Силовое и тепловое взаимодействие игл и деформируемого материала при прессовании трубных заготовок из алюминиевых сплавов

• Автор: Дегтярева, Ольга Федоровна
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПРОБЛЕМ И МЕТОДОВ ИХ РАЗРЕШЕНИЯ В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВАННЫХ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

1.1. Описание технологии прессования крупногабаритных труб из алюминиевых сплавов

1.2. Описание научных работ в области теоретического изучения процесса прессования труб из алюминиевых сплавов
1.3. Описание научных работ в области экспериментального изучения процесса прессования труб из алюминиевых сплавов

1.4. Особенности применения метода конечных элементов в теории прессования

1.5. Известные теоретические решения из области теплопередачи

1.6. Выводы и постановка задачи исследоваштя

2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ ПРЕССОВЫХ ИГЛ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ПРЕССОВАНИЯ
2.1. Определение температурного поля прессовой иглы, циклически изменяющегося в процессе прессования
2.2. Теоретическое определение температурного поля прессовой иглы при конвективном теплообмене

2.2.1. Методика расчета температурного поля прессовой иглы при нагреве

2.2.2. Методика расчета температурного поля прессовой иглы при естественном охлаждении
2.3. Определение температурного поля прессовой иглы во время конвективного теплообмена при нагреве от стенок контейнера
2.4. Измерение температуры иглы во время конвективного теплообмена
2.5. Выводы по разделу
3. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРЕССОВОЙ ИГЛЫ И ДЕФОРМИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Определение температурного поля прессовой иглы во время теплопередачи от деформируемой заготовки
3.2. Измерение температурног о поля иглы во время деформации
3.3. Определение температурного поля прессовой иглы при конвективном теплообмене во время выполнения вспомогательных операций
3.4. Изучение влияния термоупругого изменения размеров иглы на точность размеров прессованной трубы
3.5. Выводы по разделу
4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ ИГЛЫ НА ФОРМОИЗМЕНЕНИЕ
ЗАГОТОВКИ И СВОЙСТВА ПРЕССИЗДЕЛИЙ
4.1. Описание напряженного состояния иглы при прессовании трубных
заготовок
4.2. Оценка поведения смазки иглы при ее нанесении и прессовании
4.3. Влияние параметров работы иглы на свойства и структуру прессованных труб
4.4. Разработка конструкции прессовой иглы, малочувствительной к изменению температуры
4.5. Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Штанга проходит через заднюю поперечину и служит для
передачи давления на иглу. Пресс оснащен устройством для подачи заготовки на ось пресса, механизмом для отделения прессостатка, а также снабжен накопителем. На рис. МН с независимой прошивной системой. Рис. Индукционный нагреватель УИН представляет собой нагревательную установку, работающую по принципу трансформатора с разомкнутым сердечником, первичной обмоткой которого является индуктор, а вторичной поверхностные слои нагреваемой иглы. При действии переменного электромагнитного поля, создаваемого индуктором, в поверхностных слоях иглы, находящейся в этом поле, индуцируются электрические токи, которые разогревают эти слои иглы. Передача тепла от поверхностных слоев иглы к ее внутренним слоям осуществляется теплопроводностью. Индуктор, в который вводится игла, конструктивно представляет собой трубу с внутренним диаметром 0 мм, длиной мм. Индукционный нагреватель УИН имеет ряд недостатков. Вопервых, в установке не предусмотрен привод ее перемещения на ось пресса. Вовторых, не предусмотрен контроль температуры нагреваемой иглы. Втретьих, не предусмотрен нагрев прессшайбы, что приводит к необходимости предварительного ее нагрева. Вчетвертых, необходимо изготовление дополнительных сменных индукторов для более рационального нагрева игл меньших диаметров. Наиболее распространена производственная ситуация, когда иглу нагревают после установки на пресс, введя ее во втулку контейнера. В таком случае игла нагревается посредством конвективного теплообмена. В некоторых случаях для более интенсивного нагрева иглы в контейнер помещают слиток толкач, используемый для разогрева индукционной печи, в который вводят иглу. Данный слиток нагревают до температуры не менее 0С при прессовании предыдущей продукции. Во время нагрева инструмента на прессе производят вывод индукционной печи на требуемый режим и нагрев заготовок. После помещения иглы в среду с более высокой температурой между последней и телом иглы возникает процесс конвективного теплообмена, и игла начинает прогреваться. Сначала нагреваются поверхностные слои и только со временем постепенно прогреваются центральные слои. Температура нагрева инструмен та зависит от сплава, длины заготовки и толщины стенки трубы. Схема сборки технологического инструмента для прессования труб на прессе усилием МН с самостоятельным приводом прошивной системы представлена на рис. Наиболее важным технологическим инструментом пресса, в котором совершается формоизменение металла, являются матрицы. При прессовании труб из алюминиевых сплавов без смазки контейнера используют матрицы четырех типов коническую, плоскоконическую, плоскую, двухконусную 1. На ОАО КУМЗ широко применяются конические матрицы с углом раствора а град рис. Характер течения металла при прессовании изделий из конических матриц более равномерный, чем при прессовании из плоских матриц, а также снижается усилие прессования. От правильного угла обжимного конуса, размеров пояска и радиусов закругления зависят правильная работа матрицы и получение заданных размеров изделия. Длина рабочего пояска матрицы и радиус закругления зависят от толщины стенки трубы и сплава чем меньше толщина стенки, тем меньше длина пояска и радиус закругления. Наиболее хорошее качество наружной поверхности труб обеспечивают плоские матрицы. Двухконусные матрицы в основном применяются для прессования труб переменного сечения легкосплавных бурильных труб с внутренними или наружными концевыми утолщениями. Рис. Иглы являются важнейшим инструментом, формообразующим внутреннюю полость труб. Схемы инструментальных нападок, приведенных на рис. Подвижные цилиндрические иглы для прессования труб из алюминиевых сплавов имеют насечку глубиной 0,мм с шагом мм. Шаг насечки зависит от длины рабочего пояска матрицы. Для исключения образования гофр при прессовании тонкостенных труб шаг насечки должен быть меньше длины пояска матрицы. Данная насечка расположена по всей формообразующей поверхности иглы и предназначена для задержания слоя смазки.