Развитие теории и ресурсосберегаюших технологий изготовления крепежных изделий на высокопроизводительном автоматическом оборудовании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, доктор технических наук Железков, Олег Сергеевич

• Железков, Олег Сергеевич
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Железков, Олег Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

И ПРИМЕНЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Прогрессивные виды крепежных изделий

1.2. Тенденции совершенствования технологических процессов изготовления крепежа

1.3. Основные направления совершенствования оборудования для изготовления крепежных изделий

1.4. Задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ

КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ

2.1. Скорость деформации и ее влияние на сопротивление деформации в высокопроизводительых процессах изготовления крепежа

2.2. Теоретические основы определения деформированного состояния и энергосиловых параметров процессов штамповки крепежных изделий на базе вариационного метода в дискретной постановке

2.3. Модель влияния конструктивно-технологических параметров на точность штампуемых изделий

2.4. Модель изменения прочностных свойств при холодной штамповке стержневых крепежных изделий

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ

3.1. Расчет энергосиловых параметров при безотходной

штамповке многогранных изделий

3.2. Определение энергосиловых параметров при радиальной штамповке многогранных изделий

3.3. Расчет энергосиловых параметров при полузакрытой высадке головок стержневых изделий

3.4. Энергосиловые параметры процесса горячей штамповки головок клеммных болтов

3.5. Прогнозирование точностных параметров при изготовлении крепежа на роторном оборудовании

и высадочно-прокатных машинах

3.6. Прогнозирование прочностных свойств холодно-высаженных стержневых изделий

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСАДКИ ПРОКАТКОЙ НА ОСНОВЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Исследование кинематики процесса высадки прокаткой

4.2. Энергосиловые параметры процесса холодной высадки прокаткой головок круглого поперечного сечения

4.3. Расчет энергосиловых параметров процесса горячей

высадки прокаткой головок прямоугольного сечения

4.4. Экспериментальные исследования процесса высадки прокаткой

4.5. Совершенствование процесса высадки прокаткой

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

5.1. Применение новых эффективных марок стали при изготовлении крепежа повышенной прочности

5.2. Повышение прочности болтов за счет деформационного упрочнения

5.3. Разработка технологии изготовления болтов повышенной

прочности из термоупрочненного металла

5.4. Повышение прочности болтов путем термоупрочнения с

использованием нагрева ТВЧ

6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАЛООТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЮЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОЛТОВ

6.1. Безоблойная и малоотходная технологии штамповки многогранных головок болтов

6.2. Радиальная штамповка многогранных головок болтов

6.3. Разработка технологии изготовления болтов облегченной конструкции

6.4. Совершенствование технологических процессов штамповки

головок овального и прямоугольного поперечных сечений 297 7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЮЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕПЕЖА ДЛЯ СОЗДАНИЯ РОТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

7.1. Разработка комплексных технологий и выдача исходных данных для проектирования роторного оборудования

7.2. Совершенствование технологии и конструкции роторной линии модели ЛШГ-8

7.3. Экономическая эффективность создания и внедрения роторного оборудования для изготовления крепежа_____

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие теории и ресурсосберегаюших технологий изготовления крепежных изделий на высокопроизводительном автоматическом оборудовании»

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, экономии материальных и трудовых ресурсов приобретают в настоящее время особое значение в связи с переходом экономики на рыночные отношения и необходимостью использовать интенсивные методы развития.

Крепежные изделия в количественном выражении являются наиболее массовыми деталями, применяемыми в различных отраслях промышленности. На их изготовление в конце 80 годов расходовалось до 1% выплавляемой в стране стали и значительные трудовые ресурсы. Однако потребность в крепежных изделиях, особенно в крепеже прогрессивной конструкции, удовлетворялась неполностью.

Основные направления повышения эффективности производства и применения крепежных изделий:

- освоение новых видов и расширение выпуска крепежных изделий прогрессивной конструкции ( крепеж повышенной прочности и коррозионной стойкости, облегченной конструкции, самостопорящиеся изделия, самосверлящие и резьбоформирующие винты, быстроустанавливаемый крепеж и др.);

- совершенствование технологических процессов изготовления крепежа (роторные технологии, высадка прокаткой, малоотходная и безоб-лойная штамповка, радиальная штамповка элементов в виде многогранников, закалка крепежа с использованием нагрева ТВЧ, механические и диффузионные способы нанесения покрытий и т.п.);

- совершенствование существующего и создание нового оборудования для изготовления крепежных изделий (кузнечно-прессовые автоматы новых поколений, автоматические роторные и роторно-конвейерные линии, высадочно-прокатные машины и т.п.).

Массовое производство крепежных изделий как в нашей стране, так

и за рубежом осуществляется с использованием кузнечно-прессовых автоматов (КПА) прерывистого действия, у которых выполнение технологических операций штамповки чередуется с транспортированием заготовок и полуфабрикатов. Традиционные КПА» достигнув быстроходности порядка 400-600 ходов в минуту, практически исчерпали резервы дальнейшего повышения производительности.

Существенно повысить производительность процессов изготовления крепежных изделий возможно за счет применения принципиально новых технических решений, в частности, за счет создания и внедрения роторных технологий и роторного оборудования.

Роторные машины, у которых выполнение технологических операций осуществляется в процессе непрерывного транспортирования заготовок и полуфабрикатов, по сравнению с традиционными КПА обладают более высокой производительностью (в 3-4 раз и более) и расширенными технологическими возможностями, так как обеспечивают применение различных по характеру операций (штамповка, резание, термообработка, сборка, контроль и др.) и специальных методов ОМД (радиальная штамповка, осадка с кручением, сферодвижная штамповка и др.).

Таким образом, расширение выпуска крепежа прогрессивной конструкции, разработка высокопроизводительных и ресурсосберегающих технологий, создание новых поколений КПА и роторного оборудования являются главными направлениями решения актуальной проблемы повышения эффективности производства крепежных изделий. Для решения этих проблем необходимо проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований, создание научно обоснованных методов и методик расчетов технологических процессов с учетом специфики и особенностей штампуемых металлов и применяемого оборудования.

Основные этапы работы выполнялись в соответствии с Распоряжениями Совета Министров СССР № 2254р от 15.11.84 г. "О развитии производства высокопрочных крепежных изделий" и № 538 от 08.05.86 г.

"О мерах по обеспечению внедрения автоматических роторных и ротор-но-конвейерных линий в отрасли народного хозяйства в 1986-1990 гг. и на период до 2000 года' , а также в соответствии с координационными планами Департамента металлургии и концерна "Промметиз".

Цель работы состоит в совершенствовании теоретических и технологических основ создания высокопроизводительных ресурсосберегающих процессов изготовления крепежных изделий, в том числе с использованием роторного оборудования, а также в решении на этой основе важной народнохозяйственной проблемы повышения эффективности производства крепежа.

Основными научными результатами, полученными впервые, являются:

- выявленные закономерности изменения скорости деформации в процессах штамповки крепежных изделий на КПА, роторном оборудовании и высадочно-прокатных машинах;

- установленные закономерности изменения сопротивления деформации металлов, применяемых при холодной штамповке крепежа, в зависимости от скорости деформации;

- усовершенствованная методика расчета энергосиловых параметров процессов штамповки крепежных изделий на базе вариационного метода в дискретной постановке;

- установленные закономерности механики процесса формирования головок стержневых изделий высадкой прокаткой;

- разработанные методики прогнозирования прочностных свойств и точности штампуемых крепежных изделий;

- новые технические решения, направленные на повышение эффективности производства крепежных изделий.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использовались при разработке и совершенствовании высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий, а также при создании роторного оборудования и высадочно- прокатных машин.

1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ . ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Прогрессивные виды крепежных изделий Крепеж прогрессивной конструкции - это изделия, обладающие высокой надежностью, расширенными функциональными и эксплуатационными свойствами, применение которых обеспечивает снижение материальных и трудовых затрат при изготовлении, монтаже и эксплуата-ции[1,2,3*4,5]. К изделиям прогрессивной конструкции относят крепеж повышенной прочности и коррозионной стойкости, самостопорящиеся изделия, самосверлящий и резьбоформирующий крепеж, а также крепеж быстроустанавливаемый.

Крепежные изделия повышенной прочности и коррозионной стойкости Надежность работы резьбового соединения в значительной степени зависит от усилия затяжки при сборке и сохранения этого усилия в процессе эксплуатации [6,7]. Применение крепежа повышенной прочности позволяет увеличить усилие затяжки. При этом уменьшается количество устанавливаемых изделий или уменьшается их диаметр, снижается металлоемкость машин и сооружений, уменьшаются трудозатраты при сборке и эксплуатации. Например, увеличение временного сопротивления аь болтов с 400...500 Н/'мм2 (класс прочности 4.8, 5.8) до 800...1000Н/мм2 (класс прочности 8.8, 10.9) позволяет экономить 400.«.500 кг металла на I тн изделий. Высокие усилия затяжки крепежа повышенной прочности предотвращают самоотвинчивание, исключая тем самым применение дополнительных стопорящих элементов и периодическую подзатяжку в процессе эксплуатации.

За рубежом крепежные изделия повышенной прочности (класс прочности 8 - 8.8 и выше) составляют 90...95% от общего объема произ-

водства, в то время как в странах СНГ доля крепежа повышенной прочности составляет 10% от общего выпуска. Поэтому расширение производства и применения крепежных изделий повышенной прочности является актуальной проблемой отечественной промышленности. На решение этой проблемы было направлено распоряжение СМ СССР № 2254р от 15.11.1984 г. "О развитии производства высокопрочных крепежных изделий", которое, к сожалению, во многом оказалось не выполненным.

Основные направления повышения прочности крепежных изделий связаны [8, 9]:

- с поиском новых эффективных марок стали, которые хорошо штампуются, а изделия после термообработки обладают требуемым уровнем механических свойств;

- с использованием термоупрочненного металла при холодной штамповке без последующей термообработки изделий;

- с применением термомеханической обработки заготовки в процессе ее горячей штамповки;

- с использованием деформационного упрочнения при холодной штамповке изделий без последующей их термообработки.

За рубежом широкое применение при изготовлении крепежа повышенной прочности находят боросодержащие стали [10,И,12]. Тенденция к расширению применения боросодержащих сталей наметилась и в нашей стране [13,14,15]. Боросодержащие стали типа 12Г1Р, 20Г2Р, 30Г2Р по сравнению с хромистыми (35Х, 38ХА, 40X) обладают меньшим сопротивлением деформации при холодной штамповке, что обеспечивает хорошую штампуемость и повышение стойкости высадочного инструмента. Боросодержащие стали хорошо прокаливаются при охлаждении как в воде или водяных растворах, так и в масле, а крепежные изделия из них после термической обработки обладают прочностными свойствами на уровне крепежа из хромистых сталей при более высоких показателях пластичности и ударной вязкости. Многочисленные испытания показы-

ваюг, что крепежные изделия из боросодержащих сталей по механическим свойствам соответствуют требованиям ГОСТ 1759-70 для классов прочности 8.8... 10.9 (болты) и 8... 10 (гайки).

Проблема повышения прочности высокопрочных болтов для монтажа стальных строительных конструкций неразрывно связана с предотвращением явления замедленного хрупкого разрушения (ЗХР) [16,17,18,19].

Научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (Япония) исследованы причины разрушения высокопрочных болтов, используемых в мостах [16]. На основании проведенных исследований и анализа большего статистического материала (обобщен опыт изучения ЗХР высокопрочных болтов за 15 лет) установлено, что замедленное хрупкое разрушение вызывается водородом, образующимся в результате коррозии в присутствии воды. Склонность болтов к замедленному разрушению повышается при повышении твердости их поверхностного слоя, а также в случае межзеренной сегрегации фосфора. Для предотвращения ЗХР предложено проводить термообработку болтов в печах с защитной атмосферой, использовать для изготовления высокопрочных изделий стали высокой чистоты с минимальным содержанием водорода, фосфора и серы, повышать температуру отпуска болтов до максимально допустимого уровня. Применение сталей с высоким содержанием углерода для изготовления высокопрочных болтов признано нежелательным.

Научно-исследовательским институтом метизной промышленности (НИИметиз, г.Магнитогорск) совместно с Магнитогорским метизно-металлургическим заводом (МММЗ) проведены исследования причин задержанного хрупкого разрушения высокопрочных болтов из стали 40Х"Селект" для строительных металлоконструкций [19]. На основании анализа информационных материалов и проведенных исследований установлены основные факторы, влияющие на сопротивление болтов ЗХР: свойства металла (химсостав, структура), технология изготовления (способы штамповки и формирования резьбы, режимы термообработки), уровень механических свойств и условия эксплуатации (атмосфера,

усилия затяжки» качество монтажа). По результатам исследований разработаны рекомендации но повышению качества высокопрочных болтов из стали 40Х "Селект", с целью исключения замедленного хрупкого разрушения. В частности, откорректированы режимы термической обработки высокопрочных болтов. Для повышения качества резьбы рекомендовано использовать шлифование резьбонакатных плашек, организованы поплавочный контроль и переработка сталей для изготовления высокопрочных болтов, разработана методика определения вероятности разрушения болтов при эксплуатации.

В Японии разработана высокопрочная сталь для крепежа высокой прочности [20], которая содержит 0,25...0,40% С; 0,1...1.5% Si; 0,3... 1,5% Мп; 2...4% Cr, 0,3...0,7% Mo; 0,05...0,15% V. Болты из этой стали обладают crh = 1270... 1470 Н/ мм2. Наличие ванадия и ограниченное содержание серы обеспечивают повышенное сопротивление замедленному хрупкому разрушению.

В нашей стране разработана сложнолегированная сталь 20Х2НМТРБ [21] для изготовления высокопрочных болтов с временным сопротивлением 1350... 1550 Н/мм2 .Болты из этой марки стали предназначены для монтажа строительных конструкций, работающих в агрессивных средах и при низкой температуре. Исследования, проведенные в НИИметизе, показали, что по комплексу механических свойств болты из стали 20Х2НМТРБ превосходят лучшие зарубежные аналоги [22, 23]. Применение их при монтаже строительных конструкций позволяет снизить металлоемкость на 16% и трудоемкость монтажа на 17%, а также повысить надежность работы соединений.

Другим перспективным направлением повышения прочности болтов является использование термически упрочненного металла для холодной высадки [8, 9, 24,25, 26, 27, 28]. Суть термического упрочнения заключается в том, что нагретый металл (как правило» после горячей прокатки) подвергают ускоренному регулируемому охлаждению и последующему высокому отпуску его поверхностного слоя. На поверхности термоуп-

рочненного проката образуется мягкий высокоотпущенный сдой, наличие которого облегчает процессы пластического деформирования (калибровка, штамповка, накатка резьбы), а повышенная прочность сердцевины позволяет получать болты классов прочности 8.8 и 10.9. Применение термоупрочненного металла при изготовлений крепежных изделий повышенной прочности позволяет устранить сфероидизирующий отжиг исходного металла, термообработку готовых изделий, использовать тепло прокатного нагрева, заменить легированные стали более дешевыми низкоуглеродистыми. Однако, термически упрочненный металл обладает более высоким сопротивлением деформированию при холодной штамповке, что приводит к возрастанию усилий на штамповый инструмент и снижению его стойкости. Другой недостаток заключается в том, что на существующем прокатном оборудовании можно получать в бунтах термически упрочненный подкат диаметром не более 12 мм, который пригоден только для изготовления крепежа малых диаметров. Термически упрочненный прокат диаметром более 12 мм на существующем прокатном оборудовании можно изготавливать только в виде прутков, применение которых при массовом производстве крепежных изделий неэффективно. В связи с этим необходимо создание специального оборудования для термического упрочнения проката больших диаметров в виде бунтов.

За рубежом разработан ряд способов изготовления крепежа повышенной прочности с использованием термомеханической обработки заготовок [29,30,31].

По способу [29] катанку из углеродистой стали (с содержанием углерода не более 0,6%) или низколегированной стали подвергают холодному волочению со степенью обжатия не менее 10%. Затем калиброванный металл нагревают со скоростью 50° С/мин до 450° С и штампуют, формируя головку болта, после чего в горячем состоянии накатывают резьбу на стержне и охлаждают на воздухе. Временное сопротивление болтов превышаег 685 Н/мм2.

В Японии запатентована технология изготовления высокопрочных болтов с высоким отношением предела текучести к временному сопротивлению^]. Сталь с содержанием 0,!5...0,4% С; 2% Ми; 8% N1; 2% Сг; 1% Мо; 6,01 % В, а также с добавеами алюминия, ниобия, титана и ванадия нагревают со скоростью 100° С/мин до 450,..650° С, выдерживают при этой температуре в течение 1 мин, подвергают штамповке и охлаждают отштампованное изделие со скоростью, превышающей скорость охлаждения на воздухе. Полученные по этой технологии болты имеют временное сопротивление более 1000 Н/мм2 при отношении ■ <т02/ ал > 0,92 и высокие показатели пластичности, вязкости и выносливости.

По способу [31] катанку или сортовой прокат из углеродистой или ле-гированой стали нагревают до 300...6000 С и подвергают горячему волочению с обжатием не менее 15%. Прокалиброванную заготовку сразу же охлаждают, а затем повторно нагревают до 400...600° С и штампуют из нее болты, которые тут же охлаждают со скоростью не ниже скорости охлаждения на воздухе.

Способы изготовления кршежа повышенной прочности с использованием процессов термомеханической обработки требуют оснащения штамповочных прессов специальными нагревательными устройствами и приборами для контроля температуры, а применение специальных технологических смазок ухудшает условия труда.

Повышение прочностных характеристик болтов деформационным упрочнением достигается за счет использования повышенных степеней деформации яри калибровке металла и холодной объемной штамповке [32]. При этом отпадает необходимость в упрочняющей термообработке болтов и повышается усталостная прочность изделий за счет возникновения остаточных сжимающих напряжений в резьбе.

В технологических процессах изготовления крепежа повышенной прочности с использованием деформационного упрочнения эффективно применение операции прямого выдавливания [33, 34]. Так, при изготов-

лении болтов повышенной прочности из стали 20 по технологии, вюпо-щающей волочение исходного металла с обжатием 10.Л 5%, выдавливание стержневой части со степенью деформации 35...40 % и редуцирование стержня под накажу резьбы со степенью деформации 12... 15%, изделия обладают временным сопротивлением не менее 700 Н/мм2 и пределом текучести не менее 600 ВУмм2, В ряде случаев, с целью повышения пластических свойств и ударной вязкости крепежа, изготовленного с использованием деформационного упрочнения, целесообразно использовать низкотемпературный отпуск отштампованных изделий.

Разработанный в Германии способ изготовления высокопрочных фасонных деталей типа болтов, винтов, осей и т.п., заключается в том, что упрочнение, полученное при волочении, сохраняется в деталях, причем перед штамповкой из холоднотянутой заготовки ее подвергают отпуску в интервале температур 2ÖÖ...4000 С, то есть ниже температуры разупроч-няющей релаксации [35]. Таким образом, технологический процесс включает следующие операции : патентироваиие, волочение, отпуск с нагревом в интервале 200...400°С, штамповка деталей с накатыванием резьбы. Изготовленные по разработанной технологам детали из сталей с содержанием 0,3...0,4% С и до 1% Мп обладают прочностью на разрыв 800 Н/мм2 м более.

В Японии разработан способ изготовления болтов повышенной прочности [36], заключающийся в том, что проволоку из стали с временным сопротивлением не более 550 Н/мм2 калибруют с обжатием > 25%, режут на мерные заготовки, из которых штампуют болты. Затем крепежные изделия подвергают низкотемпературному отпуску, при котором нагревают до температуры не выше 350° С во избежание снижения прочности. Разработанная технология обеспечивает получение болтов с временным сопротивлением более 700 Н/мм2

Применение деформационного упрочнения при изготовлении болтов повышенной прочности ухудшает показатели пластичности и ударной

вязкости изделий, а в случае применения операции выдавливания усложняются конструкция холодновысадочного инструмента и его настройка.

В связи с интенсивным развитием в последние годы нефтяной, газовой и химической промышленности, атомной энергетики, судо- и авиастроения, медицинской техники и т.п. за рубежом наметилась тенденция роста производства и потребления крепежа повышенной коррозионной стойкости [1, 2, 37]. При этом повышение коррозионной стойкости достигается за счет изготовления крепежа из коррозионностойких сталей и сплавов, а акже путем нанесения антикоррозионных покрытий.

Нержавеющие стали - это высоколегированные стали, образующие на своей поверхности пассивную пленку окислов, которая прерывает контакт металла с агрессивной средой. В зависимости от структуры и содержания легирующих элементов нержавеющие стали разделяются на стали мартенситного, ферритного и аустенитного классов. Для изготовления крепежных изделий с высокой коррозионной стойкостью предпочтительно применение сталей аустенитного класса - хромоникелевых (Сг> 18%, №> 8%) и жромоитемемотбд&иовыж (Сг> 18%, №> 10%, Мо>2%). Содержание углерода в нержавеющих сталях аустеиитного класса должно быть минимально возможным, так как при температурах 500...900° С из-за химического сродства углерода и хрома на границах зерен образуются карбиды хрома, что повышает опасность возникновения межкри-сталлитной коррозии [38].

Специфические свойства коррозионностойких сталей (химсостав, структура, структурные превращения при кагреве, интенсивное упрочнение при холодной деформаций, "налипание" на инструмент и до.) создают определенные трудности при изготовлении крепежа. Поэтому основные направления исследований в области производства крепежа из коррозионностойких сталей связаны с поиском новых эффективных марок стали, разработкой способов подготовки металла к штамповке и со-вершенстваованием способов штамповки [38 - 47].

Покрытия, применяемые для защиты от коррозии крепежных изделий из углеродистых сталей, можно разделить на металлические (цинк, хром, кадмий и до.) и полимерные. Для нанесения металлических покрытий, среда которых наибольшее примение нашли цинковые покрытия, используются электрохимический (гальванический) [49], горячий [50], диффузионный [51] и механический способы [53-55].

В последнее время большое внимание уделяют проблеме защиты крепежных изделий от коррозии путем нанесения на них полимерных покрытий [56, 57, 58,59, 60]. При этом используются различные технологические процессы, включающие операции распыления материала покрытия, окунания, электроосаждения, а также их комбинации: окунания и центрофугирования, окунания и электроосаждения, распыление с электроосаждением, струйное нанесение с центрофугированием и т.п. Способы нанесения полимерных покрытий, как правило, экологически безвредны, а полученные изделия обладают высокой коррозионной стойкостью и не подвержены водородному охрупчиванию.

Для особо ответственных изделий, работающих в агрессивных средах, все чаще используют комбинированные многослойные покрытия, состоящие из металлических и полимерных слоев [61, 62, 63, 64].

Самсжтопорящшя® верегаежньш изделия Традиционные способы стопорения резьбовых соединений с помощью шплинтов, штифтов, плоских и пружинных шайб, проволоки, стопорных винтов, контргаек и других элементов являются сложными и трудоемкими [7]. Применение самостопорящегося крепежа исключает необходимость использования вспомогательных деталей (шплинты, шайбы, контргайки к т.п.), снижает трудоемкость сборочных операций, повышает возможность автоматизированной сборки.

Повышение стопорящих свойств в крепеже прогрессивной конструкции осуществляется, в основном, путем увеличения сил сцепления на опорных поверхностях и в резьбе, что достигается увеличением площади

опорных поверхностей (болты и гайки с фланцами), выполнением на опорных поверхностях зубчатого профиля, деформированием нескольких витков резьбы, встраиванием в резьбовую часть стопорных упругих элементов и другими способами [1,2, 3].

В случае использования болтов и гаек с фланцами достигается не только повышение стпорящих свойств, но и повышается надежность работы резьбового соединения, так как за счет увеличения опорной поверхности снижаются контактные напряжения и неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы, что уменьшает вероятность снижения усилия затяжки и раскрытие стыка. Болты с фланцами классов прочности 8.8 и выше за счет обеспечения высоких усилий затяжки обладают повышенными контрящими свойствами и не требуют применения дополнительных стопорящих элементов.

На заводах "Автонормаль"(г. Белебей) и "Красная Этна" (г.Н.Новгород) освоено производство болтов и гаек с фланцами, гаек с зубчатым торцом, гаек с нейлоновыми кольцами, гаек, обжатых по торцу, гаек, обжатых по граням и др. [65,66,67].

Самюо^шцие и резьбфрюфушцве креяежеые вздели

Стержневые крепежные изделия, которые при их установке дополнительно осуществляют обработку отверстия, можно разделить на три группы:

1. Сверлящие и резьбоформирующие [68 - 75].

2. Прокалывающие и резьбоформирующие [76 - 78].

3. Резьбоформирующие [79 - 81].

Самосверлящие и резьбоформирующие изделия имеют головку с элементом, передающим движение от монтажного инструмента, стержень с резьбой и сверлящий хвостовик. Применение таких изделий исключает операции сверления отверстий (самосверлящие винты), нарезание резьбы и ее контроля. Как правило, соединения с использованием

рсзьбоформифуюнщх винтов являются самостопорящимися и не требуют применения дополнительных контрящих элементов.

К быстоустаиавливаемому кртеяку относятся дюбели, нагели, дюбели-гвозди, дюбели-винты, анкерные болты [82], склеенные в обоймы гвозди [83, 84], заклепки односторониеей клепки [I], болты-заклепки [85], болты типа "Торшер" [86] и др. Применение быстроустанаштваемого кршежа обеспечивает повышение производительности при сборке и монтаже соединений.

Крепежные изделия прогрессивной конструкции, которые устанавливаются либо забивкой с помощью инструмента ударного действия (дюбели, нагели, дюбели-винты, дюбели-гвозди), либо путем заклинивания в предварительно подгствшяшьп: отверстиях (анкерные болты, распорные дюбели и др.), а также другой быстроустанашиввемый крепеж достаточно подробно рассмотрены в обзорах [2, 82].

1.2. Тенденции совершенствования технологических

процессов изготовления денежных изделий Крепежные изделия (болты, гаш, винты, шурупы, захдепки, гвозди и т.п.) могут изготавливаться обработкой резанием, горячей и холодной штамповкой [ 87, 88,89,90,91].

Метода изготовления кршежа обработкой резанием малопроизводительны, связаны с большим расходом металла (коэффициент ме~ пошз&шшшт металла составляет 0,3-0,5) и поэтому используются, главным образом, в единичном и мелкосерийном производстве. Лишь при изготовлении крупного крепежа и изделий мз труднодеформируемых марок стали, когда невозможно применить объемную штамповку, используется обработка резанием.

Способы изготовления мренежныж изделий горячей штамповкой характеризуются нагревом либо всей загохошш, либо только штампуемого участка до температур 1150-1250° С (горячая штамповка) или 750-850° С

(еолугорячаж штамповка). Недостатками горячей штамповки являются повышенный расход металла в связи с «го угаром и пониженное качество поверхности изделий нз-за наличия окалины. Следует также отметить, что горячая штамповка требует использования специального нагревательного оборудования (печи, индукторы и т.п.) и связана с повышенным расходом энергоресурсов (топливо, зжжтроэжрга!), Горячая штамповка получила довольно широкое применение, особенно в тех случаях, когда невозможно использовать методы ХОШ, что имеет мтето при мзгоговже-нии крупных крепежных изделий, а также изделий из высокопрочных марок стали.

Наиболее эффективным методом изготовления крепежных изделий является холодная объемная штамповка с использованием прессов-автоматов. Применение ХОШ взамен обработки резанием и горячей штамповки обеспечивает повышение производительности, экономию металла (коэффициент использования металла нрм холодной штамповке- 0,950,98) и повышение прочности изделий в связи с упрочнением штампуемого металла. Изделия» полученные холодной штамповкой, как правило, обладают повышенной точностью и чистотой поверхности, что исключает применение додедочных операций*

Тршдащвшике я лкреянтпные тошологамскяе процессы тжтшжшш. ирепакмык щщетшй шшвюшй

Широкое применение в различных отраслях промышленности находят стержневые крепежные изделия с гаяожами простой формы:

- гвозди строительные (ГОСТ 4022-83), тарные (ГОСТ 4034-63), толевые (ГОСТ 4029-63), кровельные (ГОСТ 4030-83), отделочные (ГОСТ

оооииы® (ГОС ж ^^о^эвдо^о^и?^^^ ^ИГ^С^М!^ л. о иси^

либрованной головкой (ТУ 14-4-1308-85) и др.;

- заклепки с полукруглой (ГОС:Т 10299-80), погайиой (ГОСТ 1030080) и шкмжюй (ГОСГ 10303-80) головками;

- винты и шурупы с головками полукруглой (ГОСТ 17473-72, ГОСТ 1144-70), потайной (ГОСТ 17475-72, ГОСТ S145-70), полупотайной (ГОСТ 17474-72) и плоской (ГОСТ 1491- 72);

- дюбели (ГУ 14-4-1731-92) и нагели (ТУ 14-4-1434-87).

Основные типы г@ж@шж простой формы иредсгавяшы на pic. 1.1.

В настоящее прея стержневые изделия с головками простой формы изготавливаются холодной штамповкой на кузнечно-прессовых ав-

И^МЖИ^Ж S HJ^iffi^fflO^. ■ рабДОЮРО МП™

струмеита {90[. При этом для изшюпш изданий с шаш объемом го-д(ш используются однопозиционные одноударные автоматы. Напри-

ИШЩ^ ffîSTOSilITSX J^kJË&^lt 1 \ ^ Е .^kHi^^Sl ^ ^ ^ЗЙ**

вод КПО, г.Х^ельнжцсий). Эт. автоматы при. указанной, в. паспорте нро-июдашш! 450-650 шт/мин мм«эт фактическую. производительность на уровне 30MG0 шт/ше. Фактическая щюиэвод нтеньшхяъ про-вооочшнгвоздидьных автомагов таких фирм, ш "Вафиос* (Гфмшим), "Кдадарман" (США), "Марони" (Италия) эшвдхетьно.вшве и в зшиш» мост от тдасрюмсро® гаоздай составляет 500~700 шт/шн. В конструк-îдин шшсарнведенных поадршьных автоматов отечественного и зарубежного «гроизводства рабочий инструмент (иушше5полгувдазрицы, ножи) совершает возвратно-поступательные движения or механизмов кри-вошинво-паиэуиного, кушюю^эксцетрикювого или кулачкового ютов. Од нако при вшп скоростях наличие количества деталей и

узлов, совершающих возврагао-постуттсшыше движения, ускорения и замедления больших движущихся! масс, удары, при дефсрмфомнми за-готожм являются щшчинамн возникновения ятиш динамических и шергдиониых усилий, вибрации, что приводит к емижению ©m-

ю повышенного уровня шума* При создании мшых к автоматов с возвратночюетупаясяьным принципом движения рабочего инструмента, как правило, их стоимость, возлегает в 2-3 раза при повышен®! производительности на 20-30%. По-

Рис. 1.1 . Стержневые крепежные изделия с головками простои

формы: а - гвозди; б - заклепки;

в - винты и шурупы ( исполнение 1); г - винты и шурупы (исполнение 2).

этому существенное повышение производительности процессов и оборудований дош изготовления стержневых изделий с гожовкамм простой формы малого объема (гвозди, заклепки и т.п.) возможно только за счет применения принципиально новых технических решений.

В этом случае заслуживает внимание технологический процесс роторной высадки прокаткой (ВЩ разработанный специалистами фирмы ЕпкоСес (Дания) [92,93,94]. Схема технологического процесса и принцип работы роторного высадочно-прокатного автомата показаны на рис.1.2. Проволока 1 в виде мотка устанавливается на размоточное устройство и с помощью гфавилъно-задающих роликов 2 выпрямляется и подается в барабанные летучие ножницы 3, где осуществляется отрезка заготовок и формирование острия. Затем заготовки 4 с помощью последовательно расположенных пар тянущих роликов (на рисЛ,2 не показаны) , окружные скорости которых возрастают по мере удаления от летучих ножниц, отрываются друг от друга и подаются в ротор-матрицедержатель 5 , выполненный в виде двух колец. Заготовки 4 размещаются на кольцевом матрицедержателе 5 таким образом, что подлежащие высадке участки располагаются на внутренней поверхности, а деформирование осуществляется с помощью валка 6 , который расположен внутри матрице-держателя. Для обеспечения режимов деформирования, исключающих изгиб высаживаемого участка заготовки, на матрицедержатеяе 5 укреплен зубчатый венец 7 с внутренним зацеплением, в контакте с которым находится зубчатое колесо 8, закрепленное на деформирующем валке 6. Кольца матрицедержзтеля 5 укреплены на станине автомата с помощью подшипниковых опор так, что обращенные друг к другу их торцевые плоскости, на которых укреплены полуматрицы, расположены под острым углом. Причем в зоне контшстароваиия заготовок 4 с валком 6 кольца с полуматрицами соприкасаются, зажимая заготовки за стержневую часть, а с противоположной стороны размыкаются, образуя зазор, что обеспечивает свободное удаление изделий 9 из полуматриц ротора.

7

Рис.1. 2. Схема роторного высадочно-прокатного автомата фирмы Епко1ес (Дания)

Принцип роторной высадки прокаткой и соответствующее оборудованные, разработанное специалистами датской фирмы Епко1ес, запатентованы более чем в 40 странах мира, в том числе в США, Германии, Великобритании, Франции, Японии, СССР и др . Фирмой создана гамма высокопроизводительных автоматов для изготовления гвоздей, технические характеристики некоторых из них представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Технические характеристики высадочно-прокатных гвоздильных автоматов фирмы Епко1ег

Модель МА-03 КТА~038Ы N13-01

Диаметр стержня, мм 2,0-3,4 1 2 у 3 ^ 2

Длина стержня, мм 55-88 42-61 65-109

Производительность,

шт/мин 1100 1650 950

Мощность электро-

двигателя, кВт 5,5 5,5 7,5

Габариты, м 1,19x0,59x1,06 1,19x0,59x1,06 1,19x0,74x1,1

Последние разработки фирмы Епкогес [95] связаны с оснащением роторных гвоздильных автоматов системами автоматического контроля и учета выпуска изделий, их расфасовки и упаковки в картонные коробки. Кроме того, высокопроизводительные высадочно-прокатные автоматы нового поколения устанавливаются в линию с волочильными станами, что повышает уровень автоматизации и снижает затраты на производство.

Высадочно-прокатные автоматы по сравнению с традиционными КПА прерывистого действия обладают более высокой производительностью (в 2 раза и более) и пониженным уровнем шума, что достигается за счет непрерывности процесса высадки прокаткой, отсутствия механизмов возвратно-поступательного и ударного действия.

Роторные гвоздильные автоматы фирмы "Епкх^ес" обладают определенными недостатками:

1. Автоматы не позволяют изготавливать гвозди с длиной стержня менее 42 мм.

2. Автоматы не пригодны для изготовления заклепок, заготовок винтов, шурупов и т.п., так как процесс деформирования осуществляется при зажиме заготовок в разъемных матрицах, что приводит к образованию продольных швов на стержне, наличие которых не допускается стандартами.

3. Автоматы более дорогие по сравнению с традиционными прово-лочно-гвоздильными прессами, причем стоимость кольцевого матрице-держателя составляет 40% стоимости автомата, в связи с необходимостью высокой точности изготовления.

Зарубежная информация о роторных высадочно-прокатных автоматах фирмы "Епко1ес" носит рекламный характер. При этом совершенно отсутствуют данные об исследованиях процесса высадки прокаткой (ВП). В частности, нет данных об конструктивно-технологических параметрах (соотношение диаметров деформирующего валка и кольцевого матрице держателя, высоты высаживаемого участка и диаметра деформирующего валка и т.п.), обеспечивающих получение качественных изделий. Кроме того, при проектировании высадочно-прокатных машин необходимо иметь достоверную информацию об усилиях деформирования, моменте прокатки, затратах энергии и т.п. Поэтому глава 4 данной работы посвящена исследованию процесса высадки прокаткой.

При изготовлении заклепок, винтов, шурупов, дюбелей и т.п. головка изделий формируется за два удара. При первом ударе осуществляется предварительная высадка головки, как правило, в виде конуса, а при втором ударе штампуется головка требуемой формы и размеров. Отечественные однопозиционные двухударные пресса-автоматы моделей АБ1214, АВ1216, АА1218, АБ1219, АБ1220 и др. имеют фактическую производительность на уровне 50... 150 шт/мин, что значительно ниже производительности лучших зарубежных

аналогов. Например, холодновысадочные двухударные однопозиционные автоматы моделей DSH фирмы National Machinery (США) для изготовления изделий с диаметром стержня 3,5-6,35 мм и длиной 25-70 мм имеют производительность 300-550 шт/мин [96].

Несмотря на высокий технический уровень лучших зарубежных автоматов для изготовления заклепок, винтов, шурупов и т.п., следует отметить, что сам принцип работы этих машин (по классификации академика Л.М.Кошкина - это машины I класса) исчерпал резервы повышения быстроходности. Существенное повышение производительности процессов изготовления изделий типа заклепок, винтов, шурупов и т.п. возможно за счет использования авоматических роторных и роторно-конвейерных линий (APJI и АРКЛ). При этом требуется соответствующая технологическая проработка и выдача исходных данных для проектирования роторного оборудования.

Из всего многообразия видов крепежных изделий следует особо выделить болты с шестигранными головками и шестигранные гайки, которые получили наибольшее применение во многих отраслях промышленности.

При изготовлении болтов с шестигранными головками холодной штамповкой наибольшее распространение получили технологические процессы, включающие высадку бочкообразной головки за один или два перехода и обрезку головки на шестигранник [97]. В зависимости от типа применяемого оборудования (однопозиционные или многопозиционные пресса-автоматы) используются различные схемы техпроцессов.

Наиболее типичная схема технологического процесса изготовления болтов с использованием однопозиционных двухударных автоматов показана на рис.1.3. При таком процессе в качестве исходного металла используется калиброванная сталь с диаметром, примерно равным наружному диаметру резьбы. Гладкая часть стержня практически не деформируется, деформация резьбовой части составляет до 20% , в то время как суммарная степень деформации головки 75-80%. Поэтому к качеству исходного металла предъяв-

5

о

¡X

ш е--о

еп

о . со

Шера» ею

Оборуд.

Отрезка заготовки

Предварительная высадка головки

Окончательная

высадка головки

Одеооозитдйонный двухударный автомат

(Ж)

Обрезка граней

Обрезной

автомат

Накатка резьбы

Резьбонакатяой автомат

к» -а

Рис Л. 3. Схема технологического процесса изготовления болтов с использованием двухударного автомата

ляются повышенные требования, особенно в отношении его пластичности и чистоты поверхности.

Холодная высадка на многопозиционных прессах-автоматах по сравнению с высадкой на однопозиционных более производительна, так как при одинаковом числе хода ползуна за один ход выполняется большее количество элементарных операций. Многопозиционные автомата обладают более широкими технологическими возможностями, потому что штамповка осуществляется за большее количество переходов, при этом деформирование заготовок можно осуществлять как в матрицах, так и в пуансонах. Применение многопозиционных автоматов обеспечивает увеличение в 2-2,5 раза съема готовой продукции с единицы занимаемой площади, так как эти автоматы имеют большую производительность и занимают меньшую площадь, чем автоматические поточные линии, состоящие из однопозиционных прессов, обрезных и накатных автоматов.

Наиболее распространенные схемы технологических процессов изготовления болтов с шестигранными головками холодной штамповкой и : обрезкой на шестигранник с использованием многопозиционных прессов-автоматов показаны на рис. 1.4-3.6.

Безоблойная штамповка многогранных головок болтов не получила широкого применения по причинам низкого качества изделий, в основном, из-за плохого оформления ребер многогранника, сложности конструкции высадочного инструмента, необходимости точной его настройки и точного дозирования объема заготовок.

Из известных способов безоблойной штамповки болтов с шестигранными головками ограниченное применение получили следующие:

- способ завода "Красная Этна" (г.Н.Новгород);

- способ фирмы На1еЬиг (Швейцария);

- способ НИИметиза (г.Магнитогорск);

- способ ОСПЗ - НИИметиз (г.Орел - г.Магнитогорск).

I

к «

Рч <8> С

ю

ж к о о

Сйера-

ЦЖЯ

Оборуд.

Отрезка

заготовки

I позвпхя

Предварит.

высадка

ГОЛОВКЕ

II йозтаия

Окончат ельн. высадка

гожовш

с

III позиция

Редуцирование

(ГТ)

И позкшгя

Обрезка

граней

Многопозиционзы* автомат-комбайн

(ГШ

8

НакаткЕ резьбы

Рис Л. *

4. Схема технологического процесса изготовления болтов на четырехпозиционных прессах с использованием

однократного редуцирования

Рис Л. 5. Схема технологического процесса изготовления болтов с использованием двукратного редуцирования

№ О

№>

»

в»

€3

Операция

Отрезка

ваготовжм

I позжцая

СЬадка с ©браэокакжш фаскг

г у

И позицяя

Выдавливаете

27

э

III ПОЗИЦИЙ

Высадка головки к редуцированае

ХУ позипкя

ОЗрезка граней

Шсруд*

Ияогопозйцйоянай автомат-комбайн

(ГШ

иг

Накатк2 резьбы

Рис 1 6 Схема технологического процесса изготовления болтов с использованием выдавливания и редуцирования

При изготовлении болтов по технологии завода "Красная Этна" [97] вначале за один или два удара штампуется цилиндрическая головка с диаметром меньшим размера 8 "под ключ" и большой фаской на торце» а затем с помощью пуансона, имеющего выступ на рабочем торце, в матрице с шестигранным каналом формируется головка болта с углублением на торцевой поверхности (рис. 1.7). Недостатки способа - низкое качество изделий из-за плохого оформления ребер шестигранника и наличия трещин по периметру торца головки, а также низкая стойкость инструмента, вследствие возникновения значительных технологических усилий .

По способу фирмы НагеЬиг [98] шестигранная головка болта формируется за три перехода (рис. 1.8). Вначале высаживается головка в виде шестигранной пирамиды, затем штампуется предварительная шестигранная головка с большой торцевой фаской, после чего осуществляется окончательная штамповка шестигранной головки. Недостатки способа - сложность конструкции инструмента и низкая его стойкость, необходимость точного дозирования объема заготовки (точные подача металла и отрезка заготовки), а также необходимость строго ориентированного переноса заготовок по позициям штамповки головки.

Специалистами НИИметиза разработан способ [99], заключающийся в том, что шестигранную головку формируют путем редуцирования цилиндрической головки с последующей подкалибровкой (рис. 1.9). Преимущество способа - существенное снижение технологических усилий. Однако изделия, полученные по такой технологии, имеют низкое качество вследствие нечеткого оформления ребер шестигранника и наличия волнообразных наплывов металла на опорной поверхности головки.

В Ростов-на-Дону институте сельскохозяйственного машиностроения проведены исследования [100,101,102], направленные на совершенствование способа формирования шестигранных головок редуцированием. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан способ формирования головок болтов [103], заключающийся в том,

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Железков, Олег Сергеевич

ВЫВОДЫ

1. Разработаны комплексные технологические процессы и выданы исходные данные для проектирования автоматических роторно-конвейер-ных линий для изготовления болтов М6-М8 (модель ЛШБ-6), шурупов и винтов 0 3-4 мм (модель ЛШШ-4) и заклепок 0 4-5 мм (модель ЛШЗ-5). При этом разработаны схемы техпроцессов, технологические карты и чертежи рабочих каналов инструмента. Проведены эксперименты по определению технологических усилий по переходам штамповки. Луганским филиалов КБАЛ на основе представленных материалов выполнены технические и рабочие проекты АРКЛ.

2. На основании проведенных исследований внесены коррективы в технологический процесс изготовления заготовок гаек М8 на автоматической роторной линии модели ЛШГ-8, разработанной КБАЛ, что обеспечило получение качественных изделий и снижение технологических усилий на операции штамповки шестигранника. В процессе и по результатам испытаний линии устранены отдельные конструктивные недостатки (усилены шпильки крепления гидрораспределителей, изменена конструкция клещевых захватов транспортных роторов, разработан клиновой механизм регулировки положения инструмента в инструментальных блоках). Приемочные испытания показали, что после внесенных изменений в технологию и конструкцию линия стабильно работает при скоростях соответствующих производительности 240 шт/ мин.

3. Используя эмпирические данные о предельно допустимых скоростях транспортирования предметов обработки для АРЛ и АРКЛ, рассчитаны значения предельной производительности роторных и роторно-конвейерных линий с гидроприводом для штамповки крепежных изделий в зависимости от технологических усилий и конструктивного исполнения гидроцилиндра. Отмечены перспективные направления повышения производительности АРЛ и АРКЛ.

4. Используя методику КБАЛ, выполнены расчеты экономической эффективности создания и внедрения роторного оборудования для изготовления крепежа. Эффективность применения роторных и роторно-конвейерных линий в сравнении с лучшими зарубежными образцами КПА обеспечивается при уровне производительности Q:

- для заклепок, винтов, шурупов 0 1,6-2,0 мм при Q= 1200-1400 шт/мин;

- для заклепок, винтов, шурупов 0 5-6 мм при Q=800-1000 шт/мин;

- для болтов М6-М8 при Q=600-800 шт/мин;

- для болтов М16-М20 при Q=300-400 шт/ мин;

- для гаек М6-М8 при Q= 800-1000 шт/мин;

- для гаек М16-М20 при Q= 500-600 шт/мин.

5. Ожидаемый экономический эффект (в ценах 1990 г) от внедрения на метизных заводах АРЛ и АРКЛ с требуемой производительностью при производстве заклепок, винтов и шурупов составляет более 6 млн.руб, при производстве болтов - около 3 млн. руб., при производстве гаек -свыше 2 млн.руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании выполненного анализа установлено, что основные направления повышения эффективности производства крепежных изделий связаны с расширением выпуска крепежа прогрессивной конструкции (повышенной прочности и коррозионной стойкости, самостопорящегося, самосверлящего, резьбоформирующего, быстроустанавливаемого, облегченной конструкции), с разработкой новых технологических процессов (роторные технологии, высадка прокаткой, радиальная штамповка, закалка ТВЧ и др.) и созданием нового высокопроизводительного оборудования. Существенное повышение производительности (в 2-3 раза и более) процессов изготовления крепежа возможно за счет внедрения автоматических роторных и роторно-конвейерных линий и высадочно-прокатных машин.

2. Выявлены закономерности изменения скорости деформации в процессах штамповки крепежных изделий на традиционных кузнечно-прессовых автоматах, роторном оборудовании и высадочно-прокатных машинах. На основании экспериментов, проведенных с использованием кулачкового пластометра, установлены закономерности влияния скорости деформации на сопротивление деформации при холодной штамповке сталей, применяемых при изготовлении крепежных изделий. Влияние скорости деформации на <г8 в процессе холодного пластического деформирования предложено учитывать путем введения в уравнение кривой упрочнения скоростного коэффициента К

3. Выполнено математическое моделирование процессов штамповки крепежных изделий на высокопроизводительном оборудовании, основу которого составляют :

- модель определения деформированного состояния и энергосиловых параметров процессов штамповки на базе усовершенствованного вариационного метода в дискретной постановке, позволяющая учитывать упрочнение металлов, неравномерность деформации, скорость деформации и ее влияние на сопротивление деформации;

- модель влияния конструктивно-технологических параметров на точность штампуемых изделий;

- модель изменения прочностных свойств стержневых изделий при их многопереходной штамповке в зависимости от механических свойств исходной заготовки, количества, последовательности и режимов операций холодного пластического деформирования с учетом проявления эффекта Бау-шингера.

При определении энергосиловых параметров процессов штамповки крепежных изделий с использованием вариационного метода в дискретной постановке предложено процесс формоизменения условно разбивать на ряд последовательных этапов, а при рассмотрении некоторого /-ого этапа деформирования учитывать предысторию нагружения. При этом в вариационные уравнения внесены уточнения, позволяющие определять энергосиловые параметры в процессах горячего и холодного деформирования с учетом скоростных факторов.

4. Используя разработанные математические модели, выполнены исследования и расчеты энергосиловых параметров конкретных процессов пластического деформирования: безотходная штамповка изделий с элементами в виде многогранников; полузакрытая высадка головок цилиндрической формы; радиальная штамповка многогранных головок; высадка прокаткой головок круглого и прямоугольного сечений; безоблойная штамповка головок прямоугольного сечения с лункой на торце.

Результаты расчетов проверены экспериментально (погрешность не превышает 10-15 %) и представлены в виде графиков и номограмм, удобных в практическом использовании.

5. Модель влияния конструктивно-технологических параметров на точность штампуемых изделий использовалась в расчетах случайных погрешностей высоты штампуемых деталей в зависимости от колебаний механических свойств и размеров исходной заготовки при штамповке крепежа на одно- и многопозиционных механических прессах, роторном оборудовании с механическим и гидравлическим приводом, высадочно-про-катных машинах. Разработанная методика и результаты расчетов обеспечивают возможность прогнозировать точность штампуемых изделий, определять режимы рациональной настройки оборудования и значения оптимальной жесткости силовой системы машин.

6. Используя методику прогнозирования прочностных свойств холод-новысаженных стержневых изделий выполнены расчеты многопереходных процессов штамповки болтов. По результатам расчетов и экспериментальным данным установлено, что для уменьшения разупрочнения болтов, которое возникает вследствие проявления эффекта Баушингера, необходимо сокращать количество операций, связанных с осадкой стержня, и проводить эти операции на начальных переходах технологического процесса с минимально возможными степенями осадки.

7. Установлены основные закономерности механики процесса высадки прокаткой , определены оптимальные конструктивно-технологические параметры, обеспечивающие получение качественных издеий, рассчитаны технологические усилия и момент прокатки при формировании головок круглого и прямоугольного поперечных сечений. Результаты теоретических исследований проверены экспериментально с помощью специального устройства, моделирующего процесс ВП.

На основе полученных результатов разработаны новые технические решения ( 7 изобретений), направленные на повышение качества изделий, повышение надежности работы высадочно-прокатных машин и расширение области применения процесса ВП.

8. Разработаны технологические процессы изготовления высокопрочных болтов с уровнем прочности 1100-1500 Мпа из сталей 40Х 20Х2НМТРБ, 40Х "вакуумированная", 40Х-ПВ,20Х2Г, 20Х2ГТ,20Х2ГТР, 15Х2ГН, 15ХЗГ, 20Г2Р, 30Г2Р, 20ГС. Используя специально разработанную установку, проведены ускоренные испытания на замедленное хрупкое разрушение, на основании которых , в частности, установлено, что болты из сложнолегированной стали 20Х2НМТРБ с уровнем прочности 1500 МПа обладают высоким сопротивлением ЗХР. Доказана целесообразность применения стали 30Г2Р для изготовления болтов с временным сопротивлением более 1300 МПа.

Показаны возможности изготовления болтов класса прочности типа 8.8 из сталей марок 20, 25 из термоупрочненного подката, а также с использованием деформационного упрочнения и при термообработке изделий с использованием нагрева ТВЧ. При этом разработаны требования к исходному металлу, отработаны режимы холодной штамповки и термообработки.

9. Разработаны ресурсосберегающие технологические процессы: без-облойная штамповка шестигранных головок болтов с лункой на торце; радиальная штамповка шестигранных головок; малоотходные технологии, включающие полузакрытую высадку и высадку "обратного конуса"; техпроцессы изготовления болтов облегченной конструкции ( болты с гладкой стержневой частью, имеющей диаметр "под накатку", закладные болты с головками в виде четырехгранного участка и куполообразного торца); технологии изготовления болтов с головками овального (футеровочные болты) и прямоугольного (клеммные болты) поперечных сечений.

Большинство вышеперечисленных технологии внедрено на метизных предприятиях. Освоенный экономический эффект -1207 тыс.руб. (в ценах 1990 г.).

10. Разработаны комплексные технологии (схемы техпроцессов, те-нологические карты и чертежи инструмента) и выданы исходные данные для проектирования автоматических роторно-конвейерных линий для изготовления болтов М6-М8 (модель ЛШБ-6), шурупов и винтов 0 3-4 мм (модель ЛШШ-4) и заклепок 0 4-5 мм (модель ЛШЗ-5). Экспериментально определены технологические усилия по переходам штамповки. Луганским филиалов КБАЛ на основании представленных данных выполнены рабочие и технические проекты вышеперечисленных АРКЛ.

Внесены коррективы в технологический процесс изготовления заготовок гаек М8 на АРЛ модель ЛШГ-8, что обеспечило получение качественных изделий и снижение технологических усилий на операции штам повки ' шестигранника. В процессе и по результатам испытаний устранены отдельные конструктивные недостатки линии, что позволило обеспечить стабильную работу оборудования при скоростях, соответвующих производительности 240 шт/мин.

11. Выполнен технико-экономический анализ эффективности внедрения роторного оборудования для изготовления крепежа, что позволило определить уровень производительности АРЛ и АРКЛ для различных видов и типоразмеров изделий, при котором обеспечивается высокая экономическая эффективность. Разработаны и согласованы заявки на создание высокопроизводительного роторного оборудования для изготовления болтов, гаек, винтов, шурупов и гвоздей. Ожидаемый экономический эффект от внедрения на метизных предприятиях Департамента металлургии роторных и роторно-конвейерных линий для изготовления крепежа более 11 млн.руб (в ценах 1990 г.).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Железков, Олег Сергеевич, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Петриков В.Г., Власов А.П. Прогрессивные крепежные изделия.-М.: Машиностроение, 1991.-256 с.

2. Мокринский В.И., Железков О.С. Новые прогрессивные виды и технологические процессы изготовления крепежных изделий // Черметинформа-ция.-М. 1990. Сер.Метизное производство. Вып.2.- 22 с.

3. Амиров М.Г. Повышение эффективности производства крепежных изделий// Кузнечно-штамповочное производство. 1985,№ 9, с.2-3.

4. Пьянков Ф.И., Антонов В.А. О развитии производства крепежных изделий в автомобильной промышленности // Кузнечно-штамповочное производство. 1985, №9, с.3-5.

5. Мокринский В.И., Железков О.С. Перспективы развития производства крепежных изделий // Пути ускорения научно-технического пргресса в метизном производстве: Тез. докл. науч.-техн. совещан. Магнитогорск, 1990, с. 118-120.

6. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединенияю.-М.: Машиностроение, 1973.-254 с.

7. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Шарловский Ю.В. Затяжка и стопоре-ние резьбовых соединений.- М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

8. Мокринский В.И., Железков О.С. Повышение прочности, точности и стойкости крепежных изделий // Черная металлургия: Бюл.ин-та Черметин-формация. М., 1987, № 11, с. 19-32.

9. Повышение прочности болтов / О.С.Железков, А.Г.Роговский, А.Н.Шугуров и др.// Технический прогресс в метизном производстве. -М.:Металлургия, 1987, с. 38-43.

10. Патент 57-125216 Япония, МКИ С 22 С 38/32.

11. Патент 2525709 Франция, МКИ С 22 С 38/38

12. Патент 3347224 ФРГ, МКИ С 22 С 38/38.

13. Быкадоров А.Т., Хейфиц И.Л. Боросодержащая сталь для высокопрочных крепежных изделий // Кузнечно-штамповочное производство, 1986, №2, с. 10-12.

14. Мокринский В.И., Железков О.С. Перспективы применения новых марок стали и роторного оборудования при изготовлении крепежных изделий // Развитие методов холодной и полугорячей объемной штамповки: Тез. докл. науч.-техн.конф. Н.Новгород, 1990, с. 25-26.

15. А.с. 933786 СССР, МКИ С 22 С 38/32.

16. Matsuyama Shinsaku - Tetsu to Hagane, 1983, v. 69, № 8, p.903-912.

17. Engell H.-J. Hudrogen embrittlement of highstrength steel by atmospheric corrosion. Métal corrosion process. 8-th Internatinal Congress/ Frankfurt/Main, 1981, p. 2041-2052.

18. Калачев Б.А. Водородная хрупкость металлов.- M.: Металлургия, 1985.216 с.

19. Повышение качества высокопрочных болтов для строительных металлоконструкций/ В.И.Мокринский, Н.Н.Горин, И.К.Сорокин и др. // Технология производства экономичных видов метизов.- М.: Металлургия, 1986, с. 5962.

20. Патент 57-161050 Япония, МКИ С 22 С 38/32.

21. А.с. 954493 СССР, МКИ С 22 С 38/54.

22. Технология изготовления высокопрочных болтов из новой стали 20Х2НМТРБ / А.Г.Роговский, Л.Ф.Баранова, М.Б.Бурдова и др. // Технология производства экономичных видов метизов.- М.: Металлургия, 1986, с. 55-59.

23. Высокопрочные болты из стали новой марки / А.Г.Роговский, В.Т.Михайлец, М.Б.Бурдова и др.// Черная металлургия. Бюл. ин-та Черме-тинформация, 1986, № 1, с. 53-54.

24. Изготовление шпилек повышенной прочности из термоупрочненого подката/ В.М.Иващенко, Е.А.Голобочанский, П.П.Ярмоленко и др.// Черная металлургия. Бюл. ин-та Черметинформация, 1986, № 3, с. 57-58.

25. А.с. 1150279 СССР, МКИ С 22 С 38/32.

26. Патент 59-42055 Япония, МКИ С 21 D 8/00.

27. Патент 59-40207 Япония, МКИ С 21 D 8/06.

28. Molibius Н.Е., Saraya S. Heat treatment of heavy rod coils.// Wire Journal International, 1983, v. 16, № 7, p. 84-91.

29. Патент 55-44136 Япония, МКИ С 21 D 8/06.

30. Патент 56-4612 Япония, МКИ С 21 D 8/00.

31. Патент 57-16168 Япония, МКИ С 21 D 8/06.

32. Железков О.С., Баранова Л.Ф. Повышение прочности болтов за счет деформационного упрочнения // Экономия ресурсов в производстве и потреблении металлоизделий.- М.: Металлургия, 1989, с. 32-35.

33. Паршин В.Г., Железков О.С. Применение прямого выдавливания для новых экономичных процессов холодной штамповки стержневых изделий// Экономия металла и эффективность его использования в народном хозяйстве. Тез. докл. науч.-техн. конф. Челябинск, 1981, с. 41.

34. А.с. 703214 СССР, МКИ В 21 К 1/46, В 21 J 5/08.

35. Патент 2635188 ФРГ, МКИ В 21 К 1/46.

36. Патент 58-19650 Япония, МКИ В 21 К 1/46.

37. Developments in the Manufacture and Marketing of Stainless Steel Fasteners //Stainless Steel Industry. 1986. V. 14. № 78. P. 12-16.

38. Bauer K.O. Kaltumformen von Drahten aus nichtrostenden Stahlen // Draht. 1982. Jg. 33. № 1. S. 25-28; № 2. S. 70-74; № 3. S. 147-150; № 4. S. 173-175.

39. Губарев А.П., Рытников C.K. Разработка технологических процессов производства крепежных изделий из труднодеформируемых материалов// Теория машин металлургического и гороного оборудования.- Свердловск, 1984, №8, с.10-13.

40. Патент 4295769 США, МКИ С 22 С 38/08.

41. Патент 61-67760 Япония, МКИ С 22 С 38/18.

42. Патент 56-163245 Япония, МКИ С 22 С 38/08.

43. Moiron I.L. Les aciers inoxydables. Mise en forme par trefilage et applications // Bulletin Circle etude metaux. 1986. V. 15. № 11. P.238-242.

44. Подготовка заготовки из коррозионнностойкой стали к холодной высадке/ А.П. Губарев, Л.В.Мальцев, С.В.Бутаков и др.// Теория машин металлургического и горного оборудования.- Свердловск, 1987, № 11, с.27-33.

45. Губарев А.П., Бутаков С.В., Мальцев Л.В. Холодная объемная штамповка изделий из коррозионностойких сталей // Машиностроитель, 1987, № 9, с. 16.

46. Сандлер И.Ш., Губарев А.П. Технологическая линия изготовления крепежных изделий из корозионностойких сталей // Кузнечно-штамповочное производство, 1988, № 4, с.29-28.

47. Патент 4296512 США, МКИ С 22 С 38/08.

48. Arnasky I.E., Bush Т.Е. Halfhot heading of stainless steels// SME Techical Papers. 1983. №854, p.9.

49. Опыт применения нецианистых электролитов цинкования/ Л.М.Бабич,Р.Н.Шинкоренко, А.А.Кручинин и др.// Сталь, 1982, № 10, с.56-58.

50. Blinn G., Schliebaum R. Feuerverzinkte Verbindungselemtnte // Oberflache +JOT. 1982, Heft 11, s. 18-23.

51. Benninghoff H. Verzinken von Schrauben und anderen Kleinteilen // Drahtwelt, 1978. Bd. 64, № 8, s. 287-289.

52. Brooks A. Mechanical plating // Metal Finish, 1983, v. 81, № 8, p.53-57.

53. Uniform embrittlement-free zins coatings for farsteners // Mater Engineer , 1980,v. 67, № 9, p.56-57.

54. Dacromet process for small steel parts // Anti-Corros. Meth. and Mater., 1983, v. 30, № 10,p.ll.

55. Laperrousaz P. Traitements de suraface: les procedes s'industrialisent // Usine nouve., 1985, № 18, p. 65-67.

56. Патент 3997418 США, МКИ С 23 D 24/10.

57. Патент 4155327 США, МКИ С 23 D 26/00.

58. Патент 4170191 США, МКИ С 23 D 28/00.

59. Патент 55-134200 Япония, МКИ С 23 D 28/00.

60. Патент 1927436 ФРГ, МКИ С 23 D 28/00.

61. Патент 54-8225 Япония, МКИ С 23 D 28/04.

62. Патент 54-8226 Япония, МКИ С 23 D 28/00.

63. Патент 56-16296 Япония, МКИ С 23 D 28/00.

64. Патент 4206264 США, МКИ С 23D 28/04.

65. Амиров М.Г., Гареев Р.К., Нуркаев И.Б. Оценка технологической деформируемости при холодной штамповке деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1985. № 9. С. 14-16.

66. Быкадоров А.Т., Пахнутов В.В. Технологические процессы изготовления болтов с фланцами на автоматической линии Государственного завода "Красная Этна" // Кузнечно-штамповочное производство. 1985 . № 9. С.37-38.

67. Амиров М.Г. Состояние развития процессов холодной штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. 1987 . № 11. С. 19-21.

68. Патент 4665073 США, МКИ В 21 Н 3/06.

69. Патент 4546639 США, МКИ В 21 НЗ/ 06.

70. Заявка 59-20410 Япония, МКИ В21 Н 3/10.

71. Патент 4295351 США, МКИ В 21 Н 3/06, В 21 К 1/56.

72. Патент 4395173 США, МКИ F 16 В 25/00.

73. Заявка 3332570 ФРГ, МКИ В 21 Н 3/06.

74. Knoche А. Eine Schraubenart konnte ausreich // Industrie Anzliger. 1984. Jg. 106. №72. S. 25-27.

75. Заявка 59-7046 Япония, МКИ F 16 В 25/00.

76. Заявка 2117860 Великобритания, МКИ F 16 В 39/30.

77. Заявка 3245700 ФРГ, МКИ F 16 В 25/00.

78. A.c. 1073499 СССР, МКИ F 16 В 25/00.

79. Заявка 3242926 ФРГ, МКИ F 16 В 25/00.

80. Патент 4486135 США, МКИ F 16 В 25/00.

81. Патент 4430036 США, МКИ F 16 В 25/00/

82. Прогрессивные крепежные изделия для строительства/

Б.А.Никифоров,В.П.Манин, Ф.Т.Мустафин и др. // Черная металлургия: Бюл. ин-та Четметинформация. 1988. Вып. 21. С. 27-32.

83. Передовой производственно-технический опыт в экспозиции павильона "Металлургия" ВДНХ / С.И.Свежова, Г.С.Медведева, Н.Е.Иванова и др. // Черная металлургия: Бюл. ин-та Черметинформация. 1987. Вып. 5. С. 2-11.

84. Заявка 2139016 Великобритания, МКИ F 16 В 15/02.

85. Заявка 3610976 ФРГ, МКИ F 16 В 15/02.

86. Sumitomo High Strength Bolts and Nuts / Проспект фирмы "Sumitomo Metal Industries Ltd", Япония,1988.

87. Прогрессивная технология изготовления крепежных изделий / А.П.Ромашов, Б.М.Ригмант, Л.С.Кохан и др.// Метизное производство. Сер. 9. Вып. 5. М: Черметинформация, 1973. 37 с.

88. Биллигман И. Высадка и другие методы объемной штамповки-М: Машгиз, 1960. 457 с.

89. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металлов. - М.: Машгиз, 1951. 307 с.

90. Холодная объмная штамповка. Справичник / Под ред. Г.А.Налзроцкого - М.: Машиностроение, 1973. 496 с.

91. Закиров Д.М. Разработка эффективных технологий изготовления высокопрочного крепежа холодной объемной штамповкой. - Автореф. канд. дисс. Магнитогорск, 1997. 19 с.

92. Станок для изготовления проволочных гвоздей способом ротационной штамповки. Проспект фирмы Enkotec (Дания), 1986. 12 с.

93. Патент 1074390 (СССР). Устройство для формирования головки на стержне / О.Нильсон, А.Нильсон, Т.Ванхейм (Дания). Опубл. Б.И. 1984,№ 6.

94. Nail Maschine Revolution in Wire Technology / Wire Industry, 1981, v. 48, №570, p. 411-413.

95. Nail Manufacturing and Packaging / Wire Industry, 1989, v.32, № 672, p. 737-738.

96. Doppeldruckpressen Modellreihe DSH / Draht, 1982, Bd. 33, № 5. S.

97. Мокринский В.И. Производство болтов холодной объемной штамповкой - М.: Металлургия, 1978 . - 72 с.

98. Навроцкий Г.А., Миропольский Ю.А., Лебедев В.В. Технология штамповки на автоматах- М.: Машиностроение, 1972. 95 с.

99. A.c. 373076 СССР, МКИ В 21 К 1/46.

100. Журавлев А.З., Ефремова Е.А. Пластическое течение и пути управления им при редуцировании коротких цилиндрических заготовок на шестигранник // Кузнечно-штамповочное производство. - 1990, № 2.

С. 15-16.

101. Журавлев А.З., Ефремова Е.А. Возможности формообразования шестигранника пластическим деформированием без отхода // Кузнечно-штамповочное производство. 1985, № 9. С. 17-18.

102. Ефремова Е.А. Безотходная технология получения шестигранных головок болтов // Кузнечно-штамповочное оборудование. 1992, № 4. С. 9-11.

103. A.c. 1152702 СССР, МКИ В 21 К 1/46.

104. A.c. 878406 СССР, МКИ В 21 К 1/46, В 21 К 1/64.

105. Усилия при безотходной штамповке головок болтов / В.И.Мок-ринский, И.К.Сорокин, Б.М.Ригмант и др. // Эффективные технологические процессы метизного производства.-М.Металлургия. 1984. С.61-64.

106. Технологические процессы изготовления гаек холодной объемной штамповкой / В.Г.Паршин, В.И.Артюхин, В.Л.Трахтенгерц и др. // Черная металлургия. Бюлл. НТИ. 1996, № 3. С. 67-75.

107. Горячая штамповка крепежных изделий / В.В.Кривощапов, О.С.Железков, П.Е.Левченко и др. - Магнитогорск, 1997. - 48 с.

108. Hochleistugns-Warm-Mutterpressanlagen Typ LSP zur Herstellung von Muttern und metteranlichen Teilen. Каталог фирмы Malmedie, 1980.

109. Schrauben und Mutternfertigung. - Draht, 1985, Bd. 36, № 1. S. 30-31

110. Feldmann H.-D. Wire 86: Machinery for cold forging.- Wire World Internation, 1985, v. 28, № 5. P. 42-95.

111.8 Internationale Drahtausstellung.- Draht, 1982, Bd. 33,№ 9. S. 565-572.

112. Kaltmfssivumformungspress Typ 2HG/TR.- Draht, 1984, Bd. 35, № 4 S. 163.

113. Dopperdruckpressen Modellreihe DSH.- Draht, 1982, Bd. 33, № 5. S.273.

114. Wier Industry Guide 1982 (27-th Edition), London, 1982.

115. Nedshroef Warm-und Kaltmutternoressen Gewindeschneidmaschinen Каталог фирмы Nedschroef.

116. Brankamp K., Bongartz B. Progressi die automazione nell industria bella bulloneria. Drahtwelt, 1984, Bd. 70, № 1. S. 25-28.

117. Kombinierte Schraubenpressen BV mit Kontroll-System IPCS.- Draht, 1982, Bd. 33, № 5. S. 272.

118. Bolt Former Doubles Productivig.- Iron Age Metalworking International, 1981, v. 20, № 2. P. 45-46.

119. Fastener measurement.- Wire Journal International, 1985, v. 15, № 15. P. 83.

120. Einsatz modernes Kaltfliesspressen für die Wirtschaftliche Formteilfertigung.- VDC-Berichte, 1982, № 445. S. 77-85.

121. Peltzer und Ehlers Coldformers Changrmaster : Каталог фирмы Peltzer und Ehlers, 1984.

122. Sakamura Massivumformer.- Draht, 1985, Bd. 36, № 8. S. 417-419.

123. Mehrstufen-Kaltumformpressen in Zuge der Modernisierung einer Schraubenfabrik.- Draht, 1985, Bd.36, №> 6. S. 276-279.

124. Кошкин JI.H. Комплексная автоматизация производства на базе рото-ных линий. - М.Машиностроение, 1972. 352 с.

125. Кошкин JI.H. Роторные и роторно-конвейерные линии. - М.: Машиностроение, 1982. 336 с.

126. Клусов И.А. Технологические системы роторных машин.- М.¡Машиностроение, 1987. 288 с.

.127. Волков Н.В., Золотухин В.И. Автоматические роторные и роторно-конвейерные линии. - М.:ВНИИТЭМР, 1986. 58 с.

128. Прейс B.B. Технологические роторные машины: вчера, сегодня, зав-тра.-М.Машиностроение, 1986. 128 с.

129. Клусов И. А. Проектирование роторных машин и линий.-М.Машиностроение, 1990. 320 с.

130. Остафьев В.А., Маслов В.П. Роторные и роторно-конвейерные линии в металлобработке.- Киев: Тэхника, 1988. 135 с.

131. Лактионов В.М., Куликов В.И. Оборудование и технология для производства башмачных болтов промышленных тракторов Т-330 и Т-500 / Технический прогресс в метизном производстве.- М. Металлургия,

1981. С. 69-73.

132. Определение эффективных направлений использования роторных линий в производстве метизов и разработка предложений по их созданию. Отчет о НИР/ ВНИИметиз, № ГР 01840087717,, Магнитогорск, 1986.

133. Третьяков A.B. Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением.- М.: Металлургия, 1973. 224 с.

134. Механические свойства стали при горячей обработке давлением/ И.Я.Тарновский, А.А.Поздеев, Л.В .Меандров и др. -М.: Металлургиздат, 1960. 264 с.

135. Соколов Л.Д. Сопротивление металлов пластической деформации.-М.: Металлургиздат, 1963. 284 с.

136. Пластичность стали при высоких температурах / М.И.Зуев, B.C. Култыгин, В.И.Виноградов и др. - М.: Металлургиздат, 1954. 103 с.

137. Зюзин В.И., Бровман М.Я., Мельников А.Ф. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. - М.: Металлургия, 1964. 270 с.

138. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление паластической деформации металлов и сплавов. Справочник. - М.: Металлургия,

1976. 487 с.

139. Теория прокатки. Справочник / А.И.Целиков, А.Д.Томленов, В.И.Зюзин и др.- М.Металлургия, 1982. 335 с.

140. Установка для исследования сопротивления деформации металлов и сплавов при прокатке / В.Н.Выдрин, А.П.Смолин, В.И.Крайнов и др. - Сталь, 1980, № 12. С. 1085-87.

141. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов.- М.:Металлург-издат, 1961. 425 с.

142. Зайков М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке.-М.: Металлургиздат, 1960. 302 с.

143. Целиков А.И., Гришков А.И. Теория прокатки. - М.:Металлур гия, 1970.360 с.

144. Кроха В.А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации.-М. ¡Машиностроение, 1968. 131 с.

145. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. Справочник.-М. .'Машиностроение, 1980. 157 с.

146. Давиденков H.H., Спиридонова Н.И. Анализ напряженного состояния .в шейке растянутого образца. - Заводская лаборатория, 1945, № 6.С. 583-593.

147. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва.- М: Машгиз, 1955. 444 с.

148. Смирнов-Аляев Г.А., Розенберг В.М. Теория пластических деформаций металлов,- М.¡Машгиз, 1956. 368 с.

149. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов- JL: Машиностроение, 1968.266 с.

150. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением.- М.: Металлургиздат, 1947. 532 с.

151. Лихарев К.К. К практике построения диаграмм истинных напряжений.-Заводская лаборатория, 1949, № 11. С. 1343-1347.

152. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов.- М.¡Машиностроение, 1969. 504 с.

153. Аркулис Г.Э. Метод записи истинных кривых сопротивления металла сжатию.- Заводская лаборатория, 1956, № 10. С. 1217-1220.

154. Шофман Л.А. Экспериментальное исследование холодной и горя-

чей осадки. / Новые исследования в области кузнечной технологии.- М. 1950. С. 39-110.

155. Шофман JI.A. Элементы теории холодной штамповки.- М.: Обо-ронгиз, 1952. 335 с.

156. Шофман Л.А., Локотош П.И. Построение кривых упрочнения с помощью испытаний на сжатие.- Заводская лаборатория, 1951, № 1. С. 27 31.

157. Растегаев М.В. Новый метод равномерного осаживания образцов для определения истинного сопротивления деформации и коэффициента внешнего трения.- Заводская лаборатория, 1940, № 3. С. 354.

158. Суяров Д.И., Беняковский М.А., Скрябин Н.П. Определение сопротивления деформации металлов.- Заводская лаборатория, 1956, № 1. С.97-99.

159. Бирюков В.И., Кроха В.А. Определение усилий при плоской чеканке / Прогрессивная технология и вопросы автоматизации кузнечно-штамповочного производства.- М.: Машиностроение, 1960. С.117-127.

160. Кроха В.А. К методике построения кривых упрочнения / Машины и технология кузнечно-штамповочного производства - М.: Машгиз,

1961. С 57-59.

161. Анашкин A.B., Ведерников Р.К. Исследование процесса холодной высадки защемленного цилиндра / Изв. вузов. Черная металлургия,

1975, № 10, с. 87-91; 1976, № 4, с. 81-85.

162. Герасимов В.Я. Исследование и расчет технологических переходов при холодной высадке стержневых крепежных изделий.- Автореф.

канд. дисс. Магнитогорск, 1973. 24 с.

163. Соколов Л.Д. Сопротивление металлов пластической деформации. М.:Металлургиздат, 1963. 284 с.

164. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением.-М.: Металлургия, 1986. 688 с.

165. Железков О.С. Анализ скоростных факторов холодной высадки стержневых крепежных изделий на кузнечно-прессовых автоматах и роторном оборудовании // Вестник машиностроения, 1993. № 2. С. 52-54.

166. Майборода В.П., Кравчук A.C., Холин H.H. Скоростное деформирование конструкционных материалов.- М.: Машиностроение, 1986. 264 с.

167. Ишуткин С.И. Исследование скоростной зависимости пластичности и сопротивления деформации углеродистых сталей // Кузнечно-штамповочное производство, 1966, № 7. С. 10-11.

168. Shida Shigeru ." Сосэй то како" . J. Jap. Soc. Technol. Plast. 1972, 13, № 143. P.935-940.

169. Сигалов Ю.Б., Грудев А.П. Исследование и определение предела текучести стали с учетом влияния температурно-скоростных условий при холодной прокатке // Металлургия и коксохимия, 1970, вып. 63. С. 63-69.

170. Тарновский И.Я., Поздеев A.A., Ганаго O.A. Деформации и усилия при обработке металлов давлением.- М.: Машгиз, 1959. 304 с.

171. Теория обработки металлов давлением / ИЛ.Тарновский, A.A. Поздеев, О.А.Ганаго и др. - М.: Металлургиздат,1963. 672 с.

172. Тарновский И.Я. Вариационные методы механики пластических сред в теории обработки металлов давлением // Инженерные методы расчета технологических процессов обработки металлов давлением. М.,1963. С. 4572.

173. Тарновский И.Я., Поздеев A.A., Тарновский В.И. Вариационные методы в теории обработки металлов давлением // Прочность и пластичность. М. 1971. С. 175-178.

174. Тарновский И.Я., Паршин В.Г. Исследование холодной деформации тел с неоднородными механическими свойствами // Изв. вузов.

Черная металлургия, 1968, № 5. С. 81-86.

175. Колмогоров B.JI., Тарновский И.Я., Ериклинцев В.В. Новый метод расчета напряжений в обработке металлов давлением // Изв.вузов.

Черная металлургия, 1964, № 9. С. 74-92.

176. Расчет напряженного состояния при прокатке вариационными методами / И.Я.Тарновский, В.Л.Колмогоров, Э.Р.Римм и др. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1964, № 12. С. 78-80.

177. Ериклинцев В.В., Тарновский И.Я., Колмогоров В.Л. Определение напряжений при осадке высокой полосы с внешними зонами в условиях объемной деформации // Изв. вузов. Черная металлургия, 1967,

№ 1.С. 92-97.

178. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение.- М.: Металлургия, 1970. 230 с.

179. Качанов Л.М. Основы теории пластичности.- М.: Наука, 1969. 420

с.

180. Паршин В.Г., Поляков М.Г., Железков О.С. Метод определения усилий холодной высадки головок болтов и винтов // Черная металлургия: Бюл. ин-та Черметинформация, 1975, № 12. С. 48-49.

181. Паршин В.Г. Определение усилий холодной объемной штамповки // Изв. вузов. Черная металлургия, 1978, № 5. С. 70-73.

182. Паршин В.Г., Железков О.С. Определение усилий холодной объемной штамповки осесимметричных деталей // Изв. вузов. Черная металлургия, 1980, № 3. С. 86-89.

183. Паршин В.Г., Железков О.С. Расчет усилий холодной высадки предварительного конуса // Теория и практика производства метизов. Свердловск, 1977. С. 18-21.

184. ПаршинВ.Г.,ПоляковМ.Г., Железков О.С. Определение усилий холодной высадки головок стержневых крепежных изделий сферический и конической форм / Деп. в ин-те Черметинформация, 1976 , № 13-76.

185. Лагранж Ж. Аналитическая механика.- М.: Гостехиздат, 1950.

594 с.

186. Цепулин В.А. Исследование процесса холодной штамповки деталей Т-образной формы // Повышение точности и автоматизация штамповки и ковки - М.Машиностроение, 1971. С.81-86.

187. Мокринский В.И. Расчет деформированного состояния и усилий при осадке заготовки в многогранной матрице // Технический пргресс в метизном производстве - М.Металлургия, 1981. С. 60-64.

188. Гаврилин В.Д., Попов В.В. Расчет процесса высадки шестигранных головок болтов // Кузнечно-штамповочное производство, 1977,

№ 1.С. 15-17.

189. Безухов Н.И., Лужин О.В. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высшая школа,

1974. 342 с.

190. Петрик С.М., Паршин В.Г., Железков О.С. Экспериментальное исследование процесса штамповки в многогранных матрицах // Теория и практика производства метизов. Сердловск, 1982. С.133-135.

191. Васильев С.П. Производство крепежных изделий-.ММетал-лургия, 1981. 104 с.

192. Сокращение расхода металла при изготовлении болтов / С.М. Петрик, В.Г.Паршин, В.В.Веремеенко, О.С.Железков // Сталь, 1984, № 11, С. 60-62.

193. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости.- М.: Машиностроение, 1971. 200 с.

194. Железков О.С., Артюхин В.И. Безотходная радиальная штамповка многогранных головок стержневых изделий // Ресурсосберегающие и экологически чистые технологий в метизном производстве.- М.: Металлургия, 1991. С.42-46.

195. Железков О.С. Высадка прокаткой головок стержневых изделий.-Магнитогорск. 1997.- 68 с.

196. Железков О.С. Кинематические параметры процесса высадки прокаткой головок стержневых изделий // Кузнечно-штамповочное производство, 1991, № 1. С. 2-4.

197. Железков О.С. Исследование энергосиловых параметров процесса высадки прокаткой головок стержневых изделий // Изв. вузов. Чер-

ная металлургия, 1994, № 6. С. 33-36.

198. Железков О.С., Кривощапов В.В. Энергосиловые параметры горячей высадки прокаткой головок прямоугольного сечения // Прогрессивные решения в метизной промышленности.- Магнитогорск, 1996. С. 67-77.

199. Железков О.С., Артюхин В.И. Влияние конструктивно-технологических факторов на соосность головок стержневых изделий, полученных высадкой-прокаткой // Кузнечно-штамповочное производство, 1991, № 10. С. 4-5.

200. Адлер Ю.П., Марков Е.В., Грановский Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976. 248 с.

201. Шенк X. Теория инженерного эксперимента,- М.: Мир, 1972.

381 с.

202. Разработка технологии штамповки стержневых изделий вращающимся инструментом и выдача предложений по созданию роторных автоматов : Отчет о НИР/ ВНИИметиз, № ГР 01870013219, Магнитогорск, 1988. 80 с.

203. A.c. 1790082 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Устройство для высадки головок на стержневых изделиях / О. С.Железков, В.И.Мокринский, В.И.Гусинский, В.И. Артюхин. Опубл. Б.И. 1993, № 3 .

204. A.c. 1830785 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Устройство для высадки головок на стержневых изделиях / О.С.Железков, В.И.Мокринский, В.И.Гусинский, В.И.Артюхин. Опубл. Б.И. 1993, № 28.

205. A.c. 1469763 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Автомат для изготовления заготовок стержневых изделий с головками / О.С.Железков, В.И.Мокринский, Б.М.Ригмант. Опубл. Б.И. 1989, № 23.

206. A.c. 1600113 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Автомат для изготовления заготовок стержневых изделий с головками / О.С.Железков. Опубл.

Б.И. 1990, № 38.

207. A.c. 1608963 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Роторное устройство для высадки головок на стержневых изделиях / О.С.Железков, В.И.Артюхин.

Опубл. Б.И. 1990, №43.

208. Производство метизов / Х.С.Шахпазов , И.Н.Недовизий, В.И.Ориничев и др. - М.: Металлургия, 1977. 352 с.

209. Аркулис Г.Э., Паршин В.Г., Васильев С.П. Обеспечение требуемых механических свойств холодновысаженного металла с учетом эффекта Баушингера // Черная металлургия. Бюл. ин-та Черметинформация, 1973, № 6. С. 42.

210. Паршин В.Г., Васильев С.П. Механические свойства низкоуглеродистых сталей после горячей прокатки, волочения и холодной высадки / Метизное производство. Экспресс-информация ин-та Черметинформация, 1974. Сер.'9. Вып. 7. 18 с.

211. Паршин В.Г., Васильев С.П. Влияние технологии холодной высадки на механические свойства болтов // Сталь, 1974, № 3. С. 281.

212. Герасимов В.Я. Особенности проявления эффекта Баушингера при пластических формообразующих операциях // Металлы. Изв. АН СССР, 1985, № 6. С.131.

213. Ланской E.H., Миропольский Ю.А., Гусинский В.И. Технологические факторы, влияющие на точность изделий, получаемых на одно-и двухударных холодновысадочных автоматах // Новые технологии обработки металлов давлением.- М.: Машиностроение, 1967. С. 163-179.

214. Ланской E.H. Характеристика точностных параметров кузнечно-прессового оборудования // Вестник машиностроения, 1965, № 12. С. 51-56.

215. Бродский Е.Д., Ланской E.H., Разоренов C.B. Точность штамповки и жесткость многопозиционных автоматов для холодной штамповки // Куз-нечно-штамповочное производство, 1966, № 12. С. 24-28.

216. Ланской E.H. Общий метод анализа жесткости прессов для объемной штамповки // Кузнечно-штамповочное производство, 1969, № 5, С. 20-25.

217. Ланской E.H., Силанов В.И. Жесткость холодновысадочных автоматов //Вестник машиностроения, 1960, № 3. С. 56-59.

218. Ланской E.H., Нузов А.Я. О точности наладки прессов-автоматов //Кузнечно-штамповочное производство, 1964, № 1. С. 29-32.

219. Эффективность технологических смазок и подсмазочных покрытий при холодной высадке / Р.К.Ведерников, В.Г.Паршин, Б.Р. Картак и др. // Черная металлургия. Бюл. ин-та Черметинформация, 1972, №11. С. 51-53.

220. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / А.Н.Леванов, В.Л.Колмогоров, С.П.Буркин и др. - М. Металлургия, 1976. 416 с.

221. Железков О.С. Исследование энергосиловых параметров процессов холодной высадки и точности стержневых крепежных изделий //

Канд. дис. Магнитогорск, 1979. 192 с.

222. Паршин В.Г., Железков О.С. Определение точности головок болтов и стабильности процессов при холодной высадке на однопозиционных автоматах // Теория и практика производства метизов. Свердловск 1977. С. 18-21.

223. Паршин В.Г., Железков О.С. Расчет точности высоты головки при холодной высадке болтов // Теория и практика производства метизов. Свердловск, 1978. С. 137-140.

224. Производство высокопрочных болтов на многопозиционных автоматах-комбайнах / С.М.Петрик, В.Г.Паршин, Г.А.Чухарев, О.С.Железков и др. // Черная металлургия. Бюл. ин-та Черметинформация, 1978, № 15. С. 35-37.

225. Исследование причин замедленного хрупкого разрушения высокопрочных болтов для строительных металлоконструкций и разработка рекомендаций по их предотвращению : Отчет о НИР / ВНИИметиз,

№ ГР 01830057070, Магнитогорск, 1984. 129 с.

226. Железков О.С., Баранова Л.Ф. Повышение прочности болтов за счет деформационного упрочнения // Экономия ресурсов в производстве и потреблениии металлоизделий.- М.: Металлургия, 1989. С32-35.

227. A.c. 1740441 СССР, МКИ С 21 D 1/00. Установка для термообработки стержневых изделий / О.С.Железков, В.И.Мокринский. Опубл. Б.И. 1992, № 22.

228. A.c. 1275049 СССР

229. A.c. 1592355 СССР

230. A.c. 1407964 СССР, МКИ С 21 D 1/04. Способ изготовления болтов / В.И.Мокринский, В.В.Веремеенко, О.С.Железков и др. Опубл. Б.И. 1988, №25.

231. A.c. 884819 СССР, МКИ В 21 К 1/44. Инструмент для изготовления шестигранной головки болта / С.М.Петрик, В.Г.Паршин, О.С.Железков и др.Опубл. Б.И. 1981, № 44.

232. A.c. 1806895 СССР, МКИ В 21 К 1/46. Способ безотходной штамповки головок болтов / О.С.Железков . Опубл. Б.И. 1993, № 13.

233. A.c. 1389923 СССР, МКИ В 21 J 5/08. Способ получения заготовок болтов с многогранными головками / Паршин В.Г., Медников Ю.П., Васильев С.П.,О.С.Железков и др. Опубл. Б.И. 1988, № 15.

234. A.c. 837533 СССР.

235. A.c. 1764758 СССР, МКИ В 21 К 1/46. Устройство для радиальной штамповки головок болтов / О.С.Железков, В.И.Артюхин. Опубл. 1992, № 36.

236. Железков О.С., Артюхин В.И. Безотходная радиальная штамповка многогранных головок стержневых изделий // Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии в метизном производстве.-М.: Металлургйя, 1991. С. 42-46.

237. A.c. 1764757 СССР, МКИ В 21 К 1/46. Способ формирования многогранных головок болтов / О.С.Железков, В.И.Артюхин. Опубл. Б.И. 1992, № 36.

238. Аркулис Г.Э., Паршин В.Г., Герасимов В.Я. Устойчивость цилиндрических заготовок при холодной высадке / Черная металлургия. Бюл. ин-та Черметинформация, 1972, № 17. С. 48-49.

239. Грайфер А.Х. Об устойчивости заготовок при осадке и высадке // Кузнечно-штамповочное производство, 1976, № 11. С. 11-13.

240. Смирнов-Аляев Г.А., Кроха В.А. К вопросу об определении устойчивости цилиндрических заготовок при холодной высадке // Исследования в области пластичности и ОМД.- Тула, 1974. С. 41-51.

241. Овчинников А.Г., Грайфер А.Х. Устойчивость промежуточного набора при высадке // Кузнечно-штамповочное производство, 1972, № 2. С. 12-14.

242. A.c. 1199997 СССР, МКИ F 16 В 35/04. Закладной болт / С.М.Петрик, В.Г.Паршин О.М.Вальчук, С.П.Васильев, О.С.Железков. Опубл. Б.И. 1985, № 47.

243. A.c. 1488098 СССР, МКИ В21 К 1/56. Штамп для высадки болтов / С.М.Петрик, В.Г.Паршин, О.С.Железков и др. Опубл. Б.И. 1989, № 23.

244. Автоматические роторные линии / И.А.Клусов, Н.В.Волков, В.И.Золотухин и др. -М.: Машиностроение, 1987. 288 с.

245. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов.-М.: Машиностроение, 1984. 224 с.

246. Железков О.С. Предельная производительность роторного штамповочного оборудования с гидроприводом / Обработка сплошных

и слоистых материалов.- Магнитогорск, 1996. С. 127-134.

247. Методические рекомендации по определению области применения и типажа автоматических роторных и роторно-конвейерных линий. - Кли-мовск, 1985. 51 с.

248. Эффективность использования роторного оборудования при производстве крепежных изделий // В.И.Мокринский, О.С.Железков, В.В. Кри-вощапов и др. / Сталь, 1989, № 5. С. 62-63.

249. Железков О.С., Артюхин В.И. Изменение усилий в процессе штамповки головок стержневых изделий / Теория и практика производства метизов. - Магнитогорск, 1989. С. 97-101.

250. Разработка комплексных технологических процессов изготовления болтов М6-М8, винтов и шурупов диаметром 3-4 мм применительно к роторным и роторно-конвейерным линиям : Отчет о НИР / ВНИИ-

метиз, № ГР 01880020009, Магнитогорск, 1988. 41 с.

251. Испытания роторной линии ЛШГ-8 для изготовления заготовок гаек М8 / О.С.Железков, В.И.Артюхин, В.В.Кривощапов, Г.С.Шич>ков // Черная металлургия . Бюл. ин-та Черметинформация, 1992, № 7. С. 35.

252. Разработка роторной технологии изготовления железнодорожных костылей : Отчет о НИР / ВНИИметиз, № ГР 01900045512, Магнитогорск, 1991.

253. Заявка на изобретение № 5008615. Устройство для горячей высадки-прокатки головок Г-образной формы / О.С.Железков, Б.Г.Сафин. Решение о выдаче патента от 13.05.92 г.