Исследованы изменения силы прессования, давления, относительной плотности, степени структурной деформации, деформации твердой фазы, прочности в зависимости от относительного диаметра, характеризующего размеры волокон шихты. Давление и относительная плотность прессовок на заключительном этапе незивисимо от относительного диаметра одинаковы.

Розглянуто визначення температури металу в процесі холодного витискання. Виконано аналіз існуючих датчиків заміру температури та запропоновано оптимальний. Проведено експериментальні виміри температури у процесі витискання порожнистих стаканів.

Здійснено узагальнення та нове розв'язання науково-технічної задачі збільшення технологічних можливостей процесів поперечного видавлювання за рахунок використання протитиску, який створюється твердим середовищем. З використанням методів прикладної теорії пластичності розвинуто математичні моделі напружено-деформованого стану процесів поперечного видавлювання заготовок з протитиском, який створюється допоміжним металом. Установлено залежність величини протитиску від фізико-механічних властивостей металу, що видавлюється, і геометричних характеристик порожнини. Розроблено методи оцінки впливу основних параметрів процесу на межову формозміну заготовок і технологічну спадковість готових виробів. Одержано залежності величини відновленого ресурсу пластичності від значень використаного ресурсу пластичності перед відпалом і кількості відпалів. Експериментально доведено вірогідність теоретичних результатів, на підставі яких розроблено практичні рекомендації щодо проектування процесів холодного поперечного видавлювання з використанням протитиску. Запропоновано методи вибору допоміжного металу та геометричних характеристик порожнини.

Розкрито проблеми підвищення ефективності процесів холодного видавлювання вісесиметричних порожнистих виробів на основі розробки і застосування технологічних способів видавлювання з розтягненням стінки заготовки, які забезпечують зниження енерго- та металоємності виробництва, підвищення стійкості оснащення та одержання виробів прогнозованої якості. Розроблено методики теоретичного аналізу процесів видавлювання вісесиметричних порожнистих виробів зі ступінчастою зовнішньою поверхнею з розтягненням стінки заготовки методом скінченних елементів і методом балансу потужностей, що дозволяє виявити вплив розтягувальних зусиль на силові режими, розподіл питомих зусиль на деформуючому інструменті, закономірності формозміни металу, а також виконати інженерні розрахунки параметрів одержання виробів з мінімальними зусиллями деформування та виробів прогнозованої якості. Визначено величини зменшення зусиль деформування та розподіл питомих зусиль за холодного видавлювання порожнистих виробів з різними ступенями деформації та кутом конусу пуансона. Виявлено величини зміцнення та ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу. Зазначено, що запровадження запропонованих технологічних схем, методик їх розрахунку та нових конструкцій штампового оснащення суттєво розширює можливості холодного видавлювання порожнистих виробів з важкодеформівних сталей і зменшує енерговитрати.

Вперше інженерним методом встановлено аналітичні залежності для визначення контактних напружень і зусиль деформування в процесах холодного прямого видавлювання з роздачею прямокутних профілів. Одержали подальший розвиток скінченно-елементні моделі традиційного прямого видавлювання та видавлювання з роздачею прямокутних профілів з круглих заготовок, що дозволило встановити закономірності формозміни металу та причини зменшення зусиль деформування під час видавлювання з роздачею. Для процесу холодного видавлювання з роздачею профілів вперше методом скінченних елементів встановлено характер розвитку напружено-деформованого стану в заготовці та раціональні розміри матриці, які забезпечують мінімальні зусилля видавлювання та необхідну кінцеву геометрію вибору. Теоретичним аналізом вперше встановлено вплив розмірів вихідної заготовки та коефіцієнта тертя на кінцеву геометрію профілів за прямого видавлювання з роздачею.

Методом конечных элементом выполнен анализ комбинированного выдавливания заготовок из стали 20. Определено влияние геометрии матрицы на силовые режимы деформирования и распределение удельных усилий на инструменте. Установлена геометрия изделия, напряженно-деформированное состояние и упрочнение металла после деформации. По данным расчета спроектирован штамп для реализации процесса в производстве.

Приведены результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований процессов традиционного холодного прямого выдавливания и выдавливания с раздачей прямоугольных профилей из сталей. При выдавливании с раздачей достигнуто существенное снижение усилий выдавливания и удельных усилий на деформирующем инструменте.

На основі енергетичного методу з використанням удосконаленого кінематичного трапецеїдального модуля одержано залежності зведеного тиску деформування та поетапного збільшення розмірів напівфабрикату від технологічних параметрів процесу комбінованого радіально-зворотного видавлювання порожнистих деталей з фланцем. Встановлено можливість прогнозування утворення дефектів у вигляді утягнень на основі характеру зміни параметрів кінематично можливих полів швидкостей у процесі комбінованого видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем, що дозволило виявити співвідношення параметрів процесу, для яких ймовірна поява даного дефекту і на основі цього оцінити можливість одержання якісних деталей. Уточнено розрахункові залежності для технологічних режимів деформування відносно високих заготовок з урахуванням наявності проміжної недеформованої зони між автономними осередками деформації радіального й зворотного витікання, що дозволяють визначити поетапне наростання розмірів напівфабрикату. Одержало подальший розвиток оцінювання напружено-деформованого стану та технологічної деформованості у разі холодного видавлювання порожнистих деталей з фланцем, що дозволило встановити зони з граничним вичерпанням ресурсу пластичності й уточнити можливості способу комбінованого радіально-зворотного видавлювання.

С помощью метода верхней оценки установлены характер деформированного состояния детали в процессах поперечного и продольного выдавливания. Показана возможность расчета накопленной степени деформации на основе разрывных полей скоростей с использованием составляющих в выражениях для расчета приведенного давления деформирования. Дана оценка влиянию кинематики выдавливания на деформированное состояние деталей. Предложены способы выдавливания для снижения неравномерности деформаций и устранения возможных дефектов при формообразовании деталей.

Процеси холодного видавлювання забезпечують високу якість поверхні й точні розміри штампованих заготовок і деталей та завдяки цьому демонструють стійку тенденцію до розширення технологічних можливостей та впровадження на виробництві. Отримання інженерних формул розрахунків оптимального силового режиму, уявлення про характерні зони і межі розподілу течії металу та зон контакту деталі з інструментом, прогнозування формоутворення є актуальними завданнями, що потребують вирішення. Складні за формою деталі із суцільних або порожнистих заготовок доцільно виготовляти способами поперечного і комбінованого радіально-поздовжнього видавлювання. При цьому конфігурація інструменту (наявність фасок, заокруглень) дозволяють сформувати необхідний профіль деталі та суттєво впливають на деформаційний та силовий режими деформування. Визначення оптимального силового режиму у вигляді інженерних формул з урахуванням впливу конструктивних особливостей інструменту сприятиме більш активному впровадженню наведених процесів на виробництві. На основі аналізу публікацій за останні роки було встановлено, що дослідження процесів холодного поздовжньо-поперечного видавлювання переважно проведені експериментально, методом скінченних елементів та стосуються визначення силового режиму, особливостей формозмінення та дефектоутворення напівфабрикату. Невирішеними залишаються питання щодо отримання інженерних формул розрахунку силового режиму (особливо за наявності складної форми інструменту), що вказує на недостатню придатність отриманих результатів для використання на виробництві. Мета статті - розширення технологічних можливостей процесів холодного видавлювання на основі розробки нових кінематичних модулів складної форми та вироблення відповідних рекомендацій щодо їх використання для отримання оцінки силового режиму деформування та визначення оптимальної конфігурації інструменту. Запропоновано використання наближеної кривої у якості заміни чверті кола, що відображає заокруглення матриці. Встановлено, що відхилення довжини дуги наближеної кривої та площі криволінійної трапеції, що обмежена нею, не перевищує 0,8 %, що вказує на адекватність запропонованої заміни. Проведено розрахунки приведеного тиску деформування всередині кінематичного модуля із заокругленням. Встановлено, що радіус заокруглення можна використовувати у вигляді параметра оптимізації конфігурації інструменту за величиною приведеного тиску деформування. Висновки: розроблений новий кінематичний модуль із заокругленням дозволяє розширити можливості енергетичного методу для моделювання процесів холодного видавлювання із складною формою інструменту. Це дозволить надалі використовувати наведені розрахунки в нових схемах та сприятиме отриманню оцінки силового режиму та формозмінення і, як наслідок, виробленню рекомендацій щодо оптимальної конфігурації інструменту та більш активному впровадженню цих процесів на виробництві.