Анотація до роботи:

Коцюбівська К.І. Підвищення ефективності процесів холодного поперечного видавлювання осесиметричних заготовок з фланцем за рахунок використання протитиску. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 „Процеси та машини обробки тиском”. – Вінницький національний технічний університет, Вінниця, 2007.

В дисертації отримано узагальнення і нове розв’язання науково-технічної задачі розширення технологічних можливостей процесів поперечного видавлювання за рахунок використання протитиску, який створюється твердим середовищем.

На основі методів прикладної теорії пластичності одержали подальший розвиток математичні моделі напружено-деформованого стану процесів поперечного видавлювання заготовок з протитиском, який створюється допоміжним металом. Установлено залежність величини протитиску від фізико-механічних властивостей металу, що видавлюється, та геометричних характеристик порожнини. Розроблено методи оцінки впливу основних параметрів процесу на граничне формозмінення заготовок та технологічну спадковість готових виробів. Отримано залежності величини відновленого ресурсу пластичності від значень використаного ресурсу пластичності перед відпалом і кількості відпалів.

Експериментально підтверджена достовірність теоретичних результатів на основі яких розроблені практичні рекомендації з проектування процесів холодного поперечного видавлювання з використанням протитиску. Запропоновані методи вибору допоміжного металу та геометричних характеристик порожнини.

В дисертаційній роботі отримані теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-технічного завдання, що полягає в розширенні технологічних можливостей процесів поперечного видавлювання осесиметричних заготовок шляхом використання протитиску, який створюється твердим середовищем, на основі розвитку методів розрахунку напружено-деформованого стану при спільному деформуванні двох середовищ з різними механічними властивостями та удосконалення методів оцінки величини використаного ресурсу пластичності при пластичному деформанні металів в умовах об’ємного напруженого стану.

1. На основі аналізу відомих технологій холодного об’ємного штампування та тенденцій їх розвитку установлено, що для розширення можливостей процесів поперечного видавлювання та покращення технологічної спадковості готових виробів доцільно застосовувати схеми видавлювання з протитиском, для освоєння яких необхідне подальше удосконалення методів розрахунку напружено-деформованого стану при сумісній деформації двох різних матеріалів та методів оцінки величини граничних деформацій при пластичній деформації металів в умовах об’ємного напруженого стану.

2. Вперше розроблена математична модель процесу холодного поперечного видавлювання осесиметричних суцільних та трубчастих заготовок, яка дозволяє досліджувати пластичну деформацію матеріалу заготовки з урахуванням протитиску, який створюється за рахунок пластичної деформації допоміжного металу, що деформується спільно з матеріалом заготовки. Проведені за допомогою моделі розрахунки дозволили оцінити вплив історії навантаження, яка визначається параметрами процесу та величиною і законом зміни протитиску, на граничне формозмінення.

3. На основі розв’язку задачі радіальної пластичної течії металу в каналі, який має форму клина з центральним кутом 2a, визначено залежність величини протитиску від кута a та умов тертя. Установлено, що величина протитиску зростає із зростанням кута a, сил тертя та радіуса порожнини, в яку видавлюється допоміжний метал, а також із збільшенням відношення висоти каналу на вході в клиновидну порожнину до його висоти на виході з неї. При збільшенні цього відношення в два рази при a=30⁰ та відносному радіусі порожнини R_п=4 величина протитиску збільшується в 2,2 рази. При розмірах щілини d=0,2 мм зусилля видавлювання зростає в 4-5 рази в порівнянні з зусиллям при d=0,5 мм. Розходження експериментальних значень зусиль видавлювання з отриманими за математичними моделями не перевищують 15%.

4. Установлено, що величина протитиску та закон його зміни в процесі видавлювання залежить не тільки від геометричних характеристик порожнини, але й від сил тертя між робочим середовищем та плоскими поверхнями інструменту, які визначаються як умовами пластичної течії матеріалу робочого середовища, так і розмірами робочої порожнини R_п. При використанні технічного свинцю як робочого середовища та збільшенні радіуса порожнини від R_п=2 до R_п=4 величина протитиску зростає в 3,2 рази.

5. Отримали подальший розвиток моделі процесів накопичення пошкоджень при пластичній деформації металів в умовах об’ємного напруженого стану, на основі яких установлено, що у вибраних для досліджень впливу історії навантаження та схеми напруженого стану на пластичність координатах h, m_s, e_u залежність граничної деформації e_p від показника h при плоскому напруженому стані визначається трьома різними граничними кривими, які описують залежність e_p(h) при s₁=0, s₂=0 і s₃=0, відповідно, при значеннях –2h2. У всіх інших випадках залежність пластичності від схеми напруженого стану визначається поверхнею граничних деформацій e_p(h,m_s).

6. Запропонована апроксимація поверхні граничної деформації e_p(h,m_s) та обґрунтовано вибір коефіцієнтів апроксимації, що дозволило встановити залежність між прийнятими коефіцієнтами апроксимації граничних поверхонь та коефіцієнтами апроксимації, запропонованими В.А. Огородніковим для діаграм пластичності. Отримані між коефіцієнтами апроксимації залежності дозволяють будувати поверхні e_p(h,m_s) шляхом використання граничних кривих e_p(h).

7. Для оцінки впливу параметрів процесу видавлювання з протитиском на граничне формозмінення заготовок використано критерій деформуємості, в якому залежність пластичності від схеми напруженого стану визначається поверхнею граничних деформацій e_p(h,m_s), а історія навантаження задається траєкторією e_u(h,m_s). Отримані залежності деформуємості заготовок від параметрів процесу при вільному видавлюванні та при видавлюванні з протитиском. Розходження між розрахунковими та експериментальними результатами не перевищують 18%.

8. Установлено, що збільшення діаметра фланців із сталі 10, яке має місце при видавлюванні з протитиском, можна досягти завдяки використанню проміжних відпалів, якщо величина використаного ресурсу пластичності y перед черговим відпалом не перевищує значень y₁0,3...0,4 – перед першим відпалом, y₂0,20...0,25 –перед другим відпалом та y₃0,15...0,18 – перед третім відпалом.

9. Розроблено технологічні рекомендації, алгоритми, розрахункові програми і методики оцінки впливу основних параметрів процесу поперечного видавлювання з протитиском на діаметри фланців, що видавлюються.

10. Розроблені технологічні процеси поперечного видавлювання стержневих та трубчастих заготовок із застосуванням протитиску використані для видавлювання деталей типу «стержень з фланцем» і «втулка з фланцем» на підприємстві ВАТ "Брацлав" (м. Брацлав).

Публікації автора:

1. Бурєнніков Ю.А., Коцюбівська К.І. Напружено-деформований стан та граничне формозмінення при радіальному видавлюванні // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2006. – №4 (67). – С. 63-72.

2. Коцюбівська К.І., Клочко В.І., Сухоруков С.І., Чубатюк А.В. Апроксимація експериментальних даних кубічними сплайн-функціями // Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2006. – №3 (66). – С. 21-30.

3. Сивак И.О., Сивак Е.И., Сухоруков С.И. Оценка пластичности металлов при холодной пластической деформации // Известия ТулГУ. Серия: Механика твердого деформируемого тела и обработка металлов давлением. – 2004. – Вып. 2. – С. 114-121.

4. Sivak І.О., Savulyak V.V., Sukhorukov S.I., Sivak K.I. Simulation process of friction of rough surfaces // Bulletin of the polytechnic institute of Iassy. – 2001. – Tomul XLVII(LI), Fasc. 1-2. – P. 191-194.

5. Burennikov Y., Sivak I., Kozlov L., Sivak К. Deformability of workpiecies in the process of lateral extrusion using hydrostatic pressure // Bulletin of the polytechnic institute of Iassy. – 2002. – Tomul XLVIII(LII), Fasс. 3-4. – P. 199-203.

6. Огородников В.А., Бабак Н.В., Сивак Е.И. Оценка безотказности и долговечности деталей машин на основе теории деформируемости // Захист металургійних машин від поломок: Міжвуз. темат. зб. наук. пр. – Маріуполь, 2002. – Випуск №6. – С. 56-60.

7. Буренников Ю.А., Сивак И.О., Сивак Е.И. Зависимость пластичности от схемы напряженного состояния при плоском напряженном состоянии // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Зб. наук. пр. – Краматорськ, 2003. – С. 272-274.

8. Буренников Ю.А., Козлов Л.Г., Сивак Е.И., Сивак Р.И. Поперечное выдавливание пористой заготовки с использованием гидростатического давления // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Тематич. зб. наук. пр.– Краматорськ-Хмельницький, 2002. – С. 159-162.

9. Алиев И.С., Жбанков Е.Г., Коцюбивская Е.И. Моделирование процесса радиального выдавливания фланцев с применением противодавления // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Зб. наук. пр. – Краматорськ, 2006. – С. 53 – 58.

10. Коцюбивская Е.И. Определение напряжений и деформируемости заготовок при радиальном выдавливании // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Зб. наук. пр. – Краматорськ, 2006. – С. 359 – 364.

11. Сивак И.О., Коцюбивская Е.И. Пластичность металлов при объёмном напряжённом состоянии // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Тематич. зб. наук. пр. – Краматорськ - Хмельницький, 2007. – С. 73-76.

12. Коцюбивская Е.И., Огородников В.А., Сивак И.О. Влияние промежуточных отжигов на механические характеристики заготовок, получаемых при поперечном выдавливании // Наукові нотатки: Міжв. зб. – Луцьк, 2007. – С. 203–205.

13. Пат. 68115А України, В21К21/00. Спосіб виготовлення деталей з наскрізним отвором / Л.І.Алієва, І.Г.Савчинський, О.І.Лобанов, К.І.Сивак (Україна). - №2003109157; Заявл. 10.10.2003; Опубл. 15.07.2004, Бюл. №7.

14. Пат. 63208А України, G01N3/28. Спосіб випробування металевих зразків для визначення граничної пластичної деформації / І.С.Алієв, І.Г.Савчинський, Л.І.Алієва, К.І.Сивак (Україна). - №2003021779; Заявл. 28.02.2003; Опубл. 15.01.2004, Бюл. №1.

15. Пат. 67977А України, В21К21/00. Спосіб видавлювання порожнистих деталей / І.С.Алієв, І.Г.Савчинський, Л.І.Алієва, К.І.Сивак (Україна). - №2003077078; Заявл. 28.07.2003; Опубл. 15.07.2004, Бюл. №7.

16. Сивак И.О., Буренников Ю.А., Сивак Е.И. Применение промежуточных отжигов для улучшения механических характеристик заготовок, получаемых при поперечном выдавливании // Машинбудування та металообробка. – 2003: Перша Міжнародна науково-технічна конференція, 17-19 квітня 2003 р. – Кіровоград, 2003. – С. 210-211.

17. Сивак И.О., Сивак Е.И., Сухоруков С.И. Оценка пластичности металлов при холодной пластической деформации // Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки материалов давлением: II Международная научно-техническая конференция, 15-19 мая 2004 г. – Тула: ТулГУ, 2004. – С. 97-98.

18. Алиев И.С., Сивак Е.И. Оценка пластичности металла при поперечном выдавливании с противодавлением // Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров: 49-я Международная научно-техническая конференция ААИ, 23-24 марта 2005 г. – Москва: МГТУ «МАМИ», 2005. – С. 19-20.

19. Коцюбивская Е. И., Алиева Л.И. Пластичность металлов при плоском напряженном состоянии // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением: Международная научно-техническая конференция, 11-14 октября 2005 г.– Санкт-Петербург: БГТУ «Военмех», 2005. – С. 86-90.

20. Борисов Р.С., Коцюбивская Е.И. Выдавливание с дополнительными воздействиями на деформируемую заготовку // Интеллект молодых – производству 2005: IV Международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов, 14-18 ноября 2005 г. – Краматорск: АО «НКМЗ», 2005. – С. 67-68.

21. Burennikov Y.A., Sivak І.О., Kotsubivska К.І., Yablonska S.Z. The influence of non-monotonic loading on plasticity during the process of radial extrusion with contour upsetting // CONFERINTA STIINTIFICA “TEHNOMUS” edita a XIII-a, 6-7 Mai 2005. – Suceava: UNIVSITATEA “STEFANCEL MARE”, 2005. – Р. 211-216.

22. Жбанков Я.Г., Коцюбивская Е.И. Радиальное выдавливание полых изделий с применением противодавления // Технологія – 2006: ІХ Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених, 13-14 квітня 2006 р. – Сєвєродонецьк, 2006. – С. 11.

23. Коцюбивская Е.И. Решение задачи деформируемости для плоского напряженного состояния // Застосування теорії пластичності в сучасних технологіях обробки тиском і автотехнічних експертизах: Міжнародна науково-технічна конференція, 29 травня – 1 червня 2006 р. – Вінниця: ВНТУ, 2006. – С. 123-125.