Анотація до роботи:

Алієва Л.І. Удосконалення процесів холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 – процеси та машини обробки тиском. Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля, Луганськ, 2006.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності технологічних процесів точного об'ємного штампування деталей з фланцем на основі моделювання технологічних режимів, розробки методик проектування та застосування ресурсозберігаючих способів холодного видавлювання.

Виконано теоретичні дослідження і енергетичним методом верхньої оцінки розроблено математичні моделі для процесів радіального, сумісного радіального та комбінованого радіально-прямого видавлювання деталей з фланцями, що дозволяють прогнозувати формозміну заготовок і визначати силовий режим деформування з урахуванням впливу геометрії інструменту, схеми і форми осередку деформування, а також умов контактного тертя. На основі енергетичного методу та методу кінцевих елементів розроблено математичні моделі для прогнозування появи дефектів типу утяжин під час прямого та радіального видавлювання деталей з фланцем.

Експериментально встановлено особливості силового режиму та деформованого стану заготовки при радіальному і комбінованому видавлюванні деталей з фланцем. Запропоновані нові способі видавлювання, які спрямовані на розширення можливостей видавлювання за рахунок підвищення якості та складності форми деталей з фланцем.

На основі результатів досліджень розроблені технології, рекомендації та методика проектування процесів і штампового оснащення холодного об'ємного штампування видавлюванням деталей з фланцем.

У дисертації виконані нові науково-технічні розробки з розвитку методів розрахунку і проектування, а також з удосконалення технологій і оснащення процесу холодного видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем, на основі яких отримано рішення нових актуальних задач, спрямованих на розширення технологічних можливостей, номенклатури штампованих деталей, а також підвищення якості продукції й ефективності технологій точного штампування.

1. У результаті аналізу існуючих технологій і оснащення точного об'ємного штампування і тенденцій їх розвитку встановлено, що способи холодного видавлювання завдяки технологічним, економічним і екологічним перевагам забезпечують ефективне і постійно зростаюче застосування процесів холодної обробки металів тиском у різних видах і умовах металообробних галузей промисловості. До найбільш перспективних методів формоутворення можна віднести способи поперечного і комбінованого видавлювання, для освоєння яких необхідний розвиток методів і моделей розрахунку режимів холодної обробки, а також методик і рекомендацій з проектування технологій і оснащення.

2. Розроблена енергетичним методом модель силового режиму для процесу комбінованого радіального видавлювання внутрішніх і зовнішніх фланців, розташованих у середній частині і на кінці трубчастої заготовки. Отримано розрахункові залежності для приведених тисків деформування з урахуванням оптимизованого положення поверхні розділу течії, які поширені на окремі випадки видавлювання зовнішніх або внутрішніх фланців і точніше відображають як кінематичні умови деформування, так і форму осередку деформації. Рішення забезпечили зниження верхніх оцінок тиску деформування по схемам видавлювання на 20-50%.

3. Вперше розроблено математичну модель процесу комбінованого радіально-прямого видавлювання порожнистої деталі з фланцем, що дозволила установити особливості розвитку силового і деформаційного режимів і прогнозувати характер заповнення порожнин матриці і формування розмірів деталі. Встановлено область критичних параметрів процесу, при яких швидкість прямого видавлювання дорівнює швидкості деформування, що може привести до відділення формованого фланця. Результати теоретичного аналізу підтверджені зіставленням з даними фізичного і чисельного (виконаного МКЕ) експериментів.

4. Енергетичним методом і методом кінцевих елементів розроблені моделі прогнозування процесу появи осьових і радіальних утяжин під час видавлювання деталей з фланцем. Установлено характер позитивного впливу умов реактивного тертя на формуючих поверхнях інструменту, що прилягають до осередку деформації, і виявлені критичні параметри та параметри керування якістю форми деталі, що видавлюється.

5. Вперше для оцінки технологічної деформуємості металу під час холодного радіального видавлювання використаний енергетичний критерій руйнування, в основу якого покладена гіпотеза про вплив історії навантаження на величину питомої роботи пластичної деформації металу до руйнування. Отримано хороший збіг результатів (відхилення не перевищує 10%) з відомими методами і дослідними даними, що дозволяє рекомендувати критерій для прогнозування граничних можливостей і ступеня кінцевих деформацій у процесах холодного деформування.

6. Виконано експериментальні оцінки адекватності розроблених математичних моделей по силовому режиму, відхиленнях форми деталей і деформованому стані. Експериментальне дослідження силового режиму підтверджують прийнятність одержаних математичних моделей для технологічних розрахунків тисків деформування і критичних параметрів під час видавлювання порожнистих деталей з фланцями і стовщеннями.

7. Установлено можливості нових способів маловідходного і безвідходного видавлювання порожнистих деталей типу втулок і кілець з напівбезперервної багатоштучної заготовки, видавлювання порожнистих деталей з виключенням дефектів форми за допомогою технологічних буртів. Розроблені перспективні способи видавлювання складних деталей і втулок у рухливій матриці, поздовжнього видавлювання порожнистих деталей з реверсивним тертям, а також метод випробування пластичності металевих зразків радіальним видавлюванням.

8. Розроблені технологічні рекомендації, розрахункові програми і методики проектування процесів поперечного і комбінованого поздовжньо-поперечного видавлювання порожнистих і суцільних деталей з фланцем, розташованим на різному рівні за висотою деталі, які спрямовані на підвищення точності і оперативності проектних робіт.

9. Розроблені маловідходні технологічні процеси і штампове оснащення видавлювання деталей з фланцями, що передані з технологічними рекомендаціями і методиками для використання на машинобудівних підприємствах. Процеси холодного видавлювання деталей з фланцями і втулок випробувані в дослідно-промислових умовах заводів ДМЗ і СМЗ і підтвердили свою ефективність (акти використання прикладені до дисертації).

Публікації автора:

1. Алиева Л.И. Оценка пластичности металлов энергетическим методом // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ – Слов’янськ: ДДМА, 2003. - С. 237-240.

   Носаков А.А., Солодун Е.М., Алиева Л.И. Прогнозирование дефектов типа утяжин при точной штамповке выдавливанием // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ - Хмельницький: ДДМА, 2002. - С. 105-110.

   Алиева Л.И., Лобанов А.И., Борисов Р.С. Верхняя оценка силовых параметров при выдавливании инструментом с криволинейным профилем // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, 2004. - С. 340-345.

   Проектирование процессов выдавливания в разъемных матрицах / Л.И. Алиева, А.И. Лобанов, Р.С. Борисов, И.Г. Савчинский // Известия Тульского государственного университета. Серия «Механика деформируемого твердого тела и ОМД», вып.2. – Тула: ТулГУ, 2004. - C. 132–139.

   Алиева Л.И., Борисов Р.С. Комбинированное выдавливание полых деталей с фланцем // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні. Зб. наук. пр. в 2-х ч. Ч.1. – Луганськ: СНУ ім.В. Даля, 2004. - С. 49-55.

   Алиева Л.И. Применение энергетических критериев для оценки пластичности металлов // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, 2005. - C. 191-195.

   Алиева Л.И., Гуменюк Ю.И., Усманов Д.В. Прогнозирование отклонений формы деталей при холодном выдавливании // Сучасні проблеми металургії. Наукові вісті. Том 8. Пластична деформація металів. - Дніпропетровськ: Системні технології, 2005. - С. 515-520.

   Алиева Л.И. Моделирование процесса формообразования полых деталей при радиальном выдавливании // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском у машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Луганськ: СНУ ім.В.Даля, 2005. - С. 11-16.

   Алиева Л.И. Оценка деформируемости металлов при холодном выдавливании энергетическим методом // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, 2006. - С. 346-350.

   Алиева Л.И. Борисов Р.С. Формообразование утолщений на полых и сплошных заготовках // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. – Краматорськ–Слов’янськ: ДДМА, 2003. - С. 262-267.

   Aliyeva L.I., Gumenuk U.I., Usmanov D.V. Predictions of deviations of the shape of details at cold extrusion // Nowe tecnologie i osiagniecia w metargii i inzenierii materialowej. V1 Miedz. konf. naukowa. - Czenstochowa, 2005. - S. 383-391.

   Алиева Л.И., Носаков А.А. Выдавливание полых деталей с переменной толщиной стенки // Сб. тезисов II Межд. науч.-техн. конф. «Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование ОМД». – Тула: ТулГУ, 2004. - С. 99-101.

   Алиева Л.И., Лобанов А.И. Исследование контактного трения в процессе холодного выдавливания // Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку. Материалы IІІ Міжн. наук.-техн. конф. - Краматорськ, 2005. - С. 99.

   Алиева Л.И. Комбинированное выдавливание втулок с фланцем // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов ОМД. Сб. тезисов междун. научн.-техн. конф. - Санкт-Петербург, 2005. - С. 23-26.

   Алиева Л.И. Технологические возможности новых способов холодного выдавливания // Сб. тезисов IV Междун. научн.-практ. конф. молодых ученых и спец-в «Интеллект молодых- производству 2005». - Краматорск: НКМЗ, 2005. – С. 90-92.

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

   Пат. 7430 Україна, В21 К21/00. Спосіб виготовлення порожнистих деталей / Л.І. Алієва, О.В. Чучин (Україна). - № 20041210328; Заявл. 15.12.2004; Опубл. 15.06.2005, Бюл. № 6.

   Пат. 8620 Україна, В21 К21/00. Спосіб видавлювання деталей зі складним профілем / Л.І. Алієва, Р.С. Борисов (Україна). - № 200500452; Заявл. 17.01.2005; Опубл. 15.08.2005, Бюл. № 8.

   Пат. 13745 Україна, В21 К21/00. Спосіб виготовлення деталей типу втулок з фланцем / Л.І. Алієва, (Україна). - № 200509939; Заявл. 21.10.2005; Опубл. 17.04.2006, Бюл. № 4.

   Пат. 63208 А Україна, G01 N3/28. Спосіб випробування металевих зразків для визначення граничної пластичної деформації / І.С. Алієв, І.Г. Савчинський, Л.І. Алієва, К.І. Сівак (Україна). - № 2003021779; Заявл. 28.02.2003; Опубл. 15.01.2004, Бюл. № 1.

   Пат. 67977 А Україна, В21 К21/00. Спосіб видавлювання порожнистих деталей/ І.С. Алієв, І.Г. Савчинський, Л.І. Алієва, К.І. Сівак (Україна). - №2003077078; Заявл. 28.07.2003; Опубл. 15.07.2004, Бюл. № 7.

   Пат. 71184 Україна, В21 К5/00. Спосіб виготовлення порожнистих деталей з фасонною зовнішньою поверхнею / І.С. Алієв, А.А. Носаков, Л.І. Алієва, М.В. Косенко (Україна). - №20031110738; Заявл. 27.11.2003; Опубл. 15.11.2004, Бюл. № 11.

   Особистий внесок здобувача у роботах, опублікованих в співавторстві:

   [2, 7, 11] - постановка задач математичного моделювання, розробка розрахункових схем, отримання основних аналітичних співвідношень та аналіз впливу параметрів процесу на якість формоутворення деталей з фланцем; [3, 4] – розробка методик розрахунку силового режиму та рекомендацій з удосконалення технології та штампів холодного видавлювання у роз’ємних матрицях; [5, 10] - класифікація способів видавлювання, розробка моделей силового і деформаційних режимів процесів та аналіз одержаних результатів; [12,13] - розробка методик та оснащення для експериментальних досліджень режимів та можливостей способів видавлювання порожнистих деталей складного профілю; [16-18, 21, 22] – обґрунтування нових технологічних способів холодного видавлювання для маловідходного та якісного виготовлення порожнистих деталей; [20] – обґрунтування використання схеми радіального видавлювання для випробування пластичності металевого прокату для холодного деформування.