Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование работоспособности деформирующего инструмента направленным изменением его напряженного состояния Векслин, Илья Исаакович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Векслин, Илья Исаакович. Совершенствование работоспособности деформирующего инструмента направленным изменением его напряженного состояния : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.03.05 / Моск. гос. технол. ун-т Станкин.- Москва, 1993.- 51 с.: ил. РГБ ОД, 9 93-2/3714-3

Введение к работе

Актуальность работы. Широкое применение на машиностроительных вводах холодной и полугорячей объёмной штамповки (высадка, калиб->вка и пр.), особенно на автоматических линиях, внедрение процесів прерывистого, полунепрерывного и непрерывного прессования эедъявляпт все более высокие требования к повышению работоспособном деформирующего инструмента и прессовой оснастки. Вместе с зм, стойкость инструмента подобного назначения остается до после-яего времени довольно низкой, несмотря на значительное количест-э исследований по совершенствованию его конструкций, технологии зготовления, применению разнообразных инструментальных материа-db повышенной прочности и износостойкости и т.п.

Решение этой важной народнохозяйственной задачи связано с правлением рядом факторов, ответственных за работоспособность нструмента: температурный фактор, напряженно-деформированное остояние объекта, реакция материала на заданный нагрузочный ко-плекс. Вопросы исследования и управления температурным полем, а акже материаловедческие решения достаточно подробно изучены в ногочисленных работах, выполненных в последнее десятилетие. К ислу менее изученных следует отнести вопросы оценки и направленого изменения напряженно-деформированного состояния в контакт-ых зонах инструмента. Сложившееся положение объясняется:

отсутствием систематических данных по зависимости износо-тойкости и контактной жесткости поверхностных зон деталей дефор-ирующего инструмента от напряженного состояния, формирующегося ри направленной конструкторской проработке и в процессе техноло-ической обработки его деталей;

отсутствием алгоритма расчета напряженно-деформированного остояния ( в особенности для сложно-профильного инструмента) с ыходом на гарантированную работоспособность;

4.

недостаточным использованием численных методов расчета, ориентированных на электронно-вычислительные машины, для исследования напряженного состояния деформирующего инструмента;

сложностью получения достоверной информации о внешнем тем-пературно-силовоы воздействии на инструмент.

Соответственно поиск научно-обоснованного технического решения, приводящего к повышению работоспособности деформирующего инструмента и имеющего важное народнохозяйственное значение, сохраняет свою актуальность.

Работа выполнена в I967-I99I годах по координационным планам МИНВУЗа КЖР и МИНАВТОПРОМа СССР в двух отраслевых лабораториях машиностроительного факультета Самарского политехнического института.

Целью работы является научно-обоснованное техническое решение способствующее совершенствованию деформирущего инструмента направленным изменением его напряженного состояния конструкторскими и технологическими воздействиями, внедрение которого имеет важное народнохозяйственное значение.

Достижение поставленной цели осуществлено:

разработкой концепции, обеспечивающей совершенствование деформирующего инструмента, в первую очередь, методами направленного измерения напряженного состояния для создания в инструменте поля предварительных сжимающих напряжений, способствующих повышении износостойкости и контактной жесткости его рабочих зон;

установлением закономерностей влияния предварительных (остаточных) и рабочих напряжений в инструменте на износостойкость

и контактную жесткость его поверхностных зон;

- теоретическими исследованиями упругого и упруго-пластичес
кого напряженно-деформированного состояния в расчетных моделях
инструмента;

5.

разработкой и использованием методов исследования количес-венньк закономерностей контактно-силового воздействия в инстру-енталышх объектах;

разработкой и применением алгоритма проектирования и рас-ета деформирующего инструмента с оптимальным по износостойкости

контактной жесткости напряженным состоянием в его деталях;

- лабораторными и производственными испытаниями работоспосо-
ности разнообразного инструмента, а также промышленной апробаци-
й разработанных конструкций.

Научная новизна работы заключена:

- в концепции совершенствования работоспособности де-юрмируюцего инструмента на основе использования неравнопрочных инструкций и направленного изменения в них поля напряжений, вли-гацих на износостойкость и контактную жесткость рабочих зон, кон-трукторскими и технологическими решениями;

в теоретически обоснованном и экспериментально подтвержден-юм наличии экстремальной зависимости износостойкости и контакт-гай жесткости поверхностных зон инструмента от компонентов резу-ътирующего напряженного состояния, регулируемых методами скреп-:ения (выполнено на базе нового способа исследований по а.с. '23426);

в математических моделях для аналитических и численных іасчетов и полученных решениях напряженного состояния в деформи-іущем инструменте;

в методике и результатах теоретического и эксперименталь-гого исследования контактной жесткости и поля остаточных напряже-[Ий, формируемого в предварительно напряженных деталях инструменты при шлифовании и упрочнении поверхностных зон;

в разработанных неразрушаицих инструмент способах и резу-іьтатах экспериментального определения эпюр контактных давлений

6.

по а.с. 565047.

Практическая ценность полученных в работе результатов (по мнению автора) заключена:

в повыпении работоспособности тяжелонагруженного деформиру «цего инструмента целенаправленным скреплением формообразущих вставок;

в рационализации технологии механической обработки рабочих зон напряженных деталей штамповых конструкций;

в установленных количественных закономерностях распределения контактных давлений в рабочей зоне инструмента;

в разработанной методике проектирования и прочностных расчетов скрепленного деформирующего инструмента;

в результатах от внедрения в производство многослойных штампов на ряде подшипниковых заводов ( 4 ГПЗ, 9 ГПЗ, 15 1113), на Самарском ПО - завод им.Тарасова, Самарском "Заводе клапанов"; упругих пресс-шайб на металлургических заводах (Белая Калитва -

- БКМЗ, Каменск-Уральск - КУМЗ), четырехслойных контейнеров на Самарском металлургическом ПО - Завод им.В.И.Ленина.

Применение разработанного инструмента обеспечило получение подтвержденного годового экономического эффекта свыше 500 тыс. руб. (в ценах до 1991 г.).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены: на Первой сессии Поволжского совета (г.Казань, 1963); на Общесоюзной конференции "Теплофизика процессов механической обработки давлением" (г.Куйбьшев, 1966); на Объединенных технических совещаниях в НИШВТОПРОМе (г.Москва, 1967); на Втором научно-техническом совещании по инструментальным сталям (г.Запорожье, 1968); на Общесоюзной конференции "Опыт внедрения прогрессивных методов о'бработки металлов давлением" (г.Тула, 1968); на Меж вузовской конференции "Исследование износа с целью выявления пу-

7. тей повышения срока службы и качества выпускаемых машин" (г.Москва, 1868); на КПТИ (г.Запорожье, 1968); на Межвузовской конференции "Теория формирования технологических напряжений и их инженерное приложение" (г.Запорожье, 1969); на Всесоюзной научно--технической конференции "Контактная жесткость в машиностроении" (г.Тбилиси, 1974); на Четвертой Всесоюзной мезвузовской научно--технической конференции "Научные основы автоматизации производственных процессов в машиностроении и приборостроении" (г.Москва, 1975); на Общесоюзном научно-техническом совещании "Контактная жесткость в машиностроении" (г.Куйбышев, 1977); на Всесоюзной научно-технической конференции "Повьшение качества и эффективности изготовления технологической оснастки методами пластического деформирования" (г.Таллин, 1977); на Областной научно-практической конференции "Обеспечение качества в машиностроении" (г.Новосибирск, 1978); на Десятой Всесоюзной конференции по прессованию металлов (г.Москва, 1985); на Областной научно-технической конференции "Автоматизация и комплексная механизация тепловых процессов" (г.Сызрань, 1937); на Межвузовской конференции "Прогрессивные инструменты и методы обработки резанием авиационных материалов" (г.Куйбышев, 1989).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 47 работ, в том числе одна монография, 32 статьи и 4 авторских свидетельства.

Ст^к^гу_р^и_объём_работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и общих выводов на 340 с; содержит 155 иллюстраций, список использованных источников (261 наименование) и приложение (отдельный TOMJ.

8.

Проблема совершенствования деформирующего инструмента носит комплексный характер. В её решение значительный вклад внесли работы отечественных ученых А.И.Брюханова, О.А.Ганаго, Я.М.Охрименко В.Н.Северденко, Б.Ф.Трахтенберга и ряда других исследователей. В их работах применительно к деформирующему инструменту выделены и рассмотрены основные факторы, регламентирующие его работоспособность.

Среди этих факторов особо отмечена важность регулирования напряженного состояния поверхностных зон деформирующего инструмента и в особенности технологических остаточных напряжений.

Однако применительно к деформирующему инструменту вопросы формирования остаточных напряжений изучены недостаточно. Традиционные технологические методы (шлифование, поверхностное упрочнение и др.) формируют поле напряжений только в контактных зонах и, по-существу, не затрагивают напряженного состояния всей штамповой конструкции. Вместе с тем длительная работоспособность деформирующего инструмента вцелом определяется как полем напряжений в контактных зонах, так и напряженным состоянием в материале всех ответственных деталей инструмента.

В соответствии с изложенным цель и задачи настоящей работы направлены на теоретические и экспериментальные разработки, обеспечивающие увеличение ресурса деформирующего инструмента (штампы для холодной и полугорячей штамповки, упругие пресс-иайбы и тя-желрнагруженные контейнеры для прессования легких сплавов) за счет направленного изменения поля остаточных упругих и упруго--пластических напряжений в инструментальных объектах конструкторскими и технологическими методами.