Металлообработка №3/2014

Обработка металлов давлением

Г. А. Данилин, Д. С. Филин. Оценка технологических возможностей и рациональных условий проведения процесса продольно-поперечного выдавливания

Приведены результаты компьютерного моделирования и исследования продольно-поперечного выдавливания стальных заготовок. Установлены условия, при которых возможно изготовление полых полуфабрикатов с заданными размерами, минимальными энергосиловыми затратами и удельными нагрузками на инструмент. В результате анализа напряженно-деформированного состояния заготовок определены критерии оптимальных условий проведения выдавливания.

Ключевые слова: комбинированное выдавливание, коэффициент использования материала, технологическая сила, предельная деформация, стойкость рабочего инструмента, удельные нагрузки.

К. Ю. Войченко, Е. Ю. Ремшев, М. Ю. Силаев, А. Н. Глушко. Исследование возможностей оценки качества нагруженных металлических конструкций акустическими методами неразрушающего контроля

Актуальной задачей является совершенствование существующих и разработка новых способов оценки качества важнейших элементов вновь возводимых строительных сооружений, таких как свайные и шпунтовые основания, причальные сооружения, отличающиеся труднодоступностью. В статье исследована возможность использования неразрушающего метода акустической эмиссии — одного из перспективных методов контроля труднодоступных объектов в процессе их устройства и эксплуатации. Анализ результатов использования метода акустической эмиссии как способа прогнозирования и мониторинга эксплуатационных свойств изделий машиностроения и других несущих конструкций позволяет говорить о целесообразности разработки методики оценки напряженно-деформированного состояния металлических элементов несущих конструкций в процессе их эксплуатации.

Ключевые слова: акустическая эмиссия, импульс, свая, шпунтовые основания, анкер.

Г. А. Данилин, Е. Ю. Ремшев, Е. С. Воронина, М. Ю. Силаева. Направления совершенствования технологий изготовления пружин ответственного назначения

Изложены проблемы нынешнего состояния производства пружин ответственного назначения и перспективные направления по совершенствованию структуры технологии и контроля полуфабрикатов на всех этапах их обработки. Показана эффективность применения титановых сплавов для изготовления пружин и обоснована возможность создания новых наукоемких технологий с применением комбинированных термомеханических средств воздействия на готовые изделия в целях повышения их качества.

Ключевые слова: пружины, акустическая эмиссия, аэротермоакустическая обработка, закалка, старение, титановые сплавы, остаточные напряжения.

В. П. Белогур, В. В. Ворошилин, Г. А. Данилин, Ю. С. Кукуня, Е. Ю. Ремшев, А. А. Сафронов, А. В. Титов. Методика определения диаметра оправки при заданном наружном диаметре пружины и диаметре проволоки при помощи Rm-функций

В современном производстве пружин отсутствуют методики удовлетворительного качества, позволяющие рассчитывать истинную остаточную деформацию проволоки и реальные размеры пружины после ее навивки. В связи с этим в настоящее время в процессе производства пружин для каждого мотка нагартованной и закаленной проволоки приходится изготавливать пробные партии винтовых пружин. Принимается некое «базовое» значение остаточной деформации для основной номенклатуры пружин, производимых на данном производстве. В ходе неоднократных испытаний для каждой партии в отдельности значение этой деформации корректируется с учетом конфигурации каждого вида пружин.

Для решения данной проблемы была предложена методика, позволяющая упростить и обобщить расчетные формулы. Упрощение заключается в том, что все параметры могут быть скомпонованы в независимые постоянные параметры, определяющие размерности вычисляемых величин и их абсолютные значения при предельном упругом нагружении. Общность же формул достигается за счет использования в них таких расчетных параметров, которые в пластической области являются универсальными для всех материалов и всех способов погружения.

Ключевые слова: жесткость, изгиб, исходный материал, качество, методика, механические свойства, оправка, обработка металлов давлением, производство, пружины, растяжение, упругие элементы.

В. П. Белогур, В. В. Ворошилин, Г. А. Данилин, А. В. Титов, Ю. С. Кукуня. Исследование релаксационной стойкости винтовых цилиндрических пружин при длительной выдержке под нагрузкой

Среди большого разнообразия упругих элементов наибольшее применение в изделиях машиностроения получили пружины. Для безотказной и долгосрочной работы в изделиях ответственного назначения пружины должны обладать высокими эксплуатационными свойствами. При этом важно понимать, какими свойствами будет обладать пружина, постоянно испытывающая нагрузки, спустя определенный срок эксплуатации. Для решения этой задачи было проведено исследование, которое заключалось в выдержке винтовых пружи сжатия и кручения в течение 8192 суток (около 22,4 года) под нагрузкой. С определенной периодичностью пружины разгружали и производили контроль силовых характеристик. На основе изменения силовой характеристики был сделан вывод о релаксации пружин в течение длительной выдержки под нагрузкой, а также была оценена релаксационная стойкость пружинных сталей 60С2А и 65С2ВА.

Ключевые слова: винтовая пружина сжатия, винтовая пружина кручения, выдержка во времени, релаксация, индекс пружины, рабочие напряжения, максимальные напряжения, сталь 60С2А, сталь 65С2ВА.

Н. П. Агеев, Е. В. Затеруха. Исследование неравномерности распределения степени деформации и механических свойств по сечению полых деталей, штампуемых способом вытяжки с утонением

В современном машиностроении предъявляются высокие требования по механическим свойствам к деталям ответственного значения, работающих под давлением, например к корпусам баллонов для хранения жидкостей и газов, тонкостенным оболочкам боеприпасов и т. п. Поэтому актуальной задачей является обеспечение требуемых по условиям эксплуатации механических свойств. Характерной особенностью штампуемых способами вытяжки с утонением деталей является наличие разнотолщинности в продольных и разностенности в поперечных сечениях, которая может составлять 10-25 %, а в отдельных случаях превышает эти значения. Представлены результаты исследования по влиянию разностенности и геометрии рабочего инструмента на неравномерность распределения степени деформации и механических свойств по сечению штампуемых деталей. Предложены модели для расчета механических свойств штампуемых деталей с учетом неравномерности распределения степени деформации в сечениях.

Ключевые слова: неравномерность, степень деформации, разностенность, механические свойства, толстостенная заготовка, тонкостенная заготовка.

В. Г. Терещенко. Исследование технологических возможностей упрочнения инструментальной углеродистой стали У12А способом продольного выдавливания в матрице с каналом переменного сечения.

В целях совершенствования технологии изготовления деталей повышенной прочности исследованы технологические возможности применения предварительной термомеханической обработки для получения повышенной твердости и пластичности инструментальной углеродистой стали У12А.

Ключевые слова: термомеханическая обработка, интенсивная пластическая деформация, продольное выдавливание в матрице с каналом переменного сечения.

Г. А. Данилин, А. В. Титов, Ю. С. Кукуня. Разработка методики оценки релаксационной стойкости винтовых цилиндрических пружин сжатия методом акустической эмиссии

В машиностроительных конструкциях широко применяются пружины различных видов и назначения. Важным эксплуатационным свойством пружин является релаксационная стойкость, характеризующая способность сохранять требуемую жесткость во времени. Современные методы оценки релаксационной стойкости пружин трудоемки и основаны на выборочном контроле. В связи с этим актуальна разработка новых методик оценки релаксационной стойкости пружин. Интерес для решения этой задачи представляют неразрушающие методы контроля, в частности метод акустической эмиссии. В статье приведены результаты экспериментального исследования релаксационной стойкости винтовых пружин сжатия с акустико-эмиссионным сопровождением. По итогам исследования предложена новая методика оценки релаксационной стойкости винтовых пружин сжатия методом акустической эмиссии.

Ключевые слова: винтовая цилиндрическая пружина сжатия, релаксационная стойкость, акустическая эмиссия, титановый сплав ВТ16, пружинно-рессорная сталь 60С2А, кратковременное обжатие, выдержка во времени, заневоливание, циклические обжатия, релаксация, методика оценки релаксационной стойкости.

X. А. Беспалов, М. Ю. Силаев, В. В. Ворошилин, Е. Ю. Ремшев. Оценка параметров качества винтовой пружины сжатия из стали 65С2ВА акустическими методами

Прогнозировать изменения эксплуатационных характеристик напряженных деталей (пружин, резьбовых соединений и т. д.) в процессе длительного хранения сложно, поскольку требуются длительные прямые наблюдения. Разработчикам изделий целесообразно уже на стадии НИОКР организовывать научно-практическое решение этой проблемы, закладывать в технические требования все особенности эксплуатации детали при длительном хранении. Подобные исследования являются приоритетными, и наряду с классическими испытаниями по исследованию несущей способности (ползучести, релаксации) пружин методами длительной статической, циклической и динамической нагрузки в настоящее время активно разрабатываются методики оценки основных эксплуатационных свойств упругих -элементов методами неразрушающего контроля, в том числе акустической эмиссии.

Ключевые слова: пружины, сталь 65С2ВА, акустическая эмиссия (AЭ), релаксация.

Г. А. Данилин, Д. С. Филин. Определение силовых параметров процесса продольно-поперечного выдавливания

Проведен анализ комбинированного процесса продольно-поперечного выдавливания с использованием метода баланса мощностей. Определены составляющие мощностей внешних и внутренних сил. Дана сравнительная оценка полученных решений с результатами компьютерного моделирования.

Ключевые слова: холодная штамповка, комбинированное выдавливание, метод баланса мощностей.

А. В. Титов, А. А. Карбушев. Оценка качества исходного материала для производства винтовых пружин методом акустической эмиссии

В машиностроительных конструкциях применяются разнообразные пружины. В процессе изготовления на качество пружин большое влияние оказывает качество исходного материала. Современные методики оценки качества исходного материала для пружин нуждаются в совершенствовании, так как являются трудоемкими, основанными на выборочном контроле. Интерес для решения этой задачи представляют неразрушающие методы контроля, в частности метод акустической эмиссии. В статье приведены результаты исследования механических свойств и качества проволоки для пружин с акустико-эмиссионым сопровождением. Установленные в процессе исследования закономерности позволяют разработать новые методики оценки механических свойств и качества проволоки для пружин.

Ключевые слова: упругие элементы, пружины, производство, качество, исходный материал, медот акустической эмиссии, механические свойства, методика.

В. А. Лобов. Экспериментальное исследование влияния условий штамповки на разностенность при вытяжке с утонением стенки по внутреннему контуру

Сформулированы преимущества и недостатки малоизученного способа вытяжки — вытяжки с утонением стенки по внутреннему контуру фланцевых изделий. Проанализирован способ минимизации разностенности за счет применения составного пуансона с «плавающим» роликом. По результатам экспериментальных исследований дана оценка влияния степени деформации и зазора между стержнем и роликом на накопление разностенности. Установлено, что увеличение этих параметров при вытяжке с утонением стенки по внутреннему контуру приводит к накоплению разностенности. В выводах даны рекомендации по назначению оптимальных режимов вытяжки для минимизации разностенности.

Ключевые слова: вытяжка с утонением, внутренний контур, «плавающий» ролик, разностенность, зазор, степень деформации.