Совершенствование технологии изготовления поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Мартюгин Алексей Викторович

• Мартюгин Алексей Викторович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Мартюгин Алексей Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Коленчатый вал. Параметры качества и технические требования к поковке коленчатого вала автомобиля

1.2. Состояние вопроса технологического обеспечения геометрической точности и качества коленчатого вала. Существующее положение

1.3. Технологический процесс производства коленчатого вала

1.4. Проблемы технологии ГОШ и качества поковок. Описание проблемы обеспечения балансировки коленчатого вала при штамповке

1.5. Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ГЕОМЕТРИЧЕСКУЮ ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПОКОВКИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

2.1. Определение ключевых параметров поковки и ГОШ, влияющих на геометрическую точность поковки коленчатого вала

2.2. Определение допусков на КПП, обеспечивающих безопасность механической обработки и успешную балансировку

2.2.1. Физические исследования распределения дисбаланса поковок коленчатого вала в зависимости от КПП

2.2.2. Разработка математической модели определения дисбаланса поковки

2.2.3. Аппроксимация данных для последующего анализа балансируемости поковки

2.2.4. Определение границ допустимого дисбаланса поковки, обеспечивающего балансируемость изделия

2.2.5. Определение номинального и «благоприятного» дисбалансов по плоскостям балансировки

2.2.6. Анализ результатов расчетов

Выводы к главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КЛЮЧЕВЫХ ПАРАМЕТРОВ ГОШ НА ГЕОМЕТРИЧЕСКУЮ ТОЧНОСТЬ ПОКОВОК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

3.1. Выбор границ ключевых параметров ГОШ для обеспечения геометрической точности поковки коленчатого вала

3.2. Ограничение смещения по разъёму штампов

3.3. Учет растяжения пресса при контроле КПП и выборе закрытой высоты пресса

3.4. Снижение влияния деформации поковки при обрезке облоя на геометрическую точность и дисбаланс поковок коленчатых валов

3.5. Влияния горячей калибровки на геометрическую точность и дисбаланс поковок коленчатых валов

3.6. Выбор конфигурации противовесов поковки для выполнения специальной характеристики - балансирумости поковки коленчатого вала

3.7. Ограничение допуска высоты поковки для обеспечения балансируемости коленчатых валов

Выводы к главе

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ ПОКОВОК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ С НЕОБРАБАТЫВАЕМЫМИ ПРОТИВОВЕСАМИ

4.1. Последовательность принятия решений при разработке технологического процесса и проектировании штамповой оснастки повышенной точности

4.2. Разработка методики проектирования технологических процессов и оснастки для штамповки коленчатых валов с целью обеспечения повышенной геометрической точности и качества

4.3. Прогнозирование устойчивости технологического процесса горячей штамповки поковок коленчатых валов Р4 с необрабатываемыми противовесами

4.4. Вспомогательные технические решения для обеспечения производства поковок коленчатых валов

4.4.1. Устранение избыточного дисбаланса деталей коленчатого вала путем доработки вершин противовесов

4.4.2. Устранение избыточного дисбаланса и изменение в «благоприятном» направлении вектора дисбаланса поковок коленчатого вала путем доработки вершин противовесов

Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиографический список

Приложение А. Основные операции технологической линии штамповки коленчатого вала Р4

Приложение Б. Основные операции технологической линии обработки коленчатого вала Р4

Приложение В. Результаты исследований в «Программе для анализа балансируемости поковок коленчатых валов»

Приложение Г. Патенты и свидетельства

Приложение Д. Акты об использовании результатов диссертации в промышленном производстве

Приложение Е. Результаты проектирования технологии и штамповой оснастки на примере коленчатого вала Р4 с уменьшенным дисбалансом для балансировки валов на стадии механической обработки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии изготовления поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из основных задач обработки металлов давлением является создание и совершенствование технологий, обеспечивающих «экономию материальных и энергетических ресурсов».

Для дизельных двигателей грузовых автомобилей, как правило, в качестве исходной заготовки для механической обработки используют поковки, которые имеют, по сравнению с литыми заготовками, большую прочность. Согласно мировым тенденциям автомобилестроения, с целью снижения затрат на производство двигателей, коленчатые валы для современных рядных двигателей производятся без механической обработки противовесов. Современные рядные двигатели грузовых автомобилей, соответствующие требованиям Евро-5, производят на Ярославском моторном заводе ОАО «Автодизель», где совместно с австрийской фирмой AVL List GmbH реализован проект по производству двигателей 530 серии мирового уровня. Двигателями 530 серии комплектуются модели: ГАЗ 3307; ГАЗон Next (различные вариации); ЛИАЗ 429260; КАВЗ 4270; ВЕКТОР 8.8.м; ПАЗ (различные вариации); спецтехника (тракторы, автовышки, бункеровозы, мусоровозы, погрузчики, мобильные АРМ); техника специального назначения (Тигр М, Садко Next, Вепрь Next, ГАЗ 33081) и другие. До внедрения результатов представленной работы поковки поставляли из Германии. Стояла задача импортозамещения. Коленчатый вал с необрабатываемыми противовесами для таких двигателей - это новый продукт для России. Повышенная геометрическая точность поковок таких валов должна обеспечить не только оптимальные припуски, безаварийную работу режущего инструмента на стадии механической обработки, а также обеспечить требование конструкторской документации в части технической возможности балансировки предписанным способом на специальных обрабатывающих центрах.

Попытка практического освоения поковки коленчатого вала Р4 на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» показала недостаточность строгого выполнения ГОСТ 7505-89 для достижения указанных требований геометрической точности и качества. Отсутствовали результаты достоверных исследований по установлению формальных связей между ключевыми параметрами поковки (КПП), контролируемыми параметрами технологического процесса горячей объёмной штамповки (ГОШ) на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) и специальной характеристикой качества поковки — ее балансируемостью.

Разработка методов проектирования технологии и штамповой оснастки для производства поковок коленчатых валов повышенной геометрической точности без механической обработки противовесов с целью обеспечения балансируемости коленвала является актуальной научной задачей.

Степень разработанности темы.

Исследования, связанные со штамповкой коленчатых валов с необработанными противовесами, за рубежом в последнее время идут очень активно. В этом принимают участие не только ученые и производители современных автомобильных двигателей, но и основные поставщики поковок коленчатых валов. Исследования ведутся на основе высоких технологий с использованием самого современного оборудования и программного обеспечения. Однако, авторы исследуют отдельно результаты штамповки, и решают задачу балансировки на стадии механической обработки, либо решают задачи оптимизации конфигурации необрабатываемых частей коленчатого вала для улучшения балансировки, при этом не учитываются технологические особенности штамповки и балансировки. Обеспечению балансируемости поковки за счет обоснованного регламентирования параметров штамповки не уделяется должного внимания.

Объекты исследования: процессы штамповки, обрезки облоя и последующей горячей калибровки поковок коленчатых валов.

Предметы исследования: влияние КПП и технологических параметров ГОШ на выполнение требований потребителя к качеству поковки и безопасности обработки.

Цель работы. Повышение качества поковок коленчатых валов в соответствии с современными требованиями потребителя на основе совершенствования технологии горячей объемной штамповки. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать причины несоответствия поставляемых поковок требованиям потребителя по качеству (балансируемости).

2. Провести физические эксперименты в производственных условиях и компьютерное моделирование с целью установления зависимости между балансируемостью поковки и значений КПП.

3. Разработать математическую модель зависимости между значениями КПП и балансируемостью поковки.

4. Разработать методику определения КПП и технологических параметров ГОШ на стадии проектирования технологического процесса и штамповой оснастки, обеспечивающих достижение требований потребителя.

5. Применить разработанную методику на практике для усовершенствования технологического процесса ГОШ и штамповой оснастки.

6. Внедрить технологию ГОШ в производство.

Научная новизна:

1. Установлены КПП (изогнутость, смещение по разъему штампов, допуск на высотные размеры поковки) и выявлена взаимосвязь между ними и балансируемостью поковки.

2. Разработана математическая модель зависимости между значениями КПП и балансируемостью поковки, на ее основе создана методика, позволившая установить границы КПП (изогнутость - 0,5 мм в сторону, противоположную направлению хода пуансона при обрезке облоя; допуск на высотные размеры поковки - 0,8 мм; смещение по разъему штампов - 0,4 мм), обеспечивающих достижение требований потребителя.

3. Установлено влияние предварительной штамповки на смещение по разъему штампов и предложен способ снижения сдвигающих усилий за счет выпуска металла в облой под различными углами.

Теоретическая и практическая значимость заключается:

1. В разработке общих принципов формирования ограничений КПП и параметров ГОШ, обеспечивающих выполнение требований к качеству поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами.

2. В применении разработанной методики и предложенных технологических решений в практике проектирования технологических процессов ГОШ.

3. В разработке и внедрении технологии штамповки коленчатых валов Р4 в производство на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ», позволившей решить задачу локализации производства поковок двигателей 530 серии ОАО «Автодизель» (ЯМЗ) на территории РФ, которая долгое время не была решена из-за несоответствия требованиям потребителя.

4. В разработке схемы и программы ЭВМ устранения избыточного дисбаланса поковки коленчатого вала для доработки наладочных поковок. Реализована в производстве.

Методы исследования. Исследование процесса штамповки (предварительная штамповка, окончательная штамповка, обрезка облоя и горячая калибровка) проведены путем конечно-элементного моделирования в программном комплексе QForm.

Исследования на основе параметрической 3D-модели коленчатого вала в авторской программе ЭВМ с использованием для перестроения модели среды Siemens NX. Аппроксимация данных выполнена с использованием нейросети (Python, Keras, TensorFlow). Графический анализ данных выполнен с помощью Matplotlib, Python.

Экспериментальные исследования проводились в производственных условиях на действующем оборудовании Кузнечного завода ПАО «КАМАЗ».

Результаты, выносимые на защиту:

1. Установленные КПП (изогнутость, смещение по разъему штампов, допуск на высотные размеры поковки) и взаимосвязь, выявленая между ними и балансируемостью поковки.

2. Определенные технологические операции ГОШ (предварительная и окончательная штамповка, обрезка облоя и калибровка) вызывающие отклонения КПП и разработанные методы устранения отклонений.

3. Разработаная математическая модель зависимости между значениями КПП и балансируемостью поковки и созданная на ее основе методика позволившая установить границы КПП (изогнутость - 0,5 мм в сторону, противоположную направлению хода пуансона при обрезке облоя; допуск на высотные размеры поковки - 0,8 мм; смещение по разъему штампов - 0,4 мм) обеспечившие балансируемость.

4. Методика проектирования технологии ГОШ с учетом требования балансируемости поковки.

5. Технология штамповки поковок коленвалов, внедренная в производство и позволившая провести импортозамещение.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует формуле специальности 2.6.4 - «Обработка металлов давлением», так как в ней производится «Оптимизация способов, процессов и технологий обработки металлов давлением для производства металлопродукции с целью повышения характеристик качества продукции» (п. 4), «Разработка способов, процессов и технологий обработки металлов давлением, обеспечивающих экологическую безопасность, экономию материальных и энергетических ресурсов, повышающих качество и расширяющих сортамент изделий» (п. 6), проводится «Исследование пластической деформации металлов в процессах обработки давлением, совмещенных с другими технологическими процессами обработки металлов с целью разработки энергоэффективных и материалосберегающих технологий» (п. 8).

Достоверность результатов, приведенных в диссертации, обеспечивается:

- использованием современных способов компьютерного, математического и физического моделирования процессов с построением 3D моделей, сходимостью их результатов;

- использованием в производственном процессе результатов диссертационной работы.

Реализация работы:

- на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» внедрена в производство технология и штамповая оснастка для горячей объёмной штамповки поковок коленчатых валов Р4 с необрабатываемыми противовесами;

- Кузнечному заводу ПАО «КАМАЗ» передана в использование методика проектирования технологии ГОШ и штамповой оснастки для коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами.

- в производстве средних рядных двигателей ПАО «Автодизель» внедрена в производство схема и программа ЭВМ устранения избыточного дисбаланса деталей коленчатых валов путем доработки противовесов, получен экономический эффект в размере 3197,618 тыс. руб. за счет уменьшения издержек (брака) Кузнечного завода ПАО «КАМАЗ»;

- на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» внедрена в производство схема и программа ЭВМ «перебалансировки» поковок коленчатых валов, получен экономический эффект на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» 3550 тыс. руб.;

- на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» внедрены положения работы, касающиеся устранения искажения геометрии по переходам формообразования поковок коленчатых валов разной конфигурации.

Личный вклад автора. Все выносимые на защиту научные результаты получены соискателем лично. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем разработаны:

- методика анализа балансируемости коленчатого вала при штамповке по специальной программе на основе 3D модели поковки;

- методика проектирования технологического процесса и штамповой оснастки для коленчатых валов на основе САО-СЛМ-СЛЕ;

- методика и схема устранения избыточного дисбаланса коленчатого вала при механической обработке на основе 3D модели поковки.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы технических наук» 19.02.2014г., научный центр «АЕТЕRNА», - Уфа, 2014; Международной интернет-конференции молодых учёных «Энергосбережение, информационные технологии и устойчивое развитие» 2328.06.2014г., - Ижевск, 2014; XII Конгрессе «Кузнец-2015» «Перспективы развития отечественного кузнечно-прессового и кузнечно-штамповочных производств в условиях импортозамещения», - Рязань, 2015; Международной научно-практической конференции «Инновационная наука: прошлое, настоящее, будущее», научный центр «АЕТЕRNА», - Уфа, 01.04.2016; 4-ой Международной молодежной научной конференции «Будущее науки-2016», -Курск, 14-15.04.2016; Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития машиностроения», - Липецк, 2016; XII Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», - Новосибирск, 03-07.12.2018.; Международной научно-технической конференции молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, - Белгород, 18-20.05.2022г.

Публикации.

Основное содержание и результаты работы опубликованы в 21 работе, в том числе: в 6 изданиях, входящих в перечень ведущих российских рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ; в 2 свидетельствах о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Основная часть содержит 147 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 66 рисунков, библиографический список из 168 наименований и приложений на 37 страницах. Общий объем диссертации 209 страниц.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Коленчатый вал. Параметры качества и технические требования к поковке коленчатого вала автомобиля

В настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями [97], в которых используется, как правило, коленчатый вал [54], производимый по технологии ГОШ (см. Приложение А).

Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение, которое через трансмиссию передаётся на ведущие колеса автомобиля, он является одной из наиболее ответственных и дорогостоящих деталей двигателя внутреннего сгорания.

Рисунок 1.1 - Коленчатый вал с необрабатываемыми противовесами: 1- цапфа коленчатого вала; 2 - посадочное место шестерни привода распределительного вала; 3 - отверстие подвода масла к коренной шейке; 4 - противовес; 5 - щека;

6 - шатунные шейки; 7 - фланец маховика; 8 - отверстие подвода масла к шатунной шейке; 9 - противовесы; 10 - коренные шейки; 11 - коренная шейка

упорного подшипника

Конструктивно коленчатый вал состоит из нескольких коренных и шатунных шеек, разделенных между собой щеками (рисунок 1.1). Количество коренных шеек, как правило, на одну больше, чем шатунных. Вал с такой

компоновкой называется полноопорным. Продолжением щек являются противовесы, которые уравновешивают дисбаланс от шатунов и поршней, тем самым обеспечивая плавную работу двигателя. Коренные шейки имеют больший диаметр, чем шатунные шейки.

Шатунные шейки, расположенные между двумя щеками, называются коленами, их положение должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты. Колена располагаются в зависимости от числа, расположения и порядка работы цилиндров [164].

Коленчатый вал, имеющий сложную геометрию, испытывает большое количество циклов нагрузки в течение срока службы, поэтому балансировка, усталостные характеристики и долговечность являются ключевыми факторами в конструкции коленчатого вала [140]. Коленчатый вал требует высокой прочности на кручение и изгиб, а также улучшенных характеристик балансировки для безопасной работы в течение срока службы [165], а также для повышения производительности двигателя [156].

Поскольку коленчатый вал одна из самых ответственных и сложных деталей двигателя, заготовка (поковка) должна обеспечить прочность коленчатого вала и высокий ресурс двигателя. Для изготовления поковок используются стали, которые на финишных этапах проходят термическую обработку закалкой токами высокой частоты (ТВЧ) или азотирование (химико-термическая обработка - ХТО). Оба вида термической обработки придают коренным и шатунным шейкам высокую поверхностную твёрдость для увеличения эксплуатационной стойкости вала. Механические свойства поковок из сталей для коленчатых валов, производимых на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ», указаны в таблице 1.1.

Поковки коленчатых валов на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» изготавливаются из термоулучшаемых сталей (42ХМФА и 45Г2А) [35] с закалкой в полимерной жидкости «тосол» [94], дисперсионно твердеющие микролегированные стали (38МдУБ6), которые проходят контролируемое

охлаждение с температуры штамповки и приобретают необходимые требования к структуре и механическим свойствам.

Таблица 1.1 - Механические свойства сталей для коленчатых валов.

Марка стали Термическая обработка Временное сопротивление Ов (МРа), > Предел текучести От (МРа), > Относительное удлинение 5 (%) Относительное сужение у (%)

42ХМФА Улучшение 735 590 14 45

45Г2А Улучшение 689 448 18 40

38MnVS6 Контролируемое охлаждение 850 550 12 25

Коленчатые валы Р4, которые рассматривается в настоящей работе изготавливаются из 38MnVS6 и проходят контролируемое охлаждение на круге охлаждения ковочной линии. Химический состав стали 38MnVS6 по согласованным техническим требованиям по поставке (ОЭМК г. Старый Оскол) позволяет проводить процесс без дополнительного охлаждения поковок, т.е. поковки охлаждаются естественным образом на воздухе. Согласно [147] после формообразования поковки из стали 38MnVS6 охлаждаются в течении около 7 минут на спокойном воздухе, затем с температурой около 500°С охлаждаются до температуры производственного помещения в закрытом от интенсивного охлаждения участке. Структура поковки: ферритно-перлитная смесь. Другие состояния (бейнит или мартенсит) не допускаются. Твёрдость на поковке: 252...302НВ.

На текущий момент подходы по достижению качества деталей (автомобильных компонентов сборочного производства) изменились кардинально. В обязательства поставщика коленчатого вала входит: поддержание качества продукта; поддержание качества процесса изготовления; разработка и поддержание системы обеспечения качества на стадиях жизненного цикла продукта [154, 37]. Основной фокус на выполнение требований потребителя, особенно на ключевые параметры коленчатого вала. Ключевые параметры требуют особого внимания, поскольку любые отклонения могут повлиять на безопасность транспортного средства, соответствия требованиям

законодательства, возможность сборки, а также соответствие требуемым размерам, эксплуатационным параметрам, показателям надежности. Например, согласно техническим требованиям потребителя (сборочного производства автомобилей, локализованного на территории Российской Федерации) в чертеже поковки коленчатого вала, должна быть обеспечена в требуемых пределах значение специальной характеристики коленчатого вала - балансируемости (балансировка поковки на стадии механической обработки). Иногда в чертеже поковки не только присутствует требования по балансируемости поковки, но и вводится требование по направлению и величине исходного (благоприятного) дисбаланса, который устраняется при механической обработке с наименьшими затратами и обеспечивает последующую успешную балансировку (рисунок 1.2).

not ие г I i с he Unvucht I natural unbalance

Bmg Mi Me HI 1 I rcfercnce mddlt MB 1. 32 q<R ioftii«lt Umu'.M I • on• nоt nbolorict 163 bial. Kroeping 1 I rtltrtd lo crank. 1 SO )<« Stitalrtitredmi I dulribifioi rodn»

Being Milte HL 5 / reference middle of MB 5: 4 qcm lommale U«»«M I nomiiol inboloKC -3 Ь/91 Krtepfing 1 I relered I» (rank 1 50 )(■ Streikrcinedi«) I dulribitioi rodnt

Рисунок 1.2 - Пример требования потребителя в чертеже поковки о необходимом направлении и величине исходного дисбаланса в чертеже

поковки (фрагмент чертежа)

Необходимо учесть, что выполнение геометрических и технических требований (ТТ) чертежа поковки, как показывает практика, не означает автоматического выполнения требований по дисбалансу поковки.

Обязательно поставщиком должна быть обеспечена прослеживаемость создания и сохранения значений ключевых параметров коленчатого вала по потоку процесса изготовления. Процессы, влияющие на предельные значения отклонений КПП, должны быть определены и быть статистически стабильны (управляемое состояние), это достигается за счет следования плану управления качеством, за счет оперативного обнаружения и устранения причин отклонения значений ключевых параметров технологических операций [154, 37].

Качество коленчатого вала подтверждается проверкой (аудитом) поставщика продукта на способность обеспечить требуемое качество на этапах: технологической подготовки производства; стадии выпуска установочных партий; серийных поставок коленчатого вала после одобрения потребителем производства поставщика [154, 37].

1.2. Состояние вопроса технологического обеспечения геометрической точности и качества коленчатого вала. Существующее положение

Проведен анализ отечественных и иностранных литературных источников, посвященных обеспечению геометрической точности и качества поковок. Отмечено, что технологическому обеспечению балансируемости поковки и безопасности механической обработки поковки не уделяется внимание.

Для исследуемых поковок коленчатых валов повышенная геометрическая точность необходима для решения следующих вопросов, четко не сформулированных в требованиях в чертеже поковки:

Оптимизация механической обработки коленчатых валов привела к тому, что обрабатывающий инструмент двигается по ускоренной подаче при огибании необрабатываемых частей поковки (противовесов). Если какой-либо противовес, вследствие изогнутости или линейного удлинения поковки, пересечет линию ускоренного движения инструмента, то возникает риск поломки дорогостоящего инструмента и оборудования. Для безопасной работы необходимо ограничить (сверх требований ГОСТ 7505-89) ключевые параметры поковки (КПП),

относящихся к линейным размерам поковки в местах ускоренного движения режущего инструмента. Эта тема пока нигде не отражается. Поэтому тема повышения геометрической точности поковки является ключевой для обеспечения безопасности механической обработки.

Проектирование поковки коленчатого вала с необрабатываемыми противовесами по ГОСТ 7505-89 не обеспечивает необходимой точности для современной механической обработки вала. Поковки для валов Р4 при степени сложности поковки С3, классе точности Т4 (открытая облойная штамповка на КГШП) имеют исходный индекс 18 для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений. Согласно ГОСТ 7505-89 допуски на необрабатываемые поверхности противовесов должны иметь следующие значения:

- для коленвала Р4 размеры крайних противовесов 219,25+1,9/-3,7 и 241,5+3,7/-1;9, размеры средних противовесов 22,5+1,3/-2,7 и 44,75+30/-1;5; по требованиям безопасности обработки допуск на эти размеры ±2 (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Размерная цепочка расположения необрабатываемых противовесов коленчатого вала Р4

Необходимо отметить, что допуски на размеры необрабатываемых поверхностей противовесов включают в себя допуск на смещение по разъёму штампов и остаток облоя. Поэтому для достижения необходимой геометрической точности по расположению противовесов недостаточно требований ГОСТ 7505-89 и стандартных технологических решений.

Обеспечение балансируемости поковки - это сужение значения и разброса дисбаланса центрованных поковок до такого уровня, когда этот разброс обеспечивает автоматическую балансировку коленчатого вала на специальном оборудовании. Поскольку измерение дисбаланса поковки невозможно без специального оборудования и, как правило, проведения первых операций механической обработки (торцовки и центровки), оценить геометрическую точность вала можно только за счет измерения других КПП, непосредственно влияющих на дисбаланс поковки и её балансировку.

Неуравновешенность (дисбаланс) коленчатого вала характеризуется таким распределением масс, которое вызывает переменные нагрузки и вибрацию двигателя. Дисбаланс изделия - величина векторная, равная произведению

локальной неуравновешенной массы т на расстояние (радиус) ее расположения от оси этого изделия г, т.е.

Б = т^г (1.1)

где,

Б - вектор дисбаланса объекта,

т - масса объекта,

г - эксцентриситет массы объекта.

Моментная неуравновешенность является частным случаем динамической неуравновешенности, при которой ось детали и ось инерции детали пересекаются не в центре масс [33].

Дисбаланс детали характеризуется векторами в двух параллельных плоскостях с числовым значением (в гмм или гсм) и направлением - углом дисбаланса (в градусах) в полярной системе координат построенной от оси детали. Осевая неуравновешенность при этом не учитывается и никак не измеряется при производстве. Во время вращения детали, имеющей дисбаланс, возникает переменная центробежная сила Р = тш2, где w - угловая скорость вращения.

Балансировка необходима для приведения изделий, обладающих дисбалансом, в уравновешенное состояние. Балансировка включает в себя определение величины и угла дисбаланса на специальном стенде и уменьшением его значения по двум плоскостям путем удаления массы, при этом направление результирующего дисбаланса обычно не имеет значения [31].

Балансировку принято рассматривать при механической обработке (см. Приложение Б) конечного изделия, но возможности ее не безграничны, при большом значении дисбаланса и (или) «неудачном» его направлении, а также ограниченности возможностей по схему материала, может возникнуть ситуация невозможности балансировки. В литературе по горячей объёмной штамповке обеспечению балансировки коленчатого вала на этапе горячей объёмной штамповки внимания не уделяется, не рассматривается взаимосвязь штамповки

и механической обработки для обеспечения балансировки. Эти два процесса рассматриваются отдельно. Вся информация, собранная по теме, относится к балансировке изделий механическим способом, в основном за счет контроля фактического дисбаланса и доработки необрабатываемых частей коленчатого вала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мартюгин Алексей Викторович, 2022 год

- 836 с.

58. Колмогоров В.Л. Принцип возможных изменений напряженно-деформированного состояния / В. Л. Колмогоров // Инженерный журнал. Механика твердого тела. - 1967. - № 2. - С. 143-148.

59. Колмогоров В. Л. Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов / В. Л. Колмогоров // Кузнечно-штамповочное производство. - 2003. - № 2. - С. 4-16.

60. Крук А.Т. Создание прессового оборудования для гибких автоматизированных производств / А. Т. Крук // Кузнечно-штамповочное производство. - 1985. - №8. - С. 37-39.

61. Крук А.Т. Производство поковок коленчатых валов автомобильных двигателей / А. Т. Крук // Кузнечно-штамповочное производство. - 2002. - №12.

- С. 7-14.

62. Крук А.Т. Штамповка поковок фланцев трубопроводов на тяжелых кривошипных горячештамповочных прессах / А. Т. Крук, В. Ф. Федоркевич // Кузнечно-штамповочное производство. - 1999. - №6. - С.35-40.

63. Крук А.Т. Экспертная оценка силы штамповки поковок коленчатых валов / А. Т. Крук, Ю. А. Дибнер // Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении: сборник научн. трудов Донбас. гос. машиностроит. акад. - 2004. - С. 25-30.

64. Крук А.Т. Экспертный анализ существующих и прогнозируемых параметров тяжелых КГШП / А. Т. Крук, Ю. А. Дибнер // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2000. - № 5. - С. 7-11.

65. Ланской Е.Н. О параметрах жесткости прессов / Е.Н. Ланской // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2008.

- №8. - С.35-39.

66. Мартюгин А.В. Анализ результатов исследования дисбаланса поковок коленчатых валов с использованием нейросети / А.В. Мартюгин, И.М. Володин // Со1^ишт^оита1 №26. - 2019. - С. 89-94.

67. Мартюгин А.В. Влияние ключевых параметров штамповки и первых операций механической обработки на балансировку коленчатого вала / А.В. Мартюгин, И.М. Володин // Автомобильная промышленность. - 2020. - № 2.

- С. 30-37.

68. Мартюгин А.В. Исследование балансировки и автоматизации расчета устранения дисбаланса коленчатых валов Р4 / А.В. Мартюгин, А. Ю. Карнилов, И.М. Володин // Инновационная наука: прошлое, настоящее, будущее: Инновационная наука: прошлое, настоящее, будущее: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 1 апр. 2016г.: в 5 частях / научный центр «АЕТЕRNА». - 2016.

- Ч. 2. - С. 62-67.

69. Мартюгин А.В. Методика проектирования технологии производства и штамповой оснастки коленчатых валов повышенной геометрической точности / А.В. Мартюгин, И.М. Володин // Вестник Липец. гос. техн. ун-та. - №1. -2018.

- №1. - С. 62-66.

70. Мартюгин А.В. Особенности проектирования технологических процессов горячей объёмной штамповки в автомобильной промышленности/ А.В. Мартюгин, И.М. Володин, Г. Ф. Биктимирова // Современные наукоёмкие технологии. - 2019. - №4. - С.176-183.

71. Мартюгин А.В. Особенности проектирования технологии штамповки поковок коленчатых валов с механически необрабатываемыми противовесами/ А.В. Мартюгин, И.М. Володин// Заготовительное производство. - 2022. - № 3.

- С. 125-132.

72. Мартюгин А.В. Применение нейросетей для совершенствования технологии штамповки поковок коленчатых валов для обеспечения их балансируемости / А.В. Мартюгин, И.М. Володин // Заготовительное производство. - 2021. - № 12. - С.549-556.

73. Мартюгин А.В. Прогнозирование устойчивости технологического процесса горячей штамповки поковок коленчатых валов Р4 необрабатываемыми противовесами / А.В. Мартюгин, Г.Ф. Биктимирова, Е.Г. Валиева [и др.] // Технология металлов. - 2022. - № 3. - С.36-44.

74. Мартюгин А.В. Программное обеспечение для выработки технологического обеспечения балансировки деталей с необрабатываемыми поверхностями / А.В. Мартюгин // Энергосбережение, информационные технологии и устойчивое развитие: материалы междунар. интернет-конф. молодых учёных 23-28 июня 2014 г., Ижевск / Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова. - 2014. - С. 104-109.

75. Мартюгин А.В. Снижение влияния деформации при обрезке облоя на геометрическую точность и дисбаланс поковок коленчатых валов / А.В. Мартюгин, И.М. Володин // Со1^шит-]оигпа1. - 2019. - №26. - С. 94-98.

76. Мартюгин А.В. Совершенствование метода проектирования технологических процессов горячей объёмной штамповки коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами/ А.В. Мартюгин, И.М. Володин, А.И. Володин, Г.Ф. Биктимирова// Известия Тульского Государственного университета. Технические науки. - 2020. - Вып. 6. - С.364-372.

77. Мартюгин А.В. Технологическое обеспечение балансировки коленчатых валов большегрузных автомобилей / А.В. Мартюгин // Фундаментальные проблемы технических наук: материалы Международной научно-практической конференции 19 февраля 2014г. / научный центр «АЕТЕККА». - 2014. - С. 97-100.

78. Мартюгин А.В. Технологическое обеспечение балансировки поковок коленчатых валов большегрузного автомобиля / А.В. Мартюгин // Известия Тульского Государственного университета. Технические науки. - 2014. - Т. 11 . - Ч. 1. - С. 176-183.

79. Мартюгин А.В. Устранение дисбаланса коленчатых валов Р4 вне технологических линий производства / А.В. Мартюгин // Будущее науки-2016 :

сборник научных статей 4-ой Междунар. молодеж. науч. конф., 14-15 апреля 2016, Курск. - 2016. - Т. 4. - С. 90-94.

80. Мартюгин А.В. Штамповка в торец поковок валов на КГШП из вальцованной заготовки на Кузнечном заводе ПАО «КАМАЗ» / А.В. Мартюгин, П.И. Золотухин, А.И. Володин // Проблемы и перспективы развития машиностроения : сборник научных трудов Междунар. науч.-техн. конф., посвящённой 60-летию Липецкого государственного технического университета: в 2 частях. - 2016. - Ч. 2. - С. 306-312.

81. Мартюгин А.В. Математическое исследование геометрической точности поковки при штамповке для обеспечения последующей балансировки коленчатого вала / А.В. Мартюгин // Наука. Технологии. Инновации: сборник трудов XII Всерос. науч. конф. молодых ученых 03-07.12.2018г., Новосибирск: в 9 частях. - 2018. - Ч. 2. - С. 2-56.

82. Медведев И. П. Разработка технологии ресурсосберегающего изготовления крупногабаритных поковок: 05.02.09: дис. ...канд. техн. наук : 05.02.09. - 2011. - 177 с.

83. Механика немонотонных процессов пластического деформирования / Е. Н. Сосенушкин, Е. А. Яновская, А. Е. Сосенушкин, В. В. Емельянов // Вестник машиностроения. - 2015. - № 9. - С. 29-33.

84. Мирабишвилли Д.Д. Сравнительный анализ эксплуатационных показателей тяжелых кривошипных прессов / Д.Д. Мирабишвилли, В.В., Аверин, С.Н. Климов, В.И. Соков // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2006. - №11. - С.18-30.

85. Мунк М. М. Оценка эффективности использования металла в Российском машиностроении / М. М. Мунк // Вестник Оренбургского гос. ун-та. - 2008. - №11. - С. 90-93.

86. Надёжность и эффективность в технике: справочник в 10 томах / под общ. ред. В. Ф. Уткина, Ю. В. Крючкова // Машиностроение. - 1988. - Т. 3. - 224 с.

87. Новик Ф. С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф. С. Новик, Я. Б. Арасов // Машиностроение.

- 1980. - 304 с.

88. Новые технологии изготовления поковок, внедренные на кузнечном заводе ОАО «КамАЗ-Металлургия» / И.М. Володин, А. А. Ромашов, А. В. Перевертов, В.С. Мартюгин // Кузнечно-штамповочное производство. - 2004.

- № 10. - С. 3-7.

89. Об утверждении Стратегии развития автомобильной промышленности Российской Федерации на период до 2020 года: приказ Минпромторга России 23.04.2010 года № 319 (редакция от 27.12.13 г.) // [Электронный ресурс] Доступ из справ.-прав. системы КонсультантПлюс. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_104193/4ff730976b4497a22dcc9 25ebb46fd91e73af0ae/.

90. Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства / Я. М. Охрименко // Машиностроение. - 1976. - 560 с.

91. Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства: учебник для вузов. / Я. М. Охрименко // Машиностроение. - 1966. - 302 с.

92. Патент № 2455624 Российская Федерация, МПК7 G01M 1/22. Станок для динамической балансировки изделий / Юраш А. Ю., Шиляев А. А., Шмырев М. П., Беляков А. В. // [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.rU/wps/portal/IPS_Ru#1548917986998.

93. Перлин И. Л. Теория прессования металлов / И. Л. Перлин, Л. Х. Райтбарг // Металлургия. - 1975. - 448 с.

94. Применение закалочной жидкости «ТОСОЛ-К» для объемной закалки сталей / В. И. Астащенко, Н. П. Ионкина, Г. И. Янцен, И. Е Сорокин, Е. И. Гетберг // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1982. - №. 6. - С. 5-8.

95. Программа анализа дисбаланса коленчатого вала и построения схемы добалансировки: программа для ЭВМ № 2017664003 / А.В. Мартюгин, А.Ю.

Карнилов, А.В. Кораблев, А.А. Апраксин // [Электронный ресурс] URL: http://www1 .fips.ru/wps/portal/IPS_Ru# 1549279554668

96. Программа для анализа балансируемости коленчатого вала: программа для ЭВМ № 2014660945 / А.В. Мартюгин // [Электронный ресурс] URL: http://www1 .fips.ru/wps/portal/IPS_Ru# 1549279424095

97. Проект-Технарь.Устройство Авто: данный раздел посвящен вопросам устройства и эксплуатации авто // [Электронный ресурс] URL: https://www.studiplom.ru/Technology-DVS/diesel.html.

98. Рабинович И.П. Наладка прессов и штампов. / И.П. Рабинович, Л.И. Рудман // Машиностроение. - 1967. - 176 с.

99. Рыбин Ю.И., Рудской А.И., Золотов А.М. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов давлением // Изд-во СПбГПУ. - 2004. - 644 с.

100. Сафаров Д. Т. Условия развития предприятий-поставщиков автомобильных компонентов / Д. Т. Сафаров, А. Г. Кондрашов, Р. М. Муртазин // Сборник трудов «Современные технологии и развитие политехнического образования»: международная научная конференция, г.Владивосток, 19-23 сентября 2016 г. // [Электронный ресурс] URL: https://www.dvfu.ru/science/publishing-activities/catalogue-of-books-fefu/

101. Сафонов А.В. Исследование влияния жесткости кривошипных горячештамповочных прессов на их энергосиловые и геометрические параметры / А. В. Сафонов, А. Т. Крук // Прогрессивные, методы и технологическое обеспечение процессов обработки металлов давлением: тезисы докл. Междунар. науч.-техн. конф. / БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова. - 2005. - С. 229-232.

102. Сафонов А.В. Исследование условий повышения точности штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах / А. В. Сафонов, Г. Г. Хрущев, А.Т. Крук // Известия. Тульск. гос. ун-та. Серия «Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением». - 2003. - Вып. 1. - С. 148-156.

103. Сафонов А.В. Энергосиловые параметры штамповки до упоров штампа на кривошипных горячештамповочных прессах / А. В. Сафонов, А. Т. Крук // Механика пластического формоизменения. Технологии и оборудование обработки металлов давлением: сборник тезисов II Междунар. науч.-техн. конф. / Тульск. гос. ун-т. - 2004. - С. 116-117.

104. Северденко В.П. Теория обработки металлов давлением / В. П. Северденко // Высшая школа. - 1966. - 224 с.

105. Семендий В.И. Прогрессивные технология, оборудование и автоматизация кузнечно-штамповочного производства КамАЗа / В. И. Семендий, И. Л. Акаро, Н. Н. Волосов // Машиностроение. - 1989. - 301 с.

106. Семёнов Е.И. Ковка и горячая штамповка: учебник / Е. И. Семёнов // МГИУ. - 2011. - 414 с.

107. Семенов Е.И. Новая заготовительная операция гибки для штамповки коленчатых валов / Е. И. Семенов, Ю. В. Майстров // Заготовительные производства в машиностроении. - 2011. - № 9. - С. 15-18.

108. Смирнов А.Н. Вариационные уравнения принципа возможного изменения деформированного состояния для задач с ранее неизвестными границами пластического очага деформации / В. К. Смирнов // Труды Уральского политехнического института. - 1972. - Вып. 196. - С. 4-11.

109. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию / Г. А. Смирнов-Аляев // Машиностроение. - 1978. - 368 с.

110. Совершенствование технологии изготовления ответственных поковок на основе анализа и исследования факторов металлургического и кузнечного переделов / И.М. Володин, В. И. Безукладов, П.И. Золотухин, А. П. Алексеев // Производство проката. - 2004. - № 10. - С. 30-33.

111. Сосенушкин Е.Н. Разработка ресурсосберегающей технологии производства фланцевых поковок на универсальном оборудовании / Е. Н. Сосенушкин, В. В. Белокопытов // Вестник МГТУ Станкин. - 2010. - № 3. - С. 3541.

112. Сосенушкин Е.Н. Напряженное состояние и деформируемость металла при осесимметричной вытяжке / Е. Н. Сосенушкин, Е. А. Яновская, В. В. Емельянов // СТИН - 2014. - № 12. - С. 21-25.

113. Способ изготовления поковок коленчатых валов: патент РФ 2254198: МПК7 B21K 1/08/ В.С. Мартюгин, И.М. Володин, А. А. Ромашов, А. В. Перевертов, Р. Р. Ильченко // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1548917605676

114. Способ изготовления поковок с отростками: патент РФ № 2212974.: МПК7 B21K 1/74 / А. А. Ромашов, И.М. Володин, А. В. Перевертов, Ю. П. Клочков, В.С. Мартюгин, Н. В. Березюк // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1 .fips.ru/wps/portal/IPS_Ru# 1549274543135

115. Способ изготовления штампованных поковок: патент РФ 2275271: МПК7 B21J 5/02 B21K 1/28 B21K 21/02 (2006.01) / Володин И.М., Ромашов А.А., Мартюгин В.С., Перевертов А.В., Шарафиев А. Ф. // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1549274411507

116. Способ изготовления штампованных поковок с центральным отверстием: патент РФ 2275272: МПК7 B21K 1/28 B21J 5/02 / Володин И.М., Ромашов А.А., Мартюгин В.С., Перевертов А.В., Шарафиев А. Ф. // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1549274640141

117. Сравнительный анализ эксплуатационных показателей тяжелых кривошипных прессов фирмы «Eumuco» и ЗАО «Тяжмехпресс» / Д. Д. Мирианашвили, В. В. Аверин, С. Н. Климов, В. И. Соков // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2006. - №11. - С.18-30.

118. Степанский Л. Г. Об опытной проверке результатов компьютерного моделирования процессов пластического деформирования / Л. Г. Степанский // Кузнечно-штамповочное производство. - 2001. - № 6. - C. 36-40.

119. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. И. Попов. - Изд. 4-е, перераб. и доп. // Машиностроение. - 1977. - 423 с.

120. Тарновский, И.Я. Теория обработки металлов давлением / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев, О.А. Гонаго [и др.] // Металлургия. - 1963. - 672 с.

121. Телегин И. В. Повышение эффективности горячей объёмной штамповки круглых в плане поковок на кривошипных прессах: дис. ... канд. техн. наук : 05.02.09 / Телегин Игорь Викторович. - 2017. - 176 с.

122. Телегин В.В. Построение имитационных моделей в задачах исследования динамики механических систем // Фундаментальные исследования.

- 2014. - № 12. - С. 2125-2130.

123. Теоретические основы ковки и горячей объемной штамповки / Е. М. Макушок, А. С. Матусевич, В. П. Северденко, В. М. Сегал // Наука и техника.

- 1968. - 407 с.

124. 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 // Машиностроение. - 1992. - 720 с.

125. Теория обработки металлов давлением / И. Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Гонаго [и др.] - М. : Металлургия, 1963.- 672 с.

126. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / В. А. Голенков, С. П. Яковлев, С. А. Головин [и др.]; под ред. В. А. Голенкова, С. П. Яковлева // Машиностроение. - 2009. - 442 с.

127. Томленов А. Д. Теория пластического деформирования металлов / А. Д. Томленов // Металлургия. - 1972. - 408 с.

128. Управление проектом подготовки производства выпуска нового продукта/услуги / С. В. Касьянов, Д. Т. Сафаров, А. Г.Кондрашов, А. И. Фасхутдинов // изд-во Казанского ун-та. - 2017. - 101 с.

129. Устройство для динамической балансировки изделий: патент №2225602 МПК7 G01M 1/22 / Беляков А. В., Бербер В. А., Козлов И. Ф. и [др.] // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1548920714068.

130. Устройство для динамической балансировки роторов: патент 2336509 : МПК7 G01M 1/22 / Бакаев В.А., Козлов Ф. А., Салманов А. В. // ФИПС [Электронный ресурс] URL: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru#1548918090768

131. Федоркевич В. Ф. О жесткости современных кривошипных прессов / В. Ф. Федоркевич // Кузнечно-штамповочное производство. - 2001. - №2 5. - С. 2325.

132. Чернышов В. Н. Теория систем и системный анализ: учебное пособие / В. Н. Чернышов, А. В. Чернышов // Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. - 2008. - 96 с.

133. Шофман Л. А. Основы расчета процессов штамповки и прессования / Л. А. Шофман // Машгиз. - 1961. - 340 с.

134. Юльметова О. С. Моделирование процесса прецизионной балансировки цилиндрических инерционных тел/ О. С. Юльметова, А. Г. Щербак, М. А. Туманова, С. А. Щербак // Современные наукоёмкие технологии. - 2017. - №9. - С.82-87.

135. Яковлев С. П. Обработка давлением анизотропных материалов / С. П. Яковлев, С. С. Яковлев, В. А. Андрейченко // Квант. - 1997. - 332 с.

136. Яковлев, С. П. Штамповка анизотропных заготовок / С. П. Яковлев, В. Д. Кухарь // Машиностроение. - 1986. - 136 с.

137. A.Albers, N. Leon-Rovira, H. Aguayo, T. Maier. Institute of Product Development (IPEK), Universität Karlsruhe (TH), Center for Innovation in Design & Technology (CIDT), ITESM, Monterrey Campus, Mexico. - 2009

138. Adlof W.W. Wer an Leichtban denkt, kommt an einer Stahlkurbewelle nicht vorbei / W. W. Adlof // Schmiede-Journal. - 1994. - P. 13-16.

140. Anderson D. Detailed Study of Crankshafts Demonstrates Superior Fatigue Performance and Durability of Forged Steel Over Competing Material / D. Anderson, K. Lewis // FIERF, & AISI, Detroit, USA. - 2007. P. 1-2.

141. Bergstra J., Bengio Y. Random search for hyperparameter optimization // Journal of Machine Learning Research. - 2013. - № 13. P. 281-305.

142. Breiman L. Random Forests // Machine Learning. - 2001. № 45. P. 5-32

143. C.A. Coello Coello, A comprehensive survey of evolutionary-based multi-objective optimization techniques // Knowledge and Information Systems 1. - 1999.

- P. 129-156.

144. Chang C.-C., Lin C.-J. LIBSVM: A Library for Support Vector Machines. Neural Computation // [Электронный ресурс] URL: http://www.csie. ntu.edu.tw/~cj lin/papers/libsvm.pdf

145. Clevert D-A., Unterthiner Т., Hochreiter S. Fast and Accurate Deep Network Learning by Exponential Linear Units (ELUs). (2015-11-23) // [Электронный ресурс] arXiv:1511.07289 [cs.LG].

146. Contri A., Bourdet P., Lartigue C. Quality of 3D digitised points obtained with non- contact optical sensors // CIRP Annals — Manufacturing Technology. - 2002.

- Vol. 51. P. 443-446.

147. DIN EN 10267-1998. Стали ферритно-перлитные дисперсионно-твердеющие от температуры нагрева под горячую обработку = Ferritc-pearlitic steels for precipitation hardening from hot-working temperatures; German version EN 10267:1998: МКС 77.140.10*77.140.20 // [Электронный ресурс] URL: http://en.gostinfo.ru/catalog/Details/?id=4032136

148. Fix Evelyn, Hodges Joseph L. Discriminatory Analysis. Nonparametric Discrimination: Consistency Properties (PDF) (Report) // USAF School of Aviation

Medicine, Randolph Field, Texas. 1951. // [Электронный ресурс] URL: https://en.wikipedia.org/wiki/K-nearest_ neighbors_algorithm

149. Freedman David A. Statistical Models: Theory and Practice // Cambridge University Press. - 2009. - P. 26.

150. Geurts P., Ernst D., Wehenkel L. Extremely randomized trees // Machine Learning. - 2006. - № 63. - P. 3-42.

151. Guarato A.Z. Metrologie 3D de pieces de formes complexes par moyens optiques. Une application a l equilibrage de vilebrequins // Engineering Sciences. sup'erieure de Cachan. French: ENS Cachan. - 2013.

152. H. Aguayo-Tellez, N. Leon-Rovira, Computer aided innovation of crankshafts using genetic algorithms // Knowledge Enterprise: Intelligent Strategies in Product Design, Manufacturing and Management, Springer Boston, USA. - 2006. - p. 471-476.

153. H. Aguayo-Tellez, N. Leon-Rovira, A. Albers, T. Maier, Comparison of strategies for the optimization/innovation of crankshaft balance // Trends in Computer Aided Innovation, Springer, USA. - 2007. - P. 201-210.

154. IATF 16949. Фундаментальные требования к системе менеджмента качества для производства автомобильной промышленности и организаций, производящих соответствующие сервисные части. Quality management system requirements for automotive production and relevant service parts organizations. -01.10.2016 // [Электронный ресурс] URL: http://www.icgrp.ru/docs/list/standards/iso-ts-16949/16949-tkb.

155. Khasnis V. Crankshaft Design Optimization to Improve Dynamic Balancing and Fatigue Strength / V. Khasnis, M. Ukhande, G. Tilekar, R. Mane, G. Shegavi // International Journal of Automotive Engineering. - 2015. - № 6. - P. 59-66

156. Manoj. Optimization of Crankshaft Torsional Rigidity for Fatigue Strength Improvement Using CAE / Manoj. Ukhande; Rajesh, Mane and Girish, Shegavi. // SAE World congress, Detroit, Michigan, USA. - 2012. - № 2012-01-0404

158. Nair V., Hinton G.E. Rectified Linear Units Improve Restricted Boltzmann Machines // 27th International Conference on International Conference on Machine Learning, ICML'10. USA: Omnipress. - 2010. - P. 807-814.

159. Nicolas Audfray, Charyar Mehdi-Souzani, Claire Lartigue, Qualification et Performances des Systèmes de mesure Optiques QualiPSO // Journée 3DS. - 2012.

160. P. Bentley, Evolutionary Design by Computers, Morgan Kaufmann, USA, 1999. 612 A. Albers et al. // Computers in Industry. - 2009. - № 60. - P. 604-612

161. Platt John. Probabilistic outputs for support vector machines and comparison to regularizedlikelihood methods // [Электронный ресурс] URL: http://citeseer.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.41.1639

162. Self-Normalizing Neural Networks/ G. Klambauer; T. Unterthiner, А. Mayr, S. Hochreiter // Advances in Neural Information Processing Systems. - 2017. - № 30.

163. Stoter J. Fortschritte bei der Herstellung Gesenk geschmiedeter Kurbewellenrohlinge / J. Stoter // Schmiedestucke im Farzeugbau / Informationsstelle Schmiedestuck-verwendung. - 1978. - P. 35-37.

164. SYSTEMSAUTO.RU. Системы современного автомобиля // [Электронный ресурс] URL: http://systemsauto.ru/engine/crankshaft.html.

165. Rajesh. Crankshaft Fatigue Test Validation using CAE. / Rajesh, Mane; Manoj, Ukhande // Asia Forge, International Forging Conference, Delhi. - 2008. - P. 12.

166. Volodin I.M. A new resource-saving method of forming crankshafts heavy vehicles / I.M. Volodin, A.V. Martyugin // Information materials are prepared for involvement of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation in the Hannover Messe 2014. - 2014. - P. 16-18.

167. Wuraola A., Patel N. SQNL: A New Computationally Efficient Activation Function // 2018 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), Rio Rio de Janeiro. Brazil, IEEE. P. 1-7

168. Xia Liu. Approximation smooth and sparse functions by deep neuralnetworks without saturation. 2020. // [Электронный ресурс] arXiv:2001.04114v1 [cs.IT].

1.

Вальцовка заготовки

2.

Гибка заготовки

3.

Предварительный переход штамповки

4.

Окончательный переход штамповки

5.

Обрезка облоя

6.

Первый переход горячей калибровки

7.

Второй переход горячей калибровки

8.

Готовая поковка, поставляемая на линию обработки коленчатого вала

Комментарии к рисункам в Приложении А:

1. Желтый цвет указывает на поверхности, подвергаемые механической обработке на данной технологической операции.

2. Синий цвет указывает на поверхности, не подвергаемые механической обработке на данной технологической операции, но подвергнутые механической обработке на предыдущих операциях.

3. Серый цвет указывает на поверхности, не подвергаемые механической обработке на предыдущих операциях (необрабатываемые поверхности).

1. Поставка поковки коленчатого вала на технологическую линию обработки 2. Обработка концов и центров коленчатого вала Базы: первая и последняя коренная шейка.

3. Токарная обработка двух коренных шеек Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон. 4. Фрезерная обработка коренных и шатунных шеек (черновая) Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон.

5.

Фрезерная обработка коренных и шатунных шеек (получистовая) Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон.

6.

Сверление масляных каналов Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон.

7.

Мойка перед закалкой ТВЧ Базы: центра коленчатого вала.

8.

Закалка ТВЧ Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

Шлифовка шеек коленчатого вала Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

10.

Сверление крепежных отверстий Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

11.

Сверление крепежных отверстий Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

12.

Шлифовка концов коленчатого вала Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон.

13. Очистка коленчатого вала и проверка на наличие трещин 14. Балансировка коленчатого вала Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

15. Полировка коленчатого вала Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка. 16. Заключительные операции: мойка коленчатого вала, финишный контроль и упаковка Базы: центра коленчатого вала, упор в патрон, первая шатунная шейка.

Рисунок В.1 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,8 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,4 мм.

N0 = 0.4 5 = 0.4

Р1-Р1: * Р2-Р2

ЩОГ |*1»

Рисунок В.3 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,4 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,4 мм.

N0 = 0.2 5 = 0.4

Р1-Р1: " Р2-Р2

N0 = 0.8

5 = 0.3

Р1-Р1: " Р2-Р2

ЩОГ |МГ

Рисунок В.5 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,8 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,3 мм.

N0 = 0.6

5 = 0.3

Р1-Р1: " Р2-Р2

N0 = 0.4

5 = 0.3

Р1-Р1: " Р2-Р2

ЩОГ |МГ

Рисунок В.7 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,4 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,3 мм

N0 = 0.2 5 = 0.3

Р1-Р1: Р2-Р2

N0 = 0.8

5 = 0.2

Р1-Р1: " Р2-Р2

Рисунок В.9 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,8 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,2 мм.

N0 = 0.6

5 = 0.2

Р1-Р1: * Р2-Р2

ИV |МГ

N0 = 0.4

5 = 0.2

Р1-Р1: Р2-Р2

И9* |МГ

Рисунок В.11 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,4 мм, смещении по разъёму штампов Б=0,2 мм.

N0 = 0.2 5 = 0.2

Р1-Р1: Р2-Р2

N0 = 0.8 5 = 0.1

Р1-Р1: Р2-Р2

И9* |МГ

Рисунок В.13 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,8 мм, смещении по разъёму штампов 8=0,1 мм.

N0 = 0.6 5 = 0.1

Р1-Р1: Р2-Р2

(IV |МГ

N0 = 0.4 5 = 0.1

Р1-Р1: Р2-Р2

И9* |МГ

Рисунок В.15 - Графики функции значений дисбаланса относительно направления и значения изогнутости для плоскостей балансировки Р1-Р1 и Р2-Р2 при допуске на высотные размеры поковки N0=0,4 мм, смещении по разъёму штампов 8=0,1 мм.

N0 = 0.2 5 = 0.1

Р1-Р1: Р2-Р2

В ОССЖЙ'СЖАЖ ФЩРУАЩЕШ

Ц

$ sais:

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной ро но рации программы для ЭВМ

№ 2014660945

Программа для анализа балансируемое™ коленчатого вала

11ривообладиг1сль: Открытое акционерное общество «КАМА 3» (Я V)

Автор Мартюгин Алексей Викторович (RU)

ía»BKa№ 2014618924

Дет»поступления 03 сентября 2014 г.

Дл13 шсуларстнснмой peí миграции

II Pccvrpc программ для ЭВМ 20 октября 2014 Л

Врич руководителя Федеральной службы гю интелчектуашюй собственности

Л. Л Кирш)

Полученные в ходе выполнения диссертационной работы соискателем ученой степени кандидата технических наук Мартюгнным A.B. (научный руководитель д.т.н., профессор кафедры «Механика пластического деформирования» ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет» Володин И.М.) результаты в виде «Методики проектирования технологии и штамповой оснастки ГОШ на Kl II III поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами, которые бы удовлетворяли требованиям по обеспечению успешной балансировки коленчатого вата на стадии механической обработки», «Программа анализа дисбаланса поковки коленчатого вала и расчета схемы перебалансировки для успешной окончательной балансировки при механической обработке», а также некоторые технологические и конструкторские решения используются на Кузнечном заводе МАО «КАМАЗ».

Внедрены в производство следующие предложения по улучшению, инициированные на основе результатов диссертационной работы: -поковка коленчатого вала 3968165, штамп для выкрутки шатунных шеек 52-1379-6456, извещение об изменении 52.023.034-17 от 04.04.17 (корректировка оснастки для уменьшения искажения геометрии поковки из-за деформации при выкрутке шатунных шеек);

-поковка коленчатого вала 3968165. штамп для горячей правки 52-1422-6456, извещение об изменении 52.023.045-18 от 14.05.18 (корректировка оснастки для устранения искажений геометрии поковки из-за деформации при выкрутке шатунных шеек);

-поковка коленчатого вала 536.1005980. штамп для горячей правки 52-1422-6824. извещение об изменении 52.023.075-18 от 22.05.18 (корректировка оснастки для устранения изогнутости поковки, образующейся при обрезке об-лоя);

-поковка коленчатого вала 910.10-1005020-11, штамп для горячей правки 52-1422-6920, извещение об изменении 52.023.097-18 от 13.06.18 (корректировка оснастки для устранения изогнутости поковки, образующейся при обрезке об-лоя).

Заместитель главного технолога у А.Ф. Шарафиев

im9V/ _ 2018 г.

А KT

об использовании результатов научно-исследовательской работы

Начальник КОИиО

А.Ю. Карнилов

ПАО «КАМАЗ», Кузнечный завод

АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ программы ЭВМ

«л » '___20 г.

№ патента, свидетельства - заявление зарегистрировано от 20.09.2018г, № 12 Название: Программа анализа дисбаланса поковки коленчатого вала и расчета схемы перебалансировки для успешной окончательной балансировки при механической обработке

Автор: Мартюгин A.B.

Использовано с «^5 » ¿V_2018г

Программа используется в штампо-инструментальном корпусе (ШИК) и конструкторском отделе инструмента и оснастки (КОИнО) Кузнечного завода. Программа выполнена на основе параметрических 3D моделях деталей коленчатых валов Р4 и Р6, в которых методом вычитания твёрдого тела из 3D моделей поковок виртуально имитирована механическая обрабогха валов.

Программа преднажачена для уменьшения и изменения направления в «благоприятном» для балансировки направлении избыточного дисбаланса поковки коленчатых валов. Центрованные поковки с дисбалансом, превышающим допустимые по чертежу пределы, «перебалансируются» таким образом, чтобы остаточный дисбаланс не превышал допустимые пределы, а вектор дисбаланса был бы направлен в благоприятном для окончательной балансировки направлении. В качестве исходных данных Программа использует информацию о величине и направлении исходного дисбаланса при контроле на балансировочном стенде (станке) Балкар. Программа автоматизирует выбор параметров доработки вершин противовесов центрованной поковки коленчатого вала, с целью приведения дисбаланса до допускаемого уровня и направленного в «благоприятном» для балансировки направлении

ff* Cr <Л Ajj^/ Главный инженер Г.Ф. Мухаметзянов

Начальник ШИК _ _ А.Н. Пешков

Начальник КОИиО ( ^ АЛО. Карнилов

Руководитель ГСПЛРР . </«' ЛЛ. Корбан

С началом использования предложения ознакомлен ы)

_(1__2018г Автор: ' ~ ~~ 2 _

(Мартюгин A.B.)

« У ТВ ЦРЖ ДА Ю» инженер Кузнечного завода ШЮи^АМАЗ»

Г.Ф. Мухаметзянов 2020 г.

Справка

Расчет экономического эффекта использования результатов научно-исследовательской работы

Полученные в ходе выполнения диссертационной работы соискателем ученой степени кандидат технических наук Марпогнным A.B. (научный руководитель д.т.н.. профессор кафедры «Механика пластического деформирования» Ф1"БОУ ВО «Липецкий государственный технический университет» Володин U.M.) результаты использованы в производстве и получены следующие результаты:

I. Снижение затрат Кузнечного завода (КЗ) на брак за счет доработ ки дисбаланса поковок коленчатого вала Р4 с избыточным дисбалансом па НАС) «XXX» по специальной технологии с использованием «Программы анализа дисбаланса коленчатого вата и построения схемы добаланенровки (программа для ')ВМ Л« 2017664003)»

Время использования. г.г.

Кол-во позиций с избыт, дисбалансом. IIII.

2016

448

Цена поковки, руб.

! (сна полуфабриката ни стадии балансировки дета-лн. руб.

5450

7513.94

Потенциальные потерн по

браку, ТЫС. руб.

'Затраты на "добалаи-сировку", тыс. руб.

Снижение издержек. ТЫС. руб.

3366.2451

168.6272 3197.618

2. Снижение затрат на производство за счет доработки дисбаланса поковок коленчатого вала Р4 с избыточным дисбалансом на Кузнечном заводе по специальной технологии с использованием «Программа анализа дисбаланса коленчатого вала и пост роения схемы перебалансировки для успешной окончательной балансировки при механической

Время использования. 1.1 Кол-во позиций с избыт, дисбалансом 1 (ена поковки, руб. 'Затраты на "перебалансировку" одной поковки, руб. Потенциальные потери. тыс. РУб. Снижение издержек. 1ЫС. руб. -

2017 350 5450 450 1907.5 1750

2018 240 5450 450 1308 1200

2019 120 5450 450 654 600

Общий экономический эффект но снижению издержек та счет предот вращения списания в брак несоответствующей продукции за 2016-2019и составляет 6747.618 тыс. руб.

Справка подготовлена для предоставления информации диссертационному совету

Заместитель директора по экономике Начальник бюро ПБО

С .П. Янкнна

Л.И. Кустова

об использовании методики проектирования технологии и пгтамповой оснастки ГОШ на КП11П поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами, которые бы удовлетворяли требованиям по обеспечению успешной балансировки коленчатого вала на стадии механической обработки

1. Комиссия в составе представителей Кузнечного завода ПАО «КАМАЗ» заместителя главного технолога Шарафиева А.Ф., начальника конструкторского отдела инструмента и оснастки (КОИиО) Карнилова А.Ю.. исполнителя работы, аспиранта ЛГТУ г. Липецк Мартюпша А.В, составила настоящий акт в том. что результаты научно-исследовательской работы: «Методика проектирования технологии и штамповой оснастки поковок коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами» принята к использованию КЗ ПАО «КАМАЗ».

Методика содержит:

• порядок определения специальных характеристик и критических контрольных параметров штамповки, включающий программу анализа балансируемости поковки и определение границ ключевых параметров штамповки, в которых обеспечивается успешная балансировка коленчатых валов;

• последовательность проектирования технологических переходов горячей объемной штамповки коленчатых валов с необрабатываемыми противовесами;

• рекомендации по уменьшению влияния деформации при обрезке облоя, выкрутке и горячей правке на дисбаланс поковок, корректировке пгтамповой оснастки дня обеспечения успешной балансировки коленчатого вала на стадии механической обработки;

• схему и про!рамму ЭВМ устранения избыточного дисбаланса поковок и деталей коленчатого вала путем доработки вершин противовесов;

• схему и программу ЭВМ уменьшения и изменения направления в «благоприятном» для балансировки направлении избыточного дисбаланса поковки коленчатого вала путем доработки вершин противовесов.

Заместитель главного технолога - - д ф Шарафиев

«УТВЕРЖДАЮ» Главный инженер Кузнечного завода /^АО «КАМАЗ»

Г.Ф. Мухамелянов _ 2018 г.

\ КТ

Начальник КОИиО

АЛО. Карнилов

Начальник ТООМД

Р.С. Низамов

Автор, гл. специалист НТЦ

А.В. Мартюгии

К* патента, свидетельства 2014660945

Название: «Пршрамма дли анализа бяланснруемосгн коленчатого вала»

Использовано с «_3_» февраля 2014 г.

Использовано (корпус, цех, участок. >'« пресс линии):

в отделе КОИнО Кузнечного завода, для анализа балансируемости коленчатых валов 5340-1005980и 536-1005980 НЛО «Лвтодизель» (ЯМЗ). Программа выполнена на основе параметрических ЗП-моделех дсталей коленчатых валов Р4 и Р6, в которых методом вычитания твердого тела из ЭО-модели поковки виртуально имитирована механическая обработка вала. Анализ показа.'!, что главными факторами цгтамповки. влияющим на балансировку, являются недоштамповка и изогнутость поковки. Программа используется для автоматизированного (или при использовании графических диаграмм - полуавтоматического) анализа балансируемости коленчатого вала, которые хранятся в базе .тайных программы в структурированном виде и. соответственно, к ним можно получать доступ через запросы. На основе анализа балансируемости разработаны «Маршруты изготовления» поковок 53401005980 и 536-1005980. где определены ключевые параметры штамповки и последующих операций.

ПАО «КАМАЗ», Кузнечным (анот

АКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИИ программы ЭВМ

«

»

20 /7 г.

(Карм и.то в А.Ю.)

Руководитель ГСПЛРР

(Корпин Л.П-)

С началом использования предложения ознакомлсн(ы)

« £*»

20//г.

Автор:

(Мартюгин А.В.)

I IAO «Лвтодизель»

АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ изобретения

» «

»2018г

X? патента, свидетельства 2017664003

Название: «Программа анализа дисбаланса коленчатого вала н построения схемы добалансировки»

Использовано с 05.04.2016г

Использовано на производстве средних рядных двигателей (ПСРД) для добалансировки деталей 5340-1005020 и 536-1005020 вал коленчатый.

Когда дисбаланс коленчатого вала после окончательной балансировки в автоматической линии превышает допустимые значения дисбаланса, применяется метод «добалансировки» поковок за счет доработок вершин противовесов по специальной схеме и в специальной программе. На основе вектора исходного дисбаланса Fo производится подбор векторов изменения дисбаланса Fi доработкой вершин противовесов таким образом, чтобы при сложении вектора исходного дисбаланса и векторов изменения дисбаланса результирующий вектор остаточного дисбаланса находился в зоне допускаемого для детали дисбаланса.

Главный технолог 11АО «Автодизель» ^--"СтА. Шустров

Управляющий ПСРД ПАО «АвтодизегШй,————ДТбГстепанов

ПСРД ПАО «Автодизель»

С началом использования изобретения ознакомлены: Авторы: Мартюгин А.В_

Руководитель службы качества

A.A. Гурылев

Карнилов А.Ю. Кораблев A.B. Апраксин A.A.__

/

Заявление на программу ЭВМ зарегистрировано от 20.09.2018г, № 12 Название: Программа аналша дисбаланса поковки коленчатого вала и расчета схсмы перебалансировки для успешной окончательной балансировки при механической обработке

Автор: Мартюгин A.B.

Программа используется с 05.02.2018г в штампово-инструментальном корпусе (ШИК) и конструкторском отделе инструмента и оснастки (КОИиО) Кузнечного завода. Программа выполнена на основе параметрических 3D моделях деталей коленчатых валов Р4 и Р6. в которых методом вычитания твёрдого тела из 3D моделей поковок вирту ально имитирована механическая обработка валов.

Программа предназначена для уменьшения и изменения направления в «благоприятном» для балансировки направлении избыточного дисбаланса поковки коленчатых валов. Центрованные поковки с дисбалансом, превышающим допустимые по чертежу пределы, «перебалансируются» таким образом, чтобы остаточный дисбаланс не превышал допустимые пределы, а векгор дисбаланса был бы направлен в благоприятном для окончательной балансировки направлении. В качестве исходных данных Программа использует информацию о величине и направлении исходного дисбаланса при контроле на балансировочном стенде (станке) Ьалкар. Программа автоматизирует выбор параметров доработки вершин противовесов центрованной поковки коленчатого вала, с целью приведения дисбаланса до допускаемого уровня и направленного в «благоприятном» для балансировки направлении.

Руководитель ГСИЛРР ~ Л П ^Р63"

«УТВЕРЖДАЮ»

Главный инжвх^р^знечного завода

АКТ

О получении заявки на рассмотрели*

Автор:

Главный специалист НТЦ

A.B. Мартюгин

к рационализаторскому предложению № 3981/52 от 14.03.2017г

Мы, нижеподписавшиеся, подтверждаем факт начала использования рацпредложения «Изменение технологии выкрутки коленчатого вала 3968165 Cummins», авторов: Ильченко P.P., Харисов И.Ж., Мартюгин A.B., с 4 апреля 2017 года в производстве кузнечно-прессовом корпусе № 3

Результатом использования данного рацпредложения стало улучшение стабильности геометрии поковки, снижение внешнего брака по небалансировке

1. На основе чертежа детали (рисунок Е.1) и её модели проектируется «холодная» 3Б модели поковки (рисунок Е.2), а затем, на её основе, чертежа поковки (рисунок Е.3) с определением припусков и напусков, допусков на изготовление поковки, допускаемых отклонений формы поковки. Чертёж поковки с первыми операциями механической обработки (торцовкой и центровкой) разработан с учетом особенностей технологического процесса механической обработки с целью получения целевых параметров качества готовой детали (рисунок Е.4).

Рисунок Е.1- Эскиз детали коленчатого вала Р4

Рисунок Е.2 - модель поковки коленчатого вала Р4

Рисунок Е.3 - Эскиз поковки коленчатого вала Р4

2. Исследование балансируемости поковки в «Программе анализа дисбаланса коленчатого вала и построения схемы добалансировки». Для этого строится параметрическая 3D модель коленчатого вала (рисунок Е.5), где изменяемыми параметрами служат критические специальные характеристики и ключевые параметры, наиболее влияющие на балансировку вала на стадии механической обработки

Рисунок Е.5 - Параметрическая 3D модель коленчатого вала Р4 для «Программы анализа дисбаланса коленчатого вала и построения схемы добалансировки»

3. Проектирование «горячей» 3D модели поковки и окончательного перехода штамповки. В окончательном переходе штамповки учтены последующие искажения геометрии поковки на операции обрезки облоя.

4. Проектирование штамповой оснастки с применением 3D-систем проектирования (рисунки Е.6, Е.7, Е.8, Е.9, Е.10, Е.11).

Рисунок Е.6 - Эскиз проходов вальцовки

Рисунок Е.7 - Эскиз окончательного перехода штамповки

4МГ

Рисунок Е.8 - Эскиз предварительного перехода штамповки

А-А

Рисунок Е.9 - Эскиз ковочного штампа: 1 - штамп первого перехода (плющевка и сбив окалины), 2 - штамп предварительного перехода, 3 - штамп окончательного

перехода

3 5 4

Рисунок Е.10 - Эскиз штампа для обрезки облоя: 1 - матрица, 2 -матрицедержатель; 3 - пуансон; 4 - съёмник облоя; 5 - пуансонодержатель

5. Перепроверка достижимости целевых параметров качества поковки с использованием системы моделирования процесса штамповки QForm (рисунки Е.12 и Е.13).

Рисунок Е.12 - Результаты 3D моделирования горячей штамповки вала Р4

Рисунок Е.13 - Результаты 3D моделирования горячей штамповки вала Р4

6. Разработка технологии горячей штамповки и термофинишных операций.

7. Подготовка производства изготовления оснастки, разработка программ ЧПУ, изготовление штамповой оснастки (рисунок Е.14), необходимой для процесса производства поковок.

Рисунок Е.14 - Изготовление ковочного штампа на станке с ЧПУ

8. Разработка технологического процесса первых операций механической обработки, разработка и изготовление приспособлений для механической обработки.

9. Сборка и приёмка оснастки, передача в основное производство.

10. Резка заготовок под штамповку.

11. Нагрев и штамповка поковок коленчатых валов, контролируемое охлаждение с температуры штамповки (рисунки Е.15, Е.16, Е. 17).

12. Механическая обработка (торцовка и центровка поковок) - рисунки Е.18, Е.19, Е.20.

Рисунок Е.15 - Полуфабрикат коленчатого вала после штамповки на ковочном

прессе

Рисунок Е.17 - Поковка вала Р4 после операций горячего формообразования на

позиции контролируемого охлаждения

Рисунок Е.19 - Поковка вала Р4 после операций торцовка и центровки

Рисунок Е.20 - Поковка вала Р4 на контроле центровых отверстий