Розробка перспективних технологій і конструкцій обладнання для безвідхідного розділення прокату

  • Sergii Karnaukh Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ https://orcid.org/0000-0003-2878-4065
  • Natalia Chosta Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ https://orcid.org/0000-0001-5275-6414
Ключові слова: розділення, відрізання зсувом, ломка згинанням, геометрична точність, заготовка, якість, надійність.

Анотація

Карнаух С. Г., Чоста Н. В. Розробка перспективних технологій і конструкцій обладнання для безвідхідного розділення прокату

Метою даної роботи є розробка перспективних технологій і конструкцій обладнання для розділення сортового прокату на мірні заготовки. На підставі аналізу розробленого класифікатора безвідхідних способів поділу сортового прокату на мірні заготовки розроблено програмне забезпечення для вирішення задачі синтезу комбінованих методів обробки заготовок. З використанням засобів комбінаторики проведено пошук варіантів реалізації безвідхідних способів поділу сортового прокату за основними ознаками. На підставі отриманих результатів розроблено технологію для безвідхідного розділення сортового прокату і перспективні конструкції обладнання для розділення сортового прокату на мірні заготовки. Сутність запропонованих технологічних і конструктивних рішень полягає в тому, що енергія пружної деформації станини і привода обладнання, яка накопичується і миттєво вивільнюється в обладнанні для реалізації розділових операцій, використовується для здійснення корисної роботи – нанесення концентратора напружень. Концентратор напружень може бути нанесений, як за рахунок впровадження в прокат клинового ножа і нанесення концентратора трикутної форми, так і часткового зсуву заготовки відносно штанги. При нанесенні концентратора напружень в площині розділення виникають та розвиваються субмікро- і мікротріщини, які накопичуються, що зумовлює напрямок майбутньої макротріщини. При цьому в обсязі металу, що примикає до площини руйнування, розвивається зміцнення, що супроводжується зміною механічних характеристик макро- і мікроструктури металу. Підвищується тимчасовий опір, межа текучості, знижуються характеристики пластичності. Зароджується макротріщина на лінії, що з'єднує западини надрізів, які виникають при зсуві заготовки відносно прокату. Макротріщина може мати гранично великі розміри, що відповідає оптимальним вимогам, які висуваються до процесу холодної ломки згином. При цьому вздовж всієї траси руху наведеної тріщини створюються додаткові напруження стиску, які орієнтовані уздовж необхідного напрямку розкрою, що забезпечує стабілізацію траєкторії тріщини. Застосування запропонованих розробок дозволяє отримувати заготовки високої якості, підвищити продуктивність процесу поділу трубчастих заготовок, розширити технологічні можливості обладнання, підвищити надійність роботи обладнання, підвищити культуру виробництва.

Біографії авторів

Sergii Karnaukh, Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ

канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрою ДДМА

Natalia Chosta, Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ

канд. техн. наук, доцент ДДМА

Посилання

Solovtsov S. S. Bezotkhodnaya razrezka sortovogo prokata v shtampakh. Moskva: Mashinostroenie. 1985. 176 p. (in Russian).

Finkel V. M. . Kholodnaya lomka prokata. Moskva: Metallurgiya. 1982. 192 s. (in Russian).

Karnaukh S. G., Markov O. E., Aliieva L. I., Kukhar V. V. Designing and researching of the equipment for cutting by breaking of rolled stock. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. 109. pp. 2457-2464.

Karnaukh S. G. Sovershenstvovanie bezotkhodnikh sposobov razdeleniya sortovogo prokata i oborudovaniya dlya polucheniya zagotovok visokogo kachestva: monografiya. Kramatorsk: DGMA. 2010. 196 p. (in Russian)

Yin J-F, Bai Q., Zhang B. Methods for detection of subsurface damage: a review. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018. 31. pp. 1–14.

Zheng Q., Zhuang X., Zhao Z. State-of-the-art and future challenge in fine-blanking technology. Production Engineering. 2019. 13. pp. 61–70.

Chikishev D. Mathematical modeling of steel chemical composition and modes of thermomechanical treatment influence on hot-rolled plate mechanical properties. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. 92. pp. 3725–3738.

Zhao P. J., Chen Z. H., Dong C. F. Experimental and numerical analysis of micromechanical damage for DP600 steel in fine-blanking process. Journal of Materials Processing Technology. 2016. 236. pp. 16-25.

Wang S., Chen Z., Dong C. Tearing failure of ultra-thin sheet-metal involving size effect in blanking process: Analysis based on modified GTN model. International Journal of Mechanical Sciences. 2017. 133. pp. 288-302.

Lisunets N. L. Usage of physical and mathematical simulation for improvement of the processes of metal shear cutting. CIS Iron and Steel Review. 2019. 17. pp. 34–38.

Lisunets N. L. Improving the efficiency of the processes of billets manufacture from rolled metal via shift cutting based on simulation. Chernye Metally. 2018. 6. pp. 31–35.

Volkov Yu. S., Livshits A. L. Vvedenie v teoriyu razmernogo formoobrazovaniya elektrofiziko-khimicheskimi metodami. Kyiv: Vishcha shkola. 1978. 120 p. (in Russian).

Saushkin B. P. Kombinirovannie metodi obrabotki v mashinostroitelnom proizvodstve. Metalloobrabotka. 2003. рр. 8-17 (in Russian).

Pat. 106828 Ukraine. Ustanovka dlya lomki sortovogo prokatu (trub). Karnaukh S. G., Karnaukh D. S., Chosta N. V. № u201510764; zayavl. 05.11.2015; opubl. 10.05.2016, Byul. № 9 (in Ukrainian).

Pat. 134611 Ukraine. Ustanovka dlya rozdіlennya prokatu. Karnaukh S. G., Sidyuk D. M. № u201812765; zayavl. 21.12.2018; opubl. 27.05.2019, Byul. №10 (in Ukrainian).

Pat. 134609 Ukraine. Ustanovka dlya rozdіlennya prokatu. Karnaukh S. G. № u201812760; zayavl. 21.12.2018; opubl. 27.05.2019, Byul. №10 (in Ukrainian).

Pat. 125304 Ukraine. Pristrіi dlya vіdrіzki prokatu. Karnaukh S. G. № u201710707; zayavl. 03.11.2017; opubl. 10.05.2018, Byul. №9 (in Ukrainian).

Pat. 147486 Ukraine. Gіdrodinamіchnii khladnolom dlya rozdіlennya trub na mіrnі zagotovki. Karnaukh S. G., Markov O. Є., Chosta N. V. № u202007833; zayavl. 08.12.2020; opubl. 12.05.2021, Byul. №19 (in Ukrainian).

Опубліковано
2023-11-05
Розділ
РОЗДІЛ IV ОБЛАДНАННЯ І ОСНАЩЕННЯ ОБРОБКИ ТИСКОМ