Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Технологические процессы объемной холодной штамповки стеркневых изделніі наиболее полно удовлетворяют требованиям безотходной и малоотходной технологии и их широкое применение в специализированном метизном, а также машностроя- тельном производстве является важной и актуальной задачей.
Учитывая обширную номенклатуру стер&невшс цапшнострои- .. тельных изделий (порядка lh тысяч, в том числе 8 тысяч типоразмеров стандартных крепенных изделии), большой объем их выпуска, использование в основном низко- и среднеуглеродистых сталей, не обеспечивавших высокие механические характеристики изделий,. становится понятной актуальность совершенствования технологических процессов их изготовления.
В большинстве публикаций в области холодной высадки и штам
повки стекшевых изделий нет однозначных рекомендаций, недоста
точно учитывается история деформирования металла и неоднород
ность механических свойств на всех технологических операциях.
Поэтому создание на базе ксши&ксных исследований наденных,
обоснованных методов оценки деформационного упрочнения металла,
разработка рекомендаций по направленному и регулируемому упроч- .
нению, повышении качества и прочностных характеристик изделий
представляет одно из главных направлений совершенствования тех
нологии производства машиностроительной продуїщии, где стеране-
вые изделия составляют большой удельный вес. '_".
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является повышение механических и эксплуатационных характеристик стержневых изделий и их качества на осшь ве регулирования неравномерности деформационного упрочнения металла на основных технологических операциях холодной штамповки.
. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Выполненные экспериментальные и теоретик ческие исследования кинематики и напряженно-деформированного состояния металла для основных технологических операций холод-?' ной штамповки стераневых изделий, сформулированные и обоснован-* ные общие положения по выбору технологических параметров представляют экспериментально-аналитическое обобщение и решение актуальной научной проблемы совершенствования технологических процессов холодной штамповки деталей машин ьшссового назначения.
Научную новизну работы составляют:
I. Новые теоретические разработки:
методика расчета результативных деформаций я напряжений при течении металла в конической матрице (процесс калибровки пруткового металла), позволяющая оценивать и регулировать местную и интегральную неравномерность деформационного упрочнения;
расчетный метод определения энергосиловых параметров при течении металла в конической матрице (операции калибровки и редуцирования), позволявший учитывать влияние основных технологических параметров и устанавливать зону оптимальных углов входного конуса матрицы;
методика оценки цикличности упрочнения а разупрочнения металла за счет проявления эффекта Баушингерг.< при непреривном пластическом сжатии стальных заготовок (операции предварительной и окончательной высадки);
методика установлення границ оптимального и предельного деформирования металла на основних формообразующих операциях с учетом направленного и регулируемого упрочнения.
2. Новые оксперяменталькые результаты:
впервые доказана возможность получения калиброванного пруткозого металла с однородным упрочнением по всему поперечному сечению и установлено влияние этой однородности на неравномерность распределения механических свойств в деформированном объеме на последующих операциях;
предложена и проверена методика оценки неравномерности деформационного упрочнения металла по изменению его физико-механических характеристик;
устаноаки для определения физических своііств деформированной стали (по удельному электрическому сопротивлению, магнитной проницаемости);'
-новые способы оценки упрочнения металла испытаниями на продольный и поперечный изгиб, растворением в кислоте;
метод повышения точности л качества стержневых изделий за счет уменьшения или устранения пластического изгиба деформируемых заготовок;
впервые доказана возможность значительного повышения механической прочности стержневых резьбовых изделий благодаря регулировании деформационного упрочнения.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. На основе выполненных исследований разработаны методики обоснованного выбора технологических параметров с учетом обеспечения точности, поЕКщенноЁ прочности стераневых изделий.
Подтверждена возможность сшшения себестоимости изделий "за счет применения менее прочных и более дешевых сталей благодаря направленному упрочнению металла. В целом прочность прн растяжении для болтов, винтов, ипалек монет быть увеличена на 40-50/S и более, что позволит в ряде случаев исключить термячео кую обработку.
. Основные теоретические положения, методы анализа а оценки напряженно-деформированного состояния а уровня получаемых в металле или изделиях физико-механических характеристик, результаты экспериментальных исследований, технические И технологические -решения применительно к изготовлению стераневых изделий -холодным пластическим деформированием обобщены в монографии "Технологические основы холодной высадки стерзшевых крепежных изделий".
Результаты шполненішх исследований частично использованы при разработке" технологических процессов изготовления коротких п длинных ступенчатых стеркневых изделии холодным пластическим деформированием взамен обработки резанием. Суммарный экономц-ческий эффект, подтвержденный актами, составил 325 тыс.руб. (в ценах-до І.І.9І г.),
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ, і.іатериалн диссертации докладывались и обсуздались на: '" ""
- Всесоюзных и республиканских научно-технических конференциях и совещаниях: "Основные направления технического прогресса метизного производства'ЧЫагнитогорск, 1974);"Новое в кузнечно-штамповочном производстве"(Запорожье, 1975); "Пути со-" вершенствовашщ технологии холодной объемной штамповки и высадки" (Омск, 1978); ''Инженерные проблемы автоматизации и улучше--ния условий труда в кузнёчно-штамповочном производстве" (Запорожье, 1984); "Новые технологические процессы и оборудование для поверхностной пластической обработки материалов" (Брянск, 1986); ^Совершенствование технологических процессов изготовлен ния деталей машин" (Курган, 1991);
-' научно-технических конференциях и совещаниях: Магнитогорского горно-металлургического института (Напштогорск, 1978, 1979); "Повышение надежности и долговечности машин в свете решений ХХУ съезда КПСС" (Курган, 1976); "Широкое внедрение малоотходной технологии - важнейший источник экономии материальных ресурсов, повышения эффективности производства" (Курган, 1983); "Достижения и перспективы применения обработка давлением в ма-
шностроении" (Курган, 1984); "Прогрессивная технология обработки «алокестких деталей" (Тольятти, 1987); "Новое в резьбовых соединениях, способах резьбообразоваш:я, конструкциях инструмента, способах и средствах контроля" (Тольятти, 1988); "Разработка и применение новой техники, технологии и автоматизированных систем в промышленности" (Курган, 1988); "Молодые учеше Курганского машиностроительного института научно-техническому прогрессу" (Курган, 1989);
- научных семинарах: кафедры сопротивления мг-терналов и кафедры .\япин и автоматизации обработки давд^іем ШТУ им. Н.Э.Баумака (Москва, 1985, IS87).
В цело:.: диссертационная работа рассмотрена и одобрена на объединенном семинаре кафедр іМаггштогорской горно-металлургической академии им. Г.К.Носова (1995 г.) и заседании НТС Курганского маїшіностронтельного института (1995 г.).
ІІУБЛ11КАІЩ. По результатам исследований опубликовано 85 научных работ, в том числе: I монография, 3 брошюры и 3 авторских свидетельства на изобретение.
СТРУКТУРА И ОБЪЕЛ РАБОТЫ. Диссертация состоит из взедения, сема разделов и заключения, изложенных на 332 страішцах машинописного текста, содеріаіт 149 рисунков, список литературы из 162 наименований и приложения.