ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ТИПА «СТУПИЦА» И «ФЛАНЕЦ»

Основную часть себестоимости машиностроительной продукции составляет стоимость металла, расходуемого на изготовление детали. С целью уменьшения количества отходов металла и повышения качества штампованных поковок разработаны новые технологии производства типовых машиностроительных деталей типа «ступица» и «фланец» на основе комплексной технологии полугорячей штамповки из шаровой заготовки. Согласно заводской технологии рассматриваемые детали производят методом горячей облойной штамповки: разделение металла на цилиндрические заготовки для последующей штамповки осуществляется резкой на пресс-ножницах. Разброс по массе таких заготовок составляет 10 – 12 %; нагрева металла под штамповку до температуры 1150 ‒ 1200 °С, при нагреве до таких температур на поверхности заготовки образуется окалина; штамповка в открытых штампах с предварительной осадкой цилиндрической заготовки и обрезкой облоя. Согласно разработанным технологиям исходной заготовкой является точная шаровая заготовка, полученная разделением на станах поперечно-винтовой прокатки, разброс по массе которой не превышает 8 %. Температура нагрева под штамповку снижена и находится в диапазоне 850 ‒ 900 °С, при нагреве до температур полугорячей штамповки на поверхности заготовки окалина не образуется; штамповка осуществляется за один переход в закрытом штампе. Представлены сравнительные схемы производства деталей по заводским и разработанным технологиям. Проведенные исследования показали, что применение комплексной технологии позволяет получить точные по массе поковки с минимальными припусками на последующую механическую обработку за меньшее количество операций и сэкономить до 25 % металла от исходной массы заготовки.

1. Favi C., Campi F., Mandolini M., Germani M., Mar-tinelli I. Key features and novel trends for developing cost engineering methods for forged components: a systematic literature review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021;117:2601‒2625.

2. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07611-4

3. Peretyatko V.N., Bakhaev A.V., Filippova M.V., Vakhman S.A. Stamping axisymmetric forg-ings. Steel in Translation. 2009;39(4):300–301. https://doi.org/10.3103/S0967091209040032

4. ГОСТ 7524 – 2015. Шары мелющие стальные для шаровых мельниц. (Технические условия). Москва: Изд-во стандартов, 2016:20.

5. Chila P., Pater Z., Tomczak J., Chila P. Nu-merical analisis of rolling process for produc-ing steel balls using helical rolls. Archives of Metallurgy and Materials. 2016;61(2):485–492. https://doi.org/10.1515/amm-2016-0085

6. Ren, X., Liu Y. Study on the influence of de-forming velocity on steel ball quality based on DEFORM. Applied Mechanics and Materials. 2012;117-119:1806‒1809. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.117-119.1806

7. Pater Z. etc. Experimental and numerical analysis of helical-wedge rolling process for producing steel balls. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2013;67:1–7. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2012.12.006

8. Шварц Д.Л., Семенов А.А., Галимьянов И.К. Компьютерное моделирование двухзаход-ной прокатки при производстве мелющих шаров диаметром 100 мм из легированных сталей. Металлург. 2022;1:79–84.

9. https://doi.org/10.52351/00260827_2022_01_79

10. Du S., Ren X. Analysis of factors influencing the skew rolling ball quality. Materials. 2013;12(9):248–250. https://doi.org/10.52351/00260827_2013_01_32

11. Pater Z. Analysis of helical rolling process of balls formed from a head of a scrapper rai. Advances in Science and Technology Research Journal. 2016;10(30):110–114. https://doi.org/ 10.12913/22998624/62702

12. Shvarts D.L., Galim’yanov I.K. Improvment of a double-helical roll pass design for rolling 100-mm grinding balls. Metallurgist. 2022;66(3-4):422–432. https://doi.org/ 10.1007/s11015-022-01343-w

13. Рубцов В.Ю., Щевченко О.И., Алыпов П.А., Лебедев В.А. Мелющие шары повы-шенной точности. Известия вузов. Поволж-ский регион. Технические науки. 2020;2(54):86–96. https://doi.org/10.21685/2072-3059-2020-2-9

14. Темлянцев М.В., Коротков С.Г., Темлянце-ва Е.Н. Развитие теории и практики мало-окислительных и малообезуглероживающих технологий нагрева стали. Вестник Сибир-ского государственного индустриального университета. 2019;3(29):20‒24.

15. Лялин В.М. Полугорячая штамповка детали «клапан» в разъемных матрицах. Известия тульского государственного университета. Технические науки. 2013;6-2:263–269.

16. Железков О.С., Галиахметов Т.Ш., Лизов С.Б. Поиск рациональных технологий изготов-ления болтов с шестигранными головками из нержавеющей стали на основе комплекс-ного критериального подхода. Механическое оборудование металлургических заводов. 2022;1(18):55–60.

17. Филиппова М.В., Перетятько В.Н., Темлян-цев М.В. Разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий обработки металлов давлением. Новосибирск: СО РАН, 2016:266.

18. Filippova M.V., Peretyatko V.N., Prudkiy E.E., Temlyantsev M.V., Nikitin A.G. Com-plex technology of stemping details «hub» from ball blank. IOP Conference Series: Mate-rials Science and Engineering. 2018. https://doi.org/10.1088/1757-899X/411/1/012083

19. Филиппова М.В., Прудкий Е.Е., Перетятько В.Н. Безоблойная штамповка детали «ступица» из шаровой заготовки. В кн.: Российская наука в современном мире. Сборник статей XI международной научно-практической конференции. Москва: ООО «Актуальность. РФ», 2017:58–61.

20. Филиппова М.В., Сметанин С.В., Прудкий Е.Е. Комплекс полугорячей объемной штамповки. В кн.: Металлургия: новые технологии, управление, инновации и качество. Труды Всероссийской научно-практической конференции. Ново-кузнецк: СибГИУ, 2016:227–229.

21. Филиппова М.В., Сметанин С.В. Производ-ство точных по массе шаровых заготовок на станах поперечно-винтовой прокатки. Про-катное производство (приложение к жур-налу «Технология металлов»), 2025;22:32–40.

22. Filippova M.V., Temlyantsev M.V., Peretyat`ko V.N., Prudkii E.E. Rolling of met-al ball. Steel in Translation. 2017;47:435–439. https://doi.org/ 10.3103/S0967091217070038

23. Филиппова М.В., Прудкий Е.Е., Бахаев А.В. Моделирование штамповки детали «фланец» из шаровой заготовки. В кн.: Ин-новационный конвент «Кузбасс: образова-ние, наука, инновации». Материалы иннова-ционного конвента. Новокузнецк: СибГИУ, 2019:543–546.