Марченко Віталій Леонідович. Наукові основи технології пластичного деформування осесиметричних деталей з обертанням інструмента

brief description

Марченко Віталій Леонідович. Наукові основи технології пластичного деформування осесиметричних деталей з обертанням інструмента: дисертація д-ра техн. наук: 05.03.05 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін- т". - К., 2003.

Марченко В.Л. Наукові основи технології пластичного деформування осесиметричних деталей з обертанням інструмента. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.05 Процеси та машини обробки тиском”. Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003 р.
В роботі розглядаються три основних напрямки досліджень: створення устаткування (пристроїв), інструмента та режимів деформування, які забезпечують зниження зусилля деформування осесиметричних деталей та енерговитрати.
Розроблені конструкції пристроїв дозволяють здійснювати штампування з крученням на пресах з поступальним переміщенням повзуна. Вони мають принципову відмінність від існуючого устаткування, яка полягає в тому, що рух інструмента визначається умовами деформування заготовки.
Принципова відмінність розроблених конструкцій інструмента полягає в тому, що вони забезпечують змінний в ході деформування режим навантаження заготовки тангенційними силами тертя.
Проведені дослідження впливу обертання інструменту на напружено-деформований стан заготовки дозволили визначити режим деформування, при яких досягається зниження зусилля і необхідна точність виробів.
Дослідження здійснено з використанням математичної моделі контактної взаємодії заготовки і інструмента, яка розроблена на основі методу скінчених елементів.
В роботі показано, що на величину сил тертя впливає історія навантаження приконтактного шару, обґрунтовано доцільність застосування однієї з відомих моделей.

Проведений порівняльний аналіз існуючих моделей тертя, виконані розрахунки та експериментальні дослідження дозволили обгрунтувати доцільність використання однієї з моделей, показали вплив на величину сил тертя історії навантаження приконтактного шару заготовки.

Розроблено модель контактної взаємодії заготовки і інструмента, яка відрізняється тим, що силові контактні умови представленні у вигляді розподіленого навантаження, а сили тертя у вигляді лінійної функції відносного переміщення входять у функціонал роботи внутрішніх і зовнішніх сил. Вказані відмінності дозволяють уникнути жорсткого переміщення заготовки і розходження ітераційного обчислювального процесу.
Дослідження впливу розподілу тангенційних сил тертя по контактній поверхні та його зміни в часі на напружено деформований стан заготовки показало, що воно відкриває нові можливості керування процесом деформування з метою зниження зусилля деформування при якісному заповненні порожнини штампу.
Отримане в роботі представлення епюри контактних тисків на поверхню інструмента при виготовленні тонкостінних конусів встановлює в явному вигляді зв’язок між кінематичними і силовими параметрами деформування, що разом з розробленою методикою дозволяє визначити режим деформування, який забезпечує задану точність виробів.
Розроблені принципи створення інструмента для штампування з крученням і відповідні конструкції дозволяють забезпечити змінний по поверхні заготовки і в часі закон розподілу тангенційних сил тертя, що знижує силові параметри деформування і поліпшує заповнення формоутворюючої порожнини штампу.
Розроблені принципи створення устаткування для штампування з крученням дозволяють розширити діапазон ефективного застосування та скоротити кут повороту інструмента. Конструктивна реалізація цих принципів в запропонованих пристроях дозволяє здійснювати штампування з крученням на пресах з поступальним переміщенням повзуна і забезпечує зниження зусилля деформування осесиметричних деталей до 1,5 2,5 а енерговитрат до 1,2 3 разів в порівнянні з відповідними типами устаткування для штампування з крученням.
Розроблені на основі проведеного аналізу силових і кінематичних умов роботи пристроїв методики, аналітичні співвідношення, практичні рекомендації дозволяють визначити весь спектр механічних, гідравлічних та геометричних парметрів пристроїв, які визначають їх ефективність.