Анализ и совершенствование технологического процесса глубокой вытяжки полусферических деталей из высокопрочных сталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Файфер Игорь Николаевич

• Файфер Игорь Николаевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Файфер Игорь Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1 Свойства, сферы применения высокопрочных среднелегированных сталей и особенности их деформации

1.2 Описание существующей технологии изготовления детали «Полусфера»

1.3 Производственный опыт: возможные варианты дефектообразования.. 27 1.4. Анализ возможных способов получения заготовок

1.5 Влияние анизотропии свойств на формоизменение

1.6 Факторы, влияющие на формоизменение и качество готовых деталей

1.7 Методы интенсификации штамповки

1.8 Выводы по главе

Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1)

2.1. Обработка кривых упрочнения некоторых деформируемых материалов

2.2 Описание эксперимента по испытанию образцов

2.3 Сравнение и классификация графиков растяжения

2.4 Построение кривых упрочнения для состояния стали 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) сразу после термической обработки

2.5 Выводы по главе

Глава 3. НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАГОТОВКИ ПРИ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКЕ ПОЛУСФЕРЫ В ОДНОПЕРЕХОДНОМ РЕЖИМЕ

3.1 Возможность однопереходного режима штамповки полусфер из некоторых материалов

3.2 Расчёт напряжённо-деформированного состояния при штамповке металлов с разной интенсивностью упрочнения в однопереходном

2

режиме

3.3 Расчёт напряжённо-деформированного состояния при штамповке труднодеформируемой стали

3.4 Постановка задачи в программном комплексе «QFORM»

3.5 Сравнение с известными данными

3.6 Выводы по главе

Глава 4. НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАГОТОВКИ ПРИ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКЕ ПОЛУСФЕРЫ ЗА НЕСКОЛЬКО ПЕРЕХОДОВ

4.1 Влияние коэффициента трения на напряжённо-деформированное состояние заготовки при глубокой вытяжке. Выбор варианта смазки инструментов

4.2 Пластический изгиб круглой в плане листовой заготовки

переменной кривизны

4.3 Выводы по главе

Глава 5. ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1 Описание результатов опытной штамповки

5.2 Описание результатов первой серийной штамповки

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Высокопрочные стали применяются в большинстве отраслей промышленности, в частности в авиа- и ракетостроении, в том числе для производства полых тонкостенных изделий, работающих при повышенных температурах и испытывающих избыточное давление. В состав таких изделий могут входить куполообразные, эллиптические или полусферические детали, изготовленные преимущественно методами листовой штамповки.

Листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных методов обработки металлов давлением и обладает рядом преимуществ: высокая производительность, низкая металлоёмкость и стоимость деталей, возможность автоматизации и т.д. Минимальная масса детали и одновременно высокая прочность изделия — это определяющие требования для авиационной и ракетной техники.

Высокопрочными называют стали, имеющие предел прочности более 1500 МПа, который достигается подбором химического состава и оптимальной термической обработкой. Такой уровень прочности можно получить в среднеуглеродистых легированных сталях (30ХГСН2А, 40ХН2МА, 42Х2ГСНМА и др.), применяя закалку с низким отпуском (при температуре 200 - 250 0С) или изотермическую закалку.

Для достижения такой высокой конструктивной прочности сталь должна сочетать в себе высокую прочность и высокое сопротивление хрупкому разрушению. Углерод эффективно увеличивает прочность и твёрдость сплавов, но снижает вязкость. Поэтому содержание углерода в высокопрочных сталях ограничено и обычно не превышает 0,3 - 0,4 %.

Высокопрочная сталь 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) была разработана в 60-х годах ХХ века во Всесоюзном (ныне Всероссийском) научно-исследовательском институте авиационных материалов - ВИАМ. Сталь предназначена для изготовления ответственных деталей и достаточно широко

используется в авиационной и ракетной технике [1]. Так как указанные отрасли промышленности служат в том числе обороноспособности нашей страны, до недавнего времени невозможно было найти открытых публикаций по сталям 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1). За последние несколько лет появились отдельные статьи по этим сталям или сталям со схожим химическим составом, но они касаются в основном материаловедения, термообработки или сварочных технологий [2, 3]. Что касается обработки давлением, то не удалось найти значимых публикаций, которые могут помочь в решении практических проблем.

Один из видов холодной листовой штамповки - вытяжка. В условиях серийного производства для изготовления полусферических деталей применяют кривошипные или гидравлические прессы двойного действия с традиционными штампами; высокоэнергетические методы (штамповка взрывом, электрогидравлическая и магнитно-импульсная штамповка); ротационную вытяжку и т.д. Развивается новое направление листовой штамповки - инкрементальная формовка.

При изготовлении полусферических деталей традиционными способами возможно возникновение следующих дефектов: повышенное гофрообразование на стенках детали из-за большого внеконтактного участка в начале вытяжки, разрушение или искажение формы заготовки при неправильно подобранных технологических параметрах, а также неравномерная толщина готовой детали (ближе к центру детали материал претерпевает утонение, в то же время край детали становится толще). Обеспечить равномерное утонение без локализации деформаций - одна из важных технологических задач при производстве авиационной и ракетной техники [1].

На практике эта проблема решается увеличением толщины исходного материала, что ведёт к увеличению массы летательного аппарата; возможно применение профилированных (разнотолщинных по сечению) заготовок, для чего необходимы дополнительные операции механической обработки.

5

В настоящее время для разработки технологических процессов вытяжки полусферических деталей используют в основном эмпирические данные, полученные как отечественными, так и зарубежными исследователями. Внедрение в производство последних достижений техники и технологий (в том числе цифровых) происходит медленно и не всегда успешно. С другой стороны, развитие цифровых технологий без тесной связи с производством также представляется затруднительным. Компьютерное моделирование процесса глубокой вытяжки позволяет без дополнительных затрат, на виртуальной модели, определить опасные сечения, рассмотреть несколько вариантов и отработать технологию изготовления детали и геометрию инструментов.

Таким образом, исследования, направленные на совершенствование процессов глубокой вытяжки высокопрочных сталей на основе компьютерного моделирования, являются актуальными, так как приводят к экономии времени и ресурсов предприятия.

Степень разработанности темы. Листовая холодная штамповка полусферических деталей исследуется как отечественными, так и зарубежными авторами. Значительный вклад в развитие теории пластичности, методов анализа процессов обработки металлов давлением, в том числе теории глубокой вытяжки полусфер, внесли Колмогоров В. Л., Смирнов В. С., Богатов А. А., Логинов Ю. Н., Воронцов А. Л., Яковлев С. П., Яковлев С. С., Аверкиев А. Ю., Нечепуренко Ю. Г., Смирнов-Аляев Л. Г., Романовский В. П., Рудман Л. И., Кроха В. А., Меллор П. Б., Томлёнов А. Д., Hill R., Swift H. W., Thiruvarudchelvan S., Chung S. Y., Woo D. M., Huang L. и др. В работах этих учёных разработаны и усовершенствованы методы анализа процессов пластического формоизменения, даны примеры их использования при анализе процессов обработки давлением, в частности к технологии листовой штамповки.

Наиболее полное описание факторов, влияющих на качество и размеры готовых деталей, а также их классификацию и причины появления приведены

6

в исследовании [2]. Коллективом авторов произведён обзорный анализ публикаций последних лет, посвящённых проблеме образования основных дефектов при обработке металлов давлением, и рассмотрены современные методы борьбы с ними, в том числе с использованием искусственного интеллекта.

В ряде публикаций предлагаются новые способы борьбы с дефектами при штамповке полусферических деталей, например штамповка с упругим элементом на пуансоне [3].

Однако в перечисленных работах не рассматривается связь полученных результатов исследований с временем хранения заготовок после термической обработки. На практике это время может составлять 15 и более суток, за которое в термически обработанных заготовках происходят известные процессы естественного старения, в результате чего ухудшаются механические свойства материала.

Целью работы является разработка рекомендаций по совершенствованию технологического процесса производства полусферических деталей из высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) для снижения величины утонения стенки готовой детали на основе компьютерного моделирования процесса глубокой вытяжки.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать факторы, влияющие на процесс глубокой вытяжки полусферических деталей из высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1);

2. Построить пригодные для моделирования реологические модели (кривые упрочнения) указанных сталей;

3. Получить коэффициенты анизотропии и рассчитать коэффициенты упрочнения для степенной аппроксимации кривых;

4. Провести компьютерное моделирование процесса глубокой вытяжки и выработать на его основе рекомендации по совершенствованию технологического процесса;

5. Получить закономерности изменения толщины стенки для различных режимов (вариантов смазки инструментов);

6. Провести экспериментальное исследование фактической разнотолщинности полусферических деталей, изготавливаемых на ПАО «Машиностроительный завод им. М. И. Калинина».

Научная новизна работы:

• проведено сравнение механических свойств высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) в разных состояниях в зависимости от времени хранения после смягчающей термической обработки;

• на основе экспериментальных данных построены реологические модели (кривые упрочнения) высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) в отожжённом состоянии, пригодные для загрузки в программный комплекс QFORM;

• определены коэффициенты анизотропии и коэффициенты упрочнения высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1);

• разработана трёхмерная компьютерная модель процесса глубокой вытяжки полусферических деталей за один и несколько переходов, проведён анализ показателей напряжённо-деформированного состояния заготовки на каждом переходе;

• в результате анализа компьютерной модели и экспериментальных данных получены закономерности изменения толщины стенки полусферической детали из высокопрочной стали 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) при вытяжке с разными вариантами смазки инструментов.

Теоретическая значимость работы заключается в результатах компьютерного моделирования процесса холодной штамповки полусферических деталей за один и несколько переходов, которые расширяют знания об этом виде обработки давлением; в определении зависимостей распределения изменения толщины стенки полусферической детали по её образующим при разных вариантах смазки инструментов.

Практическая значимость работы состоит в получении механических свойств высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) в отожжённом состоянии, в формулировке рекомендаций по уменьшению утонения стенки деталей при вытяжке за несколько переходов и разработке мероприятий по рационализации процесса получения заготовок с целью снижения их металлоёмкости за счёт вырезки на лазерной установке, что подтверждается актом внедрения ПАО «Машиностроительный завод им. М. И. Калинина» (ПАО «МЗИК»).

Методология и методы исследования. В экспериментальной части работы для исследования изменения толщины стенки деталей при холодной штамповке использован метод ультразвуковой толщинометрии. Для обработки полученных данных использованы традиционные методы математической статистики.

В теоретической части использован современный метод решения прикладных задач обработки металлов давлением - метод конечных элементов, реализованный в программных комплексах QFORM (© КванторФорм) и ABAQUS (© Dassault Systèmes).

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения толщины стенки полусферических деталей при глубокой вытяжке в зависимости от режимов обработки;

2. Трёхмерная компьютерная модель процесса глубокой вытяжки полусферической детали за несколько переходов;

3. Механические свойства, коэффициенты анизотропии и коэффициенты упрочнения высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) в отожжённом состоянии.

Степень достоверности результатов работы в экспериментальной части подтверждена применением современных средств измерений и методов статистической обработки полученных данных.

В теоретической части - экспериментальной проверкой результатов вычислительного эксперимента.

Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

XII Научно-практическая конференция «Инновационные технологии и технические средства специального назначения», 2019;

XXI Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов — молодых учёных, 2022;

VI Международная молодёжная научно-техническая конференция «Magnitogorsk Rolling Practice - 2022»;

VII Международная молодёжная научно-техническая конференция «Magnitogorsk Rolling Practice - 2023»;

VIII Международная молодёжная научно-техническая конференция «Magnitogorsk Rolling Practice - 2024»;

I научно-практическая конференция «Цифровое производство: наука, практика, кадры», 2024;

XXVII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов»,

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 публикациях, из них четыре научные статьи в рецензируемых научных журналах, определённых ВАК РФ, в том числе две статьи индексируемые SCOPUS.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и совершенствование технологического процесса глубокой вытяжки полусферических деталей из высокопрочных сталей»

РАБОТЫ

1.1 Свойства, сферы применения высокопрочных среднелегированных сталей и особенности их деформации

1.1.1 Материалы, применяемые для производства авиационной

и ракетной техники

Одна из главных задач конструкторов в области авиа- и ракетостроения -повышение надёжности и снижение массы конструкции. Долговечность изделий при минимальной массе и наибольшей надёжности достигается благодаря повышению механических свойств и качества материала. Основным механическим свойством является прочность, повышение которой при сохранении высокой пластичности и вязкости ведёт к снижению материалоёмкости конструкции и к повышению её надёжности.

Повышение эффективности изделий, изменение массогабаритных характеристик и улучшение тактико-технических свойств находятся в прямой зависимости от возможностей и характеристик конструкционных материалов.

Описанная выше зависимость особенно прослеживается в авиастроении. В этих отраслях конструкционный материал в значительной степени определяет возможности изделия.

Развитие современной авиационной и ракетной техники предполагает разработку и широкое внедрение конструкционных материалов с определёнными свойствами: малый удельный вес; высокая прочность; стойкость к радиационному облучению; высокая коррозионная стойкость; высокая жаропрочность.

Незаменимый элемент любых авиационных конструкций — высоколегированные и среднелегированные стали. Так, высокопрочная сталь 30ХГСН2А до настоящего времени успешно применяется практически во всех

11

отечественных самолётах. Для крупногабаритных деталей разработана сталь ВЛ1, способная к закалке на воздухе. Данные виды сталей обладают уникальной совокупностью механических свойств: высокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости, высоким сопротивлением к пластическим деформациям, сопротивлением к охрупчиванию и усталостному разрушению, теплостойкостью и коррозионной стойкостью.

Повышение прочности сталей ведёт к снижению их пластичности, вязкости, трещиностойкости и т.д. Разработка технологических процессов изготовления деталей из труднообрабатываемых материалов сопряжена с необходимостью обеспечения жёстких требований к эксплуатационным свойствам детали, а значит и к их геометрическим параметрам и физико-механическим свойствам поверхностных слоёв. К тому же методы технологического обеспечения этих свойств сопряжены с высокими энергетическими и временными затратами.

Появление таких материалов заставило пересмотреть принятые ранее подходы к конструированию и технологии изготовления деталей, так как перечисленные стали обладают рядом специфических особенностей и существенно отличаются от созданных ранее и имевших среднюю прочность (до 1400 МПа). В частности, оказалось, что нарушение технологического цикла при их получении может приводить к преждевременному выходу из строя деталей, несмотря на полную доброкачественность металла.

При этом очагами разрушения могут быть поверхностные или подповерхностные дефекты, полученные на различных стадиях изготовления полуфабриката, самой детали или конструкции целиком. Кроме того, существенно изменился и подход к изделиям из высокопрочных сталей -основными требованиями к ним стали минимальная концентрация напряжений и высокая чистота поверхности.

Прогресс техники и технологии неразрывно связан с разработкой и внедрением новых материалов. Повышение прочности металлических материалов традиционными методами (увеличением содержания легирующих

12

элементов, улучшением технологий термомеханического упрочнения и т.д.) к настоящему времени исчерпало свои возможности. Современные сплавы содержат большое количество дорогостоящих и редких металлов: кобальта, вольфрама, ниобия, молибдена, никеля и др., что резко повышает их стоимость. Кроме того, значительное увеличение количества легирующих элементов в сплавах приводит к анизотропии свойств полуфабрикатов и деталей из них.

1.1.2 Описание высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д)

и 42Х2ГСНМА (ВКС-1)

Объектом исследования являются две высокопрочные стали марок 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1). Химический состав сталей приведён в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1. Химический состав стали 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д), %

С Si Мп Сг М W Мо Fe S Р

<0.011 <0.015

0.26-0.33 0.9-1.2 1.0-1.3 1.5-2.0 1.0-1.3 1.0-1.3 0.4-0.6 Основа Суммарное содержание S и Р не более 0.022%

Таблица 1.2. Химический состав стали 42Х2ГСНМА (ВКС-1), %

С Si Мп Сг М V Мо Fe S Р

<0,011 <0,015

0,38-0,43 0,9-1,2 0,75-1,0 1,5-2,0 0,5-0,8 0,03-0,1 0,4-0,6 Основа Суммарное содержание S и Р не более 0,022 %

Стали применяются в том числе для изготовления деталей методом листовой штамповки, в статьях [4, 5] изложены область применения и некоторые приёмы их обработки. Сами стали относятся к классу

конструкционных высокопрочных среднелегированных мартенситно-стареющих сталей.

Механические свойства рассматриваемых сталей в ТУ 14-1-4461-88 приведены после упрочняющей термообработки (закалка при ^ = 940 °С, низкий отпуск при ^ = 200 - 280 °С, охлаждение на воздухе) (таблица 1.3) [6].

Таблица 1.3. Механические свойства сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) при температуре испытания 20 °С

Марка стали Временное сопротивление Ов, МПа Предел текучести 00,2, МПа Модуль упругости Е, МПа Относительное удлинение 8, % Относительное сужение у, %

30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) 1860 1580 201000 7 30

42Х2ГСНМА (ВКС-1) 1900 1620 201000 7 30

Для моделирования процессов штамповки приходится применять современные методы расчёта, в настоящее время широко используется метод конечных элементов [7]. Физические соотношения при этом задаются в виде зависимости эквивалентных напряжений и деформаций. Поэтому, перед моделированием, если нет справочных данных, необходимо проводить эксперименты по построению таких зависимостей.

В справочной литературе приведены механические свойства сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1) в закалённом состоянии, обработка давлением производится в основном в состоянии поставки или отожжённом состоянии и необходимые данные приходится получать экспериментальным путём.

Основным недостатком высокопрочных сталей является повышенная чувствительность к концентраторам напряжений. Склонность высокопрочных сталей к разрушениям от концентраторов напряжения различна в зависимости от направления расположения надреза относительно проката листов. Концентраторы напряжения проявляют себя по-разному в зависимости от

толщины (чем больше толщина, тем больше проявляется влияние концентратора напряжений).

В статье [8] авторы исследуют влияние вида закалки (в масло, на воздухе, изотермическая закалка) и температуры отпуска на механические свойства в стали 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д). Отмечено, что наилучшее сочетание высокой прочности, пластичности и ударной вязкости сталь приобретает после закалки на мартенсит и низкотемпературного отжига.

1.1.3 Возможные дефекты при штамповке полусферических деталей и

способы борьбы с ними

Широкое распространение описываемых процессов показывает общую тенденцию, которая сводится к уменьшению объёма обработки резанием и к применению таких прогрессивных способов обработки, как обработка металлов давлением и литьё в формы.

Сложность получения сферических и полусферических деталей методами листовой штамповки обусловлена рядом факторов. Одним из наиболее существенных является возникновение в листовой заготовке при вытяжке большого кольцевого внеконтактного участка, который при втягивании в матрицу подвергается воздействию окружных сжимающих напряжений, сочетающихся с растягивающими, действующими в радиальном направлении. Такая схема напряжённо-деформированного состояния часто приводит к нарушению устойчивого протекания процесса пластической деформации и возникновению на внеконтактном участке радиальных складок [9].

Основными технологическими параметрами, влияющими на механические свойства и качество детали, являются условия трения между заготовкой и штамповым инструментом, способ получения заготовок, степень деформации при штамповочных операциях, температура и время выдержки при термических операциях [10]. В меньшей степени оказывают влияние

другие параметры — колебания химического состава в пределах ТУ, скорость деформации и колебания температуры отжига в заданных границах.

Штамповка из высокопрочных сталей, в отличие от штамповки из углеродистых и цветных сплавов, характеризуется высокой интенсивностью упрочнения, повышенным усилием деформирования и пружинением после снятия нагрузки, налипанием штампуемого металла на рабочие поверхности штампа и применением защитно-смазочных покрытий штампуемого металла во избежание образования рисок и надиров при штамповке. Эти особенности необходимо учитывать при разработке и проведении технологического процесса штамповки конкретных деталей [11].

Высокопрочные стали значительно упрочняются в процессе вытяжки, поэтому вторичные формоизменяющие операции типа правки, калибровки становятся затруднительными. При этом из-за недостаточного уровня пластических деформаций в материале полученные детали значительно меняют свою форму после извлечения из штампа из-за упругой разгрузки, называемой пружинением. Такое отклонение может составлять несколько миллиметров при требуемой точности ± (0,5 - 0,7) мм. На внешний вид такие отклонения могут не повлиять, однако вызовут серьёзные проблемы при сборке, поскольку свариваемые детали придётся подгонять друг к другу с большими усилиями.

Для решения проблемы пружинения существуют различные методы, связанные с равномерным растяжением материала заготовки при вытяжке, введением различных рёбер жёсткости, отказом от плоских участков на деталях в пользу участков с небольшой кривизной, обеспечивающей дополнительную жёсткость.

В статье [12] авторы предлагают заслуживающий внимания способ компенсации пружинения и получения точной полусферической детали. Предлагается использовать специальный упругий инструмент, повторяющий форму пуансона, который позволяет совместить в одном штампе две операции: вытяжку и калибровку. Упругий инструмент устанавливают с определённым

16

зазором на пуансоне, что позволяет уменьшить внеконтактный участок на заготовке и, соответственно, снизить гофрообразование в процессе вытяжки, а также компенсировать утолщение кромки заготовки.

В статье [13] автор на основе большого экспериментального опыта показывает, что остаточные напряжения после предыдущих переходов процесса вызывают неоднородность распределения и локализацию деформаций, которые также могут стать причиной разрушения заготовки.

Интересное решение по борьбе с гофрообразованием предлагает коллектив исследователей Технологического института Яньчэн, КНР. Для предотвращения образования складок при штамповке тонкостенных деталей замкнутая полость матрицы заполняется легкоплавким сплавом, затем в матрицу помещается заготовка и всё оставшееся свободным пространство также заполняется этим сплавом. При движении пуансона вниз излишки сплава выдавливаются в зазор между матрицей и пуансоном, давление равномерно передаётся на всю поверхность заготовки, что в свою очередь изменяет напряжённо-деформированное состояние и снижает упругое пружинение и величину утонения стенки готовой детали [14].

Для малопластичных металлов приходится разрабатывать специальные приёмы повышения пластичности [15]. В основном, усилия направлены на .повышение уровня пластических свойств за счёт повышения температуры, которая помогает активировать больше режимов деформации, включая скольжение по пирамидальным плоскостям кристаллической решётки.

Однако горячая пластическая деформация приводит к окислению поверхности полуфабрикатов, ускоряется процесс газонасыщения металла в его объёме, теряется эффект нагартовки металла, позволяющий увеличить прочностные свойства конечного продукта, также увеличиваются затраты энергии на нагрев заготовок. Поэтому может иметь место такой подход, в котором обработка осуществляется в холодном состоянии, а пластичность увеличивается за счёт повышения уровня сжимающих напряжений. Как

правило, деформация в условиях высоких сжимающих напряжений предотвращает появление и развитие трещин в образце.

1.1.4 Опасные сечения, локализация деформаций

Заготовкой для листовой штамповки является листовой прокат. Для его производства применяют прокатные станы, обладающие определённой степенью жёсткости. От этого параметра и ряда других зависит разнотолщинность прокатанной заготовки, а она влияет на разнотолщинность деталей, производимых в листоштамповочном производстве. Существует довольно много способов снижения разнотолщинности при прокатке, что позволяет свести её к минимуму [16, 17, 18].

На стадии листовой штамповки, например, при глубокой вытяжке, требуется получить деталь с минимальной разнотолщинностью, что диктуется, например, требованием к одинаковой прочности и отсутствию опасных сечений [19, 20]. Вместе с тем, даже если прокат будет обладать необходимыми свойствами, сам процесс штамповки создаёт условия для локального изменения формы в виде фестонов [21, 22], а также локальных изменений толщины заготовки, о чём сообщается во многих публикациях [23, 24, 25, 26].

В некоторых случаях процесс глубокой вытяжки вынужденно разбивают на отдельные стадии, чтобы добиться желаемого результата [27, 28, 29]. При этом на каждой стадии могут осуществляться процессы со сменой направлений выпуклости - вогнутости заготовки. Утверждается, что такие операции способствуют снижению эффекта локального утонения при вытяжке за счёт смены механизмов деформации на структурном уровне. Часть работ в области исследования процессов глубокой вытяжки посвящена определению условия, предотвращающих трещинообразование [30].

При вытяжке утонение стенок детали может достигать 15 %, 20 %, а в отдельных случаях и до 30 % от начальной толщины заготовки. Для

18

компенсации утонения полусферических и эллиптических деталей на некоторых предприятиях вводят технологическую прибавку на толщину заготовки. В отдельных случаях прибавка может составлять до 15 %, что значительно увеличивает металлоёмкость и итоговую стоимость изделия [31].

Другим способом борьбы с утонением стенки деталей и разнотолщинностью после вытяжки может стать использование предварительно профилированных заготовок с постепенным уменьшением толщины от центра заготовки к её краю [32]. Недостатком применения указанного способа является необходимость введения дополнительных операций механической обработки заготовки.

Вместе с тем имеются сведения, что для разных материалов расположение зон локализации наибольшего утонения и величина этого утонения оказывается различной для разных материалов [33, 34]. Есть сообщения, что для получения качественной продукции листовой штамповкой требуется учёт параметров упрочнения материала виде наличия или отсутствия площадки или зуба текучести на диаграмме нагружения [35, 36]. Вместе с тем, не сформулировано достаточно надёжных связей во всем их многообразии между характеристиками деформируемой среды и локализацией деформации при глубокой вытяжке.

Например, в статье [35] авторы связывают размер зерна с наличием/отсутствием площадки текучести на диаграмме растяжения сверхнизкоуглеродистых Ш-сталей (ШеМШаШгее - сталей без свободных атомов внедрения). Причиной образования полос скольжения (полос Чернова-Людерса) и площадки текучести авторы называют образование атмосфер Котрелла (повышение концентрации атомов углерода и азота вокруг линий дислокаций), которые тормозят скольжение дислокаций и снижают пластичность сталей вследствие развития процессов естественного старения.

В источнике [37] описано поведение стали 42СгМо в широком диапазоне скоростей деформации. Выявлено, что при высоких скоростях деформации (выше 2000 с-1) зависимость напряжений от деформаций является

19

немонотонной. Но при малой скорости (0,001 с-1) зависимость становится монотонно возрастающей, при этом признаки наличия зуба или площадки текучести отсутствуют. Монотонный характер кривых упрочнения показан для стали этой же марки в статье [38], но основное внимание здесь уделено многоцикловым испытаниям. Вместе с тем, в статье [39] после проведения испытаний на растяжение было показано, что на диаграмме напряжение -степень деформации имеется зуб текучести, причины его появления описаны, например, в книге [40].

В статье [41] описывается эффект «Портевена-Ле Шателье», который проявляется на поверхности материала при растяжении на определённых режимах скорости и температуры деформации в виде нестабильности пластического течения. При возникновении этого эффекта пластическая деформация локализуется в виде полос, которые перемещаются по толщине образца различным образом, ухудшают свойства материала и качество поверхности готовой детали. В отечественной литературе их принято называть «полосы Чернова-Людерса» [42]. Появление этих полос свидетельствует о микроструктурных процессах, происходящих в металле. Большинство исследователей отмечают их появление с достижением напряжений уровня площадки текучести на кривой упрочнения.

Для борьбы с негативным влиянием площадки текучести ряд исследователей предлагают использовать предварительную деформацию, немного превышающую напряжения текучести [43].

Отдельные исследователи связывают наличие площадки текучести со склонностью стали к деформационному старению, которое может развиваться в сталях после окончания процесса деформации [44]. Склонность к деформационному старению авторы оценивали по разности между отношением предела текучести к пределу прочности — после деформации к

исходному состоянию металла. Чем это отношение больше, тем сталь более склонна к деформационному старению.

Следует отметить, что наличие зуба или площадки текучести не сильно влияет на последующую пластическую деформацию, если она заведомо большая. Но при сопоставимости реально достигаемой степени деформации с наличием немонотонности на диаграмме упрочнения, именно при этой деформации возникает неопределённость в поведении металла. Такая ситуация характерна для операций листовой штамповки, в которой по контуру детали локальные деформации могут быть невелики и находиться в области нестационарности процесса.

1.2 Описание существующей технологии изготовления детали «Полусфера»

Деталь «Полусфера» выполняется глубокой вытяжкой за четыре перехода с промежуточными отжигами. Заготовкой служит круглый диск из листового проката толщиной 2,2 мм, диаметром 702 мм (рисунок 1.1).

0702 0

Рисунок 1.1. Заготовка под вытяжку из листового проката

Материал заготовки - высокопрочная сталь 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д),

изготавливаемая по ТУ 14-1-4461-88. Каждая заготовка комплектуется двумя

образцами №7К тип I по ОСТ 1.90011-70 для контроля механических свойств,

изготовленных из той же партии листа, что и основная деталь.

Схема вытяжки полусферической детали за четыре перехода штамповки с

промежуточной термообработкой состоит из следующих операций:

• I переход: глубокая вытяжка заготовки до высоты в центральной

части ~ 57 мм ^ отжиг (рисунок 1.2);

21

Рисунок 1.2. Заготовка после первого перехода вытяжки

• II переход: глубокая вытяжка заготовки на высоту ~ 128 мм, выталкиватель работает как подпружиненный инструмент (усилие 0,5 МН) ^ отжиг (рисунок 1.3);

Рисунок 1.3. Заготовка после второго перехода вытяжки

• III переход: высота заготовки ~ 180 мм, выталкиватель работает как подпружиненный инструмент (усилие 0,5 МН) ^ отжиг ^ предварительная механическая обработка (заготовку подрезают по высоте в размер 171-1 мм) (рисунок 1.4);

Рисунок 1.4. Заготовка после третьего перехода вытяжки под предварительную механическую обработку

• IV переход: формовка полусферы на высоту ~ 250 мм ^ окончательная механическая обработка в размер 244 ± 1 мм (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5. Эскиз готовой детали

Относительная толщина заготовки (2,2 / 468) * 100 % = 0,47 < 0,5, то есть для предотвращения образования гофр при вытяжке детали необходимо использовать матрицу с перетяжными рёбрами и прижим заготовки.

Штамп для вытяжки первого перехода состоит из следующих деталей: матрица 1; пуансон 2; прижим 3; грибок 4 (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6. Эскиз штампа для вытяжки первого перехода

Штамп для вытяжки второго и третьего перехода детали состоит из: плиты 1; пуансона 2; прижима 3; грибка 4 и матрицы 5 (рисунок 1.7). Для третьего перехода вытяжки используется прижим с большим закруглением у перетяжного ребра.

Рисунок 1.7. Эскиз штампа для вытяжки: а) второго и б) третьего переходов

Штамп для последнего перехода вытяжки, обратной компоновки (заготовка штампуется дном вверх), состоит из матрицы (1); пуансона (2) и прижима (3) (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8. Эскиз штампа для вытяжки четвёртого перехода

Существующая технологическая схема изготовления детали «Полусфера» с указанием оборудования и оснастки приведена в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Технологическая схема производства детали «Полусфера»

№ пп Операция Оборудование Оснастка Примечание

1. Отрезка заготовок Ножницы гильотинные Включая отрезку образцов

2. Слесарная Бормашинка Снять заусенцы с заготовок и образцов

3. Маркирование Набор ударных клейм, молоток Маркирование образцов и заготовок номером плавки и маркой материала

4. Механическая

обработка

По технологии

5. Отжиг термического производства. Отжиг вместе с образцами

6. Очистка Удалить окалину металлической щёткой

Протереть и смазать

7. Протирка заготовку смазкой «РОСОЙЛ-228»

Пресс Штамп

8. Вытяжка, кривошипный вытяжной для Вытянуть деталь на

1 переход двойного действия ERFURT 4,9 МН первого перехода высоту - 57 мм

9. Обезжиривание Уайт-спирит, ветошь обтирочная

По технологии

10. Отжиг термического производства. Отжиг вместе с образцами

11. Очистка Удалить окалину металлической щёткой

Протереть и смазать

12. Протирка заготовку смазкой «РОСОЙЛ-228»

Пресс Штамп

13. Вытяжка, кривошипный вытяжной для Вытянуть заготовку

2 переход двойного действия ERFURT 4,9 МН второго перехода на высоту - 128 мм

14. Обезжиривание Уайт-спирит, ветошь обтирочная

По технологии

15. Отжиг термического производства.

Отжиг вместе с образцами

16. Очистка Удалить окалину металлической щёткой

17. Протирка Протереть и смазать заготовку смазкой «РОСОЙЛ-228»

18. Вытяжка, 3 переход Пресс кривошипный двойного действия ERFURT 4,9 МН Штамп вытяжной для третьего перехода Вытянуть деталь на высоту - 182 мм

19. Обезжиривание Уайт-спирит, ветошь обтирочная

20. Предварительная механическая обработка Подрезать кромку заготовки в размер 171-1 мм

По технологии

21. Отжиг термического производства. Отжиг вместе с образцами

22. Очистка Удалить окалину металлической щёткой

23. Протирка Протереть и смазать заготовку смазкой «РОСОЙЛ-228»

24. Вытяжка, 4 переход Пресс гидравлический 6,2 МН Штамп вытяжной для четвёртого перехода Оформить -вытянуть полусферу на высоту - 250 мм

25. Обезжиривание Уайт-спирит, ветошь обтирочная

26. Контрольная

27. Упаковывание Отправить детали далее по маршруту

Далее следует сварка, термическая обработка и окончательная механическая обработка.

1.3 Производственный опыт: возможные варианты дефектообразования

В настоящее время на ПАО «Машиностроительный завод им. М. И. Калинина» изготавливается ряд деталей из высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ-1Д) и 42Х2ГСНМА (ВКС-1), в том числе методами листовой штамповки. При изготовлении полусферических деталей возможны следующие виды дефектов: образование гофр, наличие концентраторов напряжений в виде локальных утонений стенки заготовки, образовавшихся в процессе глубокой вытяжки, хрупкое разрушение заготовок в средней части, дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе вытяжки (риски, задиры, царапины), искажение формы детали в результате пружинения после снятия нагрузки, кольцевой дефект (рисунок 1.9).

а) б) в) г)

Рисунок 1.9. Виды дефектов при вытяжке полусферических деталей: а -разрушение заготовки на первом переходе; б - разрушение заготовки на последнем переходе; в - гофры на образующей; г - кольцевой дефект*

* Термин «кольцевой дефект» здесь означает искажение формы готовой детали в виде местного кольцевого углубления в верхней трети полусферы.

На некоторых деталях наблюдалось утонение материала сверх допустимых значений без разрушения детали. Жёсткие требования по толщине и форме готовой детали из указанных сталей заставляют исследователей и инженеров искать различные варианты изготовления, что приводит к дополнительным затратам на отладку технологии [45]. В качестве примера:

предельные отклонения по толщине холоднокатанного проката по ГОСТ 19904-90 для толщины 2,2 мм составляют ± 0,18 мм. Согласно п. 2.5 ТУ 14-14461-88 допускается шлифование листов с целью удаления поверхностных дефектов на глубину, не выводящую лист за пределы минимальной толщины (до 2,02 мм), также, в процессе вытяжки согласно действующей НТД допускается утонение до 20 % от исходной толщины листа. Таким образом при наличии мест зачистки на заготовках получить требуемую толщину (не менее 1,7 мм согласно КД) после вытяжки невозможно (2,02 - 2,02 * 20 % =1,616 мм). Решением данной проблемы может быть: применение листа без местных дефектов (без зачисток), листа повышенной точности или увеличение толщины исходной заготовки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Файфер Игорь Николаевич, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Демьяненко, Е. Г. Исследование процесса формовки тонкостенных деталей из плоской заготовки с минимальной разнотолщинностью / Е. Г. Демьяненко // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. -2019. -№32. - С. 127-134.

2. Ma, Jun. Defects in Metal Forming: Formation Mechanism, Prediction and Avoidance / Jun Ma, Xuefeng Tang, Yong Hou, Heng Li, Jianguo Lin, M. W. Fu // International Journal of Machine Tools and Manufacture. — 2025. — Vol. 207. — Art. no. 104268.

3. Нестеренко, Е. С. Расчёт параметров процесса вытяжки детали «полусфера» в штампе с упругим элементом / Е. С. Нестеренко, Ф. В. Гречников // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. — 2017. — № 4. — С. 62-68.

4. Файфер, И. Н. Цифровое моделирование многопереходной глубокой вытяжки полусферической детали при различных условиях трения / И. Н. Файфер, Ю. Н. Логинов // Заготовительные производства в машиностроении.

— 2023. — Т. 21, № 10. — С. 448-453.

5. Faifer, I. N. Elastic effect when forging high-strength steel 42H2GSNMA (VKS-1) while taking into account the anisotropy of properties /1. N. Faifer, Y. N. Loginov // Magnitogorsk Rolling Practice 2022 : proceedings of the VI International Youth Scientific and Technical Conference. — Magnitogorsk, 2022. — P. 74-75.

6. ТУ 14-1-4461-88. Прокат листовой конструкционный легированный высокопрочный. Технические условия. Утверждены Министерством металлургии СССР. Введены в действие с 01.01.1989. Держатель подлинника

— ЦНИИЧМ. — 13 с.

7. Dong, J. Fatigue Crack Propagation Experiment and Numerical Simulation of 42CrMo Steel / J. Dong, W. Pei, H. Ji, H. Long, H. Duan, X. Fu // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. — 2020. — Vol. 234, iss. 14. — P. 2852-2862.

118

8. Майсурадзе, M. В. Микроструктура и механические свойства авиастроительной стали 3QХ2ГСН2ВM / М. В. Майсурадзе, А. А. ^клина, Д. И. Лебедев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2Q22. — № 8 (8Q6). — С. 48-56.

9. Демьяненко, Е. Г. Исследование процесса формовки тонкостенных деталей из плоской заготовки с минимальной разнотолщинностью / Е. Г. Демьяненко // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. -2Q19. -№32. - С. 127-134.

1Q. ^ржавин, В. В. Аварийные режимы деформирования при изготовлении изделий глубокой вытяжкой / В. В. ^ржавин, А. В. Незамаев // ^з^чно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -2Q2Q. - № 5. - С. 11-16. - EDN UZRBHU.

11. ^ржавин, В. В. Совершенствование теории и технологии процессов глубокой вытяжки на основе многопереходной схемы деформирования и повышение эффективности производства изделий типа оболочек : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : Q5.Q3.Q5 / ^ржавин Владимир Васильевич. — Екатеринбург, 1994. — 47 с. — EDN ZJYCSV.

12. Нестеренко, Е. С. Расчёт параметров процесса вытяжки детали «полусфера» в штампе с упругим элементом / Е. С. Нестеренко, Ф. В. Гречников // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. — 2Q17. — №4. — С. 62-68.

13. Зуев, Л. Б. Локализация пластической деформации и упрочнение деформируемой среды / Л. Б. Зуев // Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии : Тезисы международной конференции, Томск, Q6-1Q сентября 2Q21 года. - Томск: Национальный исследовательский Томский государственный университет, 2Q21. - С. 31-32.

14. Wang, L. Analysis of Wall Thickness Evolution and Forming Quality of Sheet Metal Manufactured by Wrinkle-Free Forming Method / L. Wang, X. Luan, S. Liu et al. // Int J Mater Form. — 2Q24. — Vol. 17.

119

15. Каржавин, В. В. Упрочнение листовой стали при использовании многопереходной вытяжки / В. В. Каржавин, А. В. Бурцев, Т. А. Яковенко, В. Ю. Жукова // Естественные и технические науки. — 2022. — № 4(167). — С. 16-21. — EDN YKMRTP.

16. Бельский, С. М. Об адекватности параметров профиля поперечного сечения полосы. Сообщение 2. Локальные утолщения и утонения / С. М. Бельский, И. И. Шопин, А. Н. Шкарин // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. — 2021. — Т. 64, № 3. — С. 171-177.

17. Антонов, П. В. Усовершенствование метода моделирования профилировок валков стана холодной прокатки для повышения точности формирования поперечного профиля прокатываемых полос / П. В. Антонов, Н. Л. Болобанова, Э. А. Гарбер // Чёрная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации.— 2019.— Т.75, № 6. — С.718-725.

18. Ларин, С. Н. Оценка деформированного состояния заготовки при вытяжке с утонением стенки / С. Н. Ларин, А. Н. Исаева, П. В. Романов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2021.— №3. — С. 19-26.

19. Tiwari, P. R. Factors Affecting the Deep Drawing Process. A Review / P. R. Tiwari, A. Rathore, M. G. Bodkhe // Materials Today: Proceedings.— 2022.— Vol.56.—P. 2902-2908.

20. Dal, S. R. Analysis of Side-Wall Wrinkling in Deep Drawing Processes / S. R. Dal, H. Darendeliler // Key Engineering Materials.— 2022.— Vol. 926.— P.732-743.

21. Логинов, Ю. Н. Моделирование деформированного состояния круглой пластины при вытяжке / Ю. Н. Логинов, Б. И. Каменецкий, Г. И. Студенок // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. — 2006. — № 3. — С. 26-28.

22. Fereshteh-Saniee, F. A Comparative Estimation of the Forming Load in the Deep Drawing Process / F. Fereshteh-Saniee, M. H. Montazeran // Journal of Materials Processing Technology. — 2003. — Vol. 140, iss. 1-3. — P. 555-561.

120

23. Попов, И. П. Направленное изменение толщины заготовки в формообразующих операциях листовой штамповки / И. П. Попов, В. Д. Маслов // Кузнечно-штамповочное производство. — 1999. — № 6. — С. 19-21.

24. Ameer Mousa, Ali Abd. Numerical and Experimental Studies of the Formability of Low Carbon Steel (11008-AISI) by Using Hydromechanical Deep Drawing / Ali Abd. Ameer Mousa, Ali Abbar Khleif, Muhsin J. Jweeg // Materials Today: Proceedings. — 2022. — Vol. 60. — P. 1721-1730.

25. Huy T. Q. Investigating and optimizing factors affecting thinning in sheet deep drawing through simulation and Taguchi experimental planning. Tuijin Jishu. 2023. V. 44. No. 4. P. 2296-2304.

26. Демьяненко, Е. Г. Исследование предельных параметров процесса глубокой вытяжки листовых заготовок из жаропрочных медных сплавов / Е. Г. Демьяненко, И. П. Попов, Д. А. Никонов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2022. - Т. 28, № 6. - С. 42-48. - DOI 10.17073/0022-3438-2021-6-42-48. - EDN KOCARZ.

27. Anand, B. Experimental Validation of IS2062 Deep Drawing Component / B. Anand, R. J. Golden, Renjith Nimal, R. Mahendran, R. Sabarish // Materials Today: Proceedings. —2023.

28. Fereshteh-Saniee, F. A Comparative Estimation of the Forming Load in the Deep Drawing Process / F. Fereshteh-Saniee, M. H. Montazeran // Journal of Materials Processing Technology. — 2003. — Vol. 140, iss. 1-3. — P. 555-561.

29. Zhang, Chunxiang.Alternate Deep Drawing Process for Spherical Parts in Near Equal-Thickness Wall / Chunxiang Zhang, Wenliang Huang, Chenyang Xi, Peng Xue, Baorui Tian, Junting Luo // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. — 2020. — Vol. 111, no. 1-2. — P. 517-524.

30. Candra S. Analysis and experiment of blank holder gap in the cylindrical cup deep drawing of low carbon steel to prevent cracking-wrinkling. Journal of Mechanical Engineering. 2024. V. 21. No. 1. P. 123-142.

31. Горбунова, Ю. Д. Снижение металлоёмкости эллиптических горячештампованных днищ / Ю. Д. Горбунова, А. И. Горяев, Н. А. Змеева и др.

121

// Уральская школа молодых металловедов : сборник материалов и докладов XIX Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов — молодых ученых (Екатеринбург, 19-21 ноября 2018). — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2018. — С. 531-534.

32. Горбунова, Ю. Д. Снижение металлоёмкости эллиптических горячештампованных днищ / Ю. Д. Горбунова, А. И. Горяев, Н. А. Змеева и др. // Уральская школа молодых металловедов : сборник материалов и докладов XIX Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов — молодых ученых (Екатеринбург, 19-21 ноября 2018). — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2018. — С. 531-534.

33. Miïek, T. Expérimental Détermination of Material Boundary Conditions for Computer Simulation of Sheet Métal Deep Drawing Processes / T. Miïek // Advances in Science and Technology Research Journal.— 2023.— Vol. 17, no.5. — P.360-373.

34. Dwivedi, Rashmi. Numerical Simulation of Aluminum and Brass Material Cups in Deep Drawing Process / Rashmi Dwivedi, Geeta Agnihotri // Materials Today: Proceedings. — 2015. — Vol. 2, iss. 4-5. — P. 1942-1950.

35. Горкуша, Д. В. Исследование критериальных параметров достижения BH эффекта в сверхнизкоуглеродистых сталях для глубокой вытяжки / Д. В. Горкуша, О. А. Комолова, К. В. Григорович, А. В. Алпатов, А. М. Арсенкин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 2020. — Т. 63, №3-4.— С. 201-210.

36. Хмелев, А. А. Анализ образования площадки текучести на диаграмме растяжения мягкой стали / А. А. Хмелев, Л. Е. Реут, Н. Б. Кардович, Т. Ф. Богинская // Машиностроение : Республиканский межведомственный сборник научных трудов / Белорусский национальный технический университет. — Минск: Белорусский национальный технический университет, 2018.— Вып. 31. — С. 217-223.

37. Zhu, Z. Mechanical Properties and Dynamic Constitutive Model of 42CrMo Steel / Z. Zhu, Y. Lu, Q. Xie, D. Li, N. Gao // Materials & Design. — 2017.

— Vol. 119. — P. 171-179.

38. Sui, G. Cyclic Deformation Behaviors and Microstructure Evolution Mechanisms of 42CrMo Steels Under Different Heat-Treatment States / G. Sui, X. Fang, H. Li, X. Wu, C. Zhao, F. Jiang, Z. Wang // Engineering Failure Analysis. — 2024. — Vol. 161. — Art. no. 108303.

39. Bertini, L. High Load Ratio Fatigue Strength and Mean Stress Evolution of Quenched and Tempered 42CrMo4 Steel / L. Bertini, L. Bone, C. Santus, F. Chiesi, L. Tognarelli // Journal of Materials Engineering and Performance. — 2017.

— Vol. 26. — P. 3784-3793.

40. Фарбер, В. М. Деформационное старение в сталях / В. М. Фарбер, О. В. Селиванова, В. А. Хотинов, О. Н. Полухина. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. —72 с.

41. Yilmaz, A. The Portevin-Le Chatelier Effect: A Review of Experimental Findings / A. Yilmaz // Science and Technology of Advanced Materials. — 2011. — Vol. 12, iss. 6. — Art. no. 063001.

42. Кащенко, М. П. Роль кристонных источников сдвига в формировании полос Чернова-Людерса / М. П. Кащенко, А. Г. Семеновых, А. В. Нефедов и др. // Вычислительная механика сплошных сред.— 2021.— Т.14, №2.— С.203-209.

43. Третьяков, А. В. / Дрессировка и качество тонкого листа [Текст] / А. В. Третьяков, Е. М. Третьяков, Г. Н. Мигачева. - Москва : Металлургия, 1977. -231 с. : ил.; 22 см.

44. Пышминцев, И. Ю. Глава 3. Деформационное старение низкоуглеродистых сталей / И. Ю. Пышминцев, М. А. Смирнов // Структура и свойства сталей для магистральных трубопроводов. - Екатеринбург : ООО "Издательство УМЦ УПИ", 2019. - С. 123-174.

45. Левагина, А. А. Исследование процесса отбортовки тонкостенных осесимметричных конических деталей с минимальной разнотолщинностью / А. А. Левагина, Е. Г. Демьяненко, И. П. Попов // XVI Королёвские чтения :

123

Сборник материалов международной молодёжной научной конференции, посвящённой 60-летию полёта в космос Ю.А. Гагарина. В 3-х томах, Самара, 05-07 октября 2021 года. Том 1. - Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 2021. -С. 63-66. -EDNRNAABO.

46. Ерисов, Я. А. Влияние положения заготовки на паллете при лазерном раскрое на формирование зоны термического влияния / Я. А. Ерисов, В. В. Африкантов, Ю. С. Горшков, В. А. Разживин // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2023. — Т. 20, № 3. — С. 390-397. — DOI 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.03.012. — EDN OCVNEW.

47. Шмидт, А. А. Исследование влияния шероховатости на возможность получения вытяжкой детали из высокопрочной стали / А. А. Шмидт // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2018. - № 8. - С. 376-380.

48. Радионова, Л. В. Исследование процесса старения холоднокатаного и горячеоцинкованного листового проката / Л. В. Радионова, Ю. М. Субботина // Russian Internet Journal of Industrial Engineering. — 2015. — Vol.3, № 2.— С. 47-54.

49. Нохрин, А. В. Старение сталей труб магистральных газопроводов / А. В. Нохрин, В. Н. Чувильдеев // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. — 2010. — № 5 (2). — С. 171-180.

50. Anand, B. Experimental Validation of IS2062 Deep Drawing Component / B. Anand, R. J. Golden, Renjith Nimal, R. Mahendran, R. Sabarish // Materials Today: Proceedings. —2023.

51. Яковлев, С. П. Обработка давлением анизотропных материалов / С. П. Яковлев, С. С. Яковлев, В. А. Андрейченко. —Кишинев : Квант, 1997.

52. Яковлев С. С. Наукоёмкие технологии пластического деформирования ответственных деталей машиностроения из анизотропных материалов / С. С. Яковлев // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: материалы международной молодёжной научно-практической конференции «Инновационные технологии в металлургии и машиностроении»,

124

посвящённой памяти чл.-корр. РАН, почётного доктора УрФУ В. Л. Колмогорова, [г. Екатеринбург, 26-30 ноября 2013 г.] / Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2014. — с. 15-26

53. Яковлев С. С., Трегубов В. И. Теория и технология изготовления крупногабаритных осесимметричных деталей ответственного назначения из высокопрочных анизотропных материалов / под ред. С. С. Яковлева / М.: Машиностроение, 2011. - с. 230

54. Нечепуренко, Ю. Г. Оценка изменения механических свойств материала, изначально обладающего анизотропией в процессе вытяжки / Ю. Г. Нечепуренко, С. Н. Ларин, В. И. Платонов, А. Н. Исаева // Известия Тульского государственного университета. Технические науки.— 2017.— № 4.— С.53-61.

55. Грязев, М. В. Оценка влияния анизотропии материала на силу вытяжки с прижимом через радиальную матрицу / М. В. Грязев, С. Н. Ларин, А. А. Пасынков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2018. — № 2. — С. 244-248.

56. Воронцов, А. Л. О целесообразности использования метода конечных элементов на примере учёта прочностной неоднородности материала в расчётах процессов обработки давлением / А. Л. Воронцов // Производство проката. - 2002. - № 2. - С. 5-9.

57. Воронцов, А. Л. Повышение адекватности моделирования процессов обработки давлением путём учёта упругих деформаций инструмента. 2. Учёт упругой деформации штампа при описании процесса закрытой штамповки / А. Л. Воронцов, С. М. Карпов // Заготовительные производства в машиностроении. - 2018. - Т. 16, № 10. - С. 444-450.

58. Батина, А. В. Использованием инженерного метода решения при проектировании нового технологического процесса / А. В. Батина, М. М. Стройков, Е. Г. Демьяненко // Наука и кадры для авиастроения : Труды Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию ФЛА и 75-летию НГТУ, Новосибирск, 17-21 декабря 2024 года. -

Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2024. - С. 203-205. - EDN TCHPSC.

59. Ma, Jun. Defects in Metal-Forming: Formation Mechanism, Prediction and Avoidance / Jun Ma, Xuefeng Tang, Yong Hou, Heng Li, Jianguo Lin, M. W. Fu // International Journal of Machine Tools and Manufacture. — 2025. — Vol. 207. — Art. no. 104268.

60. Karzhavin, V. V. Development and research of copper covering for intensification of cold stamping of products from stainless steels / V. V. Karzhavin, L. V. Maltsev, V. V. Bakina // Solid State Phenomena. - 2021. - Vol. 316. - P. 809813. - EDN JHTKAP.

61. Ерисов, Я. А. Экспериментальное исследование влияния смазки на коэффициент трения при вытяжке / Я. А. Ерисов, В. А. Костышев, И. Н. Петров // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2018. — Т. 20, № 6 (86). — С. 11-13..

62. Абрамов, А. Н. Практическая методология исследований контактного взаимодействия заготовки с инструментом в процессах холодного деформирования металлов / А. Н. Абрамов, Э. И. Фахретдинова, Г. И. Рааб // Цветные металлы и минералы — 2017 : сборник докладов девятого международного конгресса (Красноярск, 11-15 сентября 2017 г.). — Красноярск: ООО «Научно-инновационный центр», 2017. — С.727-734.

63. Hyrcza-Michalska M. Results of searching for innovative solutions to increase the formability of thin sheets in the deep drawing process of vehicle components//METAL 2019 - 28th International Conference on Metallurgy and Materials, Conference Proceedings, 2019. P. 397-401.

64. Hodzic, Emir. Influence of Alloy Composition and Lubrication on the Formability of Al-Mg-Si Alloy Blanks / Emir Hodzic, Josef Domitner, Angela Thum, Arash Shafiee Sabet, Nino Mullner, Werner Fragner, Christof Sommitsch // Journal of Manufacturing Processes. — 2023. — Vol. 85. — P. 109-121.

65. Шолом, В. Ю. Методика оценки напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке / В. Ю. Шолом, А. Н. Абрамов, Р. И.

126

Гизатуллин // Трение и смазка в машинах и механизмах.— 2012.— № 11.— С.46-48.

66. Лапшин, П. В. Вытяжка детали «Полусфера» с широким фланцем / П.В. Лапшин, Е.С. Нестеренко, А. О. Кузин, И. Н. Петров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2022. — № 2. — С. 3

67. Dinh, D. V. Investigation and Establishment of Rational Geometrie Factors of Die in the Deep Drawing Without a Blank Holder / D. V. Dinh, S. V. Nguyen, A. N. Pham, L. V. Nguyen, V. D. Do // EUREKA: Physics and Engineering. — 2024. — No. 1. — P. 105-115.

68. Катаев, Ю. П. Потеря устойчивости фланца при вытяжке полых деталей из листа / Ю. П. Катаев, В. В. Леонтьев, С. А. Дорохин // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. - 2021. - № 2(57). - С. 48-51. - EDN NDMGAM.

69. Буркин, С. П. Анализ способов определения и устранения остаточных напряжений в трубных заготовках / С. П. Буркин, Ю. Н. Логинов, А. В. Тропотов и др. // Достижения в теории и практике трубного производства. — 2004. — С. 87-97.

70. Кудрявцев И. В. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность стали. - М.: ВИНИТИ, 1957. - 17 с.

71. Третьяков, Е. М. Остаточные напряжения в холоднодеформированных тонких изделиях и в тонколистовом дрессированном металле / Е. М. Третьяков // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2008. - № 1. - С. 49-61.

72. Фролов, Е. А. Выбор эффективного метода интенсификации процессов формообразования листовых деталей сложных форм из высокопрочных конструкционных сталей / Е. А. Фролов, О. Г. Носенко, Е. С. Дерябкина // Машинобудування: Збiрник наукових праць. - 2012. - № 10. -С. 248-254.

73. Цехмистер И. С. Теоретические основы производства деталей и сборки машин / И. С. Цехмистер. - Днепропетровск : ГИПОпром, 2005. - 220 с.

127

74. Михин М. Н. Трение в условиях пластического контакта / М. Н. Михин. -М.: Машиностроение, 1988. - 104 с.

75. Аркулов Г. Э. Совместная пластическая деформация разных металлов /Г. Э. Аркулов. - М.: Металургия,1974. -271 с.

76. Кузнецов В. И. Применение пластифицирующего покрытия при глубокой вытяжке / В. И. Кузнецов, Ю. И. Катаев. - М.: Машиностроение, 1989.-205 с.

77. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. - Л. : Машиностроение, 1981. - 782 с.

78. Фролов, Е. А. Пневмоударная i статшодинашчна штамтвка складнорельефних листових деталей пружними сферами : монографiя / Е. А. Фролов, А. Я. Мовшович, I. В. Манаенков та ш.; Украшська держ. академiя залiзничного транспорту, Донецька державна машинобудiвна академiя. — Харюв : [б. и.], 2010. — 287 с.

79. Hayrat, K. An Experimental Investigation of Formability of Inconel Sheet Plate for Different Die Angles and Rolling Directions in Press Brake Bending / K. Hayrat, E. Kosa, §. Durmu§oglu // European Mechanical Science. — 2023. — Vol.7, iss. 1.—P. 29-34.

80. Hayrat, K. An Experimental Investigation of Formability of Inconel Sheet Plate for Different Die Angles and Rolling Directions in Press Brake Bending / K. Hayrat, E. Kosa, §. Durmu§oglu // European Mechanical Science. — 2023. — Vol.7, iss. 1.—P. 29-34.

81. Богатов, А. А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением / А. А. Богатов, О. И. Мижирицкий, С. В. Смирнов. — М. : Металлургия, 1984. — 144 с.

82. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. — 688 с.

83. Логинов, Ю. Н. Влияние вида кривой упрочнения на локализацию деформации при осадке титановых заготовок / Ю. Н. Логинов, А. А. Ершов // Титан. — 2012. — № 1 (35). — С. 22-28.

128

84. Третьяков, А. В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением: Справочник / А. В. Третьяков, В. И. Зюзин . 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Металлургия, 1973. — 224 с.

85. Логинов, Ю. Н. Влияние параметров кривой упрочнения материала на распределение деформаций при глубокой вытяжке / Ю. Н. Логинов, И. Н. Файфер // Чёрные металлы. - 2025. - № 5. - С. 58-62.

86. Spencer, K. Strengthening via the Formation of Strain-Induced Martensite in Stainless Steels / K. Spencer, J. D. Embury, Y. Bréchet // Materials Science and Engineering: A. — 2004. — Vol. 387-389. — P. 873-881.

87. Loginov, Yu. N. To the Forecast of Martensitic Transformation Development During Sink Drawing of Austenitic Steel Pipes / Yu. N. Loginov, G. V. Shimov, N. I. Bushueva // Chernye Metally. — 2021. — Vol. 4. — P. 25-31.

88. Файфер, И. Н. Влияние термической обработки и времени хранения на анизотропию механических свойств высокопрочной стали 42Х2ГСНМА (ВКС-1) / И. Н. Файфер, Д. Р. Салихянов // Инновационные технологии и технические средства специального назначения : труды XII общероссийской научно-практической конференции. В 3-х томах. Сер. «Библиотека журнала «Военмех. Вестник БГТУ»». — 2020. — С. 225-231.

89. Воронцов, А. Л. Об аппроксимации кривых упрочнения / А. Л. Воронцов // Вестник машиностроения : ежемесячный научно-технический и производственный журнал: Орган информации Министерства промышленности и энергетики РФ. Москва. — 2002. —№1. — С. 51-54.

90. Логинов Ю. Н. Влияние анизотропии свойств на напряженно-деформированное состояние при прокатке полосы из электротехнической стали / Ю. Н. Логинов, М. П. Пузанов // Чёрные металлы. — 2018. — № 10. — С. 22-26.

91. Логинов Ю. Н. Исследование влияния технологии производства плоского проката из сплава системы Al-Mg-Si на анизотропию свойств / Ю. Н. Логинов [и др.] // Технология лёгких сплавов. — 2016. — № 3. — С. 69-74.

92. Loginov, Y. N. Analysis of the Distribution of Deformations During Tensile Straightening of Hot-Rolled Strips from Aluminum Alloys / Y. N. Loginov, D. O. Sobolev // Tsvetnye Metally. — 2021. — № 8. — P. 83-88.

93. Воронцов, А. Л. Проблемные вопросы механики деформируемого твёрдого тела, отражающиеся на точности её технологических приложений. 4. Условие анизотропной пластичности и связь между напряжениями и деформациями / А. Л. Воронцов // Справочник. Инженерный журнал. - 2024. -№ 9(330). - С. 83-90.

94. Файфер, И. Н. Показатели анизотропии высокопрочных сталей 42Х2ГСНМА (ВКС-1) и 30Х2ГСНВМ (ВЛ-1 Д) / И. Н. Файфер // Уральская школа молодых металловедов = Ural School for Young Metal Scientists : Материалы XXI Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов - молодых ученых, Екатеринбург, 07-11 февраля 2022 года. - Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2022. - С. 8-12.

95. Воронцов, А. Л. Теория и расчеты процессов обработки металлов давлением : учебник : в 2 томах / А. Л. Воронцов. — Москва : МГТУ им. Баумана, [б. г.]. — Том 1 — 2014. — 396 с.

96. Сидельников, С. Б. Разработка способа получения тонкостенных деталей сферической формы из алюминиевого сплава 1580 / С. Б. Сидельников, В. И. Бер, Е. С. Лопатина, М. В. Ворошилова // Цветные металлы. — 2023. — №7. — С. 83-89.

97. Синельников, С. И. Опыт изотермической штамповки полусфер диаметром 258 мм из титанового сплава ВТ23 / С. И. Синельников, И. А. Логачев, А. Л. Лукьянов и др. // Заготовительные производства в машиностроении. — 2023. — Т. 21, № 4. — С. 164-171.

98. Yang, T.-S. Forming Limit Analysis of Hemispherical-Punch Stretch Forming / T.-S. Yang, T.-C. Hsu // Journal of Materials Processing Technology. — 2001. — Vol. 117, iss. 1-2. — P. 32-36.

99. Прусаков М. А. Глубокая вытяжка тонкостенной полусферы пуансонами с различным профилем. Заготовительные производства в машиностроении. - 2015. - № 7. - С. 20-23.

100. Gao, En-Zhi. Influences of Material Parameters on Deep Drawing of Thin-Walled Hemispheric Surface Part / En-Zhi Gao, Hong-Wei Li, Hong-Chao Kou, Hui Chang, Jin-Shan Li, Lian Zhou // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. — 2009. — Vol. 19, iss. 2. — P. 433-437.

101. Gilmour, K. R. The Influence of Plastic Strain Ratios on the Numerical Modelling of Stretch Forming / K. R. Gilmour, A. G. Leacock, M. T. J. Ashbridge // Journal of Materials Processing Technology. — 2004. — Vol. 152, iss.1. — P.116-125.

102. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия. — 1970. — 231 с.

103. Смирнов, С. В. Пластичность и деформируемость углеродистых сталей при обработке давлением / С. В. Смирнов, В. П. Швейкин. — Екатеринбург : Ин-т машиноведения УрО РАН. — 2009.

104. Faifer, I. N. Simulation of deep drawing of a hemisphere in QFORM software module / I. N. Faifer, Yu. N. Loginov // Magnitogorsk Rolling Practice 2023 : proceedings of the VII International Youth Scientific and Technical Conference. —Magnitogorsk, 2023. — P. 132-133.

105. Thiruvarudchelvan, Sinnathamby Properties of Hemispherical Cups Drawn Using a Flexible Tool / Sinnathamby Thiruvarudchelvan, Thirumany Sritharan // Journal of Materials Processing Technology. — 2003. — Vol. 134, iss. 3. — P. 310-317.

106. Казаков, А. В. Конечно-элементное моделирование процесса вытяжки в программном комплексе QFORM V10 / А. В. Казаков, Я. А. Ерисов // АПК России: образование, наука, производство : Сборник статей VIII Всероссийской (национальной) научно-практической конференции с международным участием, Саратов, 24-25 июня 2024 года. - Пенза:

Пензенский государственный аграрный университет, 2024. - С. 154-157. -EDN WCIJSC.

107. Vahdati, M. Numerical Analysis of Hot Deep Drawing Process of the Thick Hemispherical Head Without the Blank-Holder / M. Vahdati, M. Gerdooei // Transactions of the Indian Institute of Metals. — 2021. — Vol. 74. — P. 1775-1786.

108. Gladkov, Y. Implementation of the Bai and Wierzbicki Fracture Criterion in QFORM and Its Application for Cold Metal Forming and Deep Drawing Technology / Y. Gladkov, I. Peshekhodov, M. Vucetic, A. Bouguecha, B.-A. Behrens // MATEC Web of Conferences. — 2015. — No. 12009.

109. Файфер, И. Н. Пластический изгиб круглой в плане листовой заготовки переменной кривизны / И. Н. Файфер, Ю. Н. Логинов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. — 2024. — Т. 22, № 4. — С. 98-105.

110. Shveikin, V. P. Strain Hardening and Plasticity of Low-Carbon Steels with a Heterophase Structure: II. Effect of the State of Stress on the Plasticity / V. P. Shveikin, S. V. Smirnov // Russian Metallurgy (Metally).— 2010.— Vol.2010, no. 3. — P. 193-196.

111. Смирнов, С. В. Комплекс испытаний для исследования влияния напряжённого состояния на предельную пластичность металла при повышенной температуре / С. В. Смирнов, Д. И. Вичужанин, А. В. Нестеренко // Вестник ПНИПУ. Механика. — 2015. — № 3. — С. 146-164

112. Яковлев, С. С. Механика процессов деформирования анизотропных материалов / С. С. Яковлев // Металлофизика, механика материалов, наноструктур и процессов деформирования. Металлдеформ - 2009 : Труды 3-й Международной научно-технической конференции. В 2 томах, Самара, 03-05 июня 2009 года / Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Волжский филиал института металлургии и материаловедения им.А. А. Байкова РАН. Том 2. - Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет), 2009. - С. 347-357.

132

113. Рыжкова, А. А. Снижение нормы расхода металла при вытяжке осесимметричных деталей / А. А. Рыжкова, В. А. Демин, А. С. Золотарев // Инновационные технологии машиностроения в транспортном комплексе : Материалы XI Международной научно-технической конференции ассоциации технологов-машиностроителей, Калининград, 10-13 сентября 2019 года. -Калининград: Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, 2020. - С. 104-109. - EDN IPAVOQ.

114. Файфер, И. Н. Моделирование операции глубокой вытяжки / И. Н. Файфер, Ю. Н. Логинов // Цифровое производство: наука, практика, кадры : Сборник материалов Первой Всероссийской научно-практической конференции, Екатеринбург, 10-11 декабря 2024 года. - Екатеринбург: Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2025. - С. 41-43.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Акт о внедрении результатов диссертационной работы

ПАО «Машиностроительный завод им. М. И. Калинина» настоящим актом подтверждает, что начальник технологического бюро цеха разрезочно-заготовительного и листовой штамповки Файфер Игорь Николаевич занимался на предприятии научно-исследовательской работой по снижению влияния технологических факторов на утонение стенки при многопереходной глубокой вытяжке полусферических деталей из высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Г2ХСНМА (ВКС-1).

В течение 2020-2025 гг Файфер Игорь Николаевич участвовал в измерениях толщины исходной заготовки, исследовал утонение стенки заготовки на каждом переходе при производстве деталей на текущие производственные заказы. Также им были проанализированы протоколы исследований микроструктуры бракованных заготовок из металлографической лаборатории за последние 12-15 лет. Отдельно Файфером И. Н. был разработан и осуществлён план натурного эксперимента по определению влияния времени хранения после термической обработки на механические свойства заготовок, составлены и внесены в базу данных программного комплекса «QFORM» кривые упрочнения сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) 42Г2ХСНМА (ВКС-1), используемые для моделирования процессов ОМД. В ходе ряда экспериментов были определены коэффициенты анизотропии высокопрочных сталей 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д) и 42Г2ХСНМА (ВКС-1).

Анализ данных, полученных в результате исследования, свидетельствует о том, что существующая технология изготовления не в полной мере обеспечивает требуемую толщину стенки детали, что может повлечь разрушение заготовки на отдельных переходах вытяжки.

По результатам проведённых исследований Файфером И. Н. были разработаны рекомендации, направленные на уменьшение нормы расхода

134

материала за счёт применения комбинированного раскроя на лазерной установке и на снижение величины утонения стенки деталей при многопереходной глубокой вытяжке полусферических деталей из высокопрочной стали 30Х2ГСНМА (ВЛ1Д). Большая часть рекомендаций была учтена при разработке и отладке нового технологического процесса, внедрение комбинированного раскроя заготовок на лазерной установке без последующей механической обработки кромки требует дополнительных исследований по определению зоны термического влияния и согласования с конструкторским отделом.

При штамповке последних партий по изменённому технологическому процессу отмечается существенное снижение количества забракованных по толщине стенки деталей, предполагаемый экономический эффект от внедрения составляет от 350 до 500 рублей с каждой детали за счёт сокращения отдельных операций, уменьшения ручного труда и снижения количества необходимого материала.

Результаты выполненной работы имеют высокую практическую значимость для ПАО «МЗИК».

Главный металлург ПАО «МЗИК» Баев М. Ю.

Начальник листоштамповочного бюро Трапезников Ф. Ю.

отдела главного металлурга ПАО «МЗИК»