CC BY
28
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВДАВЛЕНИЕМ
сов, когда заготовка с требуемым дая обработки уровнем пластических свойств не может быть получена с помощью кристаллизатора, предлагается использовать установку для непрерывного литья, прокатки и прессования (пат. 73245 РФ), которая включает печь-миксер наклонного типа с регулятором подачи расплава в калйэр валков, валок с ручьем и валок с вьступом, расположенные в станине, имеющие полости дая охлаждения и образующие закрытый калибр, перекрытый на выходе матрицей с клинэввдными полостями для охлаждения.
С целью автоматизации процессов проектирования оснастки и оборудования для применяемых методов совмещенной обработки, а также технологических рас -четов, с использованием среды объектно-ориентированного программирования БеІрЬі 7.0 создаю программное обеспечение. Оно включает имитационные модели установок совмещенной обработки, модели аналитического определения реализуемости процесса СПП и расчета энергосиловых параметров, а также блоки проектирования прессового и валкового инструмента. Технические решения и разработанное программное обеспечение внедрены в учебный процесс в ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» и используются при обучении студентов специальности 150106 «Обработка металлов давлением».
На базе новых технических решений была разработана технология получения сварочной проволоки Св. АК12, которая состояла из следующих технологических переделов. На первом этапе при помощи ЭМК голучали литую заготовку диаметром 15 мм с повышенными пластическими свойствами. Далее полученные заготовки нагревали до температуры 550°С и обрабатывали на установке СПП-200 со скоростью деформации £=0,74 с- и вытяжкой ц=7,3. На последнем этапе полученный пруток диаметром 7 мм подвергали холодной обработке методом волочения для получения проволоки диаметром 2 мм. Результаты механических испытаний на каждом из этапов технологической обработки представлены в табл. 2, при этом следует отметить, что пластические и прочностные свойства полученных литых заготовок значительно превышают требования ГОСТ Р 50511-93, что позволяет получить деформируемые полуфабрикаты
Таблица 2
Механические свойства полуфабрикатов из силуминов
Марка спла- ва Вид изделия М еханические свойства
ст в, М Па 5, %
АКБ Литая заготовкадиаметром 15,0 мм 27Q,Q 15,Q
Пруток диаметром 7,0 мм 28Q,3 9,Q
Проволокадиаметром 3,0 мм 382,Q 4,8
Проволокадиаметром 2,6 мм 376,7 4,Q
Проволокадиаметром 2,0 мм 413,8 2,8
АК12 Литая заготовкадиаметром 15 мм 29Q,8 14,8
Пруток диаметром 7,0 мм 2Q1,1 2Q,2
Проволокадиаметром 3,0 мм 4Q2,2 4,Q
Проволокадиаметром 2,5 мм 425,1 3,Q
Проволокадиаметром 2,0 мм 445,7 1,5
заданных размеров.
На базе проведенных исследований были получены и переданы на ФГУП «НПО ПМ» (г. Железногорск) опытные партии сварочной проволоки СЪ. АК12, предназначенной для пайки волноводных трактов, применяемых в космической и авиационной технике. В результате испытаний было установлено, что проволока марки Св. АК12, полученная по предлагаемой технологии, соответствует требованиям ТУ 1-808-274-2003 и может быть использована в производстве, что подтверждено актом опытно-промышленной апробации и актом внедрения.
Таким образом, в результате проведенных исследований была разработана и внедрена новая технология производства сварочной проволоки из силуминов на основе применения совмещенных методов обработки. Использование данной технологии позволило существенно снизить себестоимость производства продукции за счет минимизации количества операций и получить качественные изделия малого поперечного сечения из труднодеформируемых алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов).
УДК 621.778.1.073 Славин B.C.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ, ОБРАЗОВАННОГО ПРОИЗВОЛЬНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ РОЛИКОВ
Развитие волочения в волоках с многороликовым калибром связано с преимуществами, обусловленными снижением сил трения и более благоприятной схемой напряженно-деформированного состояния металла в калибре. В настоящее время известны калибры, образованные от двух до восьми роликов, при этом их число может быть как четным, так и нечетным.
Традиционно для описания геометрии очага деформации применяют три основных параметра: размер ка-
либра, диаметр рабочей поверхности валков и межосевое расстояние рабочих валков. Однако возникают сложности при описании калибров, образованных нечетным количеством роликов. Поэтому для формализации очага деформации целесообразно использовать наиболее общий параметр, характеризующий все возможные варианты построения многороликовых калибров.
В дальнейшем будем использовать базовую точку - геометрический центр калибра (ГЦК) [1]. За ГЦК
Выбор параметров для описания очага деформации, образованного произвольным количеством роликов Славин B.C.
S* = f (X),
(1)
ния каждого /-го ролика. В этом случае ось ОХ/ будет направлена параллельно оси вращения ролика. Таким образом, мы получим несколько локальных систем координат ОХУХ с точкой отсчета О, лежащей в ГЦК. При этом число локальных систем координат равно числу роликов, образующих калибр.
С помощью направляющих косинусов преобразуем уравнения линий калибра каждого 1-го ролика в локальную систему координат этого же ролика. Тогда систему уравнений (1) можно записать:
(2)
где Бі - ордината линии калибра 1-го ролика в локальной системе координат этого ролика.
Используя принятый параметр условных диаметров роликов Оуі и уравнения (2) линий калибра в локальных системах координат, получим уравнения поверхностей вращения в общем виде:
принимается точка пересечения средних плоскостей профилей ручьев, образующих калибр в плоскости вращения роликов (см. рисунок).
Полную информацию о геометрии калибра можно определить, используя условные диаметры роликов -Бу, за которые принимаются удвоенное расстояние от ГЦК до оси вращения ролика. В общем случае условные диаметры роликов, которые образуют калибр, и углы между плоскостями их вращения могут быть не равны между собой [2], поэтому каждому /-му ролику присвоим соответствующий номер.
Представим описание геометрии очага деформации с использованием принятых понятий. Для этого примем глобальную систему координат ОХУ2, начало которой расположим в ГЦК, а оси координат ОХ и ОУ - в плоскости калибра. Линию многороликового калибра, как правило, представляющую собой замкнутую ломанную или кривую линию, разобьем на отдельные отрезки по принципу принадлежности /-му ролику. Тогда уравнение линии калибра через ее отдельные отрезки в плоскости ОХУ глобальной системы координат можно записать:
Z2 +
l = 1,..., n,
D- - s (Xl)
(3)
где Б1 - ордината линии калибра 1-го ролика в глобальной системе координат.
Для получения уравнений деформирующих поверхностей роликов удобнее пользоваться локальными системами координат, которые связаны с плоскостью вращения 1-го ролика. Каждую локальную сш-тему координат получим путем поворота глобальной системы вокруг оси ОХ при ее фиксации в положении, когда ось ОУ будет перпендикулярна оси враще-
где Dyі - условный диаметр l-го ролика.
Полученные зависимости представляют собой уравнения поверхности ручьев каждого ролика в локальных системах координат.
Уравнение (3) при его совместном решении с уравнением заготовки, преобразованным в локальные координаты отдельных роликов, позволяет определить необходимые параметры очага деформации: уравнения линий контакта металла с роликами, длину очага деформации, углы охвата металла роликами и т.д. Полученные аналитические зависимости параметров для калибров, образованных как четным, так и нечетным количеством роликов, позволят повысить эффективность расчетов при определении энергосиловых параметров процесса деформации.
Список литературы
1. Славин B.C. Уравнение упругой деформации роликовых волок с многороликовым калибром // Изв. вузов. Черная металлургия. М., 2QQ7. № 7. С. 24-3Q.
2. Выдрин В.Н. К теории раснета давления металла на валки // Теория итехнолотя прокатки: межвуз. сб. Челябинск, 1975. С. 18-32.
List of literature
1. Slavin V.S. Equation of elastic deformation of drawing die in multiroll pass // Proceedings of the Academies. Iron and Steel Industry. M., 2QQ7. № 7. P. 24-3Q.
2. Vydrin V.N. To the calculation theory of the roll force, Theory and roll technology: Academy book. Chelyabinsk, 1975. P. 18-32.
