Повышение эффективности изготовления поковок сложной формы на основе совершенствования процессов комбинированного выдавливания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат технических наук Бильчук, Мария Викторовна

• Бильчук, Мария Викторовна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бильчук, Мария Викторовна

Оглавление

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Ресурсосберегающие технологии горячей объемной штамповки

1.2. Температурная интенсификация процессов объемной штамповки

1.3. Дефекты, возникающие при объемной штамповке

1.4. Методы исследования процессов объемной штамповки

1.4.1. Инженерные методы оценки НДС очага деформаций

1.4.2.Энергетические методы расчета НДС и силовых параметров

1.5. Цель исследования и постановка задач

Глава 2. Разработка технологии безоблойной штамповки деталей типа тройников с увеличенным диаметром фланцевой части

2.1. Описание разработанной технологии штамповки детали тройник с увеличенным диаметром фланца

2.2. Теоретический анализ силовых параметров технологического процесса

2.2. Сравнительный анализ изменения технологической силы процесса деформирования по математическим и компьютерным моделям

Выводы к главе 2

Глава 3. Теоретический анализ температурных параметров технологических процессов

3.1. Модель теплообмена в системе «поковка-инструмент» при штамповке

3.2. Определение предельной степени пластичности

Выводы к главе 3

Глава 4. Экспериментальное исследование разработанной технологии

4.1. Экспериментальная штамповка корпусных деталей по предложенной технологии

4.2. Экспериментальное исследование силовых параметров

4.2.1. Регрессионный анализ

4.3.2. Методика определения сил штамповки

4.4.3. Обработка результатов экспериментальной штамповки вентильной головки и золотника

Общие выводы

Литература

Приложение № 1

Результаты расчета силовых параметров при штамповке корпусной детали тройник на 1-ом переходе

Приложение № 2

Результаты расчета силовых параметров при штамповке корпусной детали тройник на 2-ом переходе

Приложение № 3

Результаты расчета силовых параметров при штамповке

вентильной головки

Приложение № 4

Результаты расчета силовых параметров при штамповке

золотника

Приложение № 5

Результаты расчета тепловыделения при штамповке вентильной головки и золотника

Приложение № 6

Результаты расчета предельной степени пластичности при штамповке вентильной головки и золотника

Приложение № 7

Результаты расчета распределения температуры в поковке золотник в процессе пластического деформирования

Приложение № 8

Экспериментальная штамповка вентильной головки и золотника как представителей деталей типа фланцев

Приложение № 9

Приложение №10

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности изготовления поковок сложной формы на основе совершенствования процессов комбинированного выдавливания»

Введение

Актуальность работы. В отечественной промышленности распространены детали типа фланцев и тройников, в частности, в арматуростроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности, строительной индустрии. Отрасль арматуростроения на сегодняшний день вполне продвинута и конкурентоспособна, однако актуален вопрос повышения эффективности производства и снижения себестоимости подобных изделий.

На сегодняшний день освоен ряд технологий горячей объемной штамповки поковок фланцевого типа. Традиционным методом их изготовления является облойная штамповка в открытых штампах. Среди главных преимуществ этого метода можно выделить высокую производительность и возможность получения относительно точных поковок простой формы. Однако у рассмотренного метода есть ряд недостатков:

увеличенный расход металла, из-за наличия облоя и больших припусков и напусков, снижающих коэффициент использования металла. Облой является технологической необходимостью, т.к. он обеспечивает заполнение полости штампа, но потери металла при штамповке могут достигать 25% и более. Наличие облоя увеличивает силу деформирования и требует дополнительного оборудования для проведения операции обрезки;

потребность в сравнительно больших технологических силах, из-за воздействия инструмента на всю площадь заготовки и наличия облоя требует завышенные мощности нагревательного и штамповочного оборудования;

производство деталей сложной формы (типа крестовин зубчатых колес, сплошных и полых ступиц с периферийными элементами в виде ребер, отростков, выступов и др.) средствами облойной штамповки становится особенно затратным из-за высокой трудоемкости последующей механической обработки.

Повысить эффективность изготовления деталей типа фланцев и тройников, а также устранить вышеуказанные недостатки позволяет технология

безоблойной штамповки, основанная на методе комбинированного выдавливания в разъемных матрицах. Предложенная технология позволяет повысить коэффициент использования металла с 0,25-0,70 до 0,5-0,85, или на 20-60%, т.е. перевод на штамповку в разъемных матрицах одной тонны деталей дает экономию металла от 0,25 до 0,5 т.

При переходе на штамповку в разъемных матрицах производительность труда в среднем увеличивается на 25% за счет сокращения числа переходов штамповки с двух-четырех до одного-двух. Предложенный процесс штамповки, в отличие от облойной, может быть легко автоматизирован, так как выполняется за минимальное число переходов и обеспечивает хорошее центрирование и фиксацию заготовок в ручье. Расположение волокон в теле детали, в силу близости форм поковки и готовой детали, благоприятное. Важным преимуществом процесса является возможность предотвращения пористости деталей (за счет исключения выхода внутренних, загрязненных примесями, слоев заготовки на поверхность детали) и возможность получения монолитной крупногабаритной детали, исключающей последующие операции сварки и дополнительной механической обработки.

Однако, несмотря на большую эффективность, способ безоблойной штамповки долгое время не мог быть внедрен в широкое промышленное применение. Это объяснялось недостаточным техническим уровнем штамповочного производства, отсутствием специализированного оборудования, отсутствием как эмпирических, так и теоретически обоснованных формул для расчета температурных и силовых режимов безоблойной штамповки по переходам и т.п.

Объектом производства, имеющим фланец, для которого разрабатывался технологический процесс в настоящей работе, является тройник. Цель работы: Повышение эффективности изготовления сложнопрофильных деталей методами закрытой объемной штамповки за счет уменьшения

коэффициента использования металла на основе применения штампов с разъемными матрицами.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- выявить влияние кинематики течения металла и температурного фактора при комбинированном выдавливании на возникновение дефектов;

- разработать компьютерные модели предложенных технологических процессов горячей штамповки;

- создать математические модели на основе предложенных схем деформирования с получением основных соотношений для расчета энергосиловых параметров;

- разработать рекомендации по проектированию устройств противодавления и конструирования штамповой оснастки, имеющей матрицы с горизонтальным и вертикальным разъемами;

- разработать новые технологии горячего комбинированного выдавливания поковок с развитыми фланцами.

Методы исследования. Компьютерное моделирование конечно-элементным методом применялось для оценки напряженно - деформированного состояния заготовки при сложном течении металла, установления возможных дефектов формообразования и внесения в конструкцию рабочего инструмента корректив для их устранения, а так же для оценки распределения температур в поковке. Математическое моделирование энергосиловых параметров процессов проводилось энергетическим методом. Распределение температуры в поковке определялось решением дифференциального уравнения Фурье при принятых допущениях и граничных условиях. Метод теплового баланса применялся для определения его составляющих в системе «заготовка-инструмент». Достоверность результатов подтверждается соответствием результатов компьютерного и математического моделирования с экспериментом, а также возможностью практического использования результатов работы в промышленности.

- в выявлении влияния геометрических параметров полости штампа, в частности, угла наклона конической части пуансона и радиусов скругления, на кинематику течения металла и заполняемость гравюр полуматриц при комбинированном выдавливании поковок сложной формы с разделением очагов деформации, анализ которых позволил изготавливать детали с увеличенным диаметром фланцевой части без потери устойчивости за меньшее число переходов на одной позиции пресса, а так же избежать дефектов в виде зажимов и недоштамповки;

- в выявлении взаимосвязи и характера изменения величин технологической силы деформирования и силы противодавления при горячем комбинированном выдавливании от геометрических соотношений размеров заготовки и поковки, от изменения относительного диаметра и высоты фланцевой части в процессе деформирования, от условий трения на контактных поверхностях, от температуры нагрева металла и степени его деформации;

- в компьютерных моделях, представляющих собой ЗД модели поковок реальных размеров, позволяющих оценить энергосиловые параметры разработанных технологических процессов горячей штамповки в разъемных матрицах, смоделировать кинематику течения металла и определить вектор направления скорости его течения, проанализировать температурные поля заготовки за цикл обработки, спрогнозировать образование поверхностных дефектов, в частности, в виде трещин на боковой поверхности фланца;

в математических моделях, основанных на энергетическом методе, и в основных аналитических соотношениях, позволяющих количественно определить необходимые активные и реактивные силы на заключительном этапе деформирования, а так же проанализировать характер их изменения на стадии формообразования фланцевой части.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке ресурсосберегающих технологических процессов безоблойной штамповки сложнопрофильных поковок с увеличенными размерами фланцевой части за ограниченное количество переходов, что повышает производительность при увеличении коэффициента использования металла за счет сокращения припусков и штамповочных уклонов, снижающего затраты на последующую механическую обработку, при снижении энергозатрат за счет уменьшения технологических сил и использования прессов с меньшей номинальной силой;

- в рекомендациях по разработке технологических процессов и конструированию штамповой оснастки при комбинированном выдавливании фланцевых поковок с диаметром фланцевой части до 70 мм и свыше 90 мм;

- в рекомендациях по конструированию специального устройства противодавления, встраиваемого в штамп с разъемными матрицами, позволяющего универсальным прессам работать в режиме прессов двойного действия при штамповке поковок близких типоразмеров, схожей номенклатуры.

Реализация работы. Полученные результаты и рекомендации приняты к использованию ООО «Коммунсельхозтехника» (г. Мценск, Орловской обл.). Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждались:

- на научно - практической конференции студентов и аспирантов «Автоматизация и информационные технологии» 2007 года (ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»), 2008 года (почетная грамота), 2009 года (диплом);

- на всероссийской научно - технической конференции «Студенческая научная весна 2008: машиностроительные технологии» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), (диплом лауреата 2й степени); 2010 г. (диплом лауреата 1й степени);

- на XII научной конференции МГТУ «СТАНКИН» и «учебного центра математического моделирования МГТУ «СТАНКИН» - ИММ РАН» по математическому моделированию и информатике в 2009 года;

- на XIII Международной научно-технической конференции «Новые наукоемкие технологии, оборудование и оснастка для обработки металлов давлением» (ДГМА, Краматорск, 2010 г.);

- на XV Международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы развития технологий и машин обработки металлов давлением» (ДГМА, Краматорск, 2012 г.);

- принимали участие в конкурсах:

1) в Открытом конкурсе 2007 и 2008 годах на лучшую научную работу студентов ВУЗов по естественным, техническим и гуманитарным наукам (грамоты);

2) на соискание премии имени академика А.И. Целикова за лучшую научную студенческую работу в области металлургического машиностроения (ВНИИМЕТМАШ - 2008 г.) (диплом III степени);

3) на IX всероссийской выставке Научно - Технического Творчества Молодежи (НТТМ 2009 г.) (грант II степени Правительства РФ). Публикации: основные положения диссертации отражены в 15

публикациях, включая 4 в рецензируемых научно-технических журналах из перечня ВАК, 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 101 наименования и приложений. Работа содержит 94 страницы машинописного текста, 51 рисунок, 28 таблиц. Общий объем работы составляет 116 страниц.

сокращать не только материальные и энергетические ресурсы, но так же существенно уменьшить трудоемкость, приближая размеры и форму заготовок к формам готовых деталей, и, по возможности, автоматизировать весь процесс технологической подготовки и изготовления деталей. Качество и себестоимость машиностроительного производства в значительной мере определяется эффективностью заготовительного производства и, в частности, технологическими процессами горячей объемной штамповки (ГОШ). Технологии ГОШ, предназначенные для формообразования при производстве готового изделия, во многом формируют механические свойства детали, обеспечивают рациональное использование металлов и энергоресурсов [7,47,48,56,68,77,82,92]. Одной из таких технологий является штамповка в разъемных матрицах, что имеет прямое отношение к изготовлению часто применяемым в различных отраслях машиностроения деталей типа фланцев, имеющих различные конфигурации.

1.1. Ресурсосберегающие технологии горячей объемной штамповки

В кузнечных цехах изготавливается большое количество поковок для деталей типа полых фланцев различной конструкции и назначения. Специфические требования, предъявляемые к качеству поковок (точность, макроструктура, механические свойства металла, шероховатость поверхности и т.п.), технологические особенности обработки поковок резанием, серийность и технический уровень кузнечного производства определяют варианты технологических процессов штамповки этих поковок.

В условиях серийного и массового производства заготовки деталей типа зубчатых колес, фланцев и колец массой 0,3 - 5 кг получают закрытой штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах (КЛИП) в

условиях горячей [77] и полугорячей [1] обработки, на горячештамповочных автоматах [77] и универсальных прессах в специальных штампах [99]. При этом коэффициент выхода годного в заготовительном производстве составляет 0,72 - 0,85, по всему циклу обработки - 0,5-0,7.

К способам совершенствования технологий относятся:

- сокращение расхода металла за счет уменьшения припусков, напусков, приближающих форму поковки к форме детали, отходов на прошиваемое сквозное отверстие;

- экономия энергии за счет применения полугорячей штамповки вместо горячей, использование остаточного тепла для термической обработки (по опыту АО ГАЗ [99]);

- уменьшение расходов на инструмент путем применения рациональных конструкций, твердых сплавов и специальных покрытий быстроизнашиваемых элементов;

- создание автоматизированных комплексов на базе новых технологических и технических решений (в том числе в сочетании с процессами обработки резанием) [62].

Значительное сокращается расход металла осуществляется при переходе на малоотходные технологические процессы изготовления заготовок, размеры которых максимально приближены к размерам готовой детали. Область применения малоотходных технологических процессов охватывает детали сложной геометрической формы, например, детали зубчатых передач. Горячей штамповкой получают заготовки конических зубчатых колес с прямыми и криволинейными зубьями (совместно разработаны ЗИЛом и НИИТавтопром [2]).

Наибольшие потери металла при горячей штамповке составляет облой (заусенец), масса которого равняется 10-100% готовой поковки, в зависимости от ее формы, наиболее эффективным методом борьбы за экономию металла является штамповка в закрытых штампах [42].

Одним из перспективных процессов деформирования является выдавливание, которое применяют как при холодной объемной штамповке, так и при горячей и полу горячей объемной штамповки. Процесс выдавливания может быть прямым, обратным или комбинированным (обычно совмещает в себе прямое или обратное выдавливание с радиальным). Для осуществления процесса выдавливания применяют инструмент различной конфигурации и функциональности. В настоящее время процессу выдавливания посвящены многие научно-исследовательские работы и научные статьи [26-34]. Работы [28, 31] посвящены рассмотрению технологического процесса получения поковок типа стакан методами холодной объемной штамповки. Формообразование поковки происходит методом выдавливания в незакрепленной матрице, движение которой способствует уменьшению активных сил трения и уменьшению необходимых технологических сил штамповки. Был проведен расчет оптимальной скорости перемещения матрицы и приведены формулы для определения технологических параметров такого выдавливания. Точность полученных результатов подтверждена сопоставлением с экспериментальными данными.

Технологический процесс горячего выдавливания в разъемных матрицах стальных поковок (боковое или радиальное выдавливание) позволяет на 20-35% сократить расход металла, повысить производительность труда на штамповочных операциях, снизить припуски на механическую обработку и допуски на размеры при изготовлении поковок.

Большинство деталей имеет осесимметричную форму, что позволяет штамповать их методами прямого, обратного и комбинированного выдавливания со свободным истечением металла или применять закрытую объемную штамповку. Этот подход позволяет уменьшить суммарную трудоемкость изготовления, особенно для деталей, имеющих глубокие полости и выступы сложной конфигурации (шестигранник или четырехгранник под

ключ, полусфера и т.д.) Установлено, что процесс штамповки экономичен при партии изделий от 100-150 штук [6].

При штамповке в закрытых ручьях во избежание перегрузок системы пресс-штамп требуется применять точные по объему заготовки. Поэтому в качестве исходного материала используют, как правило, калиброванные прутки. Разделение прутков на заготовки производиться в штампах для точной резки. При штамповке с компенсационными полостями используют заготовки обычной точности, получаемые из горячекатаных прутков. Такие заготовки могут применяться и при штамповке в полностью закрытых ручьях, если оборудование имеет нежесткий ход деформирующего ползуна (напр., винтовые прессы двойного действия или кривошипные прессы с предохранителем по усилию). В большинстве случаев могут быть применены заготовки со скошенными и утянутыми торцами, т.к. они фиксируются в приемнике матрицы по боковым поверхностям, а не по торцам. Наличие перпендикулярного оси заготовки среза требуется только ответственных случаях, когда приемник расположен в верхней полуматрице, а заготовка установлена торцом на нижнюю полуматрицу.

При штамповке в закрытых штампах с разъемными матрицами приемлемая точность массы заготовки равна ± 1%, что подтверждено практикой штамповки [45].

При условии применения точного (калиброванного) проката разрезка дисковыми или ленточными пилами обеспечивает необходимую точность реза (± 0,1 мм), однако из-за низкой производительности этот метод может применяться лишь мелкосерийном или серийном производстве [45].

Анализ номенклатуры поковок различных отраслей машиностроения показывает, что большая часть деталей, таких как крестовины деффиринциалов, фланцы карданных валов, наконечники тяг и другие, может быть получена в разъемных матрицах только за два перехода. Небольшая группа деталей, таких, как крестовины и некоторые вилки карданных валов

автомобилей, может быть отштампована за один переход. Таким образом, разработанный процесс штамповки в разъемных матрицах позволяется существенно расширить область применения штамповки в разъемных матрицах и обеспечивает благоприятные условия деформирования.

Конструктивные особенности поковок и относительные размеры их элементов оказывают решающее влияние на силовые параметры штамповки и выбор технологической схемы деформирования. Последняя характеризуется ориентированием плоскости разъема матрицы по отношению к оси пуансона, числом плоскостей разъема матрицы, количеством деформирующих пуансонов, взаимным расположением и последовательностью работы пуансонов, числом переходов штамповки и т.д. Многообразие форм поковок, которые целесообразно штамповать в разъемных матрицах, обуславливает многообразие требующихся технологических схем деформирования.

По ориентированию плоскости разъема матрицы к оси пуансона различают штамповку в матрице с поперечным (рис. 1.1, а) и продольным (рис. 1.1, б) разъемами. Выбор того или иного варианта разъема матрицы во многих случаях однозначно определяется формой поковки, в других случаях приходится учитывать относительные размеры поковки, условия ее выталкивания из полуматрицы, технологичность изготовления матрицы и другие факторы. При изготовлении некоторых, как правило, сложных поковок, возникает необходимость применения матрицы со смешанным разъемом (многоразъемные матрицы, рис. 1.1, в) [36]. По числу деформирующих пуансонов различают одно-, двух-, трех- и четырехпуансонную штамповку. Наиболее разнообразные по форме поковки штампуют одним пуансоном или двумя встречными. По числу переходов различают однопереходную и двухпереходную штамповку [47, 88].

По последовательности работы пуансонов штамповку разделяют на одновременную и последовательную.

Рис. 1.1. Основные варианты разъема матрицы: а - поперечный, б - вертикальный, в - смешанный.

В целях сокращения расхода металла для получения поковки крестовины кардана создан ряд оригинальных штампов [61,70,73]; при этом был использован принцип горизонтального разъема.

Рис. 1.2. Схема комбинированного поперечно-обратно-прямого выдавливания: 1) внутренний пуансон; 2) наружный пуансон;

3,4) полуматрицы; 5,6) противопуансон.

Для большинства способов комбинированного выдавливания базовой схемой выдавливания служит схема с тремя степенями свободы течения металла (рис. 1.2) в штампе, содержащим независимо подвижные составные (из двух частей) инструменты: матрицу, пуансон, противопуансон [99]. При использовании исходной полой заготовки базовую схему можно дополнить осевой оправой.

Процессам поперечно-прямого выдавливания присуще большее разнообразие в комбинировании простых схем и, соответственно, поэтому возможна и большая сложность конструкций штампуемых деталей. Поперечно-прямое выдавливание также можно осуществлять по схемам совмещенного (с одновременным истечение металла по различным направлениям) или последовательного (с разделением очагов деформирования вдоль траектории течения или по времени) деформирования. Создавая дополнительные очаги деформации (выворота, обжатия, высадка, обрезки и др.) на пути перемещения выдавленного в том или ином направлении металла, получают детали еще более сложных конфигураций. В направлении расширения возможностей схем комбинированного выдавливания в штампах с несколькими плоскостями разъема и выдавливание во вращающихся матрицах известна работа [3].

Для большинства схем комбинированного совмещенного и последовательно-параллельного выдавливания используют штампы, мало отличающиеся от штампов поперечного выдавливания [9,54]. Особенность этих штампов - это использование разъемной (преимущественно по горизонтали) матрицы, запираемой во время выдавливания рычажными или пружинными устройствами. Штамповка на прессе двойного действия способствует упрощению конструкций штампов [53], а введение двух и более горизонтально перемещаемых матриц облегчает загрузку заготовок и выгрузку деталей.

1.2. Температурная интенсификация процессов объемной штамповки

Термомеханический режим оказывает существенное влияние на стойкость инструмента при ПГОШ и ГОШ, а также на протекание всего процесса в целом. Качество полученных деталей/поковок напрямую зависит от выбранных условий штамповки (температура, смазка, сила деформирования).

Температурный режим пластического деформирования в условиях ПГОШ и ГОШ можно разделить на четыре периода: предварительный подогрев инструмента и поковки, нестабильность режима разогрева в начале работы, квазистационарный режим при установившемся темпе штамповки и охлаждения рабочих деталей и поковок по окончании процесса штамповки.

В связи с этим наибольший интерес имеет оценка влияниях термонапряжений на общую картину напряженно-деформированного состояния рабочих деталей инструмента и поковок тех стадий квазистационарного режима штамповки, где эти параметры достигают максимальных значений, а именно, в конце процесса формоизменения поковки при наибольшем удельном давлении и в начале охлаждения, когда технологическая нагрузка отсутствует, т.е. когда искомые напряжения будут представлять собой термические напряжения.

Такая структуризация дает возможность решать несвязную задачу термоупругости, согласной которой сначала определяется температура, а затем, с учетом найденного распределения температур, оценивается напряженно-деформированное состояние инструмента и поковки.

Основными факторами, определяющими температурный режим процесса, являются: исходные температуры штампа и заготовки; теплофизические свойства материалов штампа и заготовки; термическое сопротивление пограничного слоя и прослойки между штампом и заготовкой; условия отвода тепла во внутренние слои штампа и окружающую среду; время цикла, продолжительность и характер контакта поверхности инструмента с заготовкой и др.

Для определения напряженного состояния в процессах обработки металлов давлением (например, при использовании метода измерения твердости [77]) оказываются необходимыми данные о распределении температур в пластической области. При решении задач о распределении температур по объему заготовки при ее пластическом деформировании

возникают затруднения, связанные с тем, что в процессе деформирования в каждой точке пластической области температура и напряженное состояние меняются, а сама частица перемещается вместе с потоком металла.

Трудоемкость имеющихся аналитических методов, основанных на многочисленных допущениях, и сложность конечных расчетных зависимостей [82, 87] ограничивают их использование для практических целей. Реализация громоздких математических моделей затруднена из-за отсутствия многих эмпирических данных для получения теплофизических констант и задания начальных и граничных условий [37].

Для экспериментальной оценки изменения температур в зоне деформирования применяют метод термокрасок; метод, основанный на применении металло-датчиков; метод определения температур с помощью термопар. Все эти методы, за исключением метода термопар, дает лишь качественную картину распределения температур по пластической области. С помощью метода термопар можно сделать количественную оценку только для отдельных точек очага деформирования [87].

Тепловые условия в очаге деформации зависят от многих факторов. Из них наиболее существенными являются тепловой эффект работы пластической деформации и контактного трения, а также теплообмен заготовки с менее нагретым инструментом. В начальный момент установки образца в контейнер из-за разницы в температурах нагрева заготовки и инструмента приконтактные слои металла у входа в очаг деформации оказываются охлажденными. Однако по мере продвижения этих слоев к очку матрицы их температура повышается, как в результате теплового эффекта пластической деформации и трения, так и за счет смещения к более нагретым осевым слоям. В итоге образуется неоднородное температурное поле.

В реальных эксплуатационных условиях между заготовкой и штампом имеется пограничной слой. Он состоит из окисной пленки, воздушной прослойки, смазки и продуктов ее разложения (сажи, смол, солей, газов).

Прослойки из окислов на поверхности инструмента и заготовки прочно сцеплены с основным материалом и имеют толщину 8, измеряемую сотыми долями миллиметра, которая зависит от химического состава штамповой стали и материала заготовки, от условий эксплуатации инструмента. Воздушно-газовая прослойка обладает большим термическим сопротивлением, которое увеличивается сажисто-смолистыми или соляными выделениями.

Температурная неоднородность заготовки, как правило, проявляется в условиях горячей обработки давлением, когда температура инструмента существенно ниже, чем температура нагретого до ковочных температур металла.

Поверхностный слой нагретого металла, соприкасающийся с более холодным инструментом непосредственно или через слой смазки, мгновенно охлаждается. Через контактную поверхность начинается интенсивный отвод теплоты, постепенно охлаждаются и последующие, глубинные слои металла. Градиент температур между слоями металла, прилегающими к поверхности инструмента, и срединными слоями может быть весьма значительным.

В 1973-1975 годах прошлого столетия в ЦНИИТмаше были проведены опыты по измерению распределения температур по сечению осаживаемых цилиндрических заготовок и протягиваемых брусков прямоугольного сечения. Обработка результатов показала, что по высоте вертикального сечения заготовки температуры распределены примерно по параболическому закону (максимальная температура в центральной зоне заготовки и минимальная в подповерхностном контактном слое).

Разность температур в подповерхностном слое и центральной зоне заготовки изменяется во времени в процессе ковки в сторону уменьшения, однако в начале ковки может достигать нескольких сотен градусов по шкале Цельсия.

Оценка коэффициента теплоотдачи при штамповке по экспериментальным температурам по формулам, предложенным Л.Д.

Демидовым [38], показала, что величина акв период активного контакта в 30-35 раз больше, чем при пассивном контакте. Следует отметить, что из-за отсутствия экспериментальных данных по теплопроводности и температуропроводности для сталей, из которых был выполнен штамп, и данных по изменению температуры поверхностного слоя заготовки можно получить только приближенные значения ак

Характер теплообмена деформируемой заготовки со штампом определяется величиной и скоростью приложения нагрузки.

Если обратиться к многочисленным литературным данным, характеризующим изменения напряжения текучести сталей при ковочных температурах, можно видеть, что в среднем в интервале 800-1200°С понижение температуры на 50°С приводит к повышению напряжения текучести металла на 20-25%. Отсюда следует, что при градиенте температур между поверхностными слоями к инструменту в процессе ковки, и центральной зоной, равном 300-400°С, разница в напряжении текучести металла может достигать 23 кратной величины.

Температурную неоднородность зачастую используют для достижения «местного эффекта» [91].

Рис .1.3. Типовые кривые изменения модуля упругости механических характеристик стали в температурном интервале (>д-ТШ1); Е- модуль упругости; ат - предел текучести; ц/ - относительное сужение площади поперечного

сечения при растяжении

Температура деформации металла - главный фактор, определяющий механические характеристики металла и упругие константы (модуль упругости). С повышением температуры изменяются характеристики пластичности: относительное удлинение и сужение площади поперечного сечения образца при растяжении, относительная осадка до разрушения при сжатии, ударная вязкость. Модуль упругости с повышением температуры понижается, так как увеличивается параметр кристаллической решетки (рис. 1.3).

В однофазных сплавах это изменение модуля упругости происходит во всем температурном интервале (0-Тпл) монотонно, следуя экспоненциальному закону. В многофазных сплавах при температуре фазовых превращений изменение модуля упругости происходит скачкообразно. Это изменение описывается по закону С.Н. Курнакова.

При моделировании теплообмена между заготовкой и инструментом принято условное разделение процесса выдавливания на четыре стадии [59]:

1 .Контакт заготовки с инструментом при установке заготовки в матрицу.

2. Контакт поковки с инструментом при деформировании.

3. Контакт поковки с инструментом при снятии деформирующей силы

[95].

4. Охлаждение инструмента и поковки после выталкивания последней

[46].

Нагрев штампов происходит в основном в результате контактной теплопередачи от деформируемой заготовки. При многократном контактировании с деформированным металлом в процессе изготовления поковок штамп подвергается периодическому тепловому воздействию. Время контакта с заготовкой сравнительно мало. Можно считать, что на рабочую поверхность штампа периодически воздействуют мгновенные тепловые источники.

Температурный режим штампов зависит [38]:

1. от количества тепла, передаваемого штампу за время каждого контакта с заготовкой (мощности мгновенного теплового источника);

2. от числа контактов в единицу времени (интенсивности действия мгновенных источников).

При идеальном контакте на поверхности контакта мгновенно устанавливается постоянная температура, которая не изменяется во время контакта.

В реальных условиях деформируемый металл контактирует через пограничную прослойку, состоящую из слоя окислов на контактной поверхности штампа; окалины заготовки (слой первичной окалины значительно уменьшает тепловое воздействие заготовки на штамп); остаточных фракций смазки, образовавшихся при ее контакте с горячей заготовкой.

Пограничная прослойка обуславливает появление температурного перепада между контактирующими поверхностями заготовки и штампа.

Определение температурных полей поковки и инструмента при горячей деформации возможно аналитическими методами [36,43,57,98-99]. Точность этих методов зависит от правильности выбора значений теплофизических величин, характеризующих теплообмен в системе «поковка - пограничный слой - инструмент». Теоретические данные для определения теплофизических величин пограничного слоя определяются экспериментально.

При экспериментальных исследованиях в качестве величины, характеризующей контактный теплообмен между поковкой и инструментом, часто используют коэффициент контактного теплообмена а, входящего в формулу Ньютона:

е = а(Г,-/2)^г, (1.1)

где - количество переданного тепла от поковки к инструменту, кал; t| и ¿2 - температура поковки и инструмента, °С; ^ - площадь контакта между телами, м2\ т - время, в течение которого было передано тепло, ч.

Численные значения коэффициента контактного теплообмена получены экспериментально различными авторами [36,38,40,43,57,59,98]. Так значения а определены на основе обработки данных по измерению температуры в поковке [43], инструменте [38,40,43,59,98] или одновременно в жидком металле и контейнере [38].

Экспериментально установлено [59], что при изменении степени деформации поковки при осадке от 0,1 до 0,7 удельный теплообмен (отношение тепла, переданного от поковки к инструменту за время деформирования, к начальной площади торца заготовки) увеличивается в 3,3 - 3,5 раза. При малоокислительном нагреве заготовок и осадке со скоростями деформации от 1,5 до 7,5 с"1 удельный теплообмен на 45-50 % больше, чем в случае окислительного нагрева. Уменьшение скорости деформации при осадке от 6 до 0,145 с"1 приводит к увеличению удельного теплообмена в 6 -7 раз.

1.3. Дефекты, возникающие при объемной штамповке

С развитием энергетики в основном за счет строительства крупноблочных тепловых и атомных станций, работающих на критических и сверхкритических параметрах перегретого пара, возрастают требования высокой надежности к деталям энергетической арматуры [75].

Наиболее перспективным способом изготовления корпусов энергетической арматуры является способ горячего одностороннего и двустороннего выдавливания. Процесс горячего выдавливания заготовок корпусов энергетической арматуры обладает большими технико-экономическими возможностями [78].

В результате исследований [78] установлено, что формообразование при одностороннем выдавливании значительно отличается от формообразования двусторонним выдавливанием, существенное влияние на процесс формообразования оказывает глубина проникновения пуансона в тело

заготовки и замкнутость или незамкнутость полости, в которую затекает деформируемый металл.

Экспериментальные исследования формоизменения металла показали, что методом однооперационного бокового выдавливания можно получить относительно простые поковки [25,73]. Основными причинами брака при однопереходной штамповке сложных поковок являются зажимы и утяжины, предотвратить возникновение которых за счет допустимых изменений конфигурации поковки, температурно-скоростного режима штамповки и смазки инструмента в большинстве случаев невозможно.

Зажимы в теле поковок являются следствием образования застойных зон металла. Эти зоны возникают в тех элементах полости ручья, которые, заполняясь в начале деформирования, оказываются в стороне от основного потока металла в момент его истечения в отростки. Металл течет по границам этих зон, ставших жесткими.

Различают два вида застойных зон металла [52]:

1. Такие, на границу которых с основной массой поковки в процессе деформирования, не попадают наружные окисленные слои металла, зажимы на поковках не образуются, связь застойного элемента с поковкой не нарушается (бобышка в центральной части поковки с фланцем);

2. Застойные зоны, на границы которых с основной массой поковки в процессе деформирования попадают наружные окисленные слои металла. При значительных перемещениях металла на границе застойного элемента возникают зажимы. Увеличение смещения приводит к более глубокому проникновению зажима в поковку, вплоть до отделения застойного элемента.

Двухпереходный технологический процесс позволяет предотвратить возникновение этого вида дефектов. В первом переходе выдавливание производится только той части поковки, которая при однопереходной штамповке оформляется после возникновения застойной зоны. Во втором переходе заполняются все остальные элементы поковки. Характерным

Образование утяжин [35] при штамповке поковок, в конфигурации центральной части которых имеются различного рода полости, в частности -наметки под прошивку отверстия. Изучение этого явления показывает, что наличие выступов на дне по оси матрицы и на торце пуансона, если они входят в зону очага деформации, недопустимо, так как это приводит к образованию утяжин против каждого отростка, свертывающихся в глубокие складки. Образование утяжин в значительной степени зависит от угла наклона к оси пуансона образующей выступа, его относительных размеров и радиуса скругления переходных кромок от боковой поверхности к его торцу.

Характерные виды дефектов и отклонения формы деталей, полученные по различным группам схем комбинированного выдавливания, приведены в табл. 1.1 [3].

Разрушение кромок фланца вызвано, как и при простом радиальном выдавливании, исчерпанием запаса пластичности металла, испытывающего растяжение в окружном направлении. Дефекты типа утяжин возникают преимущественно из-за радиального течения металла при приближении пуансона к зоне расположения фланца. Незаполнение угловых элементов контура детали при выдавливании также вызвано неравномерностью истечения под влиянием сил контактного трения или недеформируемых участков заготовки. Фланцы, расположенные у верхних кромок или в средней части детали, не заполняются из-за недостатка объема металла, вытесняемого пуансоном при формировании полой части. Отклонение от заданной формы деталей связаны с потерей устойчивости свободных, не находящихся в контакте с инструментом участков выдавливаемой детали.

выдавливанием

Трещины

Утяжины

Незаполнения

Искажения формы

1

(ИВ

I I

I I

щ

*

В работе [4] проводилось экспериментальное и теоретическое исследование формообразования вертикальной утяжины при получении стакана с фланцем методом радиально-обратного выдавливания. Проводилось компьютерное моделирование в среде С^огт 2Б, на базе которого, а так же с проведением натурных экспериментов, авторами была составлена таблица геометрических параметров стакана с фланцем и диаграмма для определения размеров деталей, которые возможно получать комбинированным выдавливанием без образования утяжин.

Работы [65-66] посвящены решению актуальной практической задаче горячей открытой объемной штамповки - предотвращение появления дефектов в поковке, а так же повышение стойкости инструмента при воздействии высоких температур.

1.4. Методы исследования процессов объемной штамповки 1.4.1. Инженерные методы оценки НДС очага деформаций

Для исследования НДС процессов выдавливания традиционно выделяют группу теоретических методов, позволяющих определить показатели НДС на основе фундаментальных формализованных законов пластического течения металла, и ряд эксперементальных методов, состоящих в получении опытных данных о течении металла с последующей их обработкой.

Теоретические основы аналитического исследования процессов ГОШ представлены краевой задачей теории пластичности. В общем виде она представляет собой систему из 29 уравнений. Точного решения краевая задача пластичности на сегодняшний день не имеет [5,49,76]. Аналитические решения системы уравнений краевой задачи получены при ряде упрощающих допущений [39,82]. Эти решения представлены методом линий скольжения [71], инженерным методом теории пластичности [97], методом сопротивления пластическим деформациям [80], вариационным методом [60] и другими.

Для решения плоских и осесимметричных задач разработан и математически обоснован метод линий скольжения. Он основан на положении о совпадении линий скольжения с характеристиками системы уравнений и условиями пластичности. Метод был описан в работах М.Леви, Г.Генки и Л.Прандтля и получил дальнейшее развитие в работах В.В.Соколовского, А.Д. Томленова, Р.И. Непершина и других ученых [24,39,60,63-64, 71,80,82,84,91,92,100]. Для метода характерна геометрическая наглядность, однако он связан с достаточно большим объемом вычислений и имеет ограниченное применение.

При решении плоских и осесимметричных задач широкое распространение получил подход совместного решения приближенных уравнений равновесия и условия пластичности (инженерный метод). С помощью метода возможно определение нормальных напряжений и сил

деформирования. В основе инженерного метода лежит допущение о линейном распределении касательных напряжений вдоль одной из координатных осей, допущение о том, что материал жесткопластичен и изотропен, а нормальные напряжения в сечениях являются главными [5, 8].

Для решения задач конечного формоизменения Г.А. Смирновым-Аляевым и его учениками разработан метод сопротивления материалов пластическим деформациям [58, 80-81]. В основе метода лежит условие пропорциональности разности главных напряжений соответствующим разностям главных логарифмических деформаций. Коэффициент пропорциональности принимается функцией удельной работы изменения формы, определяемой из опытов.

Механика пластической деформации при выдавливании изложена в ряде работ [24,93,96]. Большая часть исследований посвящена анализу напряженного и деформированного состояния (НДС), изучению кинематики течения. Анализ процесса выдавливания выполнен A.B. Ребельским, Л.А.Шофманом [100], В.Е. Фаворским, В.А.Головиным , Л.Г.Степанским [8486], И.М.Павловым .

В настоящее время универсальным методом решения задач теории пластичности являются вариационные методы [60], которые основаны на замене решения задач системы дифференциальных уравнений определением условий стационарности соответствующих функционалов.

Для анализа процессов ОМД наиболее разработанным является принцип возможного изменения деформированного состояния. Большими возможностями располагает обобщенный принцип виртуальных скоростей и напряжений. Этот принцип, предложенный в обработке металлов давлением B.J1. Колмогоровым [50], позволяет одновременно определить напряженное и деформированное состояние материала. Принцип нашел успешное применение в ряде работ [72,44]. Однако его реализация связана со значительными трудностями и требует больших затрат машинного времени.

В работе [55] проведена экспериментальная проверка методики [41] расчета конечного формоизменения осесимметричных поковок. Суть произведенной проверки заключалась в проведении пошагового деформирования и на основе полученных при этом данных построении регрессионной модели, описывающей форму заготовки на свободных участках. В качестве уравнения регрессии использовали полином второй степени [86, 89]. Модель на адекватность проверяли при помощи критерия Фишера.

Формоизменение заготовки при комбинированном выдавливании не может быть определено однозначно лишь на основе постоянства объема заготовки. Расчетные формулы должны учитывать и условия пластического течения металла как в направлении движения пуансона, так и навстречу ему. Ввиду этого указанный вопрос рассматривался лишь в немногих работах, в частности в работах [68,100]. Л.А. Шофманом [100] выведены выражения для определения формоизменения заготовки при комбинированном выдавливании деталей типа пробок. Этому же случаю посвящена и работа Л.Д.Оленина [68]. Оба автора при выводе своих формул считают, что характер течения металла в период всего процесса не изменяется.

В работах [28-29] рассматриваются методы определения напряженного состояния заготовок, учитывая различные технологических факторы процессов. Так, например, работа [28] посвящена определению напряженного состояния заготовки при совмещении операций выдавливания с раздачей. Этот процесс является весьма эффективным по сравнению с обычным выдавливанием, так как дает возможность уменьшить величину удельных деформирующих сил.

Определению деформированного состояния заготовки при обратном выдавливании посвящены работы [27] и радиальном выдавливании [26].

1.4.2.Энергетические методы расчета НДС и силовых параметров

В работе [51] выполнены исследования напряженно-деформированного состояния при холодном поперечном выдавливании и оценено влияние основных параметров процесса на НДС. Для расчета НДС использован подход А.Г. Овчинникова, учитывалось предположение, что НДС является осессиметричным, а деформируемый металл рассматривался как жестко-пластическое тело. Для определения величины противодавления использовалось решение задачи радиального пластического течения металла в канале, полученное В. В. Соколовым. Однако рассмотренные в работе методы расчетов реализуются с помощью сложных формул, содержащих полиномы 4-й степени, что делает разработку технологического процесса весьма трудоемкой.

Методические указания, разработанные Л.Г. Степанским по применению энергетического метода верхней оценки, основанного на равенстве мощностей всех сил, действующих на кинематические поля скоростей, показывают целесообразность использования этого метода для расчетов технологических сил, реактивных нагрузок на инструмент для схем штамповки фланцев с применением поперечного выдавливания [67].

Нижние оценки в практике расчетов процессов ОМД не получили распространения, их рационально применять в расчетах конструкций на прочность, так как именно в этом случае необходимо знание наименьших нагрузок, при которых конструкция перестает быть работоспособной. При ОМД необходимо знание гарантированных нагрузок, которые приводят к пластическому течению металла, т.е. необходима их верхняя оценка. Это связано с тем, что расчетная нагрузка, определяющая выбор штамповочного агрегата, должна гарантировать формоизменение заготовки.

Известны две модификации энергетического метода. Первая из них основана на моделировании течения металла в очаге деформации при помощи

непрерывно деформируемых областей (блоков), как правило, прямоугольной формы - энергетический метод решения задач ОМД. Вторая основана на моделировании течения металла в очаге деформации при помощи жестких (недеформируемых), как правило, треугольных областей (блоков) - метод верхних оценок.

Метод верхней оценки применяют для анализа процессов плоской деформации и часто бывает полезным для экспресс - оценки энергосиловых параметров. Это обусловлено простотой применения такого способа решения задач ОМД. Однако энергетический метод более универсален по сравнению с другими методами теоретического анализа. Он позволяет решать как плоские, так и осесимметричные задачи и отличается более высокой точностью. При этом применение энергетического метода связано с большей трудоемкостью исполнения.

В энергетическом методе ключевое значение имеет подход к выбору подходящих функций, описывающих кинематически возможные перемещения (скорости перемещений). Это в свою очередь подчеркивает природу подходящей функции и тот факт, что кинематически возможные перемещения частиц металла в редких случаях (но строго определенных) могут быть действительными, т.е. в принципе они не реальные, а всего лишь кинематически возможные. Однако достигаемая на их основе точность решений вполне удовлетворительна, а получаемая погрешность сопоставима с погрешностью, вносимой такими не учитываемыми в теоретических решениях факторами, как разброс механических свойств металла, анизотропия течения и т.д.

Для упрощения постановки и решения задач ОМД деформируемые заготовки в очаге деформации разбиваются на зоны с различными формами распределения кинематически возможных перемещений. Размеры и конфигурации зон очага деформации выбираются с таким расчетом, чтобы внутри них кинематически возможные перемещения описывались наиболее

простыми зависимостями. Разрыв может терпеть только касательная компонента перемещения. В противном случае в области поверхности разрыва будет нарушаться условие несжимаемости.

Разрыв касательной компоненты перемещения вызывает большую величину сдвиговой деформации на поверхности разрыва, т.е. как бы срез металла по границе между зонами. Кинематически возможное поле перемещений частиц металла в очаге деформации, разделенном на зоны, называют разрывным [44].

Наиболее полно метод верхней оценки разработан и апробирован при решении задач ОМД в работе [90] при следующих исходных предположениях:

а. Деформируемый металл однороден, изотропен, жесткопластичен = const у

б. Деформации пропорциональны вызывающим их напряжениям и связаны с ними уравнениями связи между напряжениями и деформациями;

в. В материале допускаются разрывы перемещений в бесконечно тонких слоях - поверхностях разрыва, если сохраняется при этом непрерывность нормальных к поверхностям разрыва компонент перемещений, т.е. удовлетворяются соотношения на поверхностях разрыва типа й0 cos(n,u0) - иj cos(n,w^), где (п,й0) и - углы между внутренней

нормалью п к контактной поверхности тела Fk и скоростям й0 и и/,

г. Силы контактного трения не зависят от нормальных напряжений и

определяются законом Прандтля: Th ~ , где [i - фактор трения;

д. Температурные напряжения, деформация и силы инерции пренебрежимо малы.

1.5. Цель исследования и постановка задач

Проведенный анализ состояния вопроса позволил сформулировать цель исследования, которой является повышение эффективности получения сложнопрофильных деталей методами закрытой объемной штамповки за счет уменьшения коэффициента использования металла на основе применения штампов с разъемными матрицами.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: разработать новые технологии горячего комбинированного выдавливания поковок с развитыми фланцами;

выявить влияние кинематики течения металла и температурного фактора при комбинированном выдавливании на возникновение дефектов;

разработать компьютерные модели предложенных технологических процессов горячей штамповки;

создать математические модели на основе предложенных схем деформирования с получением основных соотношений для расчета энергосиловых параметров;

разработать рекомендации по проектированию устройств противодавления и конструирования штамповой оснастки, имеющей матрицы с горизонтальным и вертикальным разъемами.

Гпава 2. Разработка технологии безоблойной штамповки деталей типа тройников с увеличенным диаметром фланцевой части

2.1. Описание разработанной технологии штамповки детали тройник с увеличенным диаметром фланца

Технология изготовления детали типа тройник (рис. 2.1) состоит из двух переходов, осуществляемых в матрице с вертикальным разъемом на одной позиции пресса с последовательной заменой деформирующих пуансонов [69].

Рис. 2. 1. Схема предлагаемой технологии: 1 - пуансон для выдавливания; 2 - пуансон высадочный; 3 - полуфабрикат; 4 -поковка; 5 - разъемная матрица; 6 - наконечник одноразового использования;

7 - вкладыши; справа - первый переход; слева - второй переход.

Для осуществления предложенной технологии в верхней половине штампа закрепляется пуансонодержатель с двумя позициями, каждая из которых может быть использована как основная, так как конструкция обеспечивает возможность его перемещения в горизонтальной плоскости. В первой позиции закреплен пуансон для первого перехода, а во второй - для второго соответственно.

На первом переходе за счет обратного и поперечного выдавливания составным пуансоном, состоящим из основной части 1 и концевой части 6, формируется внутренняя полость, и полностью оформляются отростки. Конусная часть 2 крепится к основной части 1 за счет впадин и удерживается на посадке с натягом.

После осуществления процесса пластического деформирования заготовки в горячем состоянии на первом переходе пуансон 1 возвращается в исходное положение, при этом концевая часть 6 фактически удерживаемая на горячей посадке (обусловленной температурным сужением полуфабриката), остается в донной зоне поковки 3. В результате пластического деформирования заготовки в горячем состоянии на первом переходе получают поковку типа «стакан» 3 с толщиной боковой стенки 8. Далее выполняют замену пуансона, после чего производят дальнейшее формообразование поковки 3.

На втором переходе осуществляется одновременная высадка и раздача заготовки в виде тройника с образованием фланца в верхней его части. Набор металла для формообразования фланца происходит за счет раздачи боковой стенки поковки 4 (толщиной Б и высотой Н) ступенчатым пуансоном с конической частью 2 (угол наклона образующей конуса 10... 15° [35]), а окончательное формирование фланца - за счет высадки.

После осуществления деформирования на втором переходе пуансон 2 и пуансонодержатель возвращаются в исходное положение (на расстояние от матрицы 5, достаточное для помещения в нее заготовки и извлечения из нее поковки 4). Концевая часть 6, оставшаяся в поковке после первого перехода, и имеющая массу в несколько раз меньшую массы последней, за счет теплопередачи от охлаждающейся поковки 4, подвергается нагреву. Твердость концевой части 6 при этом падает за счет отпуска, что позволяет удалить ее резанием во время механообработки внутренней полости поковки 7.

Из уровня техники известен способ высадки фланцев, расположенных в верхней части стакана, в соответствии с которым во всех случаях во избежание

Н < 25. К недостаткам существующего уровня технологии следует отнести узкий сортамент поковок, получаемых этим способом, обусловленный ограничением геометрических параметров фланцев.

Предлагаемая технология обеспечивает получение поковок с увеличенным фланцем (отношение высоты высаживаемой части к толщине стенки заготовки составляет 3,7) на универсальном кузнечно-прессовом оборудовании с использованием эффекта повышения устойчивости путем совмещения операции высадки с раздачей металла в очаге деформации за счет создания благоприятного напряженно-деформированного состояния.

Новая технология штамповки деталей с фланцами освоена при штамповке фланца со втулочной частью (рис. 2.2) для ООО «Коммунеельхозтехника» (г. Мценск). Формообразование фланца осуществлялось за счет совмещения операции высадки и раздачи. Штамповка этого фланца в мелкосерийном производстве (до 100 штук в месяц) позволила снизить расход металла более чем в два раза по сравнению с базовой технологией резания из сортового проката диаметром 100 мм [20, 22-23].

68.5

85,

35

20

Рис. 2.2. Чертеж детали фланец. Пунктиром показана конфигурации

поковки

Разработанная технология иллюстрируется компьютерным моделированием в программе Deform 3D (табл. 2.1), что представляет интерес для использования ее в учебном процессе.

Практически, когда при высадке фланца его боковая поверхность не касается цилиндрической части матрицы, реализуется схема полузакрытой штамповки без образования облоя, что снижает необходимую силу штамповки.

Отработанная технология штамповки фланца увеличенных размеров в дальнейшем будет использована при изготовлении фланцевых частей крупных тройников (см. рис. 2.1). По сути, отштампованные поковки являются моделью деформирования фланцевой части тройника, на которой доказана возможность горячей объемной штамповки без потери устойчивости при совмещении операций высадки и раздачи [12].

2.2. Теоретический анализ силовых параметров технологического процесса

Для исследования зависимости силы закрытой штамповки в штампе с вертикальным разъемом полуматриц основных параметров процесса в работе используется энергетический метод верхней оценки для модели изотропного жесткопластического тела, т.е. интенсивность напряжений 07 - а5 и

касательные напряжения на границах областей деформации трение

металла постоянно и пропорционально сг5; касательные напряжения на границах

2

областей деформации и инструмента гк = —¡=!л<т$ (0 < ц > 0,5). Наибольшие силы

-V 3

деформирования и раскрытия полуматриц возникают на заключительной стадии процесса.

Модель жесткопластического тела имеет следующие допущения. Деформируемый материал является жесткопластическим, однородным, неупрочняемым и несжимаемым. Величина сг5 в каждой из рассматриваемых зон пластического течения соответствует скорости деформации ¿, которая оценивается как среднеинтегральная интенсивность скоростей деформации:

—— - скорость изменения объема металла, смещаемого деформирующим &

инструментом; V- объем металла в рассматриваемой пластической зоне.

Для определения силы деформирования и силы противодавления, необходимой для надежного смыкания полуматриц, используются расчетные схемы течения металла, показанные на рис. 2.3 и рис. 2.4. В соответствии с

(2.1)

давление в долях ег? в рассматриваемой зоне;

¿IV,

которыми пуансон движется с постоянной скоростью v. Для определения действующей на сомкнутые полуматрицы силы со стороны деформируемого металла, предполагаем, что им сообщена малая виртуальная скорость V,, действующая в направлении, перпендикулярном движению пуансона. Объем деформируемой заготовки разделен на 5 зон.

Пластическая деформация развивается в очагах высотой Н, заключенных в объеме между стенкой пуансона и полуматрицы. Между очагами деформации и гравюрой полуматрицы в полости полуматрицы располагаются жесткие зоны, неподверженные пластической деформации.

Очаг деформации (рис. 2.2) состоит из двух плоско-цилиндрических областей 2, 3 и одной треугольной области 1 (рис. 2.3), в каждой из которых осевая у2 и радиальная скорости течения зависят соответственно лишь от осевой и радиальной координат, а сдвиги локализованы на границах этих областей. Область 5 является жесткой.

В соответствии с принятыми допущениями расчетной схемы, граничные условия для составляющих скоростей и Vг области 1,2,3, записаны в табл. 2.2.

Для определения силы противодавления примем, что плоскости одной из полуматриц, сообщена малая виртуальная скорость V,, направленная в сторону смыкания полуматриц, т.е. перпендикулярно движению пуансона.

Для определения скоростей на границах зон, принимая полное заполнение металлом полости контейнера, используется принцип равенства расхода металла, текущего через площадь соответствующих границ:

вАс=ввс=всо=во£ (2.2)

где - расход металла через соответствующую площадь границы зон.

Учитывая, что:

Q = vF (2.3)

где V - скорость, а ^ - площадь.

Получаем, что скорости на границах зон могут быть найдены, как отношение площадей соответствующих зон:

.со

V, = V,

Рас 1 ВС = V й АН'

Рас = V йг

Заключение диссертации по теме «Технологии и машины обработки давлением», Бильчук, Мария Викторовна

Общие выводы

1. В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технологические разработки, связанные с повышением эффективности изготовления поковок сложной формы на примере «тройника», способствующие совершенствованию процессов горячей объемной штамповки за счет использования разъемных штампов, что имеет существенное значение для экономики и обеспечения обороноспособности страны.

2. Выявлено влияние геометрических параметров полости штампа, в частности, угла наклона конической части пуансона и радиусов скругления, на кинематику течения металла и заполняемость гравюр полуматриц при горячем комбинированном выдавливании поковок сложной формы с разделением очагов деформации, что позволило получать детали с увеличенным диаметром фланцевой части без потери устойчивости за меньшее число переходов на одной позиции пресса, увеличить номенклатуру поковок, а так же избежать дефектов в виде зажимов и недоштамповок.

3. На основе математических моделей теплопереноса, основанных на энергетическом методе, проанализировано тепловыделение, сопровождающее процессы деформирования, с получением тепловых полей поковки и расчетом составляющих теплового баланса системы «поковка - инструмент», что дало возможность рассчитать максимально возможный диаметр фланцевой части поковки, который можно получить без образования трещин на боковой поверхности. Полученная модель теплопереноса позволяет определить распределение температуры в самой поковке, а так же в пограничных слоях поковки и инструмента, что позволяет с некоторой степенью приближения определить температуру нагрева инструмента, спрогнозировать долговечность его работы.

4. Построенные компьютерные модели процессов деформирования на стадии предпроектных расчетов дало возможность смоделировать кинематику течения металла, смыкание полуматриц и движение их как единого инструмента, что позволило спрогнозировать образования дефектов в виде зажимов и недоштамповок, внести необходимые корректировки в геометрию полости штампа, определить оптимальный угол наклона конической части пуансона для получения увеличенного диаметра фланцевой части поковок без потери устойчивости, получить распределение тепловых полей поковки для подтверждения адекватности расчетных зависимостей.

5. Разработанная математическая модель расчета силовых параметров штамповки в разъемных матрицах, основанная на энергетическом методе, позволила установить взаимосвязь активных и реактивных сил при горячем комбинированном выдавливании от геометрических соотношений размеров заготовки и поковки, от изменения относительного диаметра и высоты фланцевой части в процессе деформирования, от условий трения на контактных поверхностях, от температуры нагрева металла и степени его деформации как на заключительной стадии деформирования, так и на протяжении всего процесса формообразования фланцевой части поковки.

6. Полученные аналитические зависимости на основе разработанной математической модели дали возможность определить количественную оценку силы противодавления, необходимой для смыкания разъемных матриц и удержания их в сомкнутом состоянии на протяжении всего процесса деформирования, что позволило обосновать выбор вертикального разъема полуматриц для получения крупногабаритных сложных поковок с увеличенным диаметром фланцевой части (свыше 90 мм).

7. На основа анализа устройств противодавления и опыта их проектирования разработаны рекомендации по выбору рациональных конструкций для реализации технологических процессов штамповки в разъемных матрицах на примере поковок тройник и фланец.

8. Полученные результаты и рекомендации приняты к использованию на ООО «Коммунсельхозтехника» (г. Мценск, Орловской обл.). геометрических

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бильчук, Мария Викторовна, 2013 год

Литература

1. Акаро И.Л., Акаро А.И. Малоотходная полугорячая штамповка. -ЦНИИТЭСтроймаш. - 1990. - С.48.

2. Акаро И.Л., Балаганский В.И., Смольникова Л.М. Новые технологии и проект автоматизированного комплекса для производства заготовок зубчатых колес, фланцев и колец// Кузнечно-штамповочное производство. - 1995. - №7. - С. 18-21.

3. Алиев И.С. Технологические возможности новых способов комбинированного выдавливания// Кузнечно-штамповочное производство. -1990. -№2.-С.7-10.

4. Алиева Л.И., Жбанков Я.Г., Грудкина Н.С. Формообразование детали в процессе комбинированного радиально-обратного выдавливания//Сб. научных трудов: Обработка металлов давлением. -ДГМА.-2010.-с. 16-19.

5. Аркулис Г.Э. Теория пластичности // учебное пособие для вузов- М.: Металлургия. - 1987. - 352 с.

6. Артес А.Э. Холодная объемная штамповка в мелкосерийном и серийном производстве. - М.: НИИмаш, 1982. - 58 с.

7. Атрошенко А.П., Федоров В.И. Металлосберегающие технологии кузнечно—штамповочного производства. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение. - 1990. - 279 с.

8. Барков B.C. Безоблойная штамповка в разъемных матрицах поковок с фланцем// Кузнечно - штамповочное производство. - 1983г. - №9.-С.17-18.

9. Басюк С.Т. Изготовление поковок сложной формы в штампах с разъемными матрицами// Кузнечно-штамповочное производство. - 1973. -№7. - С.8-11.

10. Бильчук М.В. Разработка и исследование закрытой объемной

штамповки поковок сложной формы. // Кузнечно-штамповочное производство. - 2010. - №6. - С.9-13.

11. Бильчук М.В. Математическое моделирование при разработке ресурсосберегающей технологии штамповки деталей типа фланцев// Обработка металлов давлением: сборник научных трудов XIII Международной научно-технической конференции «Новые наукоемкие технологии, оборудование и оснастка для обработки металлов давлением». -Краматорск: ДГМА, 2010. - №1 (22). - С. 55- 59.

12. Бильчук М.В., Артес А.Э., Мельников И.И. Совершенствование технологических процессов изготовления деталей арматуростроения методами пластического деформирования// Вестник МГТУ «СТАНКИН». Научный рецензируемый журнал. - М.: МГТУ «СТАНКИН».- 2011. -№1(13).-с. 8-12.

13. Бильчук М.В., Артес А.Э. Разработка инновационной технологии штамповки фланцев на деталях типа тройников// Обработка металлов давлением: сборник научных трудов XV Международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы развития технологий и машин обработки давлением». - Краматорск: ДГМА, 2012. - №2 (31). - С. 120- 124.

14. Бильчук М.В. Разработка и исследование технологии штамповки вентильной головки// Студенческая научно-практическая конференция «Автоматизация и информационные технологии». Сб. докладов. - М: МГТУ «СТАНКИН»,- 2008,- С. 17-19.

15. Бильчук М.В. Совершенствование технологии изготовления деталей арматуростроения // Электронное научно - техническое издание «Наука и образование», 2008. - №6. - http://technomag.edu.ru/doc/99358.html

16. Бильчук М.В. Совершенствование технологии изготовления деталей арматуростроения// Пятая юбилейная конференция молодых специалистов «Металлургия XXI века» 2009 год. Сб. тезисов докладов. - М.:

АХК ВНИИМЕТМАШ им. акад. А.И. Целикова. - 2009. - С.44.

17. Бильчук М.В. Математическое моделирование при разработке технологии безоблойной штамповки деталей типа фланцев// Материалы XII-ой научной конференции МГТУ "СТАНКИН" и "Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ "СТАНКИН" - ИММ РАН" по математическому моделированию и информатике. - М.: МГТУ «Станкин».-2009. - С. 208.

18. Бильчук М.В. Исследование комбинированного выдавливания поковок с фланцем// «Студенческая научная весна 2010: машиностроительные технологии» МГТУ им. Н.Э.Баумана. Электронный сборник трудов конференции. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана.- 2010.

19. Бильчук М.В. Применение системы компьютерного моделирования QForm для разработки безоблойной штамповки деталей типа фланцев // Технология производства металлов и вторичных материалов: республиканский научный журнал.- Караганда: КГИУ, 2010. - №1 (17). - С. 140-144.

20. Бильчук М.В., Артес А.Э., Третьюхин В.В., Белокопытов В.В. Преимущества безоблойной штамповки в полузакрытых штампах // Перспективы инновационного и конкурентноспособного развития кузнечно-прессового машиностроения и кузнечно-штамповочных производств: Сборник докладов и научных статей XI Конгресса «Кузнец-2012». - С.236-242.

21. Бильчук М.В., Сосенушкин E.H. Прогнозирование образования поверхностных дефектов фланцевой части поковок при горячей объемной штамповке// Вестник МГТУ «СТАНКИН». Научный рецензируемый журнал. - М.: МГТУ «СТАНКИН».- 2012. - №4(23). - с. 44-48..

22. Бильчук М.В., Артес А.Э., Третьюхин В.В. Применение безоболойной штамповки в разъемных и полузакрытых штампах// Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2012. - том 14. - №4

(5).-с. 1199- 1201

23. Бильчук М.В., Артес А.Э., Третьюхин В.В. Преимущества технологии безоблойной штамповки// Обработка металлов давлением, 2013. - № 2(35). - с. 76-79.

24. Бровман М.Я. Особенности процесса прокатки при

возникновении внутренних трещин // Изд. Ан СССР. Металлы. - 1982. - №4.-с. 60-64.

25. Волик Ю.П., Бойцов В.В. Штамповка поковок автомобильных крестовин в разъемных матрицах//Автомобильная промышленность. -1962. -№4.

26. Воронцов А.Л. Деформационное состояние заготовки при радиальном выдавливании// Вестник машиностроения. - 1999.- №10. - с. 3639.

27. Воронцов А.Л. Метод расчета накопленных деформаций при выдавливании полых изделий типа стакан// Вестник машиностроения. -1999.-№7. -с. 41-45.

28. Воронцов А.Л. Напряженное состояние заготовки при выдавливании полых изделий цилиндрическим пуансоном с радиусными фасками// Вестник машиностроения. - 2000.- №9. - с. 46-49.

29. Воронцов А.Л. Напряженное состояние заготовки при выдавливании с раздачей// Кузнечно-штампововчное производство. - 1997.-№7.-с. 15-19.

30. Воронцов А.Л. Напряженное состояние заготовки с учетом упругой деформации матрицы при выдавливании полых изделий с реактивными и активными силами трения// Вестник машиностроения. -2001.-№6. - с. 51-56.

31. Воронцов А.Л. Определение технологических параметров выдавливания стаканов с активными силами трения и в незакрепленной матрице// Вестник машиностроения. - 2003.- №12. - с. 61-67.

32. Воронцов А.JI. Теория выдавливания цилиндрических стаканов с противонапряжением// Производство проката. 2004. №11. С. 29-33.

33. Воронцов А. Л. Теория малоотходной штамповки. М.: Машиностроение. 2005. 859 с.

34. Воронцов А. Л. Теория штамповки выдавливанием. М.: Машиностроение. 2004. 721 с.

35. Воронцов А.Л., Морозова Ю.Д., Сафонова Г.Г. Анализ образования утяжины при радиальном выдавливании трубных заготовок// Вопросы исследования прочности деталей машин: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 6. М.: МАМИ. - 2000.-c.3-6.

36. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов, Т.2. М.: Металлургиздат, 1960.

37. Дель Г.Д., Томилов Ф.Х., Дель В.Д., Анфилофьев A.B., Огородников В.А. Определение поля температур в пластической области при прессовании// Кузнечно-штамповочное производство. - 1973. - №12 — С. 1-3.

38. Демидов Л.Д. Исследование условий теплопередачи от заготовки к штампу//Кузнечно-штамповое производство. - 1966. - №9.

39. Джонсон У. Теория пластичности для инженеров // Пер. с англ. А.Г. Овчинников. -М.: Машиностроение. - 1979. - 567 с.

40. Довнар С.А. Термомеханика упрочнения и разрушения штампов объемной штамповки. М.: Машиностроение, -1975. -247с.

41. Драйпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионной анализ: В 2кн.: пер. с англ. 2-е изд., перераб. и доп. Кн. 1 М.: Финансы и статистика. - 1986. -366 с.

42. Залесский В.И., Тюрин Н.И. Исследование процесса штамповки металла в закрытых штампах// Кузнечно-штамповочное производство. -1959. -№1.-С.4-8.

43. Зимин В.В., Лозовский В. А. Зависимость коэффициента контактного теплообмена от некоторых условий штамповки// Кузнечно-штамповочное производство, 1975.-№10. - с.37-40.

44. Карпов C.B. Разработка математической модели кузнечной операции осадки (осесимметричный случай) // Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Свердловск. - 1979. - 24с.

45. Катрич Ю.П. Штамповка в закрытых штампах с разъемными матрицами (в порядке обсуждения)// Кузнечно-штамповочное производство. -2010. -№12.-С.23-28.

46. Кенбаев A.C., Ланской E.H., Сосенушкин E.H. Расчет теплопроводности при полугорячем выдавливании//Кузнечно-штамповочное производство. - 1992. - №3. С. 20-22.

47. Ковка и объемная штамповка стали: справочник/под редакцией М.В.Сторожева. -М.: Машиностроение. - 1967. - 457 С.

48. Ковка и штамповка: Справочник в 4-х т./Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. - М.: Машиностроение. - 1986. - т.2. Горячая штамповка/Под ред. Е.И.Семенова. - 1986. - 592 с.

49. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением, 2-е издание, перераб. и доп./ В.Л. Екатеринбург: Издательство Уральского государственного университета - УПИ. - 2001. - 836 с.

50. Колмогоров В.Л. Принцип возможных изменений напряженно -деформированного состояния //Инженерный журнал. Механика твердого тела. - 1967. - №2. -С.143-148.

51. Коцюбивская Е.И. Повышение эффективности процессов холодного выдавливания осесимметричных деталей с фланцем за счет применения противодавления//Дис. на соиск. уч. ст. к.т.н., Винница. -2007. -С.260.

52. Кузнецов A.B., Протопопов O.B. Двухпереходный технологический процесс горячего выдавливания стальных поковок в разъемных матрицах//Кузнечно-штамповочное производство. - №7.-1966. -С. 18-20.

53. Кузнецов A.B., Протопопов О.В., Клочков В.Т. Штамповка поковок выдавливанием в разъемных матрицах (состояние и перспективы)// Кузнечно-штамповочное производство. - 1980. - №11. - С.2-6.

54. Кузнецов Г.В., Мирошниченко В.М., Канзберг Ю.И. Комбинированное выдавливание деталей с фланцем// Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №5. - С.21-23.

55. Кутышкин A.B. Экспериментальные исследования формоизменения заготовок при штамповке круглых в плане поковок// Кузнечно - штамповочное производство. - 1989. - №6. - С.25-30.

56. Ланской E.H. 50 лет развития технологии обработки металлов давлением в Московском государственном технологическом университете «Станкин» // Кузнечно - штамповочное производство. - 1993. - №4.- С.2-3.

57. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.

58. Лясников A.B., Агеев Н.П., Кузнецов Д.П. и др. Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к процессам обработки металлов давлением - СПБ.: БГТУ, ГП «Внештогргиздат -Петербург». - 1995. -527с.

59. Лях А.П., Белоусова C.B. Исследование напряженного состояния штампов для многоплунжерной штамповки// Кузнечно-штамповочное производство, - 1989. - №12. - с. 2-4.

60. Марков A.A., О вариационных принципах в теории пластичности // ЦММ. - 1947. -T.XI. - С.239-250.

61. Морковкин Б.В. Штамповка поковок в закрытых штампах// Автомобильная промышленность.-1967.-№2.-с. 5-15.

62. Натанзон Е.И., Темянко A.C., Губин Ю.А. Полугорячая штамповка шестерен на автоматической линии // Кузнечно-штамповочное производство. - 1989. - №3. - С.3-8.

63. Непершин Р.И. Пластическое течение при осадке в конических плоскостях//Машиноведение. - 1967. - №4. - стр. 124-133.

64. Непершин Р.И Плоское пластическое течение в полости с наклонными стенками// Машиноведение. - 1966. - №6. - стр.115-119.

65. Непершин Р.И. Модели горячей объемной штамповки поковки шестерни на КГШП и молоте// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2011. - №7. - стр. 42-45.

66. Непершин Р.И. Модели горячей объемной штамповки поковки шестерни на КГШП и молоте (продолжение)// Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. - 2011. - №8. - стр. 23-32.

67. Николаев В.В. Разработка технологии горячей штамповки фланцев с развитой втулочной частью// Кузнечно-штамповочное производство ОМД. - 2004. - №6. - С. 13-15.

68. Оленин Л.Д. К расчету технологических переходов при холодном комбинированном выдавливании. // Сб. «Объемная штамповка». -МДНТП. - 1967.

69. Патент № 2478017 Российская Федерация, МПК7: В 21J 9/02; 9/10; 9/12; 9/18. Способ изготовления деталей типа «Стакан с фланцем» / Артес А.Э., Сосенушкин E.H., Третьюхин В.В., Бильчук М.В. (РФ); заявитель ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»; опубликован: 27.03.2013 г.

70. Поляков И.С., Золотницкий В.А. Штамповка поковок типа крестовин в закрытых штампах// Кузнечно-штамповочное производство. -1964. - №4.-С..

71. Прандтль JI.O. О твердости пластических материалов и сопротивлении резанию. - М.: Гос. изд. иностр. лит.. - 1948. - С.70-79.

72. Примеры использования обобщенного вариационного принципа для идеальной пластической среды/Юбработка металлов давлением. -ВИЛС. - 1976. - с.63-68.

73. Расчеты процессов обработки металлов давлением в Matchcad. H.A. Шестаков. - М.: МГИУ, 2008. - 344с.

74. Ребельский A.B. и др. Изготовление поковок в штампах с разъемными матрицами.// Сб. «Опытные работы по штамповке выдавливанием».

75. Рожков С.И., Кирсанов К. А. Об одно- и двустороннем выдавливании заготовок корпусов энергетической арматуры// Кузнечно-штамповочное производство. - 1974. - №6. - С.5-7.

76. Сегал В.М. Обзор современного состояния теории ОМД // Кузнечно - штамповочное производство. - 1970. - №9. -С.2-7.

77. Семендий В.И., Акаро И.Л., Волосов H.H. Прогрессивные технологии, оборудование и автоматизация кузнечно-штамповочного производства КамАЗа. - М.: Машиностроение. - 1989. - 304 с.

78. Семенов Е.И. Технология и оборудование ковки и горячей объемной штамповки. - М.: Машиностроение, 1999. - 384 с.

79. Семинар «Современные высокопроизводительные металлообрабатывающие технологии и оборудование к ним» //Кузнечно -штамповочное производство. - 2005 - №7. - С.34-43.

80. Смирнов - Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию - Л.: Машиностроение, 1978. - 368 С.

81. Смирнов - Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов. - М.,Л. Машгиз. - 1956. -357 с.

82. Соколовский В.В. Теория пластичности- М.: Высшая школа. -1969.-608 с.

83. Степанский JI.Г. Расчетная оценка температурных условий прессования жаропрочных сплавов// Кузнечно-штамповочное производство.

- 1970. -№1.-С.

84. Степанский Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением -М.: Машиностроение. - 1979. -215 с.

85. Степанский Л.Г. Энергетический критерий разрушения металла при обработке давлением// Кузнечно-штамповочное производство. - №9 -1988.-с. 1-5.

86. Степанский Л.Г., Петров А.И., Яхнис М.А. Расчеты формоизменения при облойной штамповке круглых в плане поковок // Кузнечно-штамповочное производство. - 1985. - №1. - С. 18-19.

87. Стерник Ю.Л. Расчет температурного поля при прессовании// Кузнечно-штамповочное производство. — 1966. - №7 - С.

88. Сторожев М.В., Попов Е.А. «Теория обработки металлов давлением». - М.: Машиностроение, 1977. - 423с.

89. Таблицы математической статистики. М.: Наука. - 1983. — 416 с.

90. Теория обработки металлов давлением/ И.Я. Тарновский, А.А.Позднеев, O.A. Ганаго и др. - М. Металлургия, 1963.

91. Теория пластических деформаций металлов/ Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др.; под редакцией Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. - М.: Машиностроение.- 1983. - 598 с.

92. Технология кузнечно-штамповочного производства/ Я.М. Охрименко. - М.: Машиностроение. - 1976. - 560 с.

93. Томлёнов А.Д., Теория пластического деформирования металлов

- М.: Металлургия. - 1972. - 408с.