Развитие теории процессов ковки с целью создания эффективных технологий производства сплошных и полых поковок из слитков

• Автор: Антощенков, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 375 с. : ил

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ КОВКИ .

1.1 Краткий анализ состояния теории ОМД.

1.2. Сущность пластического потокообразования. . .

1.3. Структура очагов деформации.

1.Ф. Технологические факторы ОМД

1.5. Принципы построения расчетов ковки

1.6. Постановка задач

2. ОЦЕНКА ОЧАГА ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ КОВКЕ.

2.1. Форма и границы очага деформаций

2.2. Численный метод расчета очага деформаций . .

2.3. Влияние упрочнения на свойства металла в очаге

деформаций
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
3. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КОВКЕ . .
3.1 Расчет площади контакта поверхности круглой сплошной заготовки с инструментом8
3.2. Расчет геометрических параметров при
протяжке плоскими бойками
3.3. Расчет геометрических параметров при
протяжке комбинированными, бойками.
3.2. Расчет площади контакта полой заготовки и инструмента.
3.2.1. Характеристика экстремальных принципов. .
3.2.2. Граничные условия
3.2.3. Кинематические ограничения макропотоков
в уширение заготовки.
3.2.4. Уточнение функций компонентперемещений на основе экстремальных принципов.
3.2.5. Расчет средних перемещений на поверхности среза.
3.2.6. Формоизменение полой заготовки при протяжке
на оправке
3.2.7. Основы расчета ширины поверхности контакта
плоского бойка с полой заготовкой.
3.3. Расчет площади контакта при ковке комбинированными бойками.
3.3.1. Особенности деформации заготовки
3.3.2. Выбор функционала для компонентперемещений
3.3.3. Соотношение высотных деформаций от
технологического инструмента
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
4. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ КОВКЕ. . . .
4.1. Основы математической модели расчета напряжений и деформаций.
4.1.1. Расчет напряжений в очаге деформаций .
4.1.2. Расчет компонентов тензора деформаций. . .
4.1.3. Определение координат узлов сетки линий скольжения
4.1.4. Оценка адекватности модели .
4.2. Учет влияния упрочнения металла на величину напряжений в очаге деформаций.
4.3. Результатов расчета напряжений при ковке
заготовки.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
5. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ КОВКЕ
5.1. Технологические особенности теплового цикла ковки.
5.2. Расчет теплового поля заготовки в процессе
5.3. Учет деформационного разогрева заготовки при ковке.
5.4. Коррекция координатных систем напряжений и
тепловых полей.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
6.РАСЧТ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОВКИ СПЛОШНОЙ КРУГЛОЙ ЗАГОТОВКИ
6.1. При протяжке комбинированными бойками. .
6.2. При протяжке вырезными ромбическими бойками.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
7. ИССЛЕДОВАНИЕ, РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ КОВКИ ПОЛОЙ ЗАГОТОВКИ.
7.1. Технологические особенности протяжки
на оправке. . . .
7.2. Исследование формоизменения при протяжке на оправке
7.2.1. Исследование формоизменения внутренней поверхности заготовки .
7.2.2. Исследование формоизменения наружной поверхности заготовки
7.2.3. Исследование удлинения и уширения заготовки при протяжке комбинированными бойками
7.2.4. Исследование неравномерности удлинения в
очаге деформаций
7.3. Исследование влияния граничных условий на
схемы макропотоков и деформаций металла полой
заготовки.
7.3.1. Ковка на ступенчатой оправке с различной ориентацией бойков относительно продольной оси заготовки.
7.3.2. Исследование ковки с расчлененными потоками вытеснения металла в уширение
заготовки.
7.3.3. Оптимизация параметров ковки с непрямолинейным фронтом подачи.
7.4. Исследование деформаций в поперечном сечении полой заготовки.
7.5. Расчет геометрических параметров инструмента
для ковки.
7.5.1 Обоснование выбора оптимальной схемы расчета.
7.5.2. Согласование параметров бойка с эффективностью его работы.
7.6. Принципы построения расчета ковки полых
заготовок.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
8. РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРОИЗВОДСТВА ПОКОВОК ИЗ СЛИТКОВ.
8.1. АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Аналогичный способ воздействия на потоки вытеснения металла при протяжке можно реализовать, если применить выпуклые в поперечном сечении бойки начиная со второго после кантовки обжатия, боковые поверхности заготовки становятся вогнутыми и возобновляются в процессе ковки. Высокая эффективность влияния вогнутого бокового профиля слитка на формирование потоков пластического течения подтверждена исследованием физического очага деформации. Независимо от формы инструмента плоский, комбинированный, вырезной преимущественное обжатие сосредоточивается в осевой зоне заготовок уже на начальном этапе обжатия. При уковке 1,,7 деформация в осевой зоне поковок, откованных с регулированием потоков вытеснения, в раз выше, чем у поковок, откованных из обычного восьмигранного слитка. Изменением геометрических условий потоков вытеснения металла можно регулировать макротечение при неизменной форме деформирующего инструмента. Деформационные возможности деформирующего инструмента заключаются в создании поля напряжений и деформаций в начальный момент обжатия, преобразовании их в процессе единичного обжатия и как накопленный результат этапа организация схемы течения. За несколько единичных обжатий результаты их суммируются, обеспечивая итоговое распределение деформаций и преобразование элементов макростроения в заготовке. Форма рабочей поверхности в поперечном, продольном вертикальном и продольном горизонтальном относительно оси протяжки сечениях, конфигурация фронта границ рабочей поверхности, чередование и периодичность рабочих элементов, несимметричность геометрии инструмента в блоке верхнего и нижнего инструмента, изменяемость параметров в процессе обжатия составляют классификационные признаки деформирующего инструмента. Причем в отдельных участках неравномерность уменьшается в раз. Организация знакопеременных потоков еще одна разновидность регулирования пластического течения металла, которая может быть использована для компенсации чрезмерных сдвигов, сопровождающих резко выраженное однонаправленное течение. В результате этого пластические свойства металла повышаются в 1, раза по показателям относительного удлинения. Несимметричность предписанных потоков при обжатии бойкаи со скрещивающимися рабочими поверхностями по сравнению с обжатием плоскими бойками обеспечивает увеличение площади сдвиговых зон деформаций в 1,,5 раза и протяженности их границ на в поперечном сечении. Для получения такого же удлинения заготовки при ковке новым инструментом потребовалось бы увеличить нормальное обжатие в 1, раза однако при этом происходит дальнейшее развитие макросдвига в очаге деформации. Представление об оптимальности принятого решения дают анализы статистических моделей, построенных для некоторых практически важных процессов. Образование требуемых потоков металла и полей деформаций в объеме заготовки обеспечивают на основе разработки конфигурации очага деформации, задания граничных условий и выбора деформирующего инструмента. После этого рассчитывают термозональный фактор. При нескольких вариантах в блоксхему алгоритма построения целесообразно включить техникоэкономические расчеты. В качестве исходного материала для кузнечноштамповочного производства применяют металлы и сплавы в виде слитков, проката различных профилей, прессованных прутков, непрерывнолитые и центробежнолитые заготовки рис. На долю кованого металла приходится из сталеплавильных слитков. Как обработчиков металла давлением сталеплавильные слитки интересуют своими деформационными свойствами и их распределением в объме заготовки для ковки. Подготовка производства поковок начинается с тщательной разработки технологических процессов на каждом этапе, включая технологии нагрева металла слитка заготовки и ковки, где и сосредотачиваются основные расчеты всех аспектов производства изделий. В результате, исследование процесса пластической деформации заготовки ковкой сводится к анализу решения краевой задачи, т. Исследуется структура совершенной кристаллической решетки и различные дефекты, присущие реальным кристаллам. Чтобы обеспечить единый подход к описанию сложного комплекса явлений ковки, сопровождающиеся пластической деформацией, необходимо полное или частичное слияние этих направлений.