Заключение
1. Обоснован способ деформирования, при котором интенсивные сдвиговые деформации в объеме металла заготовок могут быть реализованы инструментами с плоскими рабочими поверхностями, и в результате конечно-элементного моделирования процесса деформирования выявлены закономерности развития интенсивных сдвиговых деформации в объеме металла заготовок и изменения энергосиловых параметров в зависимости от технологических показателей процесса деформирования, которыми являются соотношение иг/ив горизонтальных и вертикальных составляющих перемещения верхней рабочей поверхности инструмента и коэффициент трения m между заготовкой и инструментом.
2. Установлено, что наилучшие показатели напряженно-деформированного состояния заготовки и энергосиловых параметров процесса получаются при соотношениях uг/uв=2¸3 и деформировании заготовки инструментом с грубо обработанной рабочей поверхностью без применения смазки. При этом в результате развития сдвиговых деформаций в объеме металла происходит интенсивная проработка осевой зоны заготовок со снижением усилия деформирования почти в 2 раза по сравнению с осадкой.
3. Разработан инструмент с плоскими рабочими поверхностями, реализующий интенсивные сдвиговые деформации в объеме металла заготовок, отличающееся от существующих простотой конструкции, отсутствием сложных узлов, что улучшает его монтаж, наладку и эксплуатацию. В результате математического моделирования работы инструмента выявлено влияние параметров инструмента на технологические показатели процесса деформирования и установлено, что наиболее лучшие показатели процесса деформирования получаются для инструмента с углом наклона a=30° при применении смазки на контактной поверхности между рабочей вставкой и верхним бойком, т.е. при f=0,05.
4. Экспериментально установлена адекватность математического моделирования процесса деформирования и работы инструменты, что выражается в качественном совпадении полученных закономерностей и близости количественных результатов теоретических и экспериментальных исследований. Доказано преимущество способа деформирования заготовок предлагаемым инструментом по сравнению с осадкой на плоских бойках, которое достигается за счет интенсивного развития сдвиговых деформации и снижения энергосиловых параметров.
5. Установлено, что реализация интенсивных сдвиговых деформации предлагаемым способом деформирования и инструментом для его реализации является достаточно эффективным способом устранения осевой усадочной рыхлости в заготовках и позволяет повысить качество заготовок за счет активной проработки осевой зоны.
6. По результатам опытно-промышленного опробования установлено, что при деформировании новым способом и инструментом, реализующих интенсивные сдвиговые деформации, обеспечивается повышение механических свойств металла на 15-20% чем при ковке действующим способом. При ковке новым способом макроструктура металла более плотная, с мелкими дендритами, а микроструктура по всему сечению на 1...2 балла выше и имеет более равномерно распределенные равноосные зерна по всем направлениям и зонам чем у металла поковок, откованных действующим способом.
Список публикации
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:
1. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А., Геометрические основы деформации при реализации поперечного сдвига // Сб. трудов межд. конф. «Научно-технический прогресс в металлургии».–Темиртау, 2001.– С.183-188.
2. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А., Определение поля скоростей при реализации сдвиговых деформаций клиновидными бойками // Сб. трудов межд. конф. «Наука и образование – ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030».–Караганды, 2002.–С.146‑148.
3. Найзабеков А. Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Определение параметров кузнечного инструмента, реализующего ковку сдвигом. // Технология производства металлов и вторичных материалов. – Темиртау, 2002.–№2.–С.61-66.
4. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Анализ распределения контактных напряжений при поперечном сдвиге заготовок // Технология производства металлов и вторичных материалов.–Темиртау, 2003.–№1.–С.90-92.
5. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Использование начало виртуальных скоростей при исследовании ковки сдвигом // Сб. трудов межд. конф. «Научно-технический прогресс в металлургии».–Темиртау, 2003.–С.329-333
6. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Математическое моделирование процесса поперечного сдвига при различных контактных условиях // Технология производства металлов и вторичных материалов.–Темиртау, 2003.–№2.–С.59-63.
7. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Деформирование заготовок плоскими бойками с наложением дополнительных сдвиговых деформаций // Изв. вузов. Черная металлургия.–2004.–№6.–С.24-26.
8. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А. Исследование работы кузнечного инструмента, реализующего поперечный сдвиг заготовки // Технология производства металлов и вторичных материалов.–Темиртау, 2004.–№1.– С.45-49
9. Найзабеков А.Б., Ногаев К.А. Исследование работы кузнечного инструмента, реализующего поперечный сдвиг заготовки. // Труды университета.–Караганды, 2005.–№1.–С.43-45.
10. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А., Ногаев К.А., Абаева С.С. Деформированное состояние при ковке заготовок поперечным сдвигом // Изв. вузов. Черная металлургия.–2005.–№8.–С.67.
11. Найзабеков А.Б., Кулжабаева А.А., Ногаев К.А. Моделирование на ЭВМ методом конечных элементов процесса деформирования заготовок в замковых бойках // Технология производства металлов и вторичных материалов.– Темиртау, 2004.–№1.–С.59-63.
12. Предпат. 14306. РК. Кузнечный инструмент. / А.Б. Найзабеков, Ж.А. Ашкеев, К.А. Ногаев и др.; опубл.05.05.2004. Бюл. №5. 3с: ил.
13. Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Ногаев К.А., Голумбовская С.Ю. Роль конструктивных параметров кузнечных инструментов при реализации поперечного сдвига заготовок. // Труды университета.– Караганды, 2005.–№4.–С.37-39.
Ноғаев Қайрош Әбілұлы
Ұсталық бұйымдардың сапасын арттыруды қамтамасыз ететін, ресурс үнемдейтін ұсталау тәсілін жасау және зерттеу
Мамандық 05.03.05 – Қысыммен өңдеу технологиялары және машиналары
ТҮЙІН
Зерттеу нысаны дайындамаларды қарқынды ығысу деформацияларын іске асыратын аспапен ұсталау процессі.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты ұсталық бұйымдардың сапасын арттыруды қамтамасыз ететін, дайындамаларды ұсталаудың ресурс үнемдейтін тәсілін жасау және зерттеу.
Айтылған мақсат келесі есептерді қою және шешу арқылы орындалған:
- энергия үнемдеуші деформациялау тәсілін және оны іске асыратын аспапты жасауды теориялық және экспериментті түрде негіздеу;
- деформациялау тәсілін зерттеу әдістемесін математикалық моделдеудің сандық әдістері негізінде жетілдіру;
- жаңа аспаппен деформациялағандағы дайындаманың кернеулі-деформацияланған күйін анықтау;
- жаңа әдіспен алынған ұсталық бұйымдардың сапасн бағалау.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы:
Математикалық моделдеудің сандық әдістері негізінде деформациялау процессінің технологиялық көрсеткіштеріне байланысты металл көлемінде қарқынды ығысу деформацияларының дамуы және энергия күштік параметрлерінің өзгеру заңдылықтары табылды. Деформация ошағының және деформациялау процессінің энергия күштік параметрлерінің тиімді сипаттамалары қамтамасыз етілетін, деформациялаушы аспаптың рационал конструкторлық параметрлері және жұмыс жағдайы анықталды.
Жұмыстың негізгі сипаттамалары. Жұмыста дайындамалардың қарқынды ығысуын іске асыратын аспаппен ұсталық бұйымдардың сапасын арттырудың теориялық және эксперименттік мәселелері келтірілген. Дайындама металлы көлеміндегі қарқынды ығысу деформациялары жұмыс беті жазық аспатармен іске асырылатын деформациялау әдісі негізделді және шекті элементтік моделдеу нәтижесінде деформациялау процессінің технологиялық көрсеткіштері болатын жоғарғы жұмыс бетінің орын ауыстыруының көлденең және тік құраушыларының қатынасына иг/ив және дайындама мен аспап арасындағы үйкеліс коэффициентіне m байланысты металл көлемінде қарқынды ығысу деформацияларының дамуы және энергия күштік параметрлерінің өзгеру заңдылықтары табылды. Кернеулі деформацияланған күйдің және энергия күштік параметрлердің үздік көрсеткіштері иг/ив=2÷3 қатынастарында және майлау қоданылмайтын кедір-бұдырлы жұмыс беттерімен деформациялағанда алынатындығы анықталды. Бұл жағдайда дайындамалардың өстік аймақтары қарқынды өнделіп деформациялау күші отырғызумен салыстырғанда 2 есеге азаяды. Бар аспатардан конструкциясының қарапайымдылығымен, күрделі түйіндерінің жоқтығымен ерекшеленетін, ұсынылған деформациялау әдісін іске асыратын аспап жасалды. Аспаптың жұмысын математикалық моделдеу нәтижесінде аспап параметрлерінің деформациялау процессінің технологиялық көрсеткіштеріне ықпалы табылды және деформациялау процессінің неғұрлым үздік көрсеткіштері көлбеулік бұрышы a=30° болатын аспапта, жұмысшы қыстырма мен жоғарғы тоқпақ арасындағы түйісу бетін майлағанда алынатындығы анықталды. Деформациялау процессін және аспап жұмысын математикалық моделдеудің дұрыстығы, алынған заңдылықтардың сапалық дәл келуі және теориялық пен эксперименттік зерттеулердің сандық нәтижелерінің жақын болуы арқылы эксперименттік түрде дәлелденді.