CC BY
37
INFLUENCE OF FRICTION ON LOADING AND TOOL WEAR IN COLOR PUNCHING
The results of computer modeling of the metal forming process are presented. The influence of the value of the friction factor on the force load and wear of the tool surface during hot forging of an axisymmetric part is analyzed.
Key words: load, friction, lubricant, force, wear of the tool surface.
Nikishkin Alexandr Evgenevich, undergraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
Приведен технологический процесс получения горячекатаных и холоднокатаных сталей. Описаны основные сферы применения, особенности использования, классификации и способы обработки листовых деталей.
Ключевые слова: метал, сталь, холоднокатаная, горячекатаная, обработка, металлургия, давление, прокатка.
Прокатка является одним из самый часто применяемых способов ОМД. Большинство производимых металлургической промышленностью черных и цветных металлов подвергаются прокатке [1-3]. При этом прокатка бывает по способу проката
- продольная;
- поперечная;
- поперечно винтовая.
Помимо данной классификации очень важной является классификация по температуре нагрева:
- холодная;
- горячая.
A.E. Nikishkin
УДК 621.7
ПРОКАТКА СТАЛИ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
С. С. Яковлев
(рис. 1, 2):
Рис. 1. Схема прокатки: а - продольная; б - поперечная; в - поперечно винтовая
584
Изготовление холоднокатаной стали ведётся путём холодной прокатки. При этом все размеры выдерживаются согласно ГОСТ. На предприятие материал поступает в виде рулонов или листов. Стоит также отметить, что листы, полученные таким способом, имеют плоскостную анизотропию механических свойств, которую необходимо учитывать при составлении технологического процессов листовой штамповки.
Тонколистовой металл из холоднокатаного проката обрабатывается несколькими способами [4, 5]:
1. Гибкой. Если толщина листа не превышает 0,6 мм, то такой металл легко поддаётся ручной гибке. При большей толщине для выполнения такой операции нужно промышленное оборудование.
2. Сварка. Если листы имеют малую толщину, то для сварки требуются электроды небольшого диаметра.
3. Резка. В промышленных условиях для резки холоднокатаного листа используются гильотинные ножницы.
Кроме таких способов может ещё использоваться лазерная и плазменная резка. Использование холоднокатаного листа достаточно обширное. Сюда относятся отрасли:
1. Машиностроение. Рулоны и листы используются для холодной штамповки. Этим способом изготавливаются корпусные и мелкие детали.
2. Приборостроение.
3. Строительство.
4. Потребительская сфера (например, посуда)
При этом листы изготавливаются разной формы:
1. Рифлёные. Используются как напольное покрытие. Для этого на поверхность наносится тиснение в виде ромба. После этого она перестаёт скользить. Такой материал применяется при монтаже ступенек для лестниц.
2. Оцинкованные. Листы с таким покрытием хорошо предохраняются от коррозии. Поэтому используются во время кровельных работ. Материал удобен при монтаже и долговечен.
3. Гофролист (рис. 3). Отличительной его особенностью является волнообразная форма. Кроме кровельного настила он находит применение для установки перегородок.
А 1 / шорона Б
у И^- 7--* /' ,-
4 ^ ' -зсь- / \ \- '-^ V
1150
Рис. 2. Гофролист
585
Благодаря своим эксплуатационным характеристикам, холоднокатаный лист остаётся наиболее востребованным материалом.
Изготовление горячекатаной стали ведётся путем прокатки металла до нужной толщины. После такой раскатки, полученные листы нуждаются в очистке от окалины. Иногда наблюдается деформирование стали в процессе остывания.
В зависимости от толщины получаемого листа горячекатаная сталь бывает:
1. Сверхтонкая. Толщина листа достигает не более 0,5 мм. Такая сталь имеет хорошую пластичность при достаточной прочности.
2. Тонколистовая. Толщина листа достигает 4 мм.
3. Толстолистовая. Её размер колеблется от 4 до 160 мм.
В зависимости от точности изготовления в конце маркировки стали добавляются буквы:
1. «А». Означает, что сталь повышенной точности.
2. «Б». Выпускаемая сталь имеет нормальную точность.
Важным параметром является неплоскостность. Характеризуется степень деформации поверхности листа после остывания металла. Обозначения имеют следующий вид:
1. «ПО» - обозначает очень высокую плоскостность.
2. «ПВ» - просто высокая плоскостность.
3. «ПУ» - означает улучшенную плоскостность.
4. «ПН» - подразумевается нормальная плоскость.
Если в конце обозначения марки стоят буквы «О» или «НО», то идёт информирование о кромке листа - обрезная она или нет.
В промышленности горячекатаная сталь нашла применение в следующих сферах:
1. Из такого материала путём холодного обжима получают холоднокатаные листы. В итоге стать получается более прочная, поскольку после этого процесса из металла исключаются внутренние напряжения.
2. Производится изготовление профиля разной конфигурации.
3. В строительной сфере применяется конструкционный материал, для создания металлических конструкций.
Также горячекатаный прокат используется в сельском хозяйстве, химической промышленности приборостроении и автомобилестроении. Улучшенные виды стали идут на изготовление точного инструмента.
Таким образом, прокатка является одной из важнейших операций ОМД, позволяющих получить не только уже готовые изделия, но и сырье для последующей листовой штамповки.
Список литературы
1. Шаталов Р. Л., Калмыков А.С., Антонов Ю.Ю., Литвинова Н.Н. Влияние обжатия и изменения направления прокатки на структуру и свойства латунных листов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2020. Вып. 11. Ч. 1. С. 154 - 159.
2. Полякова М.А., Ширяева Е.Н., Налимова М.В. Системный анализ технологического процесса горячей прокатки стальной полосы // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2020. Вып. 2. С. 360-369.
3. Гневашев Д. А., Чайка Д.Б. Анализ изменения микроструктуры материала АМц при операциях прокатки и равноканального углового выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 12. С. 183185.
4. Калинин А.С., Сережкин М.А. Экспериментальная проверка гипотезы возникновения налипания при прокатке алюминиевых сплавов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 5. С. 287-292.
5. Гадалов В.Н., Шкатов В.В., Скрипкина Ю.В., Гвоздев А.Е., Кутепов С.Н., Калинин А. А. Экспериментальная проверка гипотезы возникновения налипания при прокатке алюминиевых сплавов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2020. Вып. 6. С. 346-352.
6. Технология прокатного производства в 2-х книгах. Книга 2. Справочник. М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский, А.Н.Виткин. М.: Металлургия. 2010. 423 с.
Яковлев Сергей Сергеевич, аспирант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ROLLING OF STEEL. TECHNOLOGICAL PROCESS S.S. Yakovlev
The technological process of obtaining hot-rolled and cold-rolled steels is presented. The main areas of application, features of use, classifications and methods of processing sheet parts are described.
Key words: metal, steel, cold-rolled, hot-rolled, processing, metallurgy.
Yakovlev Sergey Sergeevich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 539.3
ПОЛИНОМИАЛЬНОЕ ИНТЕРПОЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ ЗАДАЧАХ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
АН. Пасько
Рассмотрены вопросы применения полиномиального интерполирования при перестроении конечно-элементных сеток для сглаживания механических характеристик деформируемых твёрдых тел.
Сглаживание, перенос, механические характеристики, метод конечных элементов
В задачах пластического деформирования твёрдых тел иногда искажения конечно - элементной сетки достигают таких значений, что для дальнейших расчётов необходимо проводить разбиение на элементы заново. При перестроении конечно-элементных сеток среди прочих трудностей возникает проблема переноса полей напряжений и деформаций со старой конечно - элементной сетки на новую.
В элементах высоких порядков эта проблема удовлетворительно решается использованием функций формы конечных элементов. В простейших элементах с постоянным распределением по объёму элемента напряжений и деформаций необходимо использовать другие подходы.
Предположим, что имеются данные о значении некоторой характеристики упругопластического состояния деформируемого тела в узлах конечно-элементной решетки в каком-либо участке тела и необходимо определить значение этой характеристики в точках межузлового пространства. Такая задача возникает, например, при перестроении конечноэлементной решетки. Для этого предлагается следующая методика, основанная на использовании метода наименьших квадратов [ 1, 2].
587
