Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Трение и изнашивание в машинах

Диссертационная работа:

Пузырьков Дмитрий Федорович. Исследование трибологических характеристик технологических смазочных материалов с наполнителями при холодном пластическом деформировании металлов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.04 / Пузырьков Дмитрий Федорович; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина].- Москва, 2010.- 140 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2634

смотреть введение
Введение к работе:

з

Актуальность работы.

Взаимодействие поверхностей инструмента и заготовки при холодной пластической деформации металлов характеризуется предельными для процессов внешнего трения контактными давлениями (до 2000-2500МПа).

В условиях операций объемной пластической деформации металлов жидкие смазки не обеспечивают достаточного эффективного противодействия адгезионному взаимодействию поверхностей инструмента и заготовки. Поэтому применяют смазки с твердыми наполнителями, частицы которых экранируют соприкасающиеся поверхности, противодействуя адгезии, и снижают трение за счет того, что сдвиговые перемещения реализуются внутри частиц наполнителя.

Деформационный разогрев и упрочнение материалов контактирующих тел существенно усложняет протекание трибологических процессов при объемной пластической деформации металлов. Поэтому, использование справочных данных о коэффициентах трения, полученных на стандартных машинах трения снижает точность технологических расчетов.

Большой вклад в изучение проблем трения и изнашивания трибосопряжений и методов повышения сроков службы машин и оборудования внесли отечественные ученые Буше Н.А., Буяновский И.А., Гаркунов Д.Н., Дроздов Ю.Н.. Захаров СМ., Крагельский Н.В., Матвеевский P.M., Михин Н.М., Семенов А.П., Сорокин Г.М., Хрущов М.М. и другие.

Значительный вклад в развитие науки о трении при обработке металлов давлением внесли многие ученые, в том числе профессора: Белосевич В.К., Грудев А.П., Исаченков Е.И., Казаченок В.И., Колмогоров В.Л., Леваїюв А.Н., Тилик В.Т. и другие.

Однако определение триботехнических характеристик смазочных материалов с наполнителями для холодной пластической деформации до сих пор остается актуальной задачей повышения эффективности механообработки.

Диссертация выполнена в Научно-исследовательском институте «Триботехники и смазки» при НИЧ Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ) и связана с проведением исследований в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» 2009-2013гг., Государственной научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» 2001-2002гт.

Цель работы - разработка методики определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой в процессах холодного пластического деформирования металлов и создание информационной базы данных по триботехническим характеристикам наполнителей в технологических смазочных материалах.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе сформулированы основные задачи исследования:

  1. Выполнить анализ и выявить особенности определения и выбора коэффициента трения при проектировании операций холодной объемной штамповки.

  2. Разработать методику определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой при холодном объемном пластическом деформировании металлов.

  1. С помощью программно-вычислительного комплекса (ПВК) Deform-3D математически смоделировать процессы холодного прямого и обратного выдавливания, оценить влияние коэффициента трения на параметры напряженно-деформированного состояния (НДС) заготовки, ее нагрев в процессе деформирования, а также силы и контактные давления.

  2. Провести исследования триботехнических характеристик и седименташюнной стабильности порошковых наполнителей различной природы в технологических смазочных материалах (ТСМ) и сформировать информационную базу данных по этим характеристикам и значениям коэффициентов трения.

5. Разработать новый состав ТСМ для обратного выдавливания детали «палец
поршневой» двигателя автомобиля «КАМАЗ», позволяющий повысить качество
получаемых заготовок и стойкость штамповой оснастки.

Научная новизна.

  1. Предложена методика определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой при пластическом деформировании металлов, основанная на результатах физического и математического моделирования технологической операции.

  2. Получены зависимости коэффициентов трения от давления, которые позволяют учитывать в расчетах значения коэффициентов трения, соответствующие локальным участкам контактных поверхностей.

  3. Установлены зависимости параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) заготовки и инструмента, нагрева заготовки в процессе пластического деформирования, а также сил прямого и обратного выдавливания, от величины коэффициента трения на контактных поверхностях.

  4. Создана информационная база данных по триботехническим характеристикам и седиментационной стабильности ТСМ с твердыми наполнителями.

Практическая значимость работы состоит в создании методики определения коэффициентов трения между инструментом и заготовкой в процессе пластического деформирования металлов и формировании базы данных по триботехническим характеристикам, седиментационной стабильности и технологической эффективности порошковых наполнителей, используемых в смазочных материалах для объемной штамповки, а также разработке ТСМ «Росойл-СН-М», позволяющей реализовать в производстве технологию изготовления детали «палец поршневой» двигателя автомобиля «КАМАЗ» из стали 12ХН2 методами холодной объемной штамповки.

Автор выносит на защиту:

- экспериментально-аналитический метод определения коэффициентов трения между
инструментом и заготовкой при пластическом деформировании металлов;

- аналитические зависимости /i-fip) ' величины коэффициента трения ц от
нормальных давлений р - для различных ТСМ, которые позволяют повысить
точность технологических расчетов при объемном холодном деформировании
металлов;

- базу данных по триботехническим характеристикам типовых порошковых твердых
наполнителей и их седиментационной стабильности, позволяющую выбирать
наполнитель и его концентрацию, наиболее эффективную в составе смазочной
композиции для конкретной технологической операции.

Достоверность результатов. Основные научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации базируются на данных, полученных с привлечением современных теоретических и экспериментальных методов

исследований, математического и физического моделирования с использованием вычислительной и измерительной техники, современного исследовательского оборудования и компьютерного обеспечения.

Апробация работы. Основные результаты диссертации прошли апробацию в виде выступлений автора с научными докладами на научно-технических конференциях и совещаниях: Всероссийской научно-технической конференции «Технология и оборудование современного машиностроения», г. Уфа, 2000г.; 8-ой Международной научно-техн. конф. «Смазочные материачы и присадки». Бердянск. 2003; научно-практич. конф.-выставки «Триботех-2003». М.: 2003; 6-й международной конференции «Трибология и надежность», г. Санкт-Петербург, 2006г.; Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии», Самара. 2007 г; кафедре «Износостойкости машин и оборудования и технологии конструкционных материалов» РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина, г. Москва, 2010г.

Реализация результатов работы.

Метод определения коэффициентов трения при пластическом деформировании металлов и математические модели прямого и обратного выдавливания используются при проведении научно-исследовательских работ в лабораториях «Хозрасчетного творческого центра Уфимского авиационного института» (ХТЦ УАИ) и Институте «Триботехники и смазки» УГАТУ. Полученные результаты используются в учебном процессе УГАТУ.

Технологический смазочный материал «Росойл-СН-М» внедрен в производство на ОАО «КАМАЗ» на операциях холодной объемной штамповки.

Серийное производство ТСМ «Росойл-СН-М» освоено на ЗАО «Опытный завод смазок и оборудования» (г. Уфа).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК по специальности защиты, 3 патента на изобретение и 8 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 137 страниц машинописного текста, включающих 66 рисунков, 18 таблиц и библиографический список из 118 наименований, приложения на 3 страницах.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net