Анотація до роботи:

Орлюк М.В. Інтенсифікація витягування порожнистих тонкостінних виробів з використанням профільованих заготовок. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 - Процеси і машини обробки тиском. - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2006 р.

Дисертація присвячена удосконаленню технологічних процесів витягування порожнистих тонкостінних виробів за рахунок використання попередньо спрофільованих заготовок.

Одержано аналітичну умову для визначення можливості інтенсифікації виготовлення порожнистих тонкостінних виробів витягуванням профільованих заготовок. Удосконалено математичну модель процесу витягування тонкостінних порожнистих виробів з попередньо спрофільованих заготовок, товщина яких змінюється за лінійним законом. Узагальнено математичну модель процесу комбінованого витягування спрофільованих заготовок, яка враховує зміну розмірів осередку примусового потоншення в наслідок змінної товщини вихідної заготовки.

Проведені експериментальні та теоретичні дослідження підтвердили можливість інтенсифікації виготовлення тонкостінних порожнистих виробів витягуванням та комбінованим витягуванням попередньо спрофільованих заготовок і показали задовільну кореляцію між собою результатів, отриманих експериментально (граничні коефіцієнти витягування, “Р-Н”- діаграми) та розрахованих за допомогою програмних засобів, розроблених на основі відповідних моделей.

Результати дисертаційної роботи були використані при проектуванні технологічних процесів та виготовленні установчих партій зразків сталевого піддонну гарматного боєзаряду та гільз артилерійського та стрілецького озброєння нового покоління. Дослідні зразки сталевого піддонну для боєприпасів калібру 152 мм та гільз калібру 12,7 мм виготовлені в Україні вперше.

1. У дисертації наведене нове вирішення важливої науково-прикладної задачі розробки та обґрунтування методу інтенсифікації витягування порожнистих тонкостінних виробів, що використовує можливість керування процесом за рахунок зміни товщини вихідної заготовки вздовж радіуса попереднім профілюванням.

2. Розв’язано задачу забезпечення стійкості фланця при витягуванні профільованих заготовок з відносною товщиною . Встановлено оптимальний закон розподілу тиску притискання по фланцю, який визначається зміною відносної товщини периферійної частини фланця заготовки в процесі деформування. Для реалізації необхідного розподілу тиску розроблена оригінальна конструкція притискача, яка дозволяє відслідковувати форму профільованої заготовки та зміну розмірів осередку деформації в процесі витягування.

3. Особливості умов притискання фланця при витягуванні профільованих заготовок враховано при розв’язку диференціального рівняння рівноваги елементарного об’єму фланця. Отриманий розв’язок вперше окрім геометрії заготовки враховує вплив сил тертя, нерівномірно розподілених по фланцю, та характер взаємодії заготовки з притискачем. Запропоновано в якості критерію оцінки можливості інтенсифікації витягування використовувати співвідношення розтягуючих напружень в небезпечному перетині у початковий момент витягування плоскої заготовки до аналогічних напружень при витягуванні профільованої заготовки. Співвідношення представляє собою резерв міцності небезпечного перетину, який може бути використаний для збільшення ступеня деформації заготовки в процесі витягування.

4. Проведено комплекс експериментальних досліджень по витягуванню та комбінованому витягуванню спрофільованих заготовок. Підтверджено появу резерву міцності при витягуванні профільованих заготовок в наслідок зменшення розтягуючих напружень в небезпечному перетині. За рахунок використання резерву і вибору раціональної форми профільованої заготовки при витягуванні виробів зі змінною товщиною стінки та коефіцієнтом тонкостінності = 4...5 із низьковуглецевих сталей вдалось зменшити граничні коефіцієнти витягування при витягуванні без потоншення на 20 %, при комбінованому витягуванні – на 35%; при комбінованому витягуванні дослідних зразків зі сталою товщиною стінки та коефіцієнтом потоншення – на 28%.

5. На основі отриманого розв’язку диференційного рівняння рівноваги удосконалено математичну модель витягування без примусового потоншення. Модель враховує як деформаційне зміцнення і геометрію профільованої заготовки, так і особливості взаємодії елементів штампа з осередком деформації і може бути використана для аналізу витягування як плоских, так і профільованих заготовок, товщина яких змінюється за лінійним законом. На основі удосконаленої моделі витягування узагальнено математичну модель комбінованого витягування вісесиметричних виробів, яка при розрахунку напружень дозволяє врахувати зміну розмірів осередку примусового потоншення, обумовлену профілем заготовки в порівнянні з витягуванням заготовок сталої товщини.

6. Отримані моделі покладено в основу програмних засобів, які при моделюванні витягування та комбінованого витягування дозволяють проводити технологічні розрахунки впродовж усього процесу (побудувати “Р-Н”- діаграму). Порівняння результатів експериментальних та теоретичних досліджень показало задовільну їх кореляцію, що свідчить про те, що отримані моделі задовільно описують усі особливості реального процесу.

7. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розроблено загальні рекомендації по розрахунку основних параметрів та проектуванню технологічних процесів витягування та комбінованого витягування із попередньо спрофільованих заготовок. Результати роботи у вигляді програмних продуктів, конкретних технічних рішень і практичних рекомендацій використані при розробці технологічних процесів виготовлення сталевого піддонну гарматного боєзаряду (замовник Державне підприємство “Конструкторсько-технологічний центр верстатобудування”, м. Київ) та гільз артилерійського та стрілецького озброєння нового покоління (замовник Державний науково-дослідний інститут хімічних продуктів, м. Шостка). За допомогою розроблених технологій вперше в Україні виготовлені дослідні партії сталевого піддонну для боєприпасів калібру 152 мм та гільз калібру 12,7 мм.