Разработка методов обеспечения долговечности силовых деталей кузнечно-прессовых машин и инструмента

Разработка и анализ рекомендаций по повышению долговечности и снижению износа инструмента для холодной листовой штамповки. Описание и характеристика математической модели разрушения штоков штамповочных молотов на базе линейной механики разрушения.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 14.02.2018
Размер файла 1,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

(9)

С увеличением размеров дефекта при постоянном значении H, коэффициент концентрации напряжений уменьшается до 1,67 при . Дальнейшее увеличение размера дефекта снижает концентрацию напряжений, однако, в свою очередь увеличивает напряжения, за счет уменьшения эффективного размера сечения.

Кроме объемных технологических дефектов крупногабаритным деталям присущи и двумерные дефекты (внутренние и наружные). Самые распространенные это трещины и флокены. Для определения допустимых длин несквозных поверхностных и подповерхностных полуэллиптических трещин предлагается использовать методику А.В. Овчинникова.

Для окончательного решения вопроса о выбраковке исследуемой детали предлагается проводить расчетный краш-тест, т.е. виртуальное компьютерное моделирование возможных аварийных режимов происходящих за малый период времени.

Рис. 16. График зависимости

Краш-тест проводится в тех случаях, когда в условиях реального нагружения, существует вероятность воздействия динамических перегрузок (для кузнечно-прессовых машин - это последствия нарушения правил эксплуатации объекта), а в детали выявлены технологические дефекты, соответствующие по своим параметрам верхней границе допустимой дефектности. Такой краш-тест возможно провести с помощью программного комплекса динамических расчетов LS-DYNA. Краш-тест предлагается проводить с выявленными в реальной конструкции и введенными в модель дефектами. Для всех типов кузнечно-прессовых машин предлагается разработать систему краш-тестов. Например, для листоштамповочного пресса - перегрузка из-за несоответствующей по толщине или марке материала заготовки и т.п. Такой подход можно распространить на базовые детали различных типов кузнечно-прессового оборудования.

Для составления карты обнаруженных дефектов силовых деталей автором данной работы предложен метод определения оптимального сочетания видов неразрушающего контроля. Интуитивные априорные представления о полезности контроля несколькими видами неразрушающего контроля не являются строгим математическим доказательством необходимости применения этого метода. Для превращения априорных представлений в апостеорные и выявления оптимального сочетания видов неразрушающего контроля был проведен вычислительный эксперимент. При проведении этого эксперимента принималось, что достоверность контроля определяется только объективными факторами. Субъективные ошибки, определяемые наличием субъективных (регулируемых) факторов, таких как низкая квалификация оператора, его плохое психофизическое состояние и недобросовестность не рассматривались. Приняли, что при обследовании ответственных деталей субъективные ошибки должны быть исключены, а дефектность отливки определяется совокупностью дефектов, присущих применяемому технологическому процессу в условиях конкретного предприятия-изготовителя. При обследовании отливки несколькими видами неразрушающего контроля вероятность обнаружения дефекта будем определять по известной зависимости:

. (10)

В формуле (10) индекс k относится к сочетанию видов неразрушающего контроля и принимает значения от 1 до 32, j - к виду неразрушающего контроля внутри сочетания (). Общепринято, что визуальный и инструментальный контроль обязателен и предшествует проведению неразрушающего контроля другими способами, поэтому в табл. 2 в каждом сочетании присутствует оптический метод (О). Вероятность обнаружения дефектности сочетанием видов неразрушающего контроля () определялась по выражению аналогичному (8) при =1.

Поскольку выявление дефектности и невыявления ее составляют полную группу событий, то вероятность недобраковки по дефектности определяем по следующему выражению:

.(11)

Примем, что каждый вид неразрушающего контроля дает вероятность ложного обнаружения браковочного дефекта 0,1 (верхняя граница интервала, полученного по результатам работ ЗАО “ПРОЧНОСТЬ”). Однако каждый вид неразрушающего контроля может дать ложное срабатывание только на тех видах дефектов, которые он в принципе определяет. Приняли, что если i дефект определяется видами неразрушающего контроля, то вероятность ложного выявления дефекта уменьшается в раз. Для рассматриваемой дефектности и видов неразрушающего контроля ее определяющих (соответствует холодной трещине при сочетании О+Р+К+В+А). С учетом принятых допущений для вероятности ложных сигналов, приводящих к перебраковке по дефектности запишем:

, (12)

где a - количество видов дефектов, определяемое данным сочетанием видов неразрушающего контроля ( ? 0).

Максимальная вероятность обнаружения браковочной дефектности (0,89) соответствует обследованию отливки всеми шестью рассматриваемыми видами неразрушающего контроля. Однако, такое обследование весьма трудоемко и затратно. Для выявления оптимального сочетания неразрушающего контроля, строится таблица рисков для всех возможных событий (под риском понимается произведение вероятности наступления события на потери при его наступлении). Для выбора оптимальной стратегии рассмотрено несколько целевых функций - критерии Вальда (критерий пессимиста), Сэвиджа (критерий оптимиста) и Лапласа. Анализ полученных результатов проведенного риск-анализа для стойки станины кривошипного горячештамповочного пресса (рис. 15, а) и наружного ползуна листоштамповочного пресса показывает, что для крупногабаритных силовых деталей кузнечно-прессового оборудования критерий Сэвиджа и Лапласа указывают на одно и тоже сочетание видов неразрушающего контроля. Критерий Вальда добавляет к этому сочетанию еще один вид неразрушающего контроля, однако, при этом незначительный рост вероятности выявления дефектности, не оправдан увеличением цены обследования. Рекомендуется при определении оптимального сочетания видов неразрушающего контроля по данной методике использовать целевую функцию, описывающую критерий Лапласа для анализа рисков.

После обработки статистических данных по новым видам неразрушающего контроля и нерассмотренным типам дефектов, а так же построения карт субъективной дефектности (дефектности, присущей изделиям, полученным при применении конкретной технологии на конкретном предприятии-изготовителе) предложенный подход может стать более универсальным.

Для повышения надежности составления карт допустимой дефектности предлагается способ определения твердости базовых деталей КПМ, разработанный в ЗАО «ПРОЧНОСТЬ» (техническое решение защищено патентами). Кроме того, в 5-ой главе описывается методология и базовые компоненты предлагаемой автором системы автоматизированного проектирования (САПР) станин открытого типа. Для построения САПР кузнечно-прессовых машин используются универсальные полномасштабные CAD/CAE/CAM - системы, основные из которых следующие:

CADDS фирмы Computervision - отличается мощным приложением для управления инженерными данными (модуль Opterga) и специальной организацией работы с большими сборками;

I-IDEAS фирмы SDRC - система с полным набором приложений для различных областей машиностроения, включая моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций методом конечных элементов, гибридное трехмерное проектирование твердых тел и поверхностей;

UNIGRAPHICS фирмы EDS - универсальная программная система, получившая наибольшее распространение в авиационной и автомобильной промышленности;

Таблица 1

Вид НК ( j )

Дефекты стальной отливки по ГОСТ 19200 - 80 ( i )

Дефекты поверхности

Включения

Несответствие по структуре

Несплошности в теле отливки

Несоответствие по геометрии

Вероятность обнаружения дефектности

Залив

Плена

Вмятина

Другие механические повреждения

Неметаллические, металлические

Ликвация

Флокен

Горячая трещина

Холодная трещина

Рыхлота

Раковина

Утяжина

Пористость

Неслитина

Разностенность

Вероятность обнаружения дефекта

Оптический (О)

0,80

0,60

0,80

0,8

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,25

Радиационный (Р)

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,60

0,60

0,80

0,80

0,80

0,80

0,40

0,60

0,44

Магнитный (М)

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,80

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,60

0,12

Капиллярный (К)

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,40

0,40

0,00

0,00

0,40

0,00

0,00

0,11

Вихре-токовый (В)

0,40

0,00

0,40

0,00

0,40

0,00

0,00

0,40

0,40

0,00

0,00

0,00

0,80

0,40

0,60

0,25

Акустический (А)

0

0

0

0

0,8

0

0,8

0,8

0,8

0,60

0,80

1,00

0,60

0,60

1,00

0,52

Таблица 2

Сочетание видов НК ( k )

Залив

Плена

Вмятина

Другие механические повреждения

Неметаллические, металлические

Ликвация

Флокен

Горячая трещина

Холодная трещина

Рыхлота

Газовая раковина

Утяжина

Пористость

Неслитина

Разностенность

Вероятность обнаружения дефектности

Вероятность обнаружения дефекта сочетанием видов НК

О

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,00

0,00

0,00

0,40

0,00

0,25

О+Р

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,40

0,00

0,60

0,76

0,80

0,80

0,80

0,80

0,64

0,60

0,67

О+М

0,80

0,60

0,80

0,80

0,00

0,00

0,80

0,00

0,40

0,00

0,00

0,00

0,40

0,40

0,60

0,37

О+К

0,80

0,60

0,80

0,80

0,00

0,00

0,00

0,40

0,64

0,40

0,00

0,00

0,40

0,40

0,00

0,35

О+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,40

0,00

0,00

0,40

0,64

0,00

0,00

0,00

0,80

0,64

0,60

0,44

О+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,00

0,80

0,80

0,89

0,60

0,80

1,00

0,60

0,76

1,00

0,74

О+Р+К

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,40

0,80

0,60

0,76

0,80

0,80

0,80

0,88

0,64

0,84

0,74

О+Р+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,40

0,00

0,76

0,86

0,80

0,80

0,80

0,96

0,78

0,84

0,74

О+Р+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,96

0,40

0,80

0,92

0,95

0,92

0,96

1,00

0,92

0,86

1,00

0,85

О+М+К

0,80

0,60

0,80

0,80

0,00

0,00

0,80

0,40

0,64

0,40

0,00

0,00

0,64

0,40

0,60

0,46

О+М+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,40

0,00

0,80

0,40

0,64

0,00

0,00

0,00

0,88

0,64

0,84

0,52

О+М+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,00

0,96

0,80

0,88

0,60

0,80

1,00

0,76

0,76

1,00

0,76

О+М+Р

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,40

0,80

0,60

0,76

0,80

0,80

0,80

0,88

0,64

0,84

0,74

О+К+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,40

0,00

0,00

0,64

0,78

0,40

0,00

0,00

0,88

0,64

0,60

0,50

О+К+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,00

0,80

0,88

0,93

0,76

0,80

1,00

0,76

0,76

1,00

0,77

О+В+А

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,00

0,80

0,88

0,93

0,60

0,80

1,00

0,92

0,86

1,00

0,79

О+Р+М+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,40

0,80

0,76

0,86

0,80

0,80

0,80

0,98

0,78

0,94

0,80

О+Р+М+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,96

0,40

0,96

0,92

0,95

0,92

0,96

1,00

0,95

0,86

1,00

0,86

О+М+К+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,40

0,00

0,80

0,64

0,78

0,40

0,00

0,00

0,93

0,64

0,84

0,57

О+М+К+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,00

0,96

0,88

0,93

0,76

0,80

1,00

0,86

0,76

1,00

0,78

О+М+К+Р

0,80

0,60

0,80

0,80

0,80

0,40

0,80

0,76

0,86

0,88

0,80

0,80

0,93

0,64

0,84

0,77

О+К+В+А

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,00

0,80

0,93

0,96

0,76

0,80

1,00

0,95

0,86

1,00

0,81

О+К+В+Р

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,40

0,00

0,86

0,91

0,88

0,80

0,80

0,98

0,78

0,84

0,75

О+Р+К+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,96

0,40

0,80

0,95

0,97

0,95

0,96

1,00

0,95

0,86

1,00

0,82

О+В+А+Р

0,88

0,60

0,88

0,80

0,98

0,40

0,80

0,95

0,97

0,92

0,96

1,00

0,98

0,91

1,00

0,87

О+М+В+А

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,00

0,96

0,88

0,93

0,60

0,80

1,00

0,95

0,86

1,00

0,76

О+Р+М+К+В

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,40

0,80

0,86

0,91

0,88

0,80

0,80

0,99

0,78

0,94

0,81

О+Р+М+К+А

0,80

0,60

0,80

0,80

0,96

0,40

0,96

0,95

0,97

0,95

0,96

1,00

0,97

0,86

1,00

0,87

О+Р+К+В+А

0,88

0,88

0,60

0,80

0,98

0,40

0,80

0,97

0,98

0,95

0,96

1,00

0,99

0,91

1,00

0,87

О+Р+А+М+В

0,88

0,88

0,60

0,80

0,98

0,40

0,96

0,96

0,97

0,92

0,96

1,00

0,97

0,86

1,00

0,88

О+М+К+В+А

0,88

0,60

0,88

0,80

0,88

0,00

0,96

0,93

0,96

0,76

0,80

1,00

0,97

0,86

1,00

0,82

О+Р+М+К+В+А

0,88

0,60

0,88

0,80

0,98

0,40

0,96

0,97

0,98

0,95

0,96

1,00

1,00

0,91

1,00

0,89

Размещено на http://www.allbest.ru/

Pro/ENGINEER фирмы PTC - лидирующая программная система, охватывающая спектр «проектирование-изготовление».

Из отечественных программных комплексов этого типа следует упомянуть МАКС (Моделирование и Анализ Контактных Систем), комплекс проблемно ориентированный на этот класс задач и T-FLEX CAD. Первый комплекс разработан на Воронежском заводе ТМП, второй фирмой АО «Топ-Системы». Однако, все реализованные в интеллектуальных конструкторских средах этих комплексов, САПРы базовых деталей, не позволяют получить карты допускаемой дефектности в автоматизированном режиме.

Это требование учтено в расчетной системе, содержащей несколько блоков и объединенной единой сервисной оболочкой. Схема системы приведена на рис. 17. Результатом работы системы является полный комплект чертежей и карта допустимых дефектов спроектированной станины. Блок № 1 - САПР станин открытого типа. Он представляет собой интеллектуальную конструкторскую среду, реализованную в программном комплексе T-FLEX CAD. САПР охватывает все типы открытых станин - двухстоечную ненаклоняемую, двухстоечную наклоняемую и одностоечную. Первоначальными исходными данными является тип станины, материал, номинальная сила пресса и расположение кривошипного вала (перпендикулярно или параллельно фронту пресса). Первым шагом является составление эскизного проекта и твердотельной трехмерной модели вала по известным эмпирическим зависимостям. Это необходимо для определения диаметров отверстий под подшипники кривошипного вала и для проверочного конечно-элементного расчета спроектированной станины методом конечных элементов. При проектировании базовых сечений учитываются рекомендации главы 4. Далее в блоке №2 происходит проверочный расчет полученной конструкции по расчетной схеме в виде незамкнутой рамы (для ненаклоняемых станин) или по формулам кривого бруса (для наклоняемых). Результатом работы блока №1 является полный комплект чертежей и твердотельная трехмерная модель станины с кривошипным валом. Модель строится по чертежам, что позволяет учесть все отверстия в станине, вплоть до отверстий для анкерных болтов. Далее (если выполняются условия (5) при проверке в блоке №3) происходит расчет напряженно-деформированного состояния спроектированной станины методом конечных элементов. Блок №4 использует MSC/N4W.

По данным, полученным в результате действия блоков №5 и №6, строится карта допустимых дефектов в табличной форме. Эти блоки применимы и в том случае, если в процессе эксплуатации обнаруживается дефект и необходимо определить остаточный ресурс станины.

Рис. 17. Схема предлагаемой расчетной системы

В главе 6 «Определение долговечности штоков штамповочных молотов» показано, что наименее долговечной деталью молотов являются штоки. Срок их службы колеблется от 3-х дней до нескольких месяцев (что примерно соответствует 5 тыс. - 300 тыс. ударов - циклов нагружения). Годовые затраты на изготовление новых штоков часто соизмеримы со стоимостью самого молота.

Технологические операции, выполняемые на молотах, часто проектируются таким образом, что реализуются внецентренный удар по поковке, приводящий к предельному перекосу бабы в направляющих. Поэтому наиболее частым отказом штока является усталостный излом в месте крепления в ударную массу (бабу), возникающий от перекоса.

В месте зарождения трещины основным силовым фактором будет момент М. Напряжения от изгиба и волновых процессов будут равны:

,(13)

где W - момент сопротивления сечения, где - модуль упругости штоковой стали, - ее плотность.

По данным автора, трещина в штоке чаще всего растет из одного очага (рис. 18). Приняли первоначальное допущение, что фронт трещины прямолинеен на всем пути ее роста при любом диаметре штока.

Рис. 18. Усталостный излом штока (А - очаг зарождения усталостного разрушения, Б - зона усталостного излома, В - зона статического излома),

По наблюдениям автора, долом трещины в штоке происходит в пределах Рассмотрим интервал , где r - радиус штока. В работе были выявлены законы изменения геометрических характеристик в период роста трещины. Например, зависимость отношения момента сопротивления к третьей степени радиуса штока от отношения глубины трещины к радиусу:

(14)

Показано, что увеличение диаметра штока с целью повышения его долговечности не оправдано.

Применяя решение Г. Нейбера, для коэффициента интенсивности напряжений, получили следующее выражение:

,(15)

где М - момент, возникающий в месте заделки штока в бабу, при ее предельном перекосе, - момент сопротивления сечения штока без трещины (h=0), - коэффициент концентрации напряжений, зависящий от ослабления сечения:

.(16)

Показано, период живучести штока можно существенно удлинить, обеспечив в вершине трещины плоское напряженное состояние на всем пути до долома. Предложена диаграмма выбора сочетания материал-диаметр штока, позволяющая реализовывать наиболее благоприятные условия в вершине трещины (рис. 19).

Рис. 19. Диаграмма для определения сочетания материал - диаметр штока, позволяющая реализовать наиболее благоприятные условия в вершине трещины (, - критический коэффициент интенсивности напряжений в условиях плоского деформированного состояния (МПа) и условный предел текучести материала (МПа) при ударе - динамические характеристики), d- диаметр штока (м)

Минимальное значение диаметра штока определяется по условию сохранения продольной устойчивости. На рис. 19 так же выделена область I (область нежелательных значений), где кривая, лимитирующая максимальный размер диаметра лежит ниже прямой, определяющий его минимальный размер. В этом случае необходимо применить материал с большим соотношением и выбрать диаметр из области рекомендуемых значений.

На основе данных о стойкости, усталостной прочности и причинах разрушения штоков молотов была разработана и реализована на практике технология изготовления штоков молотов повышенной долговечности. Технология включает в себя обязательный анализ качества исходной заготовки и режимы ее термической обработки, требуемые режимы закалки, режимы шлифования и упрочнения, а также расчет ожидаемой долговечности изготовленных штоков с учетом величины неизбежного остаточного прогиба после термической обработки. Спроектировано и изготовлено приспособление для упрочнения штоков накаткой. Эффективность выбираемых режимов накатки подтверждена автором данной работы экспериментально на стандартных образцах после испытания их на усталость.

Общие выводы и основные результаты

В диссертации решена крупная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, заключающаяся в разработке комплекса технических решений, направленных на обеспечение требуемой долговечности силовых деталей кузнечно-прессовых машин и инструмента.

1. Разработана новая методика оценки долговечности инструмента для холодной листовой штамповки, которая учитывает упругие деформации оборудования при выполнении технологической операции и взаимное влияние двух разрушающих процессов, протекающих в рабочих деталях штампа - износа и усталости. Предложенный подход позволил обосновать комплекс обязательных экспериментов, которые необходимо проводить перед тем как рекомендовать меры (новые материалы, термо- и поверхностные обработки) по повышению стойкости инструмента для холодной листовой штамповки.

2. Проведены экспериментальные комплексные исследования стандартных и специальных ранее не определенных механических характеристик стали Х12МФ, рекомендуемой ГОСТ 5950-2000 для изготовления рабочих деталей разделительного инструмента. Эксперимент выявил, что сталь Х12МФ склонна к хрупкому разрушению, имеет очень низкие усталостные характеристики. Следовательно, нельзя однозначно признать рациональность применения этой стали для рекомендуемых ГОСТом целей - профилировочные ролики сложной формы, секции кузовных штампов сложной формы, сложные дыропрошивные матрицы при формовке листового металла, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей. Стали для этих целей должны обладать оптимальным сочетанием износостойкости и сопротивления усталостному разрушению. Упор только на один аспект не позволяет достичь оптимального результата. Полученный вывод можно распространить на все материалы и виды их термо- и поверхностных обработок, которые используются для изготовления деталей, работающих в сочетании нескольких разрушающих процессов.

3. Разработаны новые беззатратные и малозатратные способы увеличения долговечности инструмента, установленного на существующих прессах (рациональное расположение инструмента в штамповой зоне, выбор истории нагружения, минимизирующей усталостную деградацию материала его рабочих частей, торможение усталостного дефекта путем однократной перегрузки). Выполнены экспериментальные исследования предлагаемых способов, которые подтвердили их эффективность, что позволило без существенного увеличения материальных затрат и реконструкции прессов минимизировать расход инструментальных сталей и времени на переналадку инструмента.

4. Разработаны новые критерии выбора рациональных параметров сечений станин открытого типа, в том числе кривошипных прессов, учитывающие противоречивость требований повышения жесткости и долговечности при сохранении (снижении) металлоемкости станины. На основе предложенных критериев разработана методика выбора рациональных геометрических характеристик сечений станин открытого типа, обеспечивающих минимизацию износа и усталостной повреждаемости инструмента. Корректность полученных зависимостей подтверждена расчетами численными методами и натурными экспериментальными исследованиями. Новые критерии позволили создать конструкции станин открытого типа (с базовым сечением комбинированной формы, с базовым сечением прямоугольной формы с рационально расположением внутренней полости, с двумя штамповыми зонами), применение которых при той же (или сниженной) металлоемкости существенно повышает долговечность инструмента за счет уменьшения изгибных деформаций стоек станин.

5. Разработаны новая методика составления карт допустимой и обнаруженной дефектности силовых деталей кузнечно-прессовых машин. Карта допустимой дефектности накладывается на карту обнаруженных дефектов, и с вероятностью, зависящей от надежности методов неразрушающего контроля, принятых методов расчета напряженно-деформированного состояния и определения механических свойств, делается вывод о возможности эксплуатации исследуемого объекта в предполагаемых режимах. Данная методика позволяет проводить обоснованную отбраковку дефектных деталей на стадии изготовления и избегать «перебраковки» (когда отбраковывается годная деталь, что приводит к большим материальным затратам и потере времени на изготовление новой детали) и «недобраковки» (когда пропущенный на стадии изготовления силовой детали дефект может вызвать аварийную ситуацию на производстве, вплоть до смертельных случаев).

6. Разработаны базисные компоненты системы автоматизированного проектирования станин открытого типа, где на стадии проектирования станины составляется карта допустимых дефектов, которые возможны при изготовлении крупногабаритных отливок. Это позволяет существенно сократить время не только на проектирование самой детали, но и на формирование параметров отбраковки.

7. Для штоков штамповочных молотов разработана новая методика оценки долговечности. На ее основе предложен критерий выбора сочетания материал-диаметр штока, позволяющий существенно увеличивать их долговечность. На основе предлагаемого критерия разработана новая технология изготовления штоков штамповочных молотов, включающая в себя обязательный анализ исходной заготовки и режимы ее предварительной термической обработки, требуемые режимы закалки после чистового точения, режимы шлифования и упрочнения, а так же расчет ожидаемой долговечности с учетом величины неизбежного остаточного прогиба после термоообработки. Применение разработанной технологии позволяет изготавливать штоки повышенной по сравнению с принятой на производстве технологией долговечностью, что позволяет минимизировать материальные затраты от простоя молотов и расхода штоковых сталей.

8. Предложенные подходы позволили:

- составить карту допускаемых технологических дефектов вновь проектируемой станины уникального многопозиционного гидравлического пресса-автомата, предназначенного для брикетированяи мелкодисперсных отходов доломита; которая будет использована для возможной отбраковки дефектных силовых деталей пресса на стадии изготовления;

- определить остаточный ресурс с рекомендациями по срокам дальнейших обследований главного цилиндра пресса силой 31,5 МН («Сентравис Продакшн Юкрейн», Украина, Днепропетровская обл., г. Никополь);

- составить карты допустимой эксплуатационной дефектности и обнаруженных дефектов станин реверсивных прокатных станов 5000 и 2800 ОАО «Северсталь». Полученные результаты показали, что на этих станах возможно внедрить новые технологии, требующие увеличения технологической нагрузки существенно выше номинальной, что позволило расширить технологические возможности этих машин без реконструкции рабочих клетей;

- составить карты допускаемой эксплуатационной дефектности и обнаруженных дефектов станины непрерывного прокатного стана 2000 ОАО «Северсталь». Полученные результаты показали, что на этом стане недопустимо проводить ранее планируемую прокатку сталей категории прочности Х70-Х100;

- для молотов с МПЧ 800 кг НПО «Труд» (Нижегородская область, Вача) спроектировать и изготовить штоки повышенной долговечности (30 штук). Штоки были спроектированы с учетом рекомендаций данной работы, термо - и поверхностно обработаны по предлагаемой технологии. Срок их службы увеличился в 10-30 раз по сравнению с используемыми ранее.

9. Для учебного процесса разработан курс «Методы обеспечения надежности технологических комплексов для обработки металлов давлением для студентов, обучающихся по специальности 05.03.05 - «Технологии и машины обработки давлением».

10. Методические указания по расчетно-экспериментальному определению долговечности и остаточного ресурса внедрены в практику экспертных организаций Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1. Кирдеев Ю.П., Корнилова А.В. Обеспечение надежности машин. Учебное пособие. - М.: Издательский центр МГТУ «СТАНКИН», 2002. 140 с.

2. Кирдеев Ю.П., Корнилова А.В.Экспериментальное определение напряжений в деталях машин. Методическое пособие к выполнению лабораторных работ. - М.: Издательский центр МГТУ «СТАНКИН» 2002. 40 с.

3. Ланской Е.Н., Корнилова А.В.Влияние смещения центра давления штампа на условия его работы на прессах открытого типа // Межвузовский сб. науч. трудов «Ресурсосберегающая технология и оборудование штамповочного производства в авиастроении». Ярославль. 1989. С. 97-101.

4. Ефимов Е.В., Корнилова А.В.Силовой расчет механизма листоприжима с разрывом кинематических связей для однокривошипного пресса двойного действия // Рукопись депонированная ВНИИТЭМР № 3010 от 30.08.1986.

5. Корнилова А.В. Кинематический расчет механизма листоприжима с разрывом кинематических связей для однокривошипного пресса двойного действия // Рукопись депонированная ВНИИТЭМР № 4987 от 20.11.1987.

6. Корнилова А.В. Система, обеспечивающая движение ползуна кривошипного пресса без перекоса // Рукопись, депонированная ВНИИТЭМР № 6987 от 26.11.1990 г.

7. Корнилова А.В. Методы расчета станин открытого типа // Рукопись депонированная ВНИИТЭМР № 6989 от 28.11.1990.

8. Корнилова А.В., Ланской Е.Н., Цой В.П. К расчету открытых станин кривошипных прессов // Кузнечно--штамповочное производство. 1991. №2. С. 15-20.

9. Корнилова А.В., Кирдеев Ю.П. Повышение долговечности штоков молотов //Кузнечно--штамповочное производство . 1994. №5. С.21-23.

10. Кирдеев Ю.П., Корнилова А.В. Выбор диаметра штока молота //Кузнечно--штамповочное производство . 1996. №7. С.28-30.

11. Юркевич В.В., Корнилова А.В. Устройства для управления траекторией формообразующих элементов станка //Техника машиностроения. 2002. №4. С.15-24.

12. Кирдеев Ю.П., Корнилова А.В. Многокритериальная оценка долговечности базовых деталей кузнечно-прессовых машин //КШП.ОМД. 2004. №9. С. 15-20.

13. Корнилова А.В. Пути повышения долговечности инструмента для разделительных операций // КШП. ОМД. 2004. №11. С. 18-31.

14. Корнилова А.В. К вопросу о проектировании станин открытых кривошипных прессов // Сборник научных трудов «Системы пластического деформирования» МГТУ «Станкин». 2004 . С. 40-47.

15. Корнилова А.В. Новые подходы к проектированию станин кривошипных прессов открытого типа // Тяжелое машиностроение. 2005. №2. С. 2-6.

16. Сивак Б.А., Корнилова А.В. Определение общей долговечности и остаточного ресурса деталей металлургических машин // Тяжелое машиностроение. 2005. №3. С. 9-11.

17. Корнилова А.В. Методика определения долговечности и остаточного ресурса базовых деталей кузнечно-прессовых машин // КШП. ОМД. 2005. №5. С. 11-16.

18. Корнилова А.В. О выборе материалов для изготовления штоков горячештамповочных молотов двойного действия // КШП. ОМД. 2005. №9. С. 36-41.

19. Корнилова А.В. Методика проектирования инструмента ограниченной долговечности // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. №3. С. 76-81.

20. Корнилова А.В. Долговечность штоков шаботных молотов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. №6. С. 84-89.

21. Корнилова А.В., Карпухин И.И. Новые методы проектирования и оценки долговечности базовых деталей открытых кривошипных прессов //Сборник статей Международной научно-технической конференции «Новые методы и средства исследования процессов и машин обработки давлением». Краматорск 2005. С. 396-403.

22. Корнилова А.В. Некоторые подходы к созданию методики выбора необходимого количества штампов-дублеров // КШП. ОМД. 2006. №9. С.16-21.

23. Корнилова А.В. Современное состояние предприятий отечественного кузнечно-прессового машиностроения // КШП. ОМД. 2006. №6. С.17-25.

24. Корнилова А.В. Пути повышения долговечности штоков штамповочных молотов //Тяжелое машиностроение. 2006. №11. С.28-32.

25. Корнилова А.В. Определение долговечности инструмента для холодной листовой штамповки по критериям трибофатики //Проблемы машиностроения и надежности машин. 2006. №2. С. 88-94.

26. Kornilova A.V. Practical aspects of the determination of the allowable technogical defectiveness// Proceedings of the Colloguium «Mechanical fatigue of metals» 2006. P.393-399.

27. Гарцман С.Д., Карпухин И.И., Сильверстов И.Н., Корнилова А.В. Определение твердости деталей машин на основе применения методов расчета на удар // Сборник трудов XV Симпозиума (РАН) “Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем. 2006. С. 77-81.

28. Корнилова А.В. Определение долговечности деталей передаточного механизма штамповочных машин ударного действия // Сборник трудов XV Симпозиума (РАН) “Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем. 2006. С. 151-157.

29. Корнилова А.В., Карпухин И.И. Пути повышения долговечности штоков штамповочных молотов // Сборник докладов международной конференции по теории механизмов и машин. Краснодар. 2006. С. 243-245.

30. Корнилова А.В. Критерии выбора сочетания материал-диаметр штоков штамповочных молотов // Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологические процессы, новые материалы и оборудование обработки материалов давлением». Рыбинск. 2006. С. 19-22.

31. Корнилова А.В. Новые подходы к оценке долговечности инструмента для холодной листовой штамповки //Сборник статей Международной научно-технической конференции «Современные методы моделирования процессов обработки материалов давлением». Краматорск 2006. С. 407-418.

32. Корнилова А.В. Математическое моделирование процессов разрушения разделительного инструмента //Известия Тульского Государственного университета. Серия «Механика деформированного твердого тела и обработка материалов давлением». Выпуск 1. 2006. С.323-333.

33. Корнилова А.В. Методика определения долговечности (стойкости) инструмента для холодной листовой штамповки // Сборник трудов высшей школы РФ «Наука». 2006. С. 121-125.

34. Сильверстов И.Н., Корнилова А.В. Этапы оценки технического состояния металлургического оборудования //Безопасность в промышленности. 2006. №2. С. 36-44.

35. Корнилова А.В. К вопросу о применимости стали Х12МФ для разделительных штампов //Сборник трудов «Неделя металлов». 2006. С.67-74.

36. Корнилова А.В. Проблемы математического моделирования технологической дефектности базовых деталей кузнечно-прессовых машин // КШП. ОМД. 2007. №2. С. 21-30.

37. Корнилова А.В. Некоторые подходы к оценке долговечности инструмента для холодной листовой штамповки // КШП. ОМД. 2007. №1. С. 16-23.

38. Корнилова А.В. Применение риск-анализа при определении оптимального сочетания видов неразрушающего контроля // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2007. №3. С.69-76.

39. Корнилова А.В. К вопросу о комбинировании методов неразрушающего контроля // Безопасность труда в промышленности. 2007. №6. С.15-20

40. Корнилова А.В. Исследование влияния свойств инструментальной стали Х12МФ на долговечность штамповой оснастки // Сборник статей международной научно-технической конференции «Физико-механические проблемы формирования структуры и свойств материалов методами обработки давлением». Краматорск. 2007....


Подобные документы

  • Обзор способов холодной штамповки. Разработка технологии, определение технологических параметров и конструкции штампов для холодной объемной штамповки. Выбор материала детали, инструмента и оборудования. Описание маршрутной технологической карты.

    курсовая работа [4,2 M], добавлен 12.05.2011

  • Выбор эффективного способа получения исходной заготовки. Описание оборудования и инструмента для холодной листовой штамповки. Разработка технологии получения детали "крышка". Обработка цилиндрической поверхности детали на токарно-винторезном станке.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.01.2015

  • Сущность процессов холодной листовой штамповки, история их становления и развития, применение и распространение в различных отраслях промышленности на современном этапе. Изготовление деталей листовой штамповкой, технология и необходимые расчеты.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.04.2009

  • Создание метода определения параметров линейной механики разрушения на основе измерения деформационного отклика с помощью электронной спектр-интерферометрии. Параметры механики разрушений для трещин, распространяющихся в поле остаточных напряжений.

    контрольная работа [811,2 K], добавлен 03.09.2014

  • Анализ технологичности детали. Технология получения исходной заготовки штамповкой, описание оборудования и инструмента для холодной листовой штамповки. Технология обработки детали резанием, описание операций и оборудования. Контроль размеров детали.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.05.2010

  • Причины износа и разрушения деталей в практике эксплуатации полиграфических машин и оборудования. Ведомость дефектов деталей, технологический процесс их ремонта. Анализ методов ремонта деталей, обоснование их выбора. Расчет ремонтного размера деталей.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.06.2015

  • Основные показатели долговечности. Виды ремонтов, их назначение. Долговечность деталей двигателей внутреннего сгорания и других машин, способы ее повышения. Методы и средства улучшения надежности деталей. Процесс нормализации или термоулучшения.

    реферат [72,2 K], добавлен 04.05.2015

  • Конструктивно-технологический анализ детали, выбор заготовки штамповки детали и оборудования. Разработка схемы вырубки и её описание. Техническая характеристика пресса. Расчёт исполнительных размеров рабочих деталей штампа и определение центра давления.

    курсовая работа [660,2 K], добавлен 07.11.2012

  • Ввод в эксплуатацию корпуса режущего инструмента и приспособлений. Проектирование технологической оснастки. Штампы горячей объемной и холодной листовой штамповки. Условия эксплуатации и требования, предъявляемые к материалу для изготовления пуансона.

    отчет по практике [111,9 K], добавлен 11.06.2013

  • Марка сплава АК4-1, его химический состав, механические свойства. Размеры и форма заготовки, расчет и выбор оптимального раскроя материала. Разработка технологического процесса изготовления детали с помощью метода холодной штамповки, выбор оборудования.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.02.2012

  • Электропечь и описание производства стали в ней. Виды износа режущего инструмента и влияние на износ инструмента смазывающе-охлаждающей жидкости и других факторов. Процессы, протекающие при химико-термической обработки стали. Виды ХТО и их применение.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 13.01.2008

  • Исследование разрушения соединительных болтов, верхнего и нижнего поясов подъемного крана. Определение силовых факторов в стреле крана. Проверка прочности и устойчивости верхнего пояса. Расчетное обоснование разрушения болтов фланцевого соединения.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 06.01.2014

  • Классификация типов производства формообразования деталей. Состав и структура грузо-подъемного механизама, построенного на разгрузке МЛД ПР и укладке отливок в тару. Операции холодной штамповки. Работы по подготовке штампов в ГПЛ холодной штамповки.

    контрольная работа [313,5 K], добавлен 23.05.2010

  • Предназначение и конструкция турбины двигателя. Расчет надежности лопатки первой ступени турбины с учетом внезапных отказов и длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях и в конце выработки ресурса. Оценка долговечности детали.

    курсовая работа [714,7 K], добавлен 18.03.2012

  • Расчёт и проектирование привода шлифовальной головки. Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала. Проверка долговечности подшипников. Разработка технологического процесса шпиндельного вала. Выбор режущего инструмента.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 27.10.2017

  • Анализ технологичности детали. Характеристика процесса штамповки. Выбор способа получения заготовки. Разработка технологического процесса механообработки матрицы. Проектирование станочного приспособления и режущего инструмента. Расчёт диаметра фрезы.

    курсовая работа [552,8 K], добавлен 07.11.2015

  • Разработка нового, прогрессивного, эффективного технологического процесса изготовления детали "Маска фары". Механизация процессов холодной листовой штамповки. Организация штампо-инструментального хозяйства. Составление калькуляции себестоимости штамповки.

    дипломная работа [958,7 K], добавлен 17.04.2012

  • Характеристика и химический состав низколегированных и углеродистых сталей, применяемых для повышения долговечности рабочих органов машин. Свойства электродных материалов для наплавки. Технология электрошлаковой наплавки зубьев ковшей экскаваторов.

    курсовая работа [509,6 K], добавлен 07.05.2014

  • Последовательность перемещения металла в процессе вытягивания. Схема вытяжки цилиндрической детали. Пример расчета параметров технологии штамповки детали "стакан". Расчет размеров цилиндрической заготовки на этапе деформации, усилия прижима и напряжения.

    курсовая работа [646,5 K], добавлен 06.06.2016

  • Разработка циклограммы: описание датчиков, исполнительных устройств и циклограммы. Разработка математической модели. Описание входов и выходов системы. Разработка функциональной модели. Построение дерева процедур. Разработка аппаратных модулей ввода.

    курсовая работа [159,7 K], добавлен 15.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.