Моделирование процессов прошивки с целью повышения эффективности производства полых трубных заготовок

• Автор: Скрипаленко, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Глава 1. Аналитический обзор литературы
1.1 Анализ технологии производства бесшовных труб
1.2 Обзор исследований в области получения полых заготовок прошивкой
1.3 Программы компьютерного моделирования и их применение для решения задач обработки металлов давлением 5
1.4 Выводы по главе 1
Глава 2. Методика исследования схем прошивки
2.1 Алгоритм исследования и анализа схем прошивки
2.2 Применяемые на этапах исследования программные средства
2.3 Выводы по главе 2
Глава 3. Компьютерное моделирование процессов прошивки
3.1 Моделирование в среде БеГогт ЗБ
3.2 Моделирование в среде С>Гогт 2Б
3.3 Расход металла и энергии при прошивке
3.4 Выводы по главе 3
Глава 4. Экспериментальное исследование процессов прошивки на прессе
4.1 Установка и инструмент для проведения экспериментальных исследований
4.2 Результаты экспериментальных исследований
4.3 Выводы по главе 4
Глава 5. Математическое моделирование процесса прошивки методом жестких блоков и оценка устойчивости прошивного инструмента
5.1 Методика расчета усилия прошивки на прессе
5.2 Результаты математического моделирования процессов прошивки с помощью метода жестких блоков
5.3 Сравнение результатов моделирования прошивки свинцовых заготовок
5.4 Оценка устойчивости пуансонов при прошивке на прессе
5.5 Экспериментальное исследование процесса прошивки заготовок полой оправкой на двухвалковом стане поперечно - винтовой прокатки
5.6 Выводы по главе 5
Основные результаты и выводы по работе
Список использованных источников
Приложение 1
Приложение 2
Важнейшей задачей при изготовлении бесшовных труб является получение прошивкой из исходной сплошной заготовки высококачественной гильзы, обеспечивающей в дальнейшем качество готовой продукции по точности геометрических размеров, в том числе разностенности, а также определяет необходимость применения вспомогательных операций таких как зачистка дефектов, сверление, зацентровка и других, которые ведут к повышенному расходу металла и увеличению затрат на производство, в том числе энергетических.
В настоящее время развитие технологий производства бесшовных труб связано с применением исходной непрерывнолитой заготовки. Преимуществом таких технологий является сокращение числа операций обработки по сравнению с производством из слитков и связанного с этим уменьшения затрат. Однако наличие центральной дефектной зоны непрерывнолитой заготовки требует ее удаления для обеспечения качества получаемых труб. Удаление центральной дефектной зоны может осуществляться различными способами.
По одной из применяемых в настоящее время схем производства бесшовных труб исходная непрерывнолитая заготовка обтачивается, сверлится, нагревается, экспандируется и прессуется. При этом операция сверления, посредством которой удаляется дефектная зона, является трудоемкой, осуществляется на специальных станках и ведет к повышенному расходу металла. Одним из направлений совершенствования технологии производства является замена операций сверления и экспандирования операцией прошивки.
Поэтому исследование процессов прошивки заготовок является актуальной научно-технической задачей. Разнообразие применяемых и возможных способов прошивки заготовок предопределяет использование для

свинцовых образцов 060 мм высотой 120 мм. Чертежи пуансонов представлены на рис. 13.
На основе проведенных экспериментов в работе [33] сделаны следующие выводы:
1) процесс пленообразования на внутренней поверхности заготовки при закрытой прошивке закономерно протекает и усиливается на завершающей стадии, что обусловлено не только дефектами заготовки и состоянием рабочей поверхности прошивня, но и особенностями течения металла в зонах, прилегающих к контактным поверхностям инструмента;
2) очаг развитой пластической деформации при прошивке полым пуансоном локализуется в том же объеме, что и при закрытой прошивке;
3) исследуемый процесс характеризуется значительно меньшей неравномерностью в очаге интенсивной пластической деформации, снижающейся с увеличением диаметра осевого отверстия;
4) на характер затекания металла в осевое отверстие существенное влияние оказывает угол а (см. рис. 13), причем наиболее равномерное течение наблюдается при а=15°.
При моделировании процесса прошивки [33] использовалась модель нелинейно - вязкой среды с ограниченным скоростным упрочнением:
где тт - наибольшее предельное значение Т характерное для данной марки стали при фиксированной температуре и степени деформации;