Введение к работе
Актуальность работы. Основной задачей развития машиностроения является вывод его на принципиально новые ресурсосберегающие технологии, обеспечивающие повышение производительности труда, экономию материальных и энергетических ресурсов и охрану окружающей среды В значительной степени решению этих задач способствует внедрение в промышленность прогрессивных технологий ротационной ковки
Ротационная ковка представляет собой одну из разновидностей обработки металлов давлением и сводится к изменению формы заготовки в соответствии с требуемым видом изделия путем периодического обжатия рабочими органами (бойками), совершающими относительно оси заготовки в совокупности радиальное, вращательное и(или) осевое движение Заготовка может быть целая, полая цилиндрическая, конусная, квадратнаяи др
Вследствие локальности деформирования на порядок снижается технологическое усилие, что обеспечивает значительное снижение металлоемкости оборудования, повышение стойкости инструмента Радиальное обжатие дает возможность формоизменения материалов без разрушения до значительных степеней деформации при высокой точности полученных изделий, сводя до минимумапоследуюшуюобработку резаньем
В промышленности широко применяется ротационная ковка полых цилиндрических заготоюк. Однако определение основных технологических параметров процесса ротационной ювки трубчатых заготовок является весьма сложной задачей Поэтому в производстве довольно велик объем экспериментальных и доводочных работ, а реализуемые режимы обработки далеки от оптимальных Проведение экспериментальных исследований достаточно дорого и исследования процесса ротационной ковки носят прикладной производственный характер, связанный с выдачей рекомендаций по ведению процесса ковки при получении конкретного изделия
Актуальным является необходимость дальнейшего развития теоретических исследований для разработки научно-обоснованных методик проектирования технологических процессов ротационной ювки полых цилиндрических заготоюк с целью их интенсификации при снижении энергоемкости и трудоза-трат,что вцеломпредставляетболыпойпрактический интерес
Цель работы состоит в повышении эффективности процессов ротационной ювки полых цилиндрических заготоюк посредством научно-обоснованного проектирования режимов их проведения на базе созданных математических моделей, позволяющих оценить силовые режимы, кинематику течения материала, шероховатость поверхности получаемых изделий в зависимости от геометрии заготовки и инструмента и условий трения на границах контакта
Для достижения указанной цели в работе были поставлены следующие задачи исследований:
1. Разработать математическую модель процесса ротационной нэвки по-льк цилиндрических заготоюк как без оправки, так и на оправке крутого и фигурного поперечного сечения
2 Провести теоретические и экспериментальные исследования напряженного и деформированного состояний полых цилиндрических заготоюк, силовых режимов и предельных границ устойчивого деформирования (с точки зрения юзможности разрушения) в зависимости от геометрических размеров заготовки, схемы деформирования и технологических параметров этих процессов
3. Установить влияние геометрии заготовки и технологических параметров ротационной ковки на гладкой оправке круглого и фигурного поперечного сечениянашероховатость внутренней поверхности цилиндрического изделия
4 Получить зависимости, определяющие количество технологических переходов, необходимых для получения канапо в прямоугольно го сечения в цилиндрической заготовке в процессе ротационной ковки наоправке.
5. Выявить рациональные режимы проведения операции ротационной ковки заготовки нарезного ствол а охотничьего карабинаТОЗ-122
Автор защищает:
математическую модель ротационной ювки польк цилиндрических за-готоюкбез оправки,
математические модели ротационной ковки польк цилиндрических за-готоюкнаоправке круглого и фигурного поперечного сечения,
результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженного и деформированного состояния заготовки и силовых режимов для данных процессе в и при различных схемах натру жени я,
зависимости, устанавли"вающие влияние технологических параметров, геометрии заготовки и инструмента, а такжеусловий трения на границе контакта нау величение толщины стенки полой цилиндрической заготовки в процессе ротационной ковки без оправки
зависимость шероховатости внутренней поверхности полой цилиндрической заготовки от технологических параметров ротационной ювки на гладкой оправке.
результаты исследований по определению минимально необходимого количества переходов для изготовления заготоюк волноводов СВЧ ротационной ковкой наоправке прямоугольного сечения
результаты исследований по определению рациональных технологических параметров операции ротационной ковки заготовки нарезного ствола охотничьего карабинаТОЗ-122.
$» Научная новизна состоит в разработке математической модели процесса ротационной ювки польк цилиндрических заготоюк, в изучении особенностей пластического формоизменения в процессе штамповки, в полученных зависимостях силовых и деформационных параметров процессов от технологических факторов и схем обработки
Методы исследования. Поставленная цель реализована на основе деформационной теории пластичности и метода конечных элементов. Численные эксперименты проводились с использованием ЭВМ. При обработке результатов численных экспериментов применялись методы математической статистики
Практическая ценность и реализация работы:
Разработанные математические модели процесса ротационной ковки являются основой программного обеспечения, которое может быть использовано для расчетов параметров штамповки полых цилиндрических заготовокраз-личной геометрии внутреннего канала
Разработанная математическая модель процесса ротационной ковки была использована для определения рациональных технологических параметров операции ротационной ковки заготовки нарезного ствола охотничьего ка-рабинаТОЗ-122 на ОАО «Тульский оружейный завод»
Отдельные материалы исследования использованы в учебном процессе для студентов специальности 15D2D1 Машиныи технология обработки металлов давлением
Апробация. Результаты исследования доложены на следующих конференциях
- Международной научно-технической конференции МК-06ММФ
«Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлур
гии», посвященной 50-летию Липецкого государственного технического
университета(Липецк,2006 г)
- Научно-практической конференции профессорско-преподавательского
составаТулГУ(Тула,2003-2006 гг)
Публикации. Материалы проведенных исследований представлены в 5 работах Из них 4 рекомендованы ВАК
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору В Д Кухарю и доктору технических наук, доценту АН Пасько за оказанную помощь при вьшолнении работы, критические замечаниям рекомендации
Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 137 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 104 источников Содержит 82 рисунков и 11 таблиц
