Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Математическое моделирование энергосиловых параметров прямого прессования легкоплавких материалов
Статья научная
При прессовании легкоплавких материалов крайне важным является определение технологических параметров процесса. В настоящей работе разработана математическая модель прямого прессования проволоки и прутков из легкоплавких материалов, позволяющая определить энергосиловые параметры процесса. Проверку адекватности математической модели осуществляли в ходе лабораторного эксперимента на гидравлическом прессе. В лабораторных условиях измерялись и фиксировались усилие и скорость прессования с помощью установленной на нем системы сбора данных. Проверка адекватности проводилась при прессовании прутков ø8,00 и 15 мм и проволоки ø2,00 мм и показала высокую сходимость расчетов с экспериментальными замерами. Ошибка не превышала 10 %. Полученная математическая модель была использована для аналитических исследований технологических режимов прямого прессования прутков и проволоки из сплава ПОИн-52. Расчеты показали, что уменьшение диаметра готового прутка (проволоки) с 16,00 до 2,00 мм при сохранении размера заготовки ø30,00 мм приводит к увеличению усилия прессования с 86 кН до 131 кН в начальный момент прессования, так как существенно с 4 до 256 возрастает коэффициент вытяжки. Усилие при прессовании прутка ø8,00 мм с увеличением диаметра заготовки с 12,0 до 40,0 мм возрастает с 25 до 171 кН. Проведение аналитических исследований на модели показало, что возможно не только изучать процесс прессования с целью понимания механизмов формирования механических и эксплуатационных свойств готового прутка (проволоки), но и проектировать ресурсосберегающие режимы прессования для различного сортамента продукции, осуществлять обоснованный выбор требуемого оборудования и оснастки.
Бесплатно
Методика определения радиуса подгибки кромок при производстве труб большого диаметра
Статья научная
Системы трубопроводного транспорта, включающие трубы большого диаметра как неотъемлемую часть, относятся к опасным техногенным объектам. Их аварии или отказы в работе приводят к возникновению серьезных угроз населению, инженерным сооружениям и природным массивам. Поэтому к ним предъявляются высокие требования по обеспечению надежности и безопасности. Текущее развитие производства электросварных труб большого диаметра напрямую зависит от требований, предъявляемых компаниями топливно-энергетического комплекса. Из-за истощения традиционных месторождений и стремления к расширению рынков сбыта компании топливно-энергетического комплекса вынуждены переходить к добыче и транспортировке углеводородов в новых условиях. Развитие новых проектов таких, как «Сила Сибири», предполагает прокладку трубопроводов в зонах тектонической активности, что также повышает требования к надежности труб. Одним из направлений развития производства электросварных труб большого диаметра является повышение группы прочности. Увеличение надежности и экономичности электросварных труб большого диаметра достигается не только повышением механических свойств трубных сталей путем их легирования, но и повышением геометрических требований к сварным трубам. При производстве труб большого диаметра основными геометрическими требованиями являются: отклонение наружного диаметра труб, овальность и отклонение от теоретической окружности. Нарушение в технологии производства влечет появление дефектов на трубах. Геометрические дефекты в трубах закладываются в заготовках. Одним из основных геометрических дефектов при производстве труб является отклонение от теоретической окружности. Исправление данного дефекта осуществляется операцией калибрования на механическом экспандере. Отклонение от теоретической окружности происходит из-за неправильного выбора радиуса прикромочной зоны при подгибке кромок на прессе. Предложен способ расчета и определения радиуса подгибки кромки после распружинения.
Бесплатно
Методология исследования совмещенного процесса непрерывного литья и прессования металлов
Статья научная
Рассмотрены схемы совмещения непрерывного литья с прессованием алюминиевых сплавов: Конформ, Экстроллинг, Линекс, совмещенная прокатка-прессование. Показано, что методология расчета основных технологических параметров совмещенного процесса литья-прессования алюминиевых сплавов с использованием карусельного кристаллизатора должна включать нахождение рациональных размеров поперечного сечения контейнера, определение величины входного угла матрицы, расчет значения угла между каналом матрицы и продольной осью контейнера, определение длины контейнера, определение места заливки расплава в канавку колеса кристаллизатора в зависимости от заданных значений температуры, скорости прессования, интенсивности охлаждения рабочего инструмента при стабильном процессе деформирования. Для нахождения зависимости времени остывания от перечисленных факторов применялось планирование экспериментов типа 24 и получено уравнение регрессии. По результатам теоретических расчетов была спроектирована и изготовлена опытная установка совмещенного литья и прессования цветных металлов, на которой были проведены эксперименты по установлению влияния на процесс кристаллизации остывания и последующего прессования заготовок из алюминиевых сплавов, температуры поверхности канавки колеса-кристаллизатора, площади ее поперечного сечения, температуры заливаемого металла, величины заходного угла матрицы и ее расположение относительно дна канавки колеса, скорости подачи металла к матрице, температуры прессования и коэффициента вытяжки. Было установлено, что совмещение процессов непрерывного литья и прессования в одном инструменте должно обеспечивать создание и соблюдение постоянного градиента температуры металла на участке его заливки в кристаллизатор и в зоне матрицы, где происходит деформирование кристаллизованной заготовки. При этом уровень градиента зависит от характера распределения температуры вдоль переходной зоны твердо-жидкого состояния металла в кристаллизаторе и определяет как энергосиловые параметры процесса деформирования, так и качество получаемого пресс-изделия.
Бесплатно
Моделирование операций обработки давлением при производстве тройников штампосварных
Статья научная
Существует несколько основных технологий изготовления тройников. Данные технологии различаются по способу выполнения формоизменяющих операций и применяемому оборудованию. Выбор параметров для каждой технологической операции напрямую определяет качество готовой продукции. При этом расчёт технологических параметров инженерными методиками представляется затруднительным. Поэтому целесообразным является применение современных программ для моделирования технологических операций. Рассматривается моделирование технологических операций обработки металлов давлением в программе DEFORM, применяемых в различных технологиях производства тройников. Заготовка и инструмент для моделирования технологических операций были созданы в программе SolidWorks. В программе DEFORM были последовательно промоделированы операции частичного охлаждения нагретой заготовки, набора металла в зону отбортовки и операция отбортовки. По результатам моделирования были определены технологические параметры, по которым в дальнейшем была произведена опытная штамповка деталей «тройник». Замер параметров готовых изделий показал, что результаты расчета оказались очень близки к результатам опытной штамповки. Сходимость результатов варьировалась для разных технологий в диапазоне от 95 до 99 %. Определены основные факторы, влияющие на сходимость результатов моделирования и опытной штамповки. Полученные тройники признаны годными, полностью удовлетворяющими требованиям технических условий. Таким образом, показано, что применение программного комплекса DEFORM на предприятиях, производящих штампосварные детали трубопровода, целесообразно и позволит сократить срок ввода в производство нового изделия.
Бесплатно
Моделирование операций обработки давлением при производстве штампосварных деталей трубопровода
Статья научная
При производстве тройников заготовка подвергается ряду технологических операций, в том числе нагреву, частичному охлаждению и обработке давлением. Выбор параметров для каждой технологической операции напрямую определяет качество готовой продукции. При этом расчёт технологических параметров инженерными методиками представляется затруднительным. Поэтому целесообразным является применение современных программ для моделирования технологических операций. Рассматривается моделирование технологических операций обработки металлов давлением в программе DEFORM. Заготовка и инструмент для моделирования технологических операций были созданы в программе SolidWorks. В программе DEFORM были последовательно промоделированы операции частичного охлаждения нагретой заготовки, набора металла в зону отбортовки и операция отбортовки. На первом этапе моделировалось частичное охлаждение заготовки путём помещения её в ванну на глубину 2/3 от её высоты и выдержки в течение заданного временного интервала. Затем было проведено моделирование операции набора металла в зону отбортовки, при этом была определена оптимальная высота выпуклости. На третьем этапе была промоделирована операция вырезки отверстия под отбортовку, в ходе которого были определены размеры отверстия. На последнем этапе была промоделирована отбортовка ответвления, после чего было определено соответствие толщины стенки ответвления полученной на модели техническим требованиям на изделие. По результатам моделирования были определены технологические параметры, по которым в дальнейшем была произведена опытная штамповка детали «тройник». Замер параметров готового изделия показал, что результаты расчета оказались очень близки к результатам опытной штамповки, а полученный тройник признан годным, полностью удовлетворяющим требованиям технических условий. Таким образом, показано, что применение программного комплекса DEFORM на предприятиях, производящих штампосварные детали трубопровода, целесообразно и позволит сократить срок ввода в производство нового изделия.
Бесплатно
Статья научная
Известны станы продольной прокатки труб с короткой оправкой, в частности автоматические станы. Наиболее характерными проблемами для данной технологии являются разнотолщинность получаемого раската и дефекты внутренней поверхности раската, в частности риски. Решению указанных проблем посвящено большое количество работ. При этом с появлением новых методов исследований, например компьютерного моделирования, появляются новые возможности для изучения особенностей процесса продольной прокатки труб. В статье представлены результаты исследования процесса раскатки гильз с разной степенью их тонкостенности в автоматическом стане продольной прокатки на короткой оправке с использованием программы QForm. На основании данных компьютерного моделирования рассмотрены факторы, способствующие возникновению повышенной разностенности получаемого раската и дефектов внутренней поверхности.
Бесплатно
Моделирование технологии изготовления деталей протяжкой через рогообразный сердечник
Статья научная
Крутоизогнутые отводы представляют собой соединительные детали, применяемые в трубопроводах различного назначения для изменения направления трубопровода, для создания дополнительного ответвления от основной магистрали трубопровода, для изменения диаметра трубопровода и т. д., и широко применяются в промышленности. В данной статье рассматривается моделирование процесса протяжки через рогообразный сердечник в программе QForm 2D/3D. Заготовка и инструмент для моделирования технологических операций были созданы в программе Компас-3D. По результатам моделирования были определены технологические параметры, по которым в дальнейшем была произведена опытная протяжка. Замер параметров готовых изделий показал, что результаты моделирования оказались очень близки к результатам опытной протяжки. Также было показано визуальное соответствие реальных отводов их трёхмерным моделям. Полученные отводы признаны годными, полностью удовлетворяющими требованиям технических условий. Таким образом, показано, что применение программного комплекса QForm на предприятиях, производящих крутоизогнутые отводы, целесообразно и позволит сократить срок ввода в производство нового изделия.
Бесплатно
Моделирование технологических процессов на прошивном прессе трубопрессовой линии
Статья научная
Составлена математическая модель динамики процесса прошивки или экспандирования трубной заготовки на прошивном прессе трубопрессовой линии. Рассмотрено осесимметричное течение металла (рабочей среды) между контейнером и оправкой или экспандером. Установлен характер распределения давления металла и напряжений в очаге деформации. Из условия минимума осевого сопротивления оправки или экспандера потоку металла установлена рациональная форма её образующей. Показана достоверность полученных результатов путем идентификации диагностируемых данных прошивного пресса.
Бесплатно
Неоднородность деформации при продольной прокатке труб
Статья научная
В процессе продольной прокатки труб на короткой оправке в результате неоднородности деформации металла в калибре прокатных валков происходит формирование поперечной разностенности труб. Указанная проблема приводит к снижению точности готовых труб. В работе представлены результаты исследования зависимости поперечной разностенности труб и неоднородности деформации от частоты вращения валков при продольной прокатке на короткой оправке. Исследование выполнено с помощью компьютерного моделирования. Для оценки разностенности труб был использован безразмерный параметр, равный отношению толщины стенки трубы в выпуске калибра к толщине стенки в вершине калибра. В ходе моделирования частота вращения валков изменялась от 95 до 135 об/мин. Замечено, что с увеличением частоты вращения валков стана продольной прокатки происходило увеличение температуры трубы на поверхности контакта, что приводило к увеличению интенсивности процесса разупрочнения. Следует отметить, что наряду с процессом разупрочнения металла трубы также протекал процесс скоростного упрочнения. Из-за протекания этих двух конкурирующих процессов разностенность труб при изменении частоты вращения валков изменялась нелинейно. Найдено критическое значение частоты вращения валков, при котором наблюдается наибольшая разностенность. Установлено, что при продольной прокатке на короткой оправке возможно уменьшение поперечной разностенности трубы путем подбора рациональных скоростных режимов деформации. На основании проведенных исследований сформулированы практические рекомендации при выборе скоростных режимов при продольной прокатке на короткой оправке, обеспечивающих повышение точности труб и снижение уровня брака.
Бесплатно
Об использовании несимметричной прокатки для производства лент и полос
Статья научная
В последние десятилетия в теории и практике тонколистовой прокатки большое внимание уделяется несимметричным процессам прокатки, протекающим при различных геометрических, кинематических параметрах рабочих валков. В ЮУрГУ под руководством заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических наук В.Н. Выдрина разработан процесс прокатка-волочение (ПВ), позволяющий расширить технологические возможности станов. Однако в силу особенностей осуществления процесса ПВ (повышенные крутящие моменты на валках и повышенные удельные натяжения концов полосы) практика его использования показала в ряде случаев его неконкурентоспособность с симметричным (обычным) процессом прокатки. Анализ преимуществ и недостатков процесса ПВ позволил сформулировать новый подход к использованию несимметричных процессов прокатки, заключающийся в том, что частные кинематические варианты не могут решить всех технологических проблем. Предложен процесс прокатки общего вида (ПОВ), заключающийся в поливариантности кинематики процесса прокатки. Реализация приемлемого кинематического варианта определяется условиями осуществления процесса прокатки и требованиями к качеству продукции.
Бесплатно
Обеспечение равномерности механических свойств катанки 5,5-6,5 мм из стали марок 70-75
Статья научная
В 2019 году была проведена модернизация линии воздушного охлаждения стана 170 ПАО «ММК». Она была направлена на получение сорбитизированной катанки непосредственно на стане. Применение такой продукции позволяет отказаться от одной промежуточной операции термической обработки в процессе производства проволоки, а также повысить стабильность механических свойств готовой проволоки, производимой из такой катанки. Учитывая особенности укладки катанки на линии воздушного охлаждения за прокатным станом, со стороны метизных предприятий предъявляются следующие требования к равномерности механических свойств получаемой катанки: не более 40 Н/мм2 по длине витка, 50 Н/мм2 по длине мотка, 60 Н/мм2 по плавке. При анализе образцов проката из стали марок 70-75 диаметром 5,5-6,5 мм было выявлено, что полное соблюдение требований метизных предприятий на действующих прокатных станах затруднено. По заказу ПАО «ММК» в рамках научных исследований по освоению технологии производства катанки на линии воздушного охлаждения была разработана математическая модель, адекватность которой была доказана с помощью разработки режимов прокатки на ее базе с последующей оценкой полученной продукции. При дальнейшем анализе полученного проката было обнаружено, что произведенная по новым режимам продукция в большей степени отвечает требованиям по неравномерности механических свойств по длине витка, мотка и партии.
Бесплатно
Статья научная
В процессе производства бесшовных труб большое внимание уделяют качеству продукции, которая, в свою очередь, складывается из качества заготовки, качества гильзы и качества черновой трубы. При этом на заднем торце гильз могут возникать различные дефекты формы, которые могут препятствовать внедрению оправки и последующей раскатке гильзы в непрерывном раскатном стане. Также дефекты формы на заднем торце гильзы («корона», «серьга», «шип» и др.) могут спровоцировать аварийный останов. Своевременное информирование вальцовщиков о типе торца гильзы сможет способствовать оперативному принятию решения о корректировке настроечных параметров прошивного стана, что, в свою очередь, приведет к недопущению появления продукции с критическими отклонениями по форме. Один из способов получения информации об объекте (торец трубы) - использование цифровых камер. Поэтому необходимо проанализировать современные возможности применения цифровых камер и способов цифровой обработки изображений с целью определения интересующих характеристик.
Бесплатно
Опережение при прокатке рельсового профиля в универсальном калибре
Статья научная
Поставленная ранее вариационная задача о прокатке рельсов в универсальных калибрах реализована в системе MathCAD. Численная реализация позволила установить закономерности изменения опережения в зависимости от основных технологических параметров прокатки. Представлены зависимости коэффициента опережения от коэффициента обжатия шейки рельсового профиля, приведенного диаметра горизонтальных валков, приведенной толщины фланцев и условий трения на контактных поверхностях. Установленные закономерности позволили уточнить модель скоростного режима прокатки рельсов на современных рельсобалочных станах.
Бесплатно
Статья научная
Процессы продольной горячей прокатки бесшовных труб на оправке и без оправки широко используются на современных трубопрокатных агрегатах. При анализе технологии производства труб необходимо учитывать множество факторов, поэтому для определения влияния каждого из них на качество готовых труб целесообразно использовать компьютерное моделирование. На сегодняшний день известно довольно много программ, позволяющих моделировать процессы горячей прокатки методом конечных элементов. Одним из обязательных условий получения достоверных результатов при моделировании является корректный расчёт величины сопротивления металла пластической деформации. В данной работе при помощи компьютерного моделирования были определены диапазоны, в которых изменяются основные параметры, определяющие величину сопротивления пластической деформации. В программе QForm была промоделирована прокатка трубы на плавающей оправке в первых четырёх клетях непрерывного двухвалкового стана. Получены максимальные значения для таких величин, как скорость и величина деформации в клети, а также диапазон изменения температуры металла.
Бесплатно
Определение контактного давления при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре
Статья научная
Представлено решение задачи об определении контактных давлений и усилий прокатки в универсальном калибре на основе использования физических уравнений связи напряженного и деформированного состояния металла в очаге деформации. Для определения напряженного и деформированного состояния металла при прокатке двутаврового профиля в универсальном четырехвалковом калибре была поставлена и решена задача с применением вариационного принципа минимума полной мощности. При этом деформация шейки и фланцев рассматривалась как прокатка прямоугольных полос на гладкой бочке валков, причем принималось, что обжатие фланцев происходит только со стороны вертикального валка. По результатам решения такой задачи с использованием известных положений механики были определены компоненты тензора скорости деформации и интенсивность деформации сдвига. Разработан новый теоретический метод расчета контактных давлений и усилий прокатки при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре. Достоверность метода подтверждена результатами экспериментальной проверки. Разработанный метод определения контактных давлений и сил прокатки реализован в виде программ расчетов на персональном компьютере с использованием вычислительного пакета Mathcad. С целью экспериментальной проверки этого метода проведены расчеты для условий прокатки двутавровых профилей № 35Б1, 40К2 и 45Б2 из стали 15ХСНД на универсальном балочном стане ОАО «НТМК». Полученные расчетные данные сравнивались с результатами экспериментальных исследований; среднестатистическая погрешность расчетов составляет 6,4 %.
Бесплатно
Определение настроечных параметров процесса прошивки на двухвалковых станах винтовой прокатки
Статья научная
Разработаны математические зависимости по описанию основных геометрических параметров очага деформации при винтовой прошивке на двухвалковых станах. Полученные выражения учитывают искажение очага деформации в любом поперечном сечении, вызванное разворотом валков прошивного стана на угол подачи, и могут применяться для математического описания двухвалковых станов винтовой прокатки с грибовидными и бочковидными валками, работающих на повышенных углах подачи. Для достаточно точного математического описания геометрических параметров очага деформации предложены зависимости, которые позволяют определить расстояния от оси прокатки до поверхности валков в любом поперечном сечении очага деформации. Расстояние от оси прокатки до поверхности валков определенно при допущении: изменение радиуса валка в его основной меридиональной плоскости незначительное. Сравнение полученных математических зависимостей с твердотельным моделированием, основанным на поверхностном моделировании с граничным представлением твердых тел и реализованном в САD программе КОМПАС-3D, показало хорошую сходимость и правомочность принятого допущения. На основе полученных выражений разработана методика по определению основных настроечных параметров процесса винтовой прошивки: расстояние между валками в пережиме валков; выдвижение оправки за пережим валков; обжатие перед носком оправки; расстояние от захвата заготовки валками до носка оправки. Разработанные математические зависимости пригодны также для разработки калибровок прокатного инструмента прошивных станов (оправок и валков) и для проведения анализа по схеме деформирования при процессе винтовой прошивки.
Бесплатно
Статья научная
В любом процессе обработки металлов давлением имеет место внешнее трение на контакте инструмента и обрабатываемого материала. Под влиянием сил трения возрастает усилие деформации, разогревается и интенсивно изнашивается инструмент, увеличивается неравномерность деформации и, как следствие, возникает разнородность микроструктуры обрабатываемого металла, возникают растягивающие напряжения, которые иногда приводят к нарушению сплошности изделия. В настоящей работе исследуется влияние контактного трения на процесс прямого прессования прутков и проволоки из сплава ПОИн-52. С помощью математического моделирования исследовано влияние коэффициента трения на усилие в процессе прессования прутков Ø8,0 и 15,0 мм, а также проволоки Ø2,0 мм. Показано, что с увеличением коэффициента трения на преодоление силы трения скольжения на контактной поверхности обрабатываемого металла с контейнером и с матрицей тратится до 60 % усилия, необходимого для прессования исследуемого сплава. В ходе экспериментальных исследований показано, что применение смазочных материалов, а именно графитовой (графит - С) и молибденовой (дисульфид молибдена - MoS2) смазки, позволяет снизить коэффициент трения более чем в 10 раз. С определенной долей допущения можно говорить о том, что при прессовании припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки коэффициент трения равен 0,5, а при применении графитовой или молибденовой смазки коэффициент трения будет принимать значения, близкие к 0,05. С помощью результатов экспериментальных исследований путем подбора были определены показатели трения по законам Кулона, Зибеля и Леванова, которые могут быть применены для компьютерного моделирования в пакете Qform процесса прямого прессования припоя ПОИн-52 с использованием стального контейнера без применения смазки и с применением графитовой и молибденовой смазки. Учет достоверной величины показателя трения при компьютерном моделировании позволит существенно повысить точность расчетов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено распределение температурного поля в узле ролика волоки при волочении низкоуглеродистой стали с целью определения работоспособности и повышения долговечности работы узла методом осевого охлаждения валка. Составлена первичная модель для определения количества отведенного тепла, основанная на уравнении плотности теплового потока, определения оптимальных параметров расхода охлаждающей жидкости и оптимального сечения охлаждающего канала в зависимости от применяемого типоразмера проволоки. По результатам расчетов базовой модели можно сделать выводы о неработоспособности системы в связи с высокими температурными напряжениями и деформациями на контакте ролика и внешнего кольца подшипника. Однако в дальнейшем планируется составить более детализированную модель с учетом энергосиловых параметров, рассеивания теплоты в воздухе, а также уноса теплоты проволокой. Представлен план реализации проекта, заключающийся в теоретическом описании процесса распределения тепла, компьютерном моделировании и проведении натурного эксперимента. Компьютерное моделирование планируется провести на базе программных комплексов DEFORM-3D и СFdesign. Приведенные программы отличаются высокой точностью результатов, значения которых коррелируются с экспериментальными данными. Также программа CFdesign позволяет реализовать процессы передачи между жидкостью и цилиндрической стенкой. Однако для подтверждения математической и компьютерной модели необходимо проведение натурного эксперимента на базе лабораторий «ОМД» МГТУ им. Носова и лаборатории «Инновационные методы ОМД» ЮУрГУ (НИУ). Эксперимент будет проводиться на роликовой волоке ВР-180, что обусловлено достаточно удобной конструкцией и экономической обоснованностью проведения испытаний.
Бесплатно
Статья научная
Наиболее производительным и современным является способ получения труб на трубопрокатных агрегатах с использованием непрерывных раскатных станов с удерживаемой оправкой. Производство бесшовных труб горячей прокаткой на таких агрегатах может сопровождаться возникновением дефектов на поверхности труб, что приводит к увеличению количества бракованной продукции. С учётом современного уровня техники процесс дефектообразования при производстве труб изучен недостаточно. Дефекты возникают на поверхности труб при осуществлении прокатки в станах линии трубопрокатного агрегата. Характерными видами дефектов поверхности являются раковина-вдав, плена трубопрокатная на наружной и внутренней поверхности труб, а также поперечный разрыв металла. В данной статье рассмотрено качество труб наружным диаметром в диапазоне 219÷325 мм с толщиной стенки в диапазоне значений 8÷24 мм, получаемых прокаткой на агрегатах, имеющих в линии непрерывные раскатные станы с 2- и 3-валковыми калибрами. Качество рассмотрено с точки зрения влияния технологических факторов прокатки (коэффициент вытяжки, обжатие по наружному диаметру, толщине стенки и проч.) на количество брака по отдельным видам дефектов поверхности. В качестве универсального, ранее мало изученного, по величине которого можно судить об уровне дефектности технологии, рассмотрен фактор соотношения деформаций по диаметру к деформации по толщине стенки в раскатном стане. Статистическими методами получен ряд моделей, руководствуясь которыми можно прогнозировать ожидаемый уровень брака по дефектам поверхности при производстве бесшовных труб, а также подбирать условия деформирования, минимизирующие количество брака.
Бесплатно
Статья научная
Основными параметрами при прямом прессовании проволочных и прутковых изделий, которые определяют его эффективность, являются усилие прессования и скорость истечения металла из матрицы. В настоящей работе методом обобщенного приведенного градиента решена задача по оптимизации процесса прессования проволоки из сплава ПОИн-52. Показано, что основным технологическим параметром, позволяющим существенно влиять на эффективность процесса прессования, является диаметр контейнера. Такие параметры процесса, как длина заготовки, коэффициент трения для снижения усилия прессования, должны находиться на минимальном значении, а полуугол волоки (матрицы) и скорость прессования - на максимальном значении, допустимом технологией процесса. Для проволоки диаметром 2,0 мм методом обобщенного приведенного градиента решена оптимизационная задача относительно безразмерного отношения Vист*/F* (Y1*/Y2*). Найденный оптимум (Vистmax = 2000 мм/с и F = 79 140 Н) соответствует следующим параметрам технологии изготовления проволоки диаметром 2,0 мм (Х1): длина заготовки L = 80 мм (Х2); диаметр контейнера Dкон = 24 (Х3); скорость прессования Vпр = 6 мм/с (Х4); полуугол волоки α = 75° (Х5); коэффициент f = 0,3 (Х6). В ходе исследований выявлено, что достичь снижения усилия прессования с 161 640 до 38 001 Н без изменения скорости истечения (Vистmax = 896 мм/с) можно за счет уменьшения длины заготовки с 120 до 80 мм, уменьшения диаметра контейнера с 32 до 24 мм, увеличения скорости прессования с 3,5 до 6 мм/с и полуугла матрицы с 23 до 75° при постоянном диаметре готовой проволоки DBSX = 2 мм и коэффициенте трения f = 0,3. Для выбора оптимального значения диаметра контейнера в зависимости от диаметра готовой проволоки построена номограмма.
Бесплатно
