и проектированию штамповой оснастки.

Ключевые слова: штамповка, холодное выдавливание, конусная оправка, полые детали, математическая модель, силовой режим раскрытия, отклонение от профиля, торцевая сфера.

ABSTRACT

Zhbankov I.G. Obtaining of hollow parts with variable wall thickness, based on the methods of radial forward extrusion. – Manuscript.

Dissertation for a Candidate's degree in Engineering, specialty 05.03.05. - Processes and Machines of plastic working. The Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk. 2010.

The thesis is focused on the ways to improve the radial direct extrusion of hollow parts based on the development of mathematical models, scientifically proved recommendations for the improvement of technological regimes, design parameters for tools low-waste stamping and for the design of the new ways of combined extrusion.

Further development based on the upper bound method of estimation by the mathematical model of radial-forward extrusion on the conical mandrel is given.

By the numerical simulation in QForm 2D the effect of scheme type and geometrical parameters of the scheme on the value of profile deviation is determined. Recommendations for the minimization of its value are given.

The results of theoretical modeling are confirmed by physical modeling. Developed and tested new ways of extrusion the hollow parts with variable wall thickness.

Based on experimental and theoretical studies the technique of design of the processes of accurate die forging of hollow parts and software is developed.

Keywords: stamping, cold pressing, cone mandrel, hollow parts, mathematical model, force disclosure regime, end scope.

Автореферат

Отримання порожнистих деталей із змінною

товщиною стінки на базі використання способів

РАДІАЛЬНО-ПРЯМОГО ВИДАВЛЮВАННЯ

Жбанков Ярослав Геннадійович

Підп. до друку

02.09.10

Формат

Ум. друк. а. 1,37

Тираж 100 екз.

Замовлення №276

Видавець і виготовлювач

«Донбаська державна машинобудівна академія»

84313, м. Краматорськ, вул. Шкадинова, 72.

Свідчення про внесення суб'єкта видавничої справи

до Державного реєстру

серія ДК №1633 від 24.12.03.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60750. Поняття комп’ютерної публікації. 3асоби створення публікацій. Види публікацій та їх шаблони. Структура публікації 3.6 MB
  Мета: навчальна: Сформувати поняття комп’ютерної публікації розглянути види публікацій та засоби їх створення. Отже тема нашого уроку Поняття комп’ютерної публікації.
60751. 200 років з дня народження Тараса Григоровича Шевченка 968 KB
  Мета: Активізувати та збагачувати знання дітей про життя та творчість Тараса Шевченка; викликати інтерес до поезії; спонукати учнів до вияву власних творчих здібностей та їх розвитку; розвивати виразне читання та зв€язне мовлення школярів виховувати любов і повагу до спадщини...
60752. Рух графічних зображень за допомогою циклів 58.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з поняттям анімації; навчити створювати рухи окремих елементів, створювати анімацію програмним способом; розвивати логічне і образне мислення; виховувати любов до прекрасного.
60753. Розклад чисел на прості множники 78 KB
  Мета: ‒ навчити учнів розкладати числа на прості множники; ‒ розвивати в учнів математичне і логічне мислення здатність самостійно робити висновки розвинути увагу спостережливість; ‒ виховувати самостійність у виконанні вправ культуру математичної мови...
60754. Духовне багатство – найбільший скарб у житті людини 67 KB
  Завдання які ми ставимо перед собою на сьогоднішній урок записані на дошці: Вірш Крила Крила на яких написановиразно і вдумливо читати; визначити провідну думку; аналізувати; висловити власні міркування; прослідкувати звязок з віршем Чайка на крижині.
60755. Стародавнє Межиріччя 55.5 KB
  Мета уроку. Ознайомити учнів з природоюкліматичними умовами розташуванням на карті Стародавнього Межиріччяосновними заняттями мешканців розвитком писемності. Тип уроку: урокподорож Основні терміни та поняття: Межиріччя...
60756. Як правильно вимкнути комп’ютер 47 KB
  Мета уроку: ознайомити учнів з порядком вимкнення комп’ютера; повторити правила техніки безпеки; виховувати культуру навчальної праці при роботі з комп’ютером; розвивати увагу логічне мислення пам’ять пізнавальну цікавість.
60757. Графика и диаграммы. Наглядное представление о соотношении величин 1.73 MB
  Вспомнить как создаются диаграммы и графики; Вспомнить основные виды графиков и диаграмм; Познакомиться с основными правилами построениями графиков диаграмм; Выполнить практическую работу на оценку.
60758. Как кодируется изображение. Растровая и векторная графика 69.5 KB
  Что такое пиксель Что такое растр Как работает дисплей Из каких 3 цветов получаются все остальные цвета на цветном дисплее Какие устройства входят в состав графического адаптера Для чего нужна видеопамять Какие устройства используются для ввода изображения в компьютер Объяснение нового материала. Может использоваться например такой вариант кодировки цветов...