ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:
А. С. Ямников, докт. техн. наук, профессор кафедры технологии машиностроения (ТМС)
О. И. Борискин, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой инструментальных и метрологических систем, директор Политехнического университета ТулГУ

О. А. Ямникова, докт. техн. наук, профессор кафедры ТМС

И. А. Матвеев, инженер, аспирант кафедры ТМС, эл. почта: ivan_matveev@list.ru

Определены причины низкого качества деталей, изготавливаемых из заготовок, полученных штамповкой из листа, а также обоснована технология, способная повысить точность до требуемого уровня. В машиностроении для изготовления исходных заготовок деталей типа трубы с дном или без него в массовом производстве часто используют листовой прокат, из которого вырубают кружки с последующими операциями свертки и вытяжки в штампах глубокой вытяжки на прессовом оборудовании. Данная технология отличается высокой производительностью и низкой себестоимостью вследствие высокой скорости деформации листовой заготовки на прессовом оборудовании и низкой стоимости листового проката. Однако данным экономическим преимуществам описанной технологии сопутствуют большие значения технологических погрешностей как штампованной заготовки, так и деталей типа трубы, изготовленных из этих заготовок обработкой базовых и стыковых поверхностей на металлорежущих станках. Статистическими методами установлено, что в некоторых случаях выход за поле допуска достигает до 30 % общего количества деталей в партии. Это объясняется неоднородностью свойств материала заготовки в поперечном сечении, так как значение ударной вязкости листового проката в продольном направлении в 2 раза больше, чем в поперечном. Новым решением, предлагаемым в работе, является получение заготовки изделия под механическую обработку по комбинированной технологии, включающей использование в качестве исходной заготовки горячекатаной толстостенной трубы с последующими операциями отрезки, предварительной механической обработки наружной и внутренней цилиндрических поверхностей, подрезкой торцов и ротационного выдавливания и вытяжки. Практическая польза новой технологии заключается в том, что вследствие однородности свойств материала заготовки в ее поперечном сечении обеспечивается повышенная точность прямолинейности стенок и оси получающейся заготовки. Полученные свойства в значительной степени копируются в готовом изделии, что обеспечивает почти двукратный запас точности и открывает перспективы для дальнейшего повышения эффективности работы изделий.

Результаты исследования опубликованы при финансовой поддержке ТулГУ в рамках научного проекта № 2017-13ПУБЛ.

1. Чуприков А. О., Иванов В. В., Ямников А. С. Обеспечение точности изготовления резьбовых полузамков на тонкостенных сварных корпусах : монография. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2014. — 137 с.
2. Ямников А. С., Чуприков А. О., Матвеев И. А. Обеспечение точности изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сложного профиля: монография. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2017. — 208 с.
3. Илюхин А. Ю., Илюхина О. В. Обеспечение выступания обработанной цилиндрической поверхности над телом заготовки // Известия ТулГУ. Технология машиностроения. Вып. 1. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2004. С. 23–29.

4. Mellor P. B., Parmar A. Plasticity Analysis of Sheet Metal Forming // Mech. Sheet Metal Forming Mater. Behav. and Deformation Anal. Proc. Symp. Warren, Mich. New York — London. 1977. P. 53–74.
5. Wu M. C., Yeh W. C. Some Considerations in the Endochronic Description of Anisotropie Hardening // Acta Mechanica. 1987. 69. № 1. P. 59–76.
6. Wu M. C., Hong H. K., Shiao Y. P. Anisotropie plasticity with application to sheet metals // International Journal of Mechanical Sciences. 1999. Vol. 41, No. 6. P. 703–724.
7. Jacov H., Gorries E. Rollentconstruckzion für Fliebdrücken Kreisyzlindyischer Höhlkörper // Fertigungstechnik und Betrieb. 1965. Bd. 15. S. 279–283.
8. Kugultinov S. Р., Khisamutdinov R. М., Khisamutdinov М. R. Tool Creation and Operation System Development for Large Engineering Enterprises // World Applied Sciences Journ. (WoS). 2014. No. 30(5). P. 588–591.
9. Трегубов В. И. Ротационная вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из труб на специализированном оборудовании : монография. — Тула : Изд-во ТулГУ, 2002. — 148 с.
10. Трегубов В. И., Яковлев С. С. и др. Инновационные технологические процессы ротационной вытяжки сложнопрофильных осесимметричных деталей // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2013. № 11. С. 9–16.
11. Яковлев С. С., Трегубов В. И., Пилипенко О. В. и др. Ротационная вытяжка осесимметричных оболочек из анизотропных материалов с разделением очага деформации // Вестник машиностроения. 2015. № 1. С. 73–78.
12. Дальский А. М. Технологическая наследственность в сборочном производстве. — М. : Машиностроение, 1978. — 45 с.
13. МИ 199–79. Методика установления вида математической модели распределения погрешностей. — М. : Изд-во стандартов, 1981. — 16 с.
14. Громыко Г. Л. Теория статистики. — М. : Инфра-М, 2001. — 160 с.
15. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики / пер. с англ. В. С. Занадворова. под ред. с предисл. Е. М. Четыркина. — М. : Финансы и статистика, 1982. — 344 с.
16. Ямников А. С., Матвеев И. А. Статистический анализ точности механической обработки протяженных деталей из штампованной заготовки типа «стакан» // Известия ТулГУ. Технические науки, 2015. Вып. 5. Ч. 2. С. 121–126.
17. Патент РФ 2295416 на изобретение, МПК⁸ C 21 D 8/10, C 21 D 8/10. Способ изготовления осесимметричных корпусов (RU 2295416) / Н. А. Макаровец, В. И. Трегубов, В. А. Корольков и др. Владельцы патента: Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственное научно-производственное предприятие «Сплав» (RU) ; заявл. 27.06.2005 ; опубл. 20.03.2007.
18. Трегубов В. И., Ларина М. В., Яковлев С. С. Влияние технологических параметров ротационной вытяжки на геометрические показатели качества цилиндрических деталей // Вестник машиностроения. 2005. № 3. С. 68–71.
19. Матвеев И. А. Прогнозирование точностных параметров сложных изделий в программной среде Statistica // Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. № 8. Ч. 1. C. 232–238.
20. Маталин А. А. Технология машиностроения : учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». — СПб. : Лань, 2008. — 512 с.