З використанням основного рівняння енергетичного методу для пористого жорсткопластичного матеріалу розраховано силові параметри процесу гарячої штамповки пористих заготовок у закритому та відкритому штампах, закритому штампі з компенсаційною порожниною та у відкритому штампі. Показано, що використання традиційної схеми закритої штамповки викликає необхідність прикладання суттєво більш високих зусиль у порівнянні зі схемами штамповки з видавлюванням частини металу в облой. Найменше зусилля деформації відмічається при реалізації схеми відкритої штамповки.

Разработана новая методика повышения геометрической точности поковок для горячей штамповки, в основе которой лежит минимизация целевой функции в виде позинома, связывающего геометрическую точность с величинами интенсивностей напряжений на поверхностях и в "жестких" зонах поковки. Метод функций Ляпунова применен для исследования устойчивости пластического равновесия в зонах концентрации напряжений после повышения геометрической точности поковки. Выполнен анализ теплового и силового режимов работы штампа. Выявлен преобладающий вид износа для каждой из поверхностей ручья.

Наведено технологічну схему відновлення шатуна гарячештампувального преса LZK 6500-380-960 за допомогою методу електрошлакового зварювання тріщини, яка утворилась під час експлуатації преса. Показано конструкцію пристрою, призначеного для електрошлакового зварювання тріщини. Наведено параметри процесу.

  Скачати повний текст

Досліджено процес одержання гарячештампованих порошкових сталей і вперше виявлено існування декількох конкуруючих процесів, суперпозиція яких призводить до змін мікроструктури та механічних властивостей матеріалів. Встановлено, що дія процесів деформації призводить до подрібнення структурних елементів, а самовідпалювання - до зворотнього ефекту - їх укрупнення, що супроводжується процесами зміцнення та знеміцнювання матеріалів та проявляється в екстремальних залежностях параметрів тонкої кристалічної структури та механічних властивостей від температури штампування. Виявлено, що у процесі гарячого штампування формується градієнтна тонка кристалічна структура по перерізу заготовки. Вперше з використанням сучасних підходів для обробки результатів рентгенографічних досліджень - методу гармонічного аналізу профілю рентгенівської лінії та методу апроксимації з застосуванням пакету комп'ютерних програм одержано кількісні характеристики параметрів тонкої структури у різних частинах штамповки. На рівні параметрів тонкої кристалічної структури виявлено її відмінності у периферійній і внутрішній областях заготовок з порошкових гарячештампованих сталей залежно від температури нагрівання під штамповку та їх хімічного складу. Вперше з урахуванням внутрішньозеренної структури визначено температури нагрівання під штамповку, за яких у досліджених порошкових гарячештампованих сталях формується структура близька до однорідної.

Розглянуто питання зниження енерго- і ресурсовитрат у процесі відновлення металообробного інструменту. Встановлено взаємозв'язок між карбідною фазою в досліджених сплавах і структурою, зносо- та теплостійкістю. Висвітлено вплив засобу утворення карбідів ТіС (екзогенний та ендогенний) і технології наплавлення на їх розподіл в об'ємі наплавленого металу. На основі критеріїв механіки руйнування розкрито вплив температури на інтенсивність зношування.

Удосконалено системний підхід щодо створення, модернізації та експлуатації кривошипних пресів (КП) на основні формування нових додаткових механізмів. Вперше розроблено класифікацію існуючих видів розміщення на пресі додаткового гідропружного ударного механізму. Запропоновано метод вибору його енергетичного рівня, який теоретично виключає можливість ризику заклинювання преса. Розроблено математичну модель преса з додатковим гідропружним ударним механізмом, що дозволяє визначити його основні параметри. Обгрунтовано раціональність кінематичного зв'язку повзуна з механізмом регулювання закритої висоти преса, розроблено математичну та фізичну моделі змінного за висотою його штампового простору. Одержано залежності припустимої роботи деформування на кожному автоматичному ході під час дробового деформування. Запропоновано класифікацію систем змащення та удосконалено методи побудови технологічних параметрів кривошипних гарячештампувальних пресів і математичні моделі систем змащення під тиском, рівним або більшим ніж тиск у шарнірах преса, а також параметрів витрат та обсягу змащення.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні дослідження напружно-деформованого стану правки гибкою титанових заготовок. Розвинено математичну модель правки та її числову реалізацію, що дозволяє задати прогин залежно від кривизни заготовки. Вперше експериментально на моделях з пластичних матеріалів виявлено характер розташування компенсаційних виступів, які впливають на значення короблення та їх можливу форму. Вперше встановлено геометричні параметри та конструктивні характеристики компенсаційних виступів чорнових рівчаків штампів, що забезпечує зниження значення короблення штамповок деталей типу коробок і панелей з виступами. Запропоновано методику вибору конструктивних характеристик компенсаційних виступів чорнових рівчаків штампів.

Визначено ступінь деформації осаджування на підставі розрахунку зміщеного об'єму, що дозволяє призначати та регулювати технологічні режими профілювання залежно від величини радіуса профілю осаджувальних плит. Розроблено математичні моделі формозміни заготовок (сталь 38ХС, свинець ССу, як моделювальний матеріал) за осаджування заготовок випуклими подовженими плитами (ОВПП), що дозволяють кількісно прогнозувати нерівномірність деформації у висотному, поздовжньому, поперечному напрямках за одержання профільованих напівфабрикатів під гаряче об'ємне штампування. Визначено закономірності зміни напружено-деформованого стану та плину металу за багатоперехідного штампування поковок пластин із заготовок, які профільовані ОВПП, що дозволило обгрунтувати маловитратні способи виробництва таких поковок і розробити рекомендації щодо вибору технологічних переходів. Встановлено залежності для розрахунку енергосилових параметрів процесу осаджування циліндричних заготовок випуклими подовженими плитами, що дозволяє оцінювати силовий режим на профілювальній операції з урахуванням технологічних параметрів процесу та радіуса осаджувальних плит.

Представлено результати досліджень по виготовленню водно-графітових мастил, для яких використаний графіт, подрібнений за гідродинамічним способом. Описано конструкцію автоматичного пристрою для подачі мастила і приладу для виміру товщини мастильного шару.

С помощью метода компьютерного моделирования изучены особенности течения материала спеченных порошковых заготовок кольцеобразной формы при штамповке в полузакрытом штампе с внутренним расположением облоя. Рассмотрено влияние начальной пористости заготовок, размера и положения компенсационной щели на величину радиальной деформации материала, распределения пористости и накопленной пластической деформации материала твердой фазы в изделиях. Показано, что характер течения материала и его уплотнение при штамповке изменяется на разных этапах деформирования.

Запропоновано теоретичне узагальнення та нове вирішення актуальної науково-прикладної проблеми, що полягає в розвитку наукових основ процесів безрівчакового профілювання заготовок. Проблему вирішено на основі комплексу теоретичних та експериментальних досліджень, розвитку теорії напружено-деформованого стану та температурної інтенсифікації вільної формозміни заготовок. Вдосконалено технології об'ємного штампування поковок на пресах із досягненням ресурсо- й енергозбереження та розширенням номенклатури продукції. Розроблено класифікацію процесів безрівчакового профілювання заготовок на пресах і показано напрями реалізації нових підготовчо-заготівельних операцій у процесі штампування поковок різних технологічних груп. Встановлено закономірності зміни форми й оцінено запас пластичності за підготовчого осаджування заготовок із різних матеріалів плоскими й опуклими плитами різного профілю. Розроблено математичні моделі формозміни за поздовжнього згинання заготовок пластин і трубчастих заготовок. Визначено граничні технологічні режими, що викликають овалізацію поперечного перерізу трубчастих заготовок у процесі виробництва обвідних патрубків. Показано енергетичні переваги процесів безрівчакового профілювання в порівнянні з традиційними технологіями одержання профільованої заготовки. Розроблені практичні рекомендації щодо вдосконалення технологій штампування на основі безрівчакового профілювання заготовок використані на великих і малих промислових підприємствах і в навчальному процесі ВНЗ України.

Акцентовано увагу на розвиток методів розрахунку параметрів технології гарячого деформування з протитиском в газовому середовищі листів з алюмінієвих та магнієвих сплавів і вдосконалення на цій основі технології листового штампування з метою одержання підвищених значень витяжки. Визначено характеристики формозміни металу та силові параметри процесу деформації листових заготовок з алюмінієвих і магнієвих сплавів. Проведено експериментальні дослідження комплексного впливу параметрів процесу гарячої деформації газом листових заготовок зі сплавів системи Аі - Mg і Mg - Al - Zn на формозміну, граничну витяжку та механічні властивості деталей. Запропоновано й обгрунтовано вдосконалений експериментально-розрахунковий метод визначення параметрів процесу, що забезпечує необхідний рівень механічних властивостей одержаних деталей, та розроблено рекомендації щодо зміни технологічної схеми процесу гарячої деформації газом листів з алюмінієвих і магнієвих сплавів.

Викладено основи розробки технологічних процесів гарячого об'ємного штампування поковок на молоті, КГШП і ГКМ. Надано рекомендації з розрахунку вихідної заготовки і переходів штампування поковок різних конфігурацій на молотах. Охарактеризовано розташування рівчаків у молотовому штампі. Надано відомості про штампування на КГШП осадженням у відкритих та закритих штампах, а також видавлюванням у закритих штампах. Наведено правила висаджання стовщень у процесі штампування на ГКМ. Подано інформацію про моделювання процесів об'ємного штампування в програмі QForm 2D.

З застосуванням методів координатних сіток досліджено еволюції деформованого стану пористих заготовок у процесі їх гарячого штампування у напівзакритому штампі з конусоподібним компенсатором. Встановлено характер і рівень нерівномірності розподілу компонентів тензору деформацій та пористості за об'ємом поковки на різних стадіях деформування.

Цель работы - совершенствование имеющихся технологий наплавки для восстановления и повышения стойкости и долговечности инструмента горячей обработки метала. Эксперимент проводили порошковыми проволоками с добавлением легирующих элементов, содержащих феррохром, ферромарганец и ферромолибден. В качестве карбидообразующего элемента применялся ферротитан. Проверку сварочно-технологических свойств опытных порошковых проволок проводили при автоматической электродуговой наплавке под флюсом. Установлено, что применение автоматической наплавки под флюсом с обесточенной присадкой в виде порошковой проволоки увеличивает коэффициенты наплавки на 55 - 69 %, снижает удельный расход флюса на 23 - 25 %. и удельные затраты электроэнергии, повышает коэффициенты перехода легирующих элементов на 25 - 40 % по сравнению с одноэлектродной наплавкой. Разработана технология наплавки инструмента горячей обработки метала с применением автоматической наплавки под флюсом с обесточенной присадкой в виде порошковой проволоки.

Мета роботи - вдосконалення наявних технологій наплавлення для відновлення і підвищення стійкості та довговічності інструменту гарячої обробки металу. Експеримент проводили порошковими дротами з додаванням легуючих елементів, що містять ферохром, феромарганець і феромолібден. Як карбідоутворювач застосовувався феротитан. Перевірку зварювально-технологічних властивостей досліджуємих порошкових дротів проводили за автоматичного електродугового наплавлення під флюсом. Встановлено, що застосування автоматичного наплавлення під флюсом зі знеструмленою присадкою у вигляді порошкового дроту збільшує коефіцієнти наплавлення на 55 - 69 %, знижує питому витрату флюсу на 23 - 25 % і питомі витрати електроенергії, підвищує коефіцієнти переходу легуючих елементів на 25 - 40 % у порівнянні з одноелектродним наплавленням. Розроблено технологію наплавлення інструменту гарячої обробки металу із застосуванням автоматичного наплавлення під флюсом зі знеструмленою присадкою у вигляді порошкового дроту.

The aim of this work was the improvement of existing technologies surfacing to restore and increase the stability and durability of the tool handling hot metal. The experiment was conducted with flux cored wire with the addition of alloying elements containing ferrochrome, ferromanganese and ferromolybdenum. As the carbide of the element was used ferrotitanium. Verification of welding-technological properties of the experimental flux-cored wires was carried out under automatic arc welding under flux. It is established that the application of automatic welding under flux de-energized with the additive in the form of a cored wire increases the odds surfacing 55-69 % reduces the specific consumption of the flux at 23-25 %. and the unit cost of electricity increases the transition rates of the alloying elements by 25-40 % compared with single-electrode welding. The developed technology of surfacing of hot working tool metal with the use of automatic welding under flux de-energized with the additive in the form of cored wire.

Основываясь на принципе горячей штамповки, создана ее имитационная модель. Контурная линия заготовки U-образной формы была оптимизирована с помощью многократного итеративного алгоритма. При сравнении результатов моделирования с экспериментальными данными подтверждена оптимизация многократного итерационного алгоритма. Оптимизированы контурные линии заготовки бампера и средней стойки кузова легкового автомобиля из стали Numisheet 2008. Показано, что для многократного итерационного метода оптимизации исходной контурной линии характерны высокая скорость и точность расчетов. Контурные линии полученных горячештампованных деталей достаточно хорошо соответствуют техническим требованиям.

Індекс рубрикатора НБУВ: К623.300.3-5

Рубрики:

Гаряче штампування металів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

За допомогою комп'ютерного моделювання досліджено еволюцію напружено-деформованого стану, розподілу температури та відносної густини по об'єму поруватої заготовки у процесі її гарячого штампування видавлюванням за одержання осесиметричних поковок з осьовим отвором. Моделювання процесу гарячого штампування проводили з використанням методу скінченних елементів із використанням програмного комплексу DEFORM 2D/3D. Аналіз результатів моделювання показав, що на початкових стадіях процесу область деформацій, напружень і відносної густини матеріалу формується під конусними виступами деформуючих пуансонів, а вказані параметри зменшуються в радіальному напрямку від центру до периферії. При подальшому деформуванні, зі збільшенням ступеня осьової деформації, область підвищених значень напружень і густини поширюється вглиб матеріалу, а саме в напрямку від центру поковки до периферії. На фінальній стадії, після заповнення порожнини матриці матеріалом поковки, відбувається усереднення значень відносної густини та інтенсивності напружень в об'ємі напівфабрикату, тоді як розподіл інтенсивності деформацій після повного доущільнення характеризується помітним зменшенням її значень у радіальному напрямку від центру до периферії. Це пояснюється тим, що на фінальній стадії, після заповнення робочої порожнини, деформація виникає за рахунок того, що матеріал поковки у процесі доущільнення заповнює об'єм пор. На етапі повного заповнення порожнини матриці та доущільнення матеріалу спостерігається стрибок зусилля штампування, тоді як для початкових стадій процесу характерне відносно повільне монотонне його зростання.