Введение к работе
Актуальность проблему Вопросы повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, экономии материальных и трудовых ресурсов приобретают в настоящее время особое значение в связи с переходом экономики на рыночные отношения и необходимостью использования интенсивных методов развития.
Крепежные изделия в количественном выражении являются наиболее массовыми деталями, применяемыми в различных отраслях промышленности. На их изготовление в нашей стране в конце 80 гл\ начале 90пг. расходовалось 1,4-1,5 млн. тонн стали и значительные трудовые ресурсы. В настоящее время объемы производства крепежа существеїпю снизились. Однако потребность в крепежных изделиях, особенно в крепеже прогрессивной конструкции, удовлетворяется не полностью. Поэтому исследования, направленные на повьшшше эффективности производства кре-пежиых изделий, являются важными и актуальными.
Массовое производство крепежных изделий как в нашей стране, так и за рубежом осуществляется с использованием кузнечно-прессовых автоматов (КПА) прерывистою действия, у которых выполнение технологических операций штамповки чередуется с транспортированием заготовок и полуфабрикатов. Традиционные КПА, достигнув быстроходности порядка 400...600 ходов в минуту, практически исчерпали резервы дальнейшего повышения производительности.
Существенное повышение производительности процессов гаготов-леиия крепежа возможно за счет применения принципиально новых технических решений, в часпгостн,за счет создания и внедрения роторных технологий и роторного оборудования.
Роторные машины, у которых выполнение технологических операций осуществляется в процессе непрерьшного транспортаровашія заготовок и полуфабрикатов, по сравнению с традиционными КПА обладают более высокой производительностью (в 2..3 раза и выше) и расширенными технологическими ЕОЗМСЯСНОСТЯМН.
Таким образом, повышение качества изделий, разработка высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий, создание новых поколений КПА и роторного оборудования являются пкшньшк направлениями решения актуальной проблемы повышения эффективности производства крепежных изделий.
Основные этапы работы выполнялись в соответствии с Распоряжениями Совета Министров СССР № 2254р от) 5Л,84 г 0 развитии производства высокопрочных крепежных изделий" и № 538 от 08.05-86 г. "О мерах по обеспечению внедрения автоматических роторных и роторно-конвейерных линий в отрасли народного хозяйства в 1986-1990 тт. и на период до 2000 года", а также в соответствии с координационными планами Минметз СССР, департамента металлургии и концерна "Проммегиз".
Цель работы. Комплексное исследование технико-технологических факторов высокопроизводительных процессов изготовления крепежа и разработка новых научно обоснованных технических и технологических решений, внедрение которых обеспечивает повышение эффективности производства и применения крепежных изделий за счет повышения производительности, качества и ресурсосбережения В соответствии с поставленной целью предусматривалось решить следующие задачи:
1. Установить закономерности изменении скорости деформации в процессах штамповки крепежных изделий на высокопроизводительном оборудовании, а также исследовать влияние скорости деформации на сопротивление деформации сталей, применяемых для изготовления крепежа.
2. Используя современные методы теории ОМД, разработать математические модели и выполнить расчеты энергосиловых параметров процессов штамповки крепежа с учетом скоростных факторов, упрочнения, не равномерности деформации и др., а также исследовать влияние конструктивно-технологических параметров на точность изделии, штампуемых на КПА и роторных линиях.
3 Выполнить теоретические и экспериментальные исследования принципиально нового процесса формирования головок стержневых изделий деформирующим валком (процесс высадка прокаткой).
4. Разработать новые технические решения, направленные на повышение производительности и качества крепежных изделий, экономию материальных и трудовых ресурсов, провести их экспериментальную проверку и выдать исходные данные для проектирование нового оборудования.
Научная новизну работы заключается в теоретическом обобщении и решении научно-технической проблемы повышения эффективности производства крепежных изделий на основе разработки новых высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий, в том числе при их реализации на современных КПА и роторном оборудовании.
Основные элементы научной новизны состоят: - в установлении закономерностей изменения скорости деформации в процессах штамповки крепежных изделий на КПА и роторном оборудовании;
- в установлении закономерностей изменения сопротивления деформации в процессах холодной штамповки при высоких скоростях деформации; - в совершенствовании вариационного метода в дискретной постановке и его использовании при разработке математических моделей процессов штамповки крепежных изделий;
- в установлении закономерностей механики процесса формирования головок стержневых изделий высадкой прокаткой;
- в разработке моделей и методик прогнозирования прочностных свойств и точности штампуемых изделий;
• в разработке комплекса новых технических решений, направленных на повышение эффективности производства крепежных изделий.
Практическая значимость и реализация в промышленности. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использовались при разработке и совершенствовании высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий, а также при создании новых поколений КПА и роторного оборудовании для изготовления крепежных изделий.
В частности, разработанные роторные технологии положены в основу создания Луганским КБАЛ проектов роторно-конвейерных линий для изготовления болтов М6-М8 (модель ЛШБ-6), винтов и шурупов с диаметром стержня 4-5 мм (модель ЛШШ-4), заклепок & 4-5 мм (модель ЛШЗ-5).
При освоении разработанной КБАЛ (г.Климовос) роторной линии для изготовления гаек MZ модели ЛШГ-8 по результатам выполненных исследований внесены существенные изменения в технологический процесс, конструкцию липни и инструмента, что обеспечило получение качественных изделий и стабильную работу АРЛ при производительности 240 шт/мии.
На метизных предприятиях (Магнитогорские метизно-металлургический и калибровошгый заводы, Саратовский метизный завод, МПО "Станконормаль", Щелковский завод "Спецмоігпихшделисп и др.) внедрены технологические процессы изготовления крепежных изделий повышенной прочности из новых марок стали и термоупрочнетюго металла, а также ресурсосберегающие технологии (полузакрытая высадка, малоотходная штамповка, штамповка болтов облегченной конструкции и др.).
Освоенный экономический эффект от внедрения разработок 1207 тыс. рублей (в ценах 1990 г).
Ожидаемый экономический эффект от внедрения роторного оборудования для изготовления крепежных издсяий на метизных заводах Департамента металлургии 11 млн.руб. (данные 1989-90 г.)
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на всесоюзных, республиканских, зональных и отраслевых совещаниях, конференциях и семинарах в Москве, Н.-Новгороде, Воронеже, Луганске, Перь-ми, Кургане, Челябинске, Барнауле, Магнитогорске. Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 работ (монографии, статьи, обзоры, тезисы докладов) и создано 25 изобретений.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, списка литературы из 253 наименований и приложения. Работа содержит 216 страниц машинописного текста, ИЗ рисунков и 40 таблиц.
Автор выражает искреннюю благодарность проф., дл\н. Паршину В.Г., проф., дл\н. Гуну Г.С. и к.т.и., с.н.с. Мокринскому В.И. за помощь и поддержку при выполнении данной работы.
