Совершенствование технологии изготовления латунных гильз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат наук Тушин, Роман Андреевич

• Тушин, Роман Андреевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Тушин, Роман Андреевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Охотничьи патроны. Разнообразие и назначение

1.2 Существующие технологии гильзового производства

1.3 Теоретические и экспериментальные исследования процессов

холодного выдавливания

Выводы

Цель работы

Задачи исследования

2. ОСЕВОЕ КОМПЛЕКСНОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ

2.1 Основные уравнения энергетического метода

2.2 Особенности комбинированного выдавливания

2.2.1 Стационарная стадия комбинированного выдавливания ступенчатого стакана

2.2.2 Нестационарная стадия комбинированного выдавливания ступенчатого стакана

2.3 Комбинированное выдавливание инструментом с рабочими поясками

2.4 Комбинированное выдавливание в конической матрице с

плоскоконусным пуансоном

Выводы

3. ОЦЕНКА СВОЙСТВ ВЫДАВЛИВАЕМОГО МАТЕРИАЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕГО ИСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

3.1 Методы оценки свойств металла

3.2 Влияние термических операций на свойства латуни

3.3 Влияние изменяемых свойств материала на деформированное

состояние

Выводы

4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ

ХОЛОДНОМ ВЫДАВЛИВАНИЕ ЛАТУННЫХ ГИЛЬЗ

4.1 Обобщенная технологическая модель гильзы

4.2 Особенности существующей технологической схемы производства гильз

4.3 Разработка ресурсосберегающей технологической схемы получения гильз

4.4 Расчет технологических режимов

4.4.1 Определение объема и массы гильзы

4.4.2 Расчет технологической схемы изготовления гильзы

4.4.2.1 Расчет размеров полуфабриката по переходам

4.4.3 Расчет технологических сил

4.5 Разработка штамповой оснастки

4.6 Сопоставление предлагаемой технологической схемы с

существующей в действующем производстве

4.6.1 Сравнение механических свойств и геометрических параметров

изделий, изготовленных по разным технологическим схемам

4.7 Проведение опытных работ

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии изготовления латунных гильз»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В современном мире производится большое количество охотничьих и спортивных стрелковых систем и патронов различных наименований. Производство патронов носит массовый характер, поэтому процесс их изготовления должен быть наиболее простым и наименее затратным.

Одной из составных частей патрона является гильза, которая может быть стальной, биметаллической, латунной, иногда из алюминиевого сплава или мельхиоровой, а так же широкое распространение получили папковые гильзы, которые представляют собой скатанную в несколько слоев бумажную трубку с надетой на один из ее концов металлической головкой с закраиной, дном и гнездом для капсюля. Мировая практика показывает, что стоимость гильзы составляет до 60 % стоимости всего патрона. Половина выпускаемого количества приходится на латунные охотничьи гильзы. Выбор материала гильзы и совершенствование технологии ее изготовления имеет немаловажное значение для обеспечения конкурентоспособности и надежности действия оружия.

В настоящее время на предприятиях наиболее распространена следующая технология производства латунных охотничьих гильз: вначале вырубается кружок из листового материала заданной толщины, затем выполняется комбинированная вытяжка колпачка. Следующими операциями являются вытяжки с утонением стенки заданной конфигурации с промежуточной термообработкой. Заключительные операции - обрезка, две штамповки капсюльного гнезда, пробивка затравочного отверстия и термохимическая обработка изделия. Недостатком такой технологии является большая длительность производственного цикла, невысокая точность по разностенности вытянутых полуфабрикатов, малый коэффициент использования материала (КИМ).

Наиболее эффективной технологией для производства сложных по профилю деталей является технология с использованием операции комбинированного выдавливания. Применением этой технологии могут быть решены четыре основные недостатка: устранены мигрирующие из операции в операцию микротрещины; кардинально уменьшена разностенность полуфабрикатов; сокращен технологический цикл и повышен коэффициент использования металла (до 88 %). Устранение данных недостатков возможно за счет использования заготовки, предварительно отрезанной от прутка и прошедшей операцию высадки, применения операции комбинированное выдавливание в штампе с динамическим центрированием инструмента, после прохождения заготовкой операции диффузионного отжига, и применения для калибровки диаметральных размеров гильзы вытяжку с утонением стенки. Однако перед отрезкой заготовки исходный пруток из латуни необходимо проверить на однородность свойств, так как на сегодняшний день имеются проблемы в создании однородной микроструктуры по всей длине прутка.

Теоретическое обоснование рациональных технологических режимов операции комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице пуансоном с плоским и плоскоконусным торцом заготовки на основе энергетического метода для изготовления сложнопрофильных полуфабрикатов, обеспечивающих снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления, сокращение сроков подготовки производства и повышение эксплуатационных характеристик, является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с государственными контрактами в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы Минобрнауки РФ, грантами РФФИ, научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы», государственным контрактом Министерства образования и науки Российской Федерации.

Цель работы. Повышение эффективности технологии изготовления латунных гильз к охотничьим патронам с использованием операции комбинированного выдавливания прутковых заготовок путем теоретического обоснования рациональных технологических решений, обеспечивающих увеличение коэффициента использования материала, производительности труда и качества изделия.

Задачи исследования

1 Выполнение обзора работ по современному состоянию применения операций холодного выдавливания для изготовления охотничьих гильз, анализ существующих технологических процессов.

2 Разработка математических моделей комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице пуансоном с плоским и плоскоконусным торцом для изготовления сложнопрофильных полуфабрикатов. Выявление закономерностей влияния технологических параметров, геометрических размеров рабочего профиля инструмента и граничных условий напряженно-деформированного состояния на характер течения материала, скоростные и силовые режимы операции.

3 Проведение экспериментальных исследований операции комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице пуансоном с плоским и плоскоконусным торцом с анализом возможного появления дефектов.

4 Разработка рекомендаций по выбору прутка из латуни с определенными механическими свойствами и микроструктурой для операций комбинированного выдавливания.

5 Разработка рекомендаций по проектированию технологического процесса и штамповой оснастки для изготовления латунных гильз охотничьего патрона с использованием холодного комбинированного выдавливания.

6 Использование результатов исследований в промышленности и учебном процессе.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований, включающий теоретический анализ и экспериментальную проверку полученных результатов в лабораторных условиях. Теоретические исследования операции комбинированного выдавливания выполнены на основе энергетического метода, основанного на экстремальных принципах теории пластичности, компьютерном моделировании процессов в системе символьной математики Maple 14, а также в графическом пакете Pro/ENGINEER.

Экспериментальные исследования проводились с использованием современных испытательных машин и регистрирующей аппаратуры: микротвердомер KBW-01; инвертированный металлографический микроскоп Nikon; камера Nikon D700; оптический эмиссионный спектрометр Spectromaxx; установка ТВЧ фирмы «Элсис», укомплектованная пирометром; модернизированный пресс КВ 2330 с манометром.

Автор защищает:

- математические модели комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице пуансоном с плоским и плоскоконусным торцом;

- результаты теоретических исследований операции комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице с различной геометрией инструмента и на различных стадиях деформирования;

- выявленные количественные закономерности влияния технологических параметров, геометрических размеров рабочего профиля инструмента и граничных условий на характеристики деформирования и силовые режимы операции;

- разработанные рекомендации по выбору исходного материала с определенными механическими свойствами, который используется при изготовлении латунных охотничьих гильз из прутковой заготовки с применением операции комбинированного выдавливания;

- предложенную технологическую схему изготовления латунных гильз к спортивно-охотничьим патронам на примере патрона калибра .338LM, обеспечивающую снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления, сокращение сроков подготовки производства и повышение эксплуатационных характеристик.

Научная новизна заключается в обосновании технологических параметров операции комбинированного выдавливания деталей типа «втулка с перемычкой», обеспечивающих рациональные силовые и деформационные режимы с реализацией требуемых соотношений скоростей течения деформируемого материала в прямом и обратном направлениях.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также практическим использованием результатов работы в промышленности.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации по проектированию технологических процессов, рабочего инструмента и штамповой оснастки для изготовления полых сложнопрофильных деталей из прутковых заготовок с использованием комбинированного выдавливания, обеспечивающие уменьшение трудоемкости и металлоемкости изготовления деталей, сокращение сроков подготовки производства и повышения эксплуатационных характеристик. Разработан модернизированный штамп для комбинированного выдавливания прутковых заготовок с рациональной рабочей геометрией инструмента.

Реализация работы. Разработанные рекомендации по расчету технологических процессов с использованием комбинированного выдавливания были востребованы в опытном производстве ОАО «ТНИТИ» (г. Тула) при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления латунных гильз к охотничьим патронам. Данные

рекомендации обеспечивают уменьшение трудоемкости изготовления, сокращение сроков подготовки производства новых изделий, увеличение КИМ, повышение качества готового изделия за счет уменьшения величины допусков размеров.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров техники и технологии направления 15.03.01 «Машиностроение» профиль «Машины и технология обработки металлов давлением», а также магистров по направлениям подготовки 15.04.01 «Машиностроение» и 15.04.02 «Технологические машины и оборудование», а также использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов на кафедре «Механика пластического формоизменения» ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет».

Апробация работы. Основные результаты данной работы представлялись на следующих конференциях и выставках:

- международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва, МАТИ им. К.Э. Циолковского, 2004-2014 гг.);

- IX Международной выставке, конгрессе и ассамблее молодежных научно-технических проектов ЭКСПО-НАУКА (г. Москва, ВВЦ, 2003 г.);

- V Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ (г. Москва, ВВЦ, 2005 г.);

- XXXXШ студенческой НТК ТулГУ (г. Тула, ГОУ ВПО «ТулГУ», 2006 г.);

- Итоговой Всероссийской научно-практической конференции «Ползуновские гранты» (г. Барнаул, ГОУ ВПО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова», 2007 г.);

- XI Международном салоне промышленной собственности «Архимед» (Москва, ВЦ «Сокольники», 2008 г.);

- ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (2004-2015 г.).

Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 5 статьях рецензируемых изданий, внесенных в список ВАК; 8 тезисах докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях общим объемом 2,8 печ. л.; из них авторских - 2 печ. л.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору |А.К. Евдокимову] и доктору технических наук, профессору |С.С. Яковлеву | за консультации при написании диссертационной работы.

Общественное признание достигнутых результатов. В результате участия во всероссийских и международных конференциях и выставках получены 4 медали и 8 дипломов, а также почетные грамоты.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения и четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 124 наименований, 3 приложения и включает 122 страницы машинописного текста, содержит 46 рисунков и 7 таблиц. Общий объем - 154 страницы.

Краткая аннотация по главам

В первом разделе проведены обзор изготовления охотничьих гильз, анализ существующих технологических процессов, которые показали, что данные детали можно получать более рациональным способом, например, с использованием холодного комбинированного выдавливания сложнопрофильным инструментом. Обоснована постановка целей и задач исследования.

Во втором разделе приведены разработанные математические модели осевого комбинированного выдавливания прутковых заготовок в ступенчатой матрице пуансоном с плоским и плоскоконусным торцом, основные уравнения энергетического метода, рассмотрены стационарная и нестационарные стадии процесса. Выявлены закономерности влияния технологических параметров, геометрических размеров рабочего профиля инструмента и граничных условий на характер течения материала и силовые режимы операции.

Для теоретического анализа процесса выдавливания использовался метод верхних оценок на основе кинематически-возможного поля скоростей. Решена задача комбинированного выдавливания в конической матрице плоскоконусным пуансоном деталей типа тонкостенных ступенчатых втулок с фигурной перемычкой.

В третьем разделе рассмотрены методы оценки свойств материала, а именно его технологические, эксплуатационные и экономические характеристики. Показано влияние термических операций на свойства латуни. Произведен учет изменяемых свойств материала на деформированное состояние. Сформулированы основные выводы.

В четвертом разделе изложены разработанные рекомендации по совершенствованию технологии изготовления гильз к спортивно-охотничьим патронам с использованием прутковой заготовки, спроектированы инструмент с рациональной рабочей геометрией и модернизированная штамповая оснастка для холодного комбинированного выдавливания

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1 Охотничьи патроны. Разнообразие и назначение

Калибр - одна из основных характеристик оружия, обозначающая диаметр канала ствола для гладкоствольного и расстояние между полями

нарезов для нарезного, выражается в цифровых величинах (Рисунок 1.1).

0

Рисунок 1.1 - Сечение нарезного ствола, где К - калибр оружия

Сейчас в мире существуют две основные системы обозначения калибра нарезного оружия: метрическая (в миллиметрах) и дюймовая (в дюймах). В Европе принята метрическая система, в Англии и США — дюймовая. Но обозначение калибра ни в одной из этих систем нельзя принимать за истинный диаметр пули. Следуя установившимся правилам, удобству написания или по другим причинам цифры в наименовании патрона чаще всего являются только его обозначением. В конце XIX века, когда формировались эти системы, канал ствола измерялся либо по полям, либо по нарезам и в наименование попадало любое из этих чисел, а иногда и просто наиболее близкая круглая цифра. Особенно это характерно для Европы [124].

Обилие патронов и калибров к нарезному оружию на первый взгляд непривычно среднестатистическому российскому охотнику и вызывает удивление — а зачем и почему их так много? И нужно ли столько?

Однако, каждый патрон создавался для определенного вида животного или группы животных. В патронах, снаряжавшихся дымными порохами, дававшими по современным меркам относительно низкие скорости пуль, их энергия и убойное действие достигались за счет увеличения калибра. Бездымные пороха, в общем случае, привели к снижению калибров и изменению формы гильз (вместо цилиндрических стали преобладать бутылочные формы), однако ряд патронов крупных калибров, предназначенных для охоты на особо опасных животных африканской пятерки (слон, носорог, буйвол, лев, леопард), сохранились из-за их высокого останавливающего действия их пуль [123].

Такое количество патронов может быть и не нужно, но производство патронов давно перешагнуло национальные границы и буквально десяток крупных компаний обслуживают весь мир и ориентируются на самых разных потребителей. Разумеется, есть и мелкие производители, но они, как правило, выпускают узкоцелевую продукцию (высококачественные и дорогие патроны для спортивных соревнований, патроны для антикварного оружия и т.п.). Универсального патрона, пригодного для охоты на всех животных даже в пределах одной страны, нет и быть не может. Объекты охоты различны по размерам, «крепости» на рану, местообитаниям и дистанциям, на которой возможен выстрел. В рамках одного и того же калибра для охоты в горах и в открытых равнинных пространствах будет необходим дальнобойный патрон с более настильной траекторией, а для охоты в зарослях, где дистанция выстрела не превышает 100 м. можно обойтись и короткобойным [123].

Калибр .338 Lapua Magnum (8,58x71 mm, .338 Лапуа Магнум)

Патрон категории «ультрамагнум» калибра 8.6x70, созданный в середине 80-х годов (1987 г.) финской фирмой «Лапуа» для снайперской стрельбы на большие дистанции (около километра) (Рисунок 1.2).

014,31 mm "0,587"

-013,82 rTWÏl /

-ОЭ.46 mm / 0.372"

—09,41 mm.'S,370" I—03,61 mm / 0,339"

Г

014,93 mm 0,580"

Рисунок 1.2 - Патрон калибра .338 Lapua Magnum

История его такова [124]. В начале 1980-х годов (1983 г.) Джерри Хэскинс из компании Research Armament Industries (RAI), Джим Белл и Бутс Обермейер разработали на базе гильзы охотничьего патрона .416 Rigby патрон .338 Bell калибра для дальнобойной снайперской винтовки американской компании U.S. Navy, предназначенной для снайперов ВМС США. Но сразу патрон "не пошел" и его улучшенная версия вскоре была осуществлена компанией Lapua. Основная проблема состояла в том, что гильза патрона .416 Rigby по своей конструкции не могла выдерживать современные давления пороховых газов без появления остаточных пластических деформаций. Созданный Lapua патрон получил практически новую, не только переобжатую, но и усиленную гильзу от .416 Rigby, способную выдержать максимальное давление 420 МПа. Кроме того, разработчики испробовали все существующие на тот момент пули .338-го калибра, и окончательно остановились на собственной пуле весом 16.2 г. дающей наилучшие результаты в стволах с шагом нарезов в 10 дюймов.

Устройство гильзы патрона стрелкового оружия. Общие сведения

Современный патрон к ручному огнестрельному оружию состоит из следующих основных элементов: гильзы, капсюля-воспламенителя, метательного заряда и метаемого элемента.

Основной частью патрона является гильза, т.е. деталь, служащая для соединения в одно целое всех элементов унитарного патрона (пули, порохового заряда и капсюля), крепления всех остальных его частей и обтюрации пороховых газов при выстреле. Она изолирует пороховой заряд и капсюльный состав от воздействия внешней среды. Таким образом, металлическая гильза унитарного патрона облегчает процесс заряжания, создает условия для его автоматизации и резкого повышения скорострельности, а также обеспечивает длительное хранение патронов на складах и в других условиях, позволяя иметь большие их запасы.

В корпусе гильзы размещается пороховой заряд, пуля крепится в дульце, а капсюль-воспламенитель вставляется в капсюльное гнездо, обычно имеющее наковальню и одно или два затравочных отверстия, через которые луч пламени от капсюля передается пороховому заряду. В донной части гильза имеет фланец (закраину) или проточку, за которые она извлекается выбрасывателем из патронника после выстрела (Рисунок 1.3).

Гильза состоит из следующих основных элементов [28, 29]: среза гильзы -торца со стороны открытого конца гильзы; дульца гильзы - передней части гильзы, переходящей в скат или корпус, обеспечивающей хорошее удерживание пули при всех случаях обращения с патроном и его применения; ската гильзы - переходной конусной части гильзы между дульцем и корпусом (имеет важное значение для гильз с упором в скат); корпуса гильзы -конической или цилиндрической части гильзы от донной части до ската или среза. Корпус гильзы служит для помещения заряда. Толщина стенки корпуса

гильзы постепенно увеличивается к донной части как по производственным соображениям, так и по соображениям прочности гильзы (Рисунок 1.4).

Рисунок 1.3 - Основные элементы патрона

а_ б

Рисунок 1.4 - Гильзы: а - цилиндрическая; б - бутылочной формы 1- дульце; 2 - скат; 3 - корпус; 4 - запальное отверстие; 5 - капсюльное гнездо; 6 - наковаленка; 7 - дно; 8 - фланец; 9 - кольцевая проточка

Форма и размеры гильзы существенным образом сказываются на конструкции и функционировании стрелкового оружия.

В зависимости от геометрической формы гильзы делятся на цилиндрические и конические (бутылочные) (Рисунок 1.4) [48, 55, 123].

В зависимости от способа изготовления гильзы бывают цельнотянутые и составные [19, 48, 55]. Последние бывают с цельнотянутым или свернутым корпусом.

Для стрелкового оружия гильзы изготовляются из металла: гильзовой латуни; малоуглеродистой стали, плакированной томпаком (биметалла); стали, покрытой лаком; красной меди и т. п., которые обладают достаточной пластичностью, упругостью и антикоррозионной стойкостью, а также хорошо обрабатываются.

Сложные условия службы гильзы при выстреле в стрелковом оружии, особенно автоматическом, предъявляют особые требования, как к конструкции, так и к материалу гильзы [48, 55]. Требуется, чтобы гильзовые материалы обладали целым рядом свойств, к числу которых относятся:

- высокие пластические свойства (достаточная прочность), необходимые как по производственным соображениям (глубокая вытяжка давлением в холодном состоянии), так и для обеспечения хорошей работы при выстреле;

- высокая упругость, необходимая для легкой экстракции гильзы из патронника после выстрела;

- неизменяемость механических свойств со временем и стойкость против самопроизвольного растрескивания;

- высокая антикоррозионная стойкость, устойчивость против растрескивания и невзаимодействие с зарядом; химическая нейтральность к пороховому заряду и стойкость против действия высокой температуры;

- простота и удобство механической и термической обработки при изготовлении гильз;

- дешевизна и недефицитность.

Указанными свойствами наиболее полно обладает латунь марок Л68 и Л70, но ее применение ограничивается дороговизной и дефицитностью, а также склонностью к самопроизвольному растрескиванию. В результате этого технология производства гильз из латуни должна учитывать все эти факторы.

1.2 Существующие технологии гильзового производства

Производство металлических гильз к патронам имеет давние традиции, и основы его заложены еще в 40-50 годы [19]. Основными технологическими операциями являются вырубка кружка из полосы или ленты, свертка колпачка (первая вытяжка), многооперационная вытяжка с утонением стенки, обрезка кромок полученного полуфабриката, штамповка дна с капсюльным гнездом, проточка фланца, пробивка запальных отверстий, дульца, подрезка кромок гильзы. В промежутках между механическими операциями по мере нагартовки материала используют термохимические операции, куда входят отжиг, травление, промывка, сушка, а в случае получения гильз из стали проводят фосфатирование полуфабриката.

Все последующие годы технология мало совершенствовалась, и работы велись по созданию автоматизированного производства: разнообразных автоматических роторных, автоматизированных связей между линиями, линий контроля качества изделий и т.д.; и увеличения номенклатуры выпускаемых изделий.

Существует несколько направлений развития гильзового производства: сокращения числа технологических операций за счет интенсификации процессов деформирования, сокращения времени на переналадку, повышение эксплуатационных свойств изделий, понижение металлозатратности. Сокращение технологии возможно за счет уменьшения числа оборудования, например, исключить роторную линию. Второе направление - повышение

коэффициента использования материала, за счет применения, например, прутковой заготовки.

К первому направлению относится замена многооперационной вытяжки с утонением стенки на получение стаканообразного полуфабриката холодным выдавливанием. Здесь можно рассмотреть три схемы.

Для первой получается колпачковая заготовка по традиционной технологии. На следующем этапе происходит комбинированное выдавливание ступенчатого стакана, и, после термохимических операций, операции традиционного технологического процесса. В результате замена роторной линии для первой и второй вытяжек на пресс.

По второй схеме происходит одновременная свертка колпака и комбинированное выдавливание. Для осуществления такой операции использована комбинация вытяжной матрицы с матрицей выдавливания. Тогда процесс протекает по следующему маршруту: пуансоном плоскую заготовку втягивают в матрицу выдавливания и заневоливают, а затем комбинированное выдавливание ступенчатого стакана в том же инструменте. Далее полуфабрикат передается на роторную линию для окончательной вытяжки и потом процесс проходит по традиционной технологии. Способ позволяет исключить из маршрута одну роторную линию.

По третьей схеме происходит одновременная вырубка-свертка колпака. Затем на прессовом оборудовании - комбинированное выдавливание. После выполнения термохимических операций осуществляется вытяжка с утонением с одновременной обрезкой кромки также на прессовом оборудовании. На роторные линии остаются только лишь заключительные операции. Таким образом, можно отказаться от использования сразу двух роторных линий.

Все три варианта опробованы в опытном производстве на кафедре МПФ и ОАО «Тульский патронный завод».

Ко второму направлению относится замена заготовки на менее металлоемкую. Здесь также можно выделить три варианта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тушин, Роман Андреевич, 2016 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. Учебник. М.: Машиностроение. 1989. С. 304 .

2. Авицур Б., Бишоп Е.Д., Хан В.Ч. Анализ начальной стадии процесса ударного прессования методом верхней оценки. //Конструирование и технология машиностроения. Труды Американского общества инженеров-механиков. Пер. с англ. М.: Мир, 1972, № 4, С.24 -32

3. Агеев Н.П., Данилин Г.А., Огородников В.П. Технология производства патронов стрелкового оружия. Часть 2. Балт. гост. техн. ун-т. СПб., 2006. 533 с.

4. Алиев И.С. Технологические возможности новых способов комбинированного выдавливания. //Кузнечно-штамповочное производство, 1990, С.7-10

5. Алиев И.С., Азадов Ф.Э. Исследование процесса выдавливания полых деталей типа стакана. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 1990, №12, С. 32-34.

6. Алиев Ч.А., Тетерин Г.П. Система автоматизированного проектирования технологии горячей объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

7. Алифанов А.В., Захаревич Л.В., Макушок Е.М., Оленин Л.Д. Технологические процессы пластического деформирования в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1989. 208 с.

8. Алюшин Ю.А., Еленев С.А. Определение оптимального угла наклона конической матрицы при прямом прессовании. Кузнечно-штамповочное производство, 1964, № 10, С. 15-17.

9. Алюшин Ю.А. Исследование процессов обработки металлов давлением с помощью кинематические возможных полей скоростей. Учеб. пособие. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1978. 97 с.

10. Алюшин Ю.А. Теория обработки металлов давлением. Метод верхней оценки и его применение при решении задач ОМД. Учеб. пособие. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1977. 87 с.

11. Беккер П.В. Исследование комплексного осевого выдавливания ступенчатых латунных заготовок. //Тезисы докладов XXXII СНТК ТулПИ. Тула: ТулПИ, 1995. С. 52.

12. Беккер П.В. Технология получения ступенчатых втулок с внутренней перемычкой методом комплексного осевого выдавливания. // Тезисы докладов молодежной научной конференции «XXII Гагаринские чтения». М.: МГАТУ, 1996,4.1. С. 81-82.

13. Беккер П.В. Барковская А.С. Виды комплексного выдавливания при получении деталей с полостями. //Тезисы докладов на XXXIV СНТК ТулГУ. Тула: ТулГУ, 1997. С. 58.

14. Беккер П.В. Евдокимов А.К. Комплексное выдавливание ступенчатых труб с перемычкой внутри. Известия ТулГУ. Серия Машиностроение. Вып. 2. Тула: ТулГУ, 1998. С. 36-42.

15. Беккер П.В. Евдокимов А.К. Компьютерное моделирование при исследовании процессов многоканального выдавливания. Кузнечно-штамповочное производство. № 12, 1999, М: ИЦ «Техинпресс», 1999. С. 2527.

16. Беккер П.В. Влияние геометрии инструмента на кинематические и силовые характеристики комплексного выдавливания. //Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции «XXVI Гагаринские чтения». М.: Изд-во «ЛАТМЭС», 2000. Т. 2. С. 300.

17. Беккер П.В. Комплексное выдавливание латунных гильз. //Тезисы докладов Второго Международного конгресса студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука третье тысячелетие» YSTM'02. М.: «Профессионал», 2002. Ч. 1. С. 53.

18. Бронштейн И.Н., Семиндяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1966. 608 с.

19. Вексер А.А. Поточное производство боеприпасов. М.: Оборонгиз, 1945. 286 с.

20. Вереш И. Новый способ отрезки заготовок от прутка. //Кузнечно-штамповочное производство, № 2, 1969. С. 23.

21. Головин В.А. Производство заготовок и деталей холодной объемной штамповкой. В сб.: Холодное и полугорячее объемное деформирование взамен обработки резанием. ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1971, С. 438.

22. Головин В.А. Технология и оборудование холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1970. 188 с.

23. Головин В.А., Митькин А.Н., Резников А.Г. Технология холодной штамповки выдавливанием. М.: Машиностроение, 1970. 152 с.

24. Джонсон У., Кудо X. Механика процесса выдавливания металла. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1965. 174 с

25. Джонсон У., Меллор П.Б.Теория пластичности для инженеров. Пер. с англ. /Пер. А.Г. Овчинников. М.: Машиностроение, 1979. 567 с.

26. Данилин Г.А. и др. Справочник по технологии патронного производства. Военмех, 2011. 352 с.

27. Данилин Г.А. и др. Технология производства выстрелов. Военмех, 2006. 412 с.

28. Данилин Г.А. и др. Основы проектирования патронов к стрелковому оружию. Военмех, 2004. 345 с.

29. Данилин Г.А. и др. Разработка конструкции патрона. Военмех, 2008. 440 с.

30. Евдокимов А.К. Процессы выдавливания - как единая система. Вестник машиностроения. №4, 1998. С. 46-48.

31. Евдокимов А.К. Холодное выдавливание сложнопрофильных изделий // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, 2005. № 1. С. 9 - 17.

32. Евдокимов А.К. Герасимова О.М. Построение опорных решений для процессов обратного выдавливания. //Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства. Орел-Тула: ОрелГТУ, ТулГУ, 1998. С. 70-80.

33. Евдокимов А.К., Андрейченко В.А. Холодное выдавливание. Раздел 3. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки. Кишинев: Ш^ге^, 1993. 238 с.

34. Евдокимов А.К., Беккер П.В. Комплексное осевое выдавливание ступенчатой втулки с перемычкой внутри. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства». Тула: ТулГУ, 1999. С 160.

35. Евдокимов А.К., Назаров А.В. Дифференцированное выдавливание с одновременной вытяжкой // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением, 2004. Вып. 3. С. 101 - 106.

36. Евдокимов А.К., Назаров А.В. Учет противодавления при обратном выдавливании с активным трением // Заготовительные производства в машиностроении. 2007. № 11. С. 28-35.

37. Евдокимов А.К., Петров Б.В. Механизм образования утяжины в ступенчатой стенке выдавленного стакана // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформированного твердого тела и обработка металлов давлением. 2004. Вып. 3. С. 74 - 81.

38. Евдокимов А.К., Рыбин А.Ю. Комбинированное выдавливание кольцевых заготовок // Известия ТулГУ. Серия. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. Вып. 1. С. 200 - 208.

39. Евдокимов А.К., Юдахин Е.В., Савостьянов Е.Ю. и др. Штамп-прибор. Информ. листок №89-69. Тула: ТМОТЦ НТИП, 1989. С 1 - 3.

40. Евдокимов А.К., Юдахин Е.В., Сметана А.Д. Определение усилия прямого выдавливания полых цилиндрических изделий с фланцем. //Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: ТулПИ, 1984. С. 73-80.

41. Евдокимов А.К., Петров Б.В. Осесимметричное обратное выдавливание в ступенчатой матрице. // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением: сб. тезисов международ. науч.-техн. конф. СПб: БГТУ «Военмех», 2005. С. 7275.

42. Евдокимов А.К., Минакова Е.В., Барковская А.С. Обратное выдавливание пуансоном с коническим торцом. // Известия Тульского государственного университета. Серия «Машиностроение», выпуск 5. Тула: ТулГУ, 2000. С. 90-95.

43. Евдокимов А.К., Кузин В.Ф. Способ получения изделий типа цилиндрических тонкостенных стаканов. Патент РФ №602283. МКИ В21К21/04, 1978.

44. Евстратов В.А. Основы технологии выдавливания и конструирования штампов. Харьков: Вища школа, 1987. 144 с.

45. Журавлев А.З. Основы теории штамповки в закрытых штампах. М.: Машиностроение, 1973. 224 с.

46. Зарубин В.С., Овчинников А.Г. Механика процессов ковки и штамповки: Учеб. пособие. /Под ред. А.Г. Овчинникова. Ч. 2 М.: Изд-во МГТУ, 1992. 163 с.

47. Ильич В.Д., Мулин В.П. Полугорячее выдавливание. М.:НИИМАШ, 1971. 71 с.

48. Кириллов В.М., Сабельников В.М. Патроны стрелкового оружия. М.: ЦНИинформации, 1980. 372 с.

49. Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х т. М.: Машиностроение, 1987, т.З. Холодная объемная штамповка. Под ред. Г. А. Навроцкого. 1987. 384 с.

50. Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под общ. ред. С.С. Яковлева; ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2010. 732 с.

51. Ковка и штамповка. Справочник в 4-х т. // Ред. совет: Е.И. Семенов и др. т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева. М.: Машиностроение, 1987. 544 с.

52. Колмогоров В.Л Механика обработки металлов давлением. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. 688 с.

53. Макушок Е.М., Матусевич А.С., Северденко В.П. Теоретические основы ковки и горячей штамповки. Минск: Наука и техника, 1968. 406с.

54. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки / Под ред. В.А. Андрейченко, Л.Г. Юдина, С.П. Яковлева. Кишинев: Universitas, 1993. 240с.

55. Малов А.Н Производство патронов стрелкового оружия. М.: ОБОРОНГИЗ, 1974. 415с

56. Малов А.Н Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1969. 568с.

57. Митькин А.Н. Холодное объемное деформирование. //Сборник 1. Материалы семинара. М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1962. 281с.

58. Мишунин В.А. Теория и практика процесса холодного выдавливания. М.: Машиностроение, 1993. 320с.

59. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. 200 с.

60. Огородников В.А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением. Киев: Вища школа, 1983. 175 с.

61. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки. /Гречников Ф.В., Дмитриев A.M., Кухарь В.Д. и др.; Под общ. ред. А.Г.Овчинникова. М.: Машиностроение,1985. 184 с.

62. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 480 с.

63. Ренне И.П., Подливаев Ю.В. Холодное выдавливание алюминиевых сплавов. Тула: ТулГУ, 2000. 304 с.

64. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.

65. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. М.: Машиностроение, 1971. 782 с.

66. Сергеев А.И. Патроны стрелкового оружия: конспект лекций. /Пензенское высш. арт. инж. училище им. Гл. маршала артиллерии Н.Н. Воронова. Пенза, 1992. 17 с.

67. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление металлов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с

68. Смирягин А. П., Смирягина Н. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы. Справочник. М.: Металлургия, 1974. 213с.

69. Соловцов С.С. Безотходная разрезка сортового проката в штампах. М.: Машиностроение, 1985. 176с.

70. Справочник конструктора штампов. /Под общ. ред. Л.И. Рудмана. М.: Машиностроение, 1988. 496 с.

71. Степанский Л.Г, О границах очага пластической деформации при выдавливании. Вестник машиностроения,1963, №43, с.59.

72. Степанский Л.Г. Расчёты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

73. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.:Машиностроение,1977. 424 с.

74. Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Ганаго О.А. Деформации и усилия при обработке металлов давлением. М.: Машгиз, 1959.

75. Теория ковки и штамповки: Учёб. Пособие для студентов машиностроительных и металлургических специальностей вузов. //Е.П.

Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др.: Под общ. ред. Е.П. Унксова и

A.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1992. 720 с.

76. Теория обработки металлов давлением. Часть 2. Методы анализа процессов пластического формоизменения: Учебное пособие. // Под редакцией С. П. Яковлева. Тула: ТулГУ, 2002. 146с.

77. Теория обработки металлов давлением / Учебник для вузов / В.А. Голенков, С.П. Яковлев, С.А. Головин, С.С. Яковлев, В.Д. Кухарь / Под ред.

B.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.

78. Теория пластических деформаций металлов. // Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

79. Теория ковки и штамповки. Учеб. пособие для студентов машиностроительных и металлургических специальностей вузов. //Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др.; Под общ. ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. - 2-е изд., перераб. и доп. М.:Машиностроение, 1992. 720 с.

80. Тимошенко С. П., Гульдер Д. Теория упругости. Пер. с англ. М.: Наука, 1975. 576с.

81. Томленов А. Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия. 1972. 408с.

82. Томсен Э., Янг Ч., Кобяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1969. 505 с.

83. Третьяков А. В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке металлов давлением. М.: Машиностроение, 1973. 321с.

84. Тушин Р.А. Влияние термообработки материала на работоспособность гильзы // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. Вып. 3. С. 126-131.

85. Тушин Р.А. Осевое комплексное выдавливание // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 3. С. 596-602.

86. Тушин Р.А. Определение характеристик латуни для операции «осадка» при производстве гильз // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 3. С. 591-596.

87. Тушин Р.А., Крутиков П.В. Евдокимов А.К. Комплексное выдавливание ступенчатых втулок с фигурной перемычкой внутри // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 6. Ч. 2. С. 56-65.

88. Тушин Р.А. Технологические параметры операции комплексного выдавливания ступенчатых втулок с фигурной перемычкой // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2015. Вып. 3. С. 89-99.

89. Тушин Р.А. Комбинированное выдавливание ступенчатых стаканов // XXX Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции: тезисы докладов. М.: МАТИ, 2004. Том 1. С. 55-56.

90. Тушин Р.А. Использование комплексного выдавливания для изготовления латунных гильз// XXXI Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции: тезисы докладов. М.: МАТИ, 2005. Том 1. С. 149-150.

91. Тушин Р.А. Выбор схемы выдавливания для изготовления гильзовых полуфабрикатов // XXXII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции: тезисы докладов. М.: МАТИ, 2006. Том 1. С. 234 - 235.

92. Тушин Р.А. Комплексное выдавливание ступенчатых втулок с перемычкой // XXXIII Гагаринские чтения. Научные труды Международной молодежной научной конференции: тезисы докладов. М.: МАТИ, 2007. Том 1. С. 266 - 267.

93. Тушин Р.А. Холодное выдавливание гильз. Проблемы и решения // Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ-2005: сборник материалов при поддержке ЮНЕСКО. Россия, Москва: ОАО «ГАО ВВЦ», 2005. С. 331 - 332.

94. Тушин Р.А. Изготовление толстодонных гильз с использованием комплексного выдавливания // Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 52-54.

95. Тушин Р.А. Изготовление латунных гильз с использованием комплексного выдавливания // Сборник тезисов III магистерской научно-технической конференции. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 285-286.

96. Тушин Р.А. Разработка технологии и освоение производства снайперских прецизионных гильз типа «Magnum» калибров 8,6х69 мм и 7,62х69 мм // Сборник научных трудов «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов». Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. С 313-315.

97. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки. М.: Мир, 1965.

548с.

98. Унксов Е. П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. М.: МАШГИЗ, 1955. 280 с.

99. Унксов Е. П. Инженерная теория пластичности. М.: МАШГИЗ, 1959. 372с.

100. Унксов Е. П., Джонсон У. Теория пластических деформаций металла. М.: Машиностроение, 1983. 598с.

101. Унксов Е. П., Сафаров Ю. С. Теоретический анализ плоской задачи обратного прессования. «Кузнечно-штамповочное производство». 1968, №3. С. 3 - 6.

102. Фаворский В. Е. Холодная штамповка выдавливанием. М: Машиностроение, 1966. 160с.

103. Фаворский В. Е. Холодная штамповка цветных металлов выдавливанием. М.- Л.: МАШГИЗ, 1951. 491с.

104. Федоренков А.П. AutoCAD 2000 практический курс. М.: ДЕСС, 2001. 528с.

105. Фельдман Г.Д. Холодное выдавливание стальных деталей. Пер. с англ. М.: Машгиз, 1963. 187 с.

106. Филигаров Ю. М. Теоретическое и экспериментальное исследование плоской закрытой прошивки. // Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Тула: ТПИ, 1970. 236 с.

107. Филимонов Ю. Ф., Позняк Л. А. Штамповка прессованием. М.: Машиностроение, 1964. 359с.

108. Фойгельман Г. А. Альбом конструкций универсальных штампов блоков и узлов для холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1980. 112с.

109. Хилл Р. Математическая теория пластичности. Пер. с англ. М.: ГИТТЛ, 1956. 407 с.

110. Холодная объемная штамповка: Справочник. // Под редакцией Г.А. Навроцкого, В.А. Головина. М.: Машиностроение, 1973. 496с.

111. Шестаков Н.А., Власов А.В. Расчеты процессов обработки металлов давлением в среде Mathcad: Учебное пособие. М.: МГИУ, 2000. 225 с.

112. Чудаков П.Д., Коробкин В.Д. Обратное осесимметричное выдавливание упрочняющегося материала. «Прогрессивные технологические процессы обработки металлов давлением», ЭНИКМАШ, вып. 24, М., Машиностроение, 1971.

113. Чуприн А.И. AutoCAD 2000/2002. Лекции и упражнения. СПб.: ДиаСофтЮП, 2002. 784с.

114. Шестакова Н. К. Теоретическое и экспериментальное исследование нестационарной стадии плоской закрытой прошивки. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Тула: ТПИ, 1972.

115. Шофман Л.А. Приближенные решения трехмерных задач обработки металлов давлением. «Кузнечно-штамповочное производство», 1966, №4. 340 с.

116. Шофман Л.А. Теория и расчеты процессов холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1964. 375 с.

117. Шофман Л.А. Основы расчета процессов штамповки и прессования. М.: Машгиз., 1961, 340 с

118. Шухов Ю.В., Еленев С.А. Холодная штамповка. М.: Высшая школа, 1977. 208с.

119. Эверхарт Д. Холодное прессование металлов. М.: Машиностроение, 1968. 184с.

120. Яковлев С.П., Смарагдов И.А., Кузнецов В.П. Методы анализа процессов обработки металлов давлением. Уч. пособ. Тула: ТулПИ, 1976. 105 с.

121. Яковлев С.П., Кухарь В.Д., Евдокимов А.К., Макарова JI.JI. Математические основы теории обработки металлов давлением. Тула: ТулПИ, 1982. 90 с.

122. Avizur B. Metal Forming: Processes and Analysis, Mc. Graw-Hill Book Co. N.Y., 1968.

123. http://hunters.ru

124. http://guns.paxanb.ru