Совершенствование технологии изготовления горячепрессованных труб на основе новых технических решений

• Автор: Космацкий, Ярослав Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 213 с. : ил.

1 Основные причины потерь металла при горячем прессовании труб и пути снижения расходного коэффициента

1.1 Особенности технологии производства горячепрессованных труб

и связанные с ней причины образования потерь металла

1.2 Теоретические разработки, направленные на снижение

потерь металла при прессовании труб

1.3 Технологические примы по снижению потерь металла

при прессовании труб

1.4 Выводы и постановка задач исследования

2 Разработка технических предложений по снижению расхода металла в процессе прессования груб

2.1 Разработка технических основ процесса прессования

с полной выпрессовкой полого профиля.

2.2 Разработка технических основ совмещнного процесса прокаткипрошивкипрессования труб.
2.3 Проектирование технологии прессования, обеспечивающей снижение обрези при редуцировании горячедеформированных груб
2.3.1 Анализ причин возникновения дефекта разностенности при редуцировании горячедеформированных труб и способов его устранения.
2.3.2 Анализ возможности изготовления труб периодически изменяющегося сечения методом прессования
2.3.3 Исследование изменения толщины стенки на заднем участке редуцированных труб
2.3.4 Методика определения профилировки инструмента для прессования труб с последующим редуцированием.
2.3.5 Расчет профилировки прессиглы для прессования трубы диаметром 2 мм с толщиной стенки 6 мм.
2.3.6 Оценка влияния использования прессигл с коническим участком при изготовлении труб по маршруту прессование редуцирование на нормирование расходного
коэффициента металла.
2.4 Выводы
3 Математическое моделирование процесса прессования труб
переменного сечения
3.1 Постановка задачи исследования
3.1.1 Введение системы координат
3.1.2 Введение системы допущений и упрощений.
3.1.3 Разработка концептуальной модели исследуемого процесса
3.2 Стадия распрессовки заготовки
3.2.1 Определение граничных условий процесса и построение кинематически возможного поля скоростей течения металла .
3.2.2 Определение составляющих баланса мощностей
3.2.3 Синтез математической модели процесса на стадии распрессовки
3.3 Стадия прессования трубы.
3.3.1 Определение граничных условий процесса и построение кинематически возможного поля скоростей течения металла .
3.3.2 Определение составляющих баланса мощностей
3.3.3 Синтез математической модели процесса прессования труб
3.4 Определение условий осуществления кинематического удаления прессостатка
3.4.1 Постановка задачи исследования
3.4.1.1 Введение системы допущений и упрощений
3.4.1.2 Разработка концептуальной модели исследуемого процесса
3.4.2 Первый этап процесса вытягивания металла.
3.4.2.1 Определение граничных условий процесса и
построение кинематически возможного поля
скоростей течения металла.
3.4.2.2 Определение составляющих баланса мощностей
3.4.3 Второй этан процесса вытягивания металла
3.4.3.1 Определение граничных условий процесса и
построение кинематически возможного поля
скоростей течения металла
3.4.3.2 Определение составляющих баланса мощностей
3.4.4 Третий этап процесса вытягивания металла
3.4.4.1 Определение граничных условий процесса и
построение кинематически возможного поля
скоростей течения металла
3.4.4.2 Определение составляющих баланса мощностей I
3.4.5 Синтез математической модели условия процесса кинематического удаления прессостатка
3.5 Теоретическое исследование процесса прессования труб на основе разработанного комплекса математических моделей
3.5.1 Численное исследование влияния изменения максимального диаметра прессиглы на величину усилий распрессовки и прессования труб.
3.5.2 Численное исследование влияния изменения величины сопротивления металла пластической деформации на величину усилия прессования труб.
3.5.3 Численное исследование влияния изменения коэффициента трения на контактной поверхности металл инструмент на величину усилия прессования труб
3.5.4 Численное исследование условий осуществления кинематического удаления прессостатка
3.6 Выводы.
4 Экспериментальное исследование процесса прессования груб переменного сечения
4.1 Постановка задач экспериментального исследования
4.2 Устройство для физического моделирования
процесса прессования.
4.3 Порядок проведения экспериментального исследования процесса прессования труб переменного сечения
4.4 Исследование силовых параметров процесса прессования
4.5 Исследование параметров формоизменения
4.6 Оценка достоверности математической модели процесса прессования труб переменного сечения
4.7 Выводы.
5 Разработка опытнопромышленной технологии изготовления горячепрессованных труб
5.1 Сопровождение опытнопромышленного изготовления труб диаметром мм с толщиной стенки 8 мм из стали марки
5.2 Анапиз результатов опытнопромышленного изготовления труб
5.3 Выводы
Заключение
Библиографический список.
Приложение А Программа изготовления опытной партии труб из стали
марки по маршруту прессование редуцирование
с требованиями по ГОСТ .
Приложение Б Акт о проделанной работе по изготовлению опытной партии труб из стали марки по маршруту прессование редуцирование с требованиями поГОСТ
Введение


В связи с этим для практических расчтов целесообразнее использовать понятие модуля прессования , в котором помимо истинного значения сопротивления деформации учтены все остальные факторы, влияющие на усилие прессования. На основании статистических данных по результатам прессования труб из железохромоникелевых и хромоникелевых неупрочинных сталей на трубопрессовых установках Волжского трубного завода в работах , представлены линейные зависимости между сопротивлением пластической деформации металла и содержанием в нм никеля и хрома. Оценка величины сопротивления металла пластической деформации в процессах обработки металлов давлением возможна с помощью термомеханических коэффициентов . Для этого используют величины сопротивления пластической деформации, определяемые механическими испытаниями при определнной температуре металла, степени деформации и скорости деформации, а также коэффициенты, учитывающие степень, скорость деформации и температуру металла, границы применения которых находятся в пределах по температуре до С, по степени деформации до , но скорости деформации до с1. Этот метод позволяет получать достоверные результаты для процесса прокатки труб. Однако для горячего прессования труб, особенно из труднодеформируемых сплавов, имеющего схему напряжнного состояния всестороннее неравномерное сжатие, степень деформации до , температура металла до С, скорость деформации до 0 с применение указанного метода ограничено. В работе представлен метод определения среднего нормального контактного напряжения в процессе горячего прессования труб из сталей и сплавов в зависимости от содержания легирующих элементов для осваиваемых и проектируемых прессовых установок с горизонтатьными гидравлическими прессами. Определение среднего нормального контактного напряжения позволяет рассчитывать силовые параметры горячего прессования труб. При этом, возможно определять проектный сортамент как но маркам сталей и сплавов, так и по типоразмерам труб. Другим вариантом получения информации о сопротивлении деформации и пластических свойствах материала, позволяющим учесть совокупность этих факторов, являются пластомстричсские испытания на осадку цилиндрических образцов , которые используют для получения кривых упрочнения и данных по сопротивлению деформации процессов ОМД, характеризующихся преимущественно сжимающими напряжениями. Российском научноисследовательском трубном институте для определения сопротивления деформации по зависимости, приведенной в работе . В работе проведн сравнительный анализ методик определения силовых параметров процесса прессования труб из нержавеющих сталей и сплавов, описанных в работах , . Для сравнительной оценки результатов использовались основные технологические параметры процесса прессования труб из сплава ЭИ 3 в прессовых линиях усилием и МЫ трубопрессового цеха 2 Волжского трубного завода, которые были получены по результатам прессования опытной партии труб. Анализ приведнных в работе данных показал хорошую сходимость результатов расчта силовых параметров прессования по обеим методикам с реальными значениями усилий прессования. Согласно , методика, приведнная в , рекомендована в качестве проверочной при анализе возможности выполнения заказов на изготовление труб, а при использовании методики, изложенной в работе , на сплавах со сложной структурой, бывает проблематично корректно учесть взаимное влияние элементов на пластические свойства и сопротивление деформации материала. Процесс экспандирования является начальной стадией деформации металла при производстве труб на трубопрессовой установке. Поэтому технологические режимы экспандирования при истечении металла определяют качество изготовляемой продукции, производительность установки, а следовательно, и техникоэкономические показатели процесса. Повышение эффективности процесса экспандирования трубной заготовки путм расширения возможностей существующего оборудования и разработки новых технологий производства с оптимизацией качества бесшовных труб предполагает создание корректных математических моделей процесса, адекватно отражающих условия экспандирования предварительно сверленых гильз.