ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА КАЛИБРОВКИ НА ИЗГИБНУЮ ЖЕСТКОСТЬ СТАЛЬНЫХ ПРУТКОВ. ЧАСТЬ 2

Создание прочных конструкционных материалов позволяет изготавливать стержневые детали типа валов и осей с меньшим поперечным сечением. Прочность при этом сохраняется, а жесткость падает, так как тонкий и длинный стержень имеет низкую устойчивость при действии продольной силы и малую изгибную жесткость от поперечной нагрузки. Малая изгибная жесткость стержневых деталей вызывает существенные проблемы при их обработке и сборке, поэтому такие детали обычно являются нетехнологичными. При деформационном упрочнении длинномерных маложестких валов и тонкостенных цилиндров возникают деформации и прогибы, для предотвращения которых приходится жертвовать производительностью технологического процесса. Изгибная жесткость длинномерных деталей зависит от условий нагружения, геометрии изделия и физико-механических свойств материала. В реальных конструкциях, когда условия нагружения и геометрические параметры заданы, изменить жесткость изделий можно только за счет варьирования физико-механических свойств материала. Если же задан конкретный материал, то для управления жесткостью остается только модуль упругости (Е или G). Однако в  ряде работ установлено, что модуль упругости при обычных температурно-силовых условиях практически не изменяется. Поэтому в настоящее время жесткость изделия может быть повышена только конструктивными мерами. В настоящей работе рассмотрена возможность повышения изгибной жесткости цилиндрических калиброванных прутков за счет формирования технологических остаточных напряжений. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено влияние основных параметров калибровки на величину и характер распределения остаточных напряжений. Полученные кривые использованы для моделирования изгибной жесткости калиброванных прутков в зависимости от степени относительного обжатия и основных геометрических параметров рабочего инструмента (волоки). Установлено, что повышение степени относительного обжатия и длины калибрующей зоны волоки оказывает положительное влияние на жесткость стержневых изделий, с увеличением угла рабочего конуса инструмента изгибная жесткость прутков снижается.

1. Шефтель Н.И. Улучшение качества и сортамента проката. – М.: Металлургия, 1973. – 343 с.

2. Белалов Х.Н., Клековкин А.А., Клековкина Н.А. и др. Стальная проволока. – Магнитогорск: МГТУ, 2011. – 689 с.

3. Зайдес С.А. Остаточные напряжения и качество калиброванного металла. – Иркутск: ИГУ, 1992. – 200 с.

4. Зайдес С.А. Охватывающее поверхностное пластическое деформирование. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. – 309 с.

5. Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. – М.: Машиностроение, 1978. – 312 с.

6. Силаев Б.М. Детали машин и основы конструирования. – Самара: Изд-во СГАУ, 2011. – 224 с.

7. Немец Я.К. Жесткость и прочность стальных деталей. – М.: Машиностроение, 1970. – 528 с.

8. Реслер И., Хардерс Х., Бекер М. Механическое поведение конструкционных материалов. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. – 504 с.

9. Комаров В.А. Повышение жесткости конструкций топологическими средствами // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева. 2003. № 1. С. 26 – 37.

10. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений. Библиотека техноло- га. – М.: Машиностроение, 2006. – 448 с.

11. Бойцов В.Б., Чернявский А.О. Технологические методы повышения прочности и долговечности. – М.: Машиностроение, 2005. – 128 с.

12. Барышов С.Н. Оценка поврежденности, несущей способности и продление ресурса технологического оборудования. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2007. – 287 с.

13. Зайдес С.А., Нгуен В.Х. Повышение жесткости длинномерных валов охватывающим пластическим деформированием // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. №2 (134). С. 10 – 15.

14. Упругость и неупругость: Матер. Междунар. науч. симпозиума по проблемам механики деформируемых тел, посвященного 100-летию со дня рождения А.А. Ильюшина / Под ред. И.А. Кийко, Г.Л. Бровко, Р.А. Васина. Москва, 20 – 21 января 2011. – М.: Изд-во Московского ун-та, 2011. – 483 с.

15. Герасимов В.Я. Определение однородного упрочнения калиброванного металла осадкой высоких цилиндров // Изв. вуз. Черная металлургия. 1981. № 6. С. 54 – 58.

16. Герасимов В.Я., Копырин В.И. Изменение жесткости холоднотянутой стали при изгибе образцов // Сталь. № 8. 1998. С. 47 – 48.

17. Зайдес С.А., Нгуен В.Х. Влияние остаточных напряжений на изгибную жесткость длинномерных валов // Вестник ИрГТУ. 2015. № 9 (114). С. 45 – 49.

18. Зайдес С.А., Нгуен В. Х. Влияние параметров процесса калибровки на изгибную жесткость стальных прутков. Часть1. Определение остаточных напряжений в калиброванных прутках // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 11. С. 870 – 876.

19. Лурье А.И. Теория упругости. – М.: Наука, 1970. – 256 c.

20. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наукова думка, 1988. – 736 с.

21. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. – М.: Компьютер Пресс, 2002. – 224 с.

22. Бруяка В.А. Инженерный анализ в ANSYS Workbech. – Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2013. – 149 с.