Разработка и исследование процессов прессования длинномерных и непрерывнолитых заготовок

• Автор: Волков, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 224 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРЕССОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ И НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК
1.1. Обзор способов и технологических процессов непрерывного и полунепрерывного прессования.

1.2. Обзор способов совмещения литья и деформационной обработки металлов и сплавов

1.3. Конструкции МНЛЗ, пригодные для прямого совмещения с прессовыми установками

1.4. Постановка задачи на разработку новых композиционных структур совмещения процессов непрерывного прессования и разливки металлов .
2. НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПОЗИЦИОННАЯ СТРУКТУРА АГРЕГАТОВ ПРЯМОГО СОВМЕЩЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ПРЕССОВ АНИЯ

2.1. Конструктивные варианты прессов для прессования длинномерных

и непрсрывнолитых заготовок.

2.2. Композиционная структура литейнопрессового агрегата.

2.3. Постановка задач диссертационного исследования.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ
3.1. Конечноэлементная модель и количественный анализ кинетики затвердевания слитка при непрерывном литье с большим шагом вытягивания.
3.2. Расчет температурного поля непрерывнолитой заготовки.
3.3. Расчет температурного поля в очаге деформации при формировании плоскоовального сечения прессовой заготовки прокаткой.
3.4. Теоретический анализ процесса валкового обжатия непрерывнолитой заготовки.
3.5. Расчет формоизменения при обжатии полой плоскоовальной заготовки на оправке в разъемном контейнере пресса
3.6. Выводы.
4. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ И НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК.
4.1. Экспериментальная оснастка и методика определения коэффициента вытяжки при обжатии плоскоовальной и квадратной заготовки сегментами разъемного контейнера
4.2. Экспериментальная оснастка и методика определения зависимости относительной длины зоны трения контейнера от коэффициента вытяжки
4.3. Методика определения работы на деформацию при внедрении заготовки в конусную часть контейнера.
4.4. Экспериментальная оснастка и методика для изучения формоизменения, условий трения и силовых параметров при обжатии плоскоовальной заготовки в двухсегментном разъемном контейнере пресса
4.5. Методика экспериментального исследования формоизменения заготовки при прокатке по схеме кругплоский овал.
4.6. Экспериментальная оснастка и методика моделирования процесса полунепрерывного прессования сплошных и полых прессизделий
4.7. Выводы.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ И
НЕПРЕРЫВНОЛИРЫХ ЗАГОТОВОК.
5.1. Определение коэффициента вытяжки при обжатии плоскоовальной
и квадратной заготовки сегментами разъемного контейнера.
5.2. Экспериментальное определение зависимости относительной
длины зоны трения контейнера от коэффициента вытяжки
5.3. Экспериментальное определение работы на деформацию при внедрении заготовки в конусную часть контейнера.
5.4. Изучение формоизменения, условий трения и силовых параметров при обжатии плоскоовальной заготовки в двухсегментном разъемном контейнере пресса.
5.5. Исследование формоизменения при обжатии в гладких валках непрерывнолитой круглой заготовки.
5.6. Моделирование процесса полунепрерывного прессования сплошных и полых прессизделий
5.7. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Заключение технического совещания ОАО РЗ ОЦМ. 7 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Техническое задание на проект реконструкции пресса
усилием МН.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 АКТ внедрения результатов НИР в учебный процесс. 0 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Листинги программ для расчета тепловых и деформационных процессов
ВВЕДЕНИЕ


РОМ и освобождение заготовки, на рис. При осуществлении прессования данным способом заготовку 4 см. Л, который нужен для заполнения металлом в процессе обжима заготовки бойками РОМ. Бойками 5 см. При этом, металл частично вытесняется влево и вправо, заполняя зазор Л. Приводом контейнера 3 надвигают последний на пуансон 1 см. Разводят бойки 5 см. В контейнере остается заготовка с пережатым участком со см. Вновь пережимают участок заготовки, примыкающий к торцу контейнера. При этом происходит частичная распрессовка пережатого участка со изза течения металла вправо. При последующем надвигании контейнера на пуансон пережим на участке со полностью распрессовывается, и осуществляется собственно прессование. Ситуация возвращается к положению на рис. Поперечный размер заготовки в месте пережима со зависит от поперечного размера получаемого прессизделия. Если они равны, то обратное истечение металла через полость, образуемую бойками, наступит лишь при практически полном выпрессовывании металла из контейнера. Однако не следует забывать, что на поверхности контейнера действуют напряжения трения, препятствующие течению через полость, образованную бойками, поэтому сечение в месте пережима может быть больше, чем отверстие в матрице. На рис. По мнению авторов, в качестве пережимающего устройства так же могут быть применены технические решения, относящиеся к приемам резки и разделения проката. От формы пережима заготовки зависит, попадут ли поверхностные дефекты внутрь металла. В результате проведенных авторами экспериментов по изучению влияния формы пережима на зажим металла ,, в ходе которых вытачивались заготовки с различной формой пережима и осаживались в контейнере, получены рекомендации по оптимальной форме пережима. Так, прямоугольная форма пережима приводит к схлапыванию металла с образованием воздушной полости внутри заготовки см. Треугольная форма см. Узкий глубокий пережим см. Пологий вогнутый профиль см. Следовательно, наиболее предпочтительным является вариант, изображенный на рис. В результате экспериментов также выявлено, что соотношение между глубиной пережима п и длиной пережима т для отсутствия зажимов должно быть не более 0,5. Вместе с тем, при длинных пережимах нерационально используется материал заготовки при прессовании, поскольку контейнер заполняется не полностью. Рис. Рис. Рис. Рис. Осадка пережима треугольной формы а после пережима, б после осадки
Рис. Рис. Осадка пережима с пологим вогнутым профилем. Так, нерациональным является назначение длины пережима более длины контейнера, а поскольку последняя составляет около 5 диаметров с1 заготовки, то т 5У, при этом естественно, что глубина пережима не может превысить п, откуда минимальное значение п7 0,1. Таким образом, диапазон допустимых отношений ОД пт 0,5. Следовательно, авторы рекомендуют осуществлять обжатие по диаметру участка заготовки со стороны подачи с приданием месту пережима вогнутого в продольном сечении профиля см. На отношение ширины бойка РОМ к диаметру полости контейнера авторы дают рекомендательный диапазон 0,,8, работа в котором позволит избежать зажимов металла при распрессовке и рационально использовать длину контейнера. Однако изза особенностей течения металла при радиальном обжатии задача может быть упрощена с помощью применения более узких, чем ширина пережима, бойков, что в значительной мере снижает усилие, необходимое для пережима. Для определения параметров пережима плоскими узкими бойками авторами проведена серия опытов по передавливанию заготовки бойками различной ширины , по схеме, изображенной на рис. Б ширина бойка, т длина пережима. Рис. Пережим заготовки плоскими бойками. В результате установлено, что при увеличении ширины бойка длина пережима увеличивается, причем длина пережима в 6 раз превышает ширину бойка. Отсюда авторами сделан вывод о том, что, деформируя даже относительно узкими бойками, возможно получить достаточно длинный пережим и не допустить зажима металла при прессовании. Подстрочными индексами i и шах обозначены минимально и максимально возможные величины.