Вдосконалення процесу холодного редукування коротких циліндричних заготовок методами технологічної механіки

Abstract

Дисертація спрямована на розв’язок важливої науково-технічної проблеми підвищення ефективності процесу холодного редукування шляхом надання рекомендацій щодо меж використання таких технологічних параметрів: кут нахилу робочого конуса матриці та відносний обтиск заготовки, на основі використання методів технологічної механіки з врахуванням використаного ресурсу пластичності пластичності. Сформовано карту сплаву системи W-Ni-Fe (W- 89%, Ni – 7,5%, Fe – 3,5%), яка містить: криву течії, стандартні механічні характеристики, діаграму пластичності та градуювальник графік твердість – напруження – деформації. Розроблено імітаційну модель процесу редукування. Здійснено аналіз напружено-деформованого стану, що дозволило встановити параметри процесу редукування (обтиск, кут нахилу матриці, коефіцієнт тертя) та особливості його механіки з точки зору нерівномірності деформацій, шляхів деформування, контактних напружень. Обґрунтовано доцільність використання деформаційних критеріїв деформовності для визначення використаного ресурсу пластичності матеріалу заготовки в характерних її ділянках, які описуються шляхами деформування різної кривини. Отримано інженерну залежність, яка дозволяє розрахувати калібруючий діаметр матриці для одноциклового редукування, при якому забезпечується безвідмовне формоутворення. Виконано теоретичні і експериментальні дослідження впливу кута нахилу інструменту та величини обтиснення на прогнозування технологічної спадковості.

Диссертация направлена на решение важной научно-технической проблемы повышения эффективности процесса холодного редуцирования путем предоставления рекомендаций относительно угла наклона рабочего конуса матрицы и относительного обжатия заготовки на основе использования методов технологической механики. При этом использовалась феноменологическая теория деформируемости применительно к обработке заготовок с относительной длиной (к диаметру) 2..5 на основе порошковых сплавов системы W-Ni-Fe с обеспечением безотказного формообразования.Выполнены теоретические и экспериментальные исследования влияния угла наклона инструмента и величины обжатия на прогнозирование технологической наследственности. Результаты исследований внедрены в Институте сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля (г. Киев) в виде предоставления методик и рекомендаций по совершенствованию технологического процесса и определения его рациональных параметров, что дает существенное сокращение времени на технологическую подготовку, уменьшение количества браковочных изделий. Также результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс Винницкого национального технического университета.

The dissertation is aimed at solving the important scientific and technical problem of increasing the efficiency of the cold reduction process by providing recommendations on the limits of the use of the following technological parameters: the angle of inclination of the working cone of the matrix and the relative clamping of the workpiece, based on the use of methods of technological mechanics, taking into account the used plasticity resource. A map of an alloy of the W-Ni-Fe system (W- 89%, Ni - 7.5%, Fe - 3.5%) was formed, which contains: flow curve, standard mechanical characteristics, plasticity diagram and a graph of hardness – stress – strain. A simulation model of the reduction process is developed. The analysis of the stress-strain state, which allowed to establish the parameters of the reduction process (compression, angle of the matrix, coefficient of friction) and features of its mechanics in terms of uneven deformations, deformation paths, contact stresses. The expediency of using deformation criteria of deformability to determine the used material plasticity resource of the workpiece material in its characteristic areas, which are described by the ways of deformation of different curvature, is substantiated. An engineering dependence was obtained, which allows to calculate the calibration diameter of a matrix for single-cycle reduction, which ensures trouble-free formation. Theoretical and experimental studies of the influence of the angle of inclination of the tool and the magnitude of compression on the prediction of technological heredity have been performed.