Алієва Лейла Іграмотдіновна. Удосконалення процесів холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем

Короткий опис

Алієва Лейла Іграмотдіновна. Удосконалення процесів холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем : Дис... канд. наук: 05.03.05 2006

Алієва Л.І. Удосконалення процесів холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 процеси та машини обробки тиском. Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля, Луганськ, 2006.
Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності технологічних процесів точного об'ємного штампування деталей з фланцем на основі моделювання технологічних режимів, розробки методик проектування та застосування ресурсозберігаючих способів холодного видавлювання.
Виконано теоретичні дослідження і енергетичним методом верхньої оцінки розроблено математичні моделі для процесів радіального, сумісного радіального та комбінованого радіально-прямого видавлювання деталей з фланцями, що дозволяють прогнозувати формозміну заготовок і визначати силовий режим деформування з урахуванням впливу геометрії інструменту, схеми і форми осередку деформування, а також умов контактного тертя. На основі енергетичного методу та методу кінцевих елементів розроблено математичні моделі для прогнозування появи дефектів типу утяжин під час прямого та радіального видавлювання деталей з фланцем.
Експериментально встановлено особливості силового режиму та деформованого стану заготовки при радіальному і комбінованому видавлюванні деталей з фланцем. Запропоновані нові способі видавлювання, які спрямовані на розширення можливостей видавлювання за рахунок підвищення якості та складності форми деталей з фланцем.
На основі результатів досліджень розроблені технології, рекомендації та методика проектування процесів і штампового оснащення холодного об'ємного штампування видавлюванням деталей з фланцем.

У дисертації виконані нові науково-технічні розробки з розвитку методів розрахунку і проектування, а також з удосконалення технологій і оснащення процесу холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем, на основі яких отримано рішення нових актуальних задач, спрямованих на розширення технологічних можливостей, номенклатури штампованих деталей, а також підвищення якості продукції й ефективності технологій точного штампування.
1. У результаті аналізу існуючих технологій і оснащення точного об'ємного штампування і тенденцій їх розвитку встановлено, що способи холодного видавлювання завдяки технологічним, економічним і екологічним перевагам забезпечують ефективне і постійно зростаюче застосування процесів холодної обробки металів тиском у різних видах і умовах металообробних галузей промисловості. До найбільш перспективних методів формоутворення можна віднести способи поперечного і комбінованого видавлювання, для освоєння яких необхідний розвиток методів і моделей розрахунку режимів холодної обробки, а також методик і рекомендацій з проектування технологій і оснащення.
2. Розроблена енергетичним методом модель силового режиму для процесу комбінованого радіального видавлювання внутрішніх і зовнішніх фланців, розташованих у середній частині і на кінці трубчастої заготовки. Отримано розрахункові залежності для приведених тисків деформування з урахуванням оптимизованого положення поверхні розділу течії, які поширені на окремі випадки видавлювання зовнішніх або внутрішніх фланців і точніше відображають як кінематичні умови деформування, так і форму осередку деформації. Рішення забезпечили зниження верхніх оцінок тиску деформування по схемам видавлювання на 20-50%.
3. Вперше розроблено математичну модель процесу комбінованого радіально-прямого видавлювання порожнистої деталі з фланцем, що дозволила установити особливості розвитку силового і деформаційного режимів і прогнозувати характер заповнення порожнин матриці і формування розмірів деталі. Встановлено область критичних параметрів процесу, при яких швидкість прямого видавлювання дорівнює швидкості деформування, що може привести до відділення формованого фланця. Результати теоретичного аналізу підтверджені зіставленням з даними фізичного і чисельного (виконаного МКЕ) експериментів.
4. Енергетичним методом і методом кінцевих елементів розроблені моделі прогнозування процесу появи осьових і радіальних утяжин під час видавлювання деталей з фланцем. Установлено характер позитивного впливу умов реактивного тертя на формуючих поверхнях інструменту, що прилягають до осередку деформації, і виявлені критичні параметри та параметри керування якістю форми деталі, що видавлюється.
5. Вперше для оцінки технологічної деформуємості металу під час холодного радіального видавлювання використаний енергетичний критерій руйнування, в основу якого покладена гіпотеза про вплив історії навантаження на величину питомої роботи пластичної деформації металу до руйнування.Отримано хороший збіг результатів (відхилення не перевищує 10%) з відомими методами і дослідними даними, що дозволяє рекомендувати критерій для прогнозування граничних можливостей і ступеня кінцевих деформацій у процесах холодного деформування.
6. Виконано експериментальні оцінки адекватності розроблених математичних моделей по силовому режиму, відхиленнях форми деталей і деформованому стані. Експериментальне дослідження силового режиму підтверджують прийнятність одержаних математичних моделей для технологічних розрахунків тисків деформування і критичних параметрів під час видавлювання порожнистих деталей з фланцями і стовщеннями.
7. Установлено можливості нових способів маловідходного і безвідходного видавлювання порожнистих деталей типу втулок і кілець з напівбезперервної багатоштучної заготовки, видавлювання порожнистих деталей з виключенням дефектів форми за допомогою технологічних буртів. Розроблені перспективні способи видавлювання складних деталей і втулок у рухливій матриці, поздовжнього видавлювання порожнистих деталей з реверсивним тертям, а також метод випробування пластичності металевих зразків радіальним видавлюванням.
8. Розроблені технологічні рекомендації, розрахункові програми і методики проектування процесів поперечного і комбінованого поздовжньо-поперечного видавлювання порожнистих і суцільних деталей з фланцем, розташованим на різному рівні за висотою деталі, які спрямовані на підвищення точності і оперативності проектних робіт.
9. Розроблені маловідходні технологічні процеси і штампове оснащення видавлювання деталей з фланцями, що передані з технологічними рекомендаціями і методиками для використання на машинобудівних підприємствах. Процеси холодного видавлювання деталей з фланцями і втулок випробувані в дослідно-промислових умовах заводів ДМЗ і СМЗ і підтвердили свою ефективність (акти використання прикладені до дисертації).