175 лет МГТУ им. Н.Э.Баумана
к. №
К
К <
Кафедра "Технологии обработки давлением"
> А.М.Дмитриев, проф., заведующий кафедрой
В 1930 г. в училище была организована первая в стране кафедра по машинам и технологии обработки металлов давлением (ОМД). Интенсивной научной работе на кафедре способствовало тесное сотрудничество с Центральным научно-исследовательским институтом тяжелого машиностроения (ЦНИИТмаш), основанным в эти же годы, а позже - с создаваемыми в процессе индустриализации заводами (ГАЗ, КПО в Воронеже и др.).
Организованную кафедру возглавил Анатолий Иванович Зимин (1895-1974), который по совместительству руководил лабораторией ОМД в ЦНИИТмаше. В 2005 г. исполнилось 110 лет со дня рождения А.И.Зимина. Громадная заслуга А.И.Зимина состояла и в том, что он привлек к работе и преподаванию талантливых людей, которые впоследствии стали ведущими учеными в области ОМД не только у нас в стране, но и за рубежом. Среди них следует выделить М.В.Сторожева, А.И.Целикова, Е.П.Унксова, В.И.За-лесского. Трое из них были выпускниками училища, а Е.П.Унксов окончил МГУ им. М.В.Ломоносова.
При формировании научной школы кафедры из глобального направления "Машины и технология обработки давлением" были выделены научные основы расчета и конструкции кузнечно-штамповочных машин (КШМ), а также научные основы теории и технологии обработки давлением.
Еще в 30-е г. XX в. А.И.Зимин создал научно обоснованную теорию расчета фрикционных прессов и паровоздушных молотов. Ее основу составляют энергетические параметры взаимодействия дисков и маховика через силы трения для фрикционных прессов, а также энергетические параметры паровоздушных молотов, базирующиеся на предположительных индикаторных диаграммах, в которых были аккумулированы экспериментальные исследования паровоздушных молотов, проведенные А.И.Зиминым на Горь-ковском автомобильном заводе. В эти же годы проф. М.В.Сторожев разработал основы теоретического расчета гидравлических и кривошипных прессов. Для гидравлических прессов была разработана модель взаимодействия гидропривода с основным цилиндром гидропресса, для кривошипных прессов - методика их расчета с учетом влияния сил трения, возникающих в звеньях с относительными угло-......................................... выми перемещениями. Одновременно проф. Е.П.Унксовым были предложены основы расчета рессорных и пневматических молотов. Е.П.Унксов ..! впервые рассмотрел движение пор-ВЬ ■ШЕ'Ч , шней пневматического молота как ■ ' , движение двух твердых тел, соединенных упругой связью (сжатый воздух). Особо следует отметить его работу по расчету на прочность штоков паровоздушных молотов, в которой впервые на основе методов волновой механики сплошных тел были определены условия их работы с точки зрения повышения стойкости.
Формированию и развитию экспериментально-аналитического метода расчета кузнечно-прессовых
Основатель кафедры, Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, проф., докт.техн.наук А.И.Зимин
машин способствовало вовлечение в работу талантливых молодых ученых - А.Т.Голована, В.Ф.Щеглова, Л.Н.Шевя-кова, И.И.Гирша, Б.В.Розанова.
Результаты исследований позволили разработать методы расчета энергетических параметров кузнечно-штамповочных машин на основе анализа паровоздушного, парогидравлического и электрического маховикового приводов, а также расчета на жесткость и прочность их конструкций, что, в свою очередь, способствовало созданию отечественного кузнечно-штамповочного машиностроения в предвоенные годы.
В послевоенные годы совершенствовались расчеты существующих типов кузнечно-штамповочного оборудования, которые были связаны с такими именами, как проф. А.Г.Овчинников и доц. И.С.Морин (кривошипные прессы), проф. Б.Н.Шевелкин (фрикционные прессы) и др.
Бурное развитие авиастроения, ракетно-космической техники, отраслей энергетического и транспортного машиностроения и других отраслей в 1950-е гг. было невозможно без создания новых материалов, новых технологий и, в первую очередь, кузнечно-штамповочного производства, обеспечивающего высокие механические и эксплуатационные характеристики изготовляемых изделий экономию материалов и трудозатрат.
Для штамповки поковок типа лонжеронов, рам, балок, кронштейнов и других деталей из алюминиевых и титановых сплавов необходимы гидравлические прессы с номинальным усилием до 750 МИ. Решением этой проблемы занялись выпускники кафедры, среди которых был и докт. техн. наук, проф. Б.В.Розанов - главный конструктор тяжелых гидравлических прессов. Под его руководством были разработаны конструкции и построены два таких пресса, благодаря чему были успешно решены технологические проблемы изготовления крупногабаритных силовых деталей самолетов ТУ, ИЛ, "Антей", "Руслан" и др. И в дальнейшем (в 1970-е гг.) при создании по заказу Франции гидравлического пресса с номинальным усилием 650 МН для штамповки поковок деталей самолетов и ракетно-космиче-ской техники Б.В.Розанов постоянно поддерживал тесные связи с кафедрой, привлек к работе ее выпускников С.С.Петрова, С.М.Топалера и др.
Выпускники кафедры принимали также деятельное участие в разработке конструкций кузнечно-штамповочных машин, предназначенных для изготовления поковок деталей энергетического и транспортного машиностроения и оборонной промышленности. Так, для крупных поковок из жаропрочных и труднодеформируемых сплавов были разработаны бесшаботные штамповочные молоты с энергией удара до 1500 кДж, в разработке которых принимали участие В.Ф.Щеглов и Ю.А.Зимин.
Под руководством А.В.Хабарова, ведущего конструктора Коломенского станкостроительного завода, были разработаны и построены гидравлические прессы для оборонной промышленности с номинальным усилием до 300 МН. Особенностью этих прессов являются станины типа "тандем", позволяющие уменьшить их металлоемкость при более эффективных эксплуатационных характеристиках. В
разработке этих прессов принимали участие профессора А.И.Зимин, А.Г.Овчинников и Е.И.Семенов.
В 1950-е гг. на кафедре возникло направление, связанное с созданием принципиально новых типов оборудования. В этом направлении плодотворно работал А.И.Зимин, который научно обосновал возможность и целесообразность использования в машинах комбинированного силового воздействия на деформируемую заготовку, например кинетической энергии масс, накопленной при винтовом движении, и потенциальной энергии давления сжатой жидкости. Так возникла идея создания КШМ, названных А.И.Зиминым гидровинтовыми пресс-молотами. Совместное Ю.А.Бочаровым им была разработана теория расчета и проектирования подобных машин, реализованная в опытно-промышленных образцах. Впоследствии были исследованы опытно-промышленные образцы кривошипного и кри-вошипно-коленного пресса с гидровинтовым приводом, гидровинтового пресса со встречным движением подвижных частей, а также гидровинтового пресса с разгруженной от крутящего момента станиной (последний - разработка профессоров А.В.Сафонова и Ю.А.Бочарова).
Опираясь на эти исследования, ученые кафедры разработали оригинальные методы расчета и конструирования винтовых прессов, на основе которых усилиями специалистов кафедры совместно с ЭНИКмашем, ВНИИМЕТМАШЕМ, Чимкентским заводом КПО и Воронежским заводом тяжелых механических прессов впервые в нашей стране были созданы новые конструкции гидровинтовых прессов усилием 6,3 МН и 25 МН для предприятий энергетической и авиационной промышленности, для точной штамповки турбинных лопаток и деталей машиностроения был разработан также ГОСТ 718-84 "Винтовые прессы".
Параллельно А.И.Зимин работал над воплощением другой идеи - более эффективного использования примерно двукратного увеличения давления жидкости при гидравлическом ударе в машинах для обработки давлением. Эта идея была реализована в специализированных машинах импульсного действия.
На кафедре была создана система планомерной разработки новых типов и конструкций КШМ. Алгоритм этих работ: принципиальная схема, расчеты, студенческие курсовые и дипломные проекты, эскизно-технический проект конструкции, рабочий проект, изготовление экспериментального прототипа, образца, его сборка и отладка, экспериментальные исследования с разработкой теории и методов расчета. Все эти работы предусматривают успешную защиту студентами курсовых и дипломных проектов, аспирантами и соискателями - кандидатских диссертаций.
Такая схема работы на протяжении многих лет успешно практиковалась на кафедре под руководством А.И.Зимина, а позже - Ю.А.Бочарова. В относительно короткий период аспирантами и инженерами в МВТУ разработаны и исследованы конструкции многих кузнечно-штамповочных машин.
Новые конструкции гидровинтовых пресс-молотов создавались на основе соединения энергий трех видов: кинетической энергии поступательного и вращательного движения, энергии давления.
Исследования заканчивались созданием методик проектного и аналитического расчета новой машины и рекомендациями по ее внедрению в промышленность.
Дальнейшие разработки КШМ - это создание систем дозирования энергии, числового программного и программно-адаптивного управления.
Современные КШМ должны быть оборудованы системами программного и программно-адаптивного управле-
ния, мониторинга и диагностики параметров на основе электроники, компьютерной техники, информационных технологий.
В МГТУ им. Н.Э.Баумана разработаны и исследованы системы: дозирования энергии электровинтового пресса; управления гидровинтового пресса; адаптивного (по температуре заготовки) управления гидровинтового пресса с горизонтально-встречным движением ползунов; программно-адаптивного (по массе и температуре заготовки) управления гидровинтовых прессов на основе имитационной модели; программного управления приводных пневматических молотов (Л.С.Петросян)\ программного управления ковочных комплексов с обратной связью по высоте поковки {В.А.Бороздиным)-, программного управления паровоздушным штамповочным молотом (Н.Б.Бабин)\ адаптивного (по параметрам энергоносителя) управления для паровоздушных штамповочных молотов (Е.А.Юданов); программного управления для винтовых муфтовых прессов (М.Е.Маркушин); программно
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.