Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Федоров Виктор Гурьевич

Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках
<
Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Федоров Виктор Гурьевич. Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках : ил РГБ ОД 61:85-5/4655

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Состояние вопроса по разработке технологических процессов ковки

1.1, Модельная схема кузнечного слитка *... 13

1.2, Исследование влияния процесса ковки на качество поковок . 16

1.3, Теоретические методы решения краевых задач 25

1.4, Состояние методики проектирования технологических процессов ковки 30

1.5, Выводы и задачи исследования 35

ГЛАВА 2, Исследование термомеханичешйх условий деформирования при ковке заготовок

2.1, Разработка алгоритма расчета температурных полей при ковке заготовок 38

2.2, Определение граничных условий теплообмена при ковке 44

2.3, Исследование тепловых условий деформирования при ковке 51

2.4, Исследование напряженно-деформированного состояния при ковке поковок с неравномерным температурным полем 60

2.5, Теоретическое исследование деформированного состояния при протяжке с оправкой 74

2.6, Выводы по главе ...,... 81

ГЛАВА 3. Исследование влияния напряженно-деформированного состояния на качество металла поковок

3.1« Теоретическое исследование влияния напряженно-деформированного состояния на кинематику закрытия внутренних несплошностей 83

3.2. Экспериментальные исследования кинематики закрытия внутренних несплошностей 98

3.3» Влияние величины накопленной деформации на механические свойства сталей 115

3.4. Выводы по главе 122

ГЛАВА 4. Разработка системно-структурной модели проектирования технология жеских процессов ковки и внедрение результатов исследования в промьшшенностъ

4.1. Систематизация основных технологических параметров процесса ковки 124

4.1.1. Систематизация поковок 124

4.1.2. Систематизация кузнечных слитков 127

4.1.3. Систематизация термических условий деформирования и способов ковки поковок 131

4.2. Разработка алгоритма расчета и выбора рациональных технологических и термомеханических параметров ковки 138

4.3. Разработка и внедрение в промышленность технологического процесса ковки поковок плунжера 141

4.4, Разработка и внедрение в промышленность технологического процесса ковки поковки опорного валка 150

4.5, Разработка и реализация технологического процесса ковки полуосей натурного опорного валка стана ТЛС-5000 165

4.6, Выводы по главе 180

Выводы по работе 183

Литература

Введение к работе

В соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС и последующих пленумов ЦК КПСС предусматривается значительное увеличение выпуска комплектного металлургического оборудования, оборудования для гидро- и тепловых электростанций.

В связи с наращиванием выпуска высокомощного оборудования возрастает потребность в качественных крупных поковках, в том числе поковках типа валов, роторов и т.д.

Необходимость преодоления дефицита крупных поковок, наряду с повышением качества изделий, требует изыскания способов коренного усовершенствования кузнечно-штамповочного производства. Такая задача на современном этапе может быть решена путем автоматизации основных этапов как подготовки производства, так и проведения самого технологического процесса на базе создания автоматизированных ковочных комплексов.

Причем максимальный эффект от использования автоматизи-рованных ковочных комплексов может быть получен при выполнении ковки по рациональным технологическим процессам.

Разработке и исследованию рациональных технологических процессов ковки посвящены работы ряда советских и зарубежных ученых. Р.Н.Вайсбурд, А.В.Алтыкис, М.М.Колосков, Л.В.Коновалов, П.,Иванушкин, В.Г.Березкин и др» исследовали закономерности формообразования при протяжке и разработали алгоритмы, позволяющие получать режимы протяжки, обеспечивающие получение заданных размеров поковки с оптимизацией либо по производительности, либо по качеству поковок, характеризуемому смещением центральной ликвационной зоны слитка относительно гео- - б - метрического центра гладкого вала или уменьшение несоосности между ступенями ступенчатой поковки.

Обработка металлов ковкой имеет целью кроме придания поковке необходимой формы и геометрических размеров, устранить внутренние пороки кузнечного слитка (пористость, дендритную крупнозернистую структуру и т.д.) и получить заданные механические свойства металла поковки.

Исследованию влияния технологического процесса ковки на закрытие внутренних несплошностей, механические свойства металла поковки и на проработку структуры слитка посвящены работы Л.В.Прозорова, В.Н.Трубина, И.Я.Тарновского, В.А.Тюрина, А.А.Мишулина, М.В.Растегаева и др. Причем многие из исследователей пришли к выводу, что для обеспечения заданного качества металла поковки с заварившимися внутренними несплошностя-ми и заданными механическими свойствами необходимо сосредоточение местной деформации определенной величины при соответствующих напряженных и температурных условиях.

Таким образом, для разработки основных элементов научно обоснованного автоматизированного проектирования технологических процессов ковки, свободных от субъективизма технологов необходимо: изучение и определение температурного поля и пластической неоднородности металла поковки в процессе ее пластического деформирования; определение величины накопленной в объеме поковки деформации с учетом меняющегося во времени температурного поля поковки; определение минимальной величины накопленной деформации, необходимой для обеспечения заданного качества металла.

Исследованию теплового состояния заготовок при ковке посвящены работы Н.М.Золотухина, Н.Ю«Тайца, Г.Г.Немзера и др. Литературный обзор показывает, что наиболее приемлемьм методом для исследования теплового состояния поковок при деформировании с использованием ЭВМ следует считать метод конечных элементов. Однако, полученная до настоящего времени опытная информация по охлаждению поковки в процессе пластического формоизменения недостаточна для получения аппроксимационных зависимостей для нахождения граничных условий теплообмена.

В расчетной практике обработки металлов давлением учет пластической неоднородности при определении напряженно-деформированного состояния осуществляется в работах В.Ольшака, Л.В.Прозорова, А.А.Мишулина и др. Для анализа напряженно-деформированного состояния поковки в процессе ковки с учетом пластической неоднородности одним из наиболее приемлемых методов является полуобратный метод, позволяющий определить усилие деформирования и накопленную деформацию. Однако, применяемые при решении задачи теоретические методы для определения очага деформации являются достаточно сложными и требуют значительных математических вычислений.

Несмотря на многочисленные исследования по заковке внутренних несплошностей в процессе ковки, остается не достаточно изученным влияние технологических параметров протяжки на заковку внутренних несплошностей и отсутствуют количественные закономерности влияния основных механических параметров ковки (величины накопленной деформации, гидростатического давления и неоднородности металла) на характер и величину закрытия осевых и внеосевых несплошностей материала и механические свойства металла поковки при пластическом деформировании. _ 8 -

Разнообразие средств и способов изготовления поковок и, в связи с этим целесообразность использования для проектирования технологий быстродействующих электронных вычислительных машин, приводит к необходимости определения и детализации основных параметров технологического процесса ковки, наиболее полно отражающих ход его протекания. Систематизация научно-технической информации, используемой при разработке технологических процессов, должна базироваться на основных принципах классифицирования (полноты, иерархичности, встраиваемости и т.д.).

Настоящая работа посвящена исследованию технологических процессов ковки поковок с целью разработки основных элементов научно обоснованного автоматизированного проектирования технологий ковки, В связи с этим, были поставлены и решены следующие задачи.

1, С целью определения научно обоснованных, рациональных термомеханических условий деформирования ковки крупных поковок: разработать математические методы расчета, определить и исследовать температурное поле и пластическую неоднородность материала в процессе ковки крупных поковок; определить и исследовать напряженно-деформированное состояние крупных поковок б процессе их ковки с учетом пластической неоднородности материала, меняющейся в процессе деформирования как функция температурного поля поковки.

2. С целью изучения качества центральной зоны поковки в процессе ковки провести экспериментально-теоретические иссле дования по определению количественных закономерностей влияния основных механических параметров ковки (величины накопленной деформации, гидростатического давления и пластической неодно- родности материала) на характер и величину закрытия внутренних осевых и внеосевых несплошностей материала, а также механические свойства металла поковки в процессе ковки последних.

С целью разработки научных основ автоматизированного проектирования технологий ковки крупных поковок, провести систематизацию основных технологических и механических параметров процесса пластического деформирования крупных поковок, определяющих рациональное построение технологий ковки крупных поковок,

С целью разработки научно обоснованных рекомендаций по проектированию технологий ковки крупных поковок на базе полученных, либо имеющихся результатов по распределению температурного поля поковки, величины накопленной деформации в объеме материала в процессе ковки, рациональных термомеханических режимов ковки, а также оптимальных управляющих программ ковки разработать на основе ЭВМ алгоритм расчета и выбора рациональных технологических и термомеханических параметров процесса ковки, которые гарантировали бы получение качественных поковок.

5, На основе разработанных рекомендаций по рациональному научно обоснованному проектированию технологий ковки поковок разработать, апробировать и внедрить технологические процессы ковки гладких и ступенчатых поковок.

Для решения поставленных задач осуществлена численная реализация контактных граничных условий, основанная на методе конечных элементов, позволившая разработать алгоритм расчета термических режимов деформирования при ковке заготовок. Особенностью применения численного метода явилось экспериментальное определение и аппроксимация граничных условий для уравне- ния теплопроводности в процессе выполнения ковки.

Анализ экспериментальных данных по замерам температуры поверхности поковки показал, что весь технологический процесс ковки можно разделить по видам охлаждения на пять групп (транспортировка, биллетировка, протяжка, протяжка на оправке и осадка), для которых определены аппроксимационные зависимости по определению температурного поля заготовки»

Исследование термических режимов деформирования при ковке заготовок позволило определить напряженно-деформированное состояние заготовок при ковке с учетом пластической неоднородности, вызванной неравномерным распределением температуры по объему. При решении осесимметричной задачи о деформациях и:на-пряжениях определении накопленной деформации и усилия деформирования глубина "жеской зоны", вызванная неравномерностью температурного поля по сечению заготовки и характером течения металла в вырезных и комбинированных (верхний плоский, нижний вырезной) бойках определялась экспериментально-теоретическим путем.

Экспериментально-теоретические исследования процесса протяжки поковок в ромбических и комбинированных бойках с углами выреза вырезного бойка 90, 120, 135, проведенное на основе-теории течения, позволили определить количественную взаимосвязь между величиной накопленной в процессе пластического формоизменения деформацией и степенью закрытия внутренних осевых и внеосевых несплошностей.

Установлено, что закрытие внутренних несплошностей происходит как при схеме напряженного состояния всестороннего сжатия, так и при линейном растяжении образцов. - II -

Полученное решение для определения величины накопленной в процессе пластического формоизменения деформации позволило выявить количественные закономерности влияния величины накопленной деформации на механические свойства материала поковок и процесс рекристаллизации углеродистых и легированных сталей, что дало возможность определить рациональные условия деформирования, обеспечивающие получение заданного качества металла»

Для систематизации научно-технического материала, применяемого при разработке технологического процесса ковки поковок использовалась классификация матричного вида, наиболее полно удовлетворяющая основным принципам классифицирования и позволяющая с единых позиций подойти к автоматизации проектирования технологических процессов ковки. Разработанные классификации способов ковки и тепловых условий деформирования позволили, кроме анализа и систематизации известных процессов, также разработать способы ковки, улучшающие качество поковок, что выразилось в создании четырех способов ковки, защищенных авторскими свидетельствами.

Перечисленные выше этапы исследования легли в основу разработки алгоритма расчета и выбора рациональных технологических и термомеханических параметров процесса ковки поковок, по которому были разработаны технологии ковки поковок и внедрены в производство на краматорском заводе "Энергомашспецсталь" и ПО "Новокраматорский машиностроительный завод".

Экономический эффект от внедрения выполненных работ в промышленность составил 428 тыс.руб.

Настоящая работа выполнена в отделе обработки металлов давлением НПО ЦНШШШ11 и является дальнейшим развитием вопро- сов, связанных с автоматизацией проектирования оптимальных технологических процессов ковки и разработкой управляющих программ для автоматизированных ковочных комплексов. - ІЗ -

Исследование влияния процесса ковки на качество поковок .

Исследованию влияния технологического процесса ковки на закрытие и заварку внутренних неспдошностей, механические свойства металла и проработку структуры слитка посвящены работы Л» В.Прозорова, В.Н.Трубина, И.Я.Тарновского, В. А Тюрина, А.А.Мишулина, М.В.Растегаева и др.

В работе М.В.Растегаева /"83J исследовалась осадка опытных заготовок, состоящих из набора втулок, насаженных одна на другую. Зазоры между втулками рассматривались как искусственные дефекты, направленные вдоль оси заготовки. Проведя анализ условий, при которых происходит полное сваривание дефектов между собой, М.В.Растегаев делает вывод, что для полного заваривания внутренних дефектов необходимо создать условия трехосного неравномерного сжатия во всем объеме заготовки.

В.Н.Трубин и И Я.Тарновский 89,95,97} проводили эксперименты на свинцовых и стальных (ст. 34ХНМ) заготовках, имевших внутренние искусственные локализованные дефекты, расположенные на различных местах оси. Механизм закрытия таких дефектов отличается от закрытия сквозных дефектов тем, что этот процесс идет как в радиальном, так и в высотном направлениях. В случае равномерной осадки с применением смазок дефекты закрываются только по высоте, в радиальном же направлении их размер увеличивается. При схеме всестороннего сжатия закрытие дефектов идет более интенсивно во всех направлениях.

Авторы (89J отмечают, что полное закрытие дефектов происходит при определенной степени местной деформации и зависит от отношения Ц/Д. При Н/Д = I дефекты с относительной высотой h //-/о = 0,09 закрываются при местной деформации 57-60%, а при Ц/Д =2,18 закрытие происходит при местной деформации 60-67% (рис. 2.2). В других работах /95,977 также отмечается преобладающее влияние соотношения геометрических размеров заготовок на процесс закрытия дефектов. Указывается, что с увеличением степени неоднородности деформации, вызываемой контактным трением, закрытие осевых дефектов происходит интенсивнее и наступает при меньших значениях Н/Д.

Влияние формы инструмента на процесс закрытия дефектов исследовалось И.Я.Тарновским и В,Н.Трубиным /39,95,97J, В работах делается вывод, что при осадке низких заготовок закрытие дефектов происходит в соответствии с неравномерностью деформации, вызванной формой инструмента. Вогнутые плиты создают большую неравномерность деформации чем плоские, так как горизонтальные составляющие внешних сил у вогнутых плит, складываясь с силами трения, также направленных к оси заготовки, увеличивают объем и жесткость зон затрудненной деформации. Для закрытия дефектов, находящихся в этих зонах, требуется повышенная степень деформации. У заготовок большой высоты в при-контактных зонах закрытие дефектов наступает раньше чем у зон, расположенных в середине заготовки, так как в первой стадии осадки последние дефекты увеличиваются в поперечном сечении. Вогнутые плиты при осадке заготовок с отношением Д/Н - I приводят к снижению степени деформации, необходимой для заковки и заварки дефектов, расположенных в центре. Высотная деформация в закрытии дефектов играет доминирующую роль. Выпуклые плиты в условиях значительного трения приводят к примерно одинаковой радиальной деформации по высоте, что создает равные условия для закрытия дефектов в разных местах по объему, но степень деформации для закрытия дефектов в данном случае повышенная»

Влияние формы заготовок на процесс закрытия осевых дефектов рассмотрено в работе Я.М.Охрименко /18,71,73J» Осаживались заготовки с вогнутой и выпуклой боковыми поверхностями» Наибольший эффект получен при использовании заготовок с вогнутой поверхностью, так как в этом случае достигается большая степень сосредоточения деформации»

Исследованию влияния термического режима ковки на качественные показатели металла поковки, сущность которого состоит в том, что неравномерное температурное поле дополняет естественную и искусственную неоднородность поля сопротивления деформированию посвящены работы ряда советских и зарубежных ученых /18,54,71,77,101,102,1257.

Наиболее перспективным режимом является ковка заготовок с охлажденной поверхностью, позволяющая обеспечить проработку металла в осевой зоне слитка»

Исследование тепловых условий деформирования при ковке

Расчет температуры по сечению заготовки при ковке производился в соответствии с алгоритмом, представленным на рис 2.1.

В начале осуществлялся ввод исходных данных: геометрических размеров слитка ( СА LCA)% начальных условий теплообмена, характеризуемых температурой поверхности и центра заготовки, теплофизических характеристик металла (коэффициента теплопроводности, коэффициента температуропроводности), времени выполнения технологических процессов ковки ( Trp , Znp toe И Т.Д.).

Расчет температуры поверхности заготовки при выполнении технологических процессов ковки осуществлялся по формуле (2.II).

Расчет температуры по сечению поковки осуществлялся с использованием вышеописанной процедуры метода конечных элементов. На рис. 2.2, 2.3а, 2.4а представлены результаты расчета теплового состояния поковки при ковке электрода массой 50 т за первый и второй выносы.

Слиток, нагретый до ковочной температуры І200С в газовой печи, транспортировался в течение 12 мин к прессу. Затем производилось обжатие цапфы под патрон до диаметра 1030 мм в комбинированных бойках (верхний плоский, нижний вырезной с углом выреза 120). Протяжка производилась кольцами с обжатием 80 мм и углами кантовок 52. После этого слиток биллетировали до диаметра 570 мм легкими обжатиями. Протяжка слитка на диаметр 1480 мм осуществлялась кольцами полной шириной бойка с обжатиями 80 мм за ход пресса. Поковку посадили в печь.

Заготовку после второго нагрева в газовой печи до температуры I200G транспортировали краном к прессу в течение 8 мин. Затем производили процесс протяжки в комбинированных бойках на диаметр 1140 мм. Ковку выполняли кольцами полной шириной бойка с обжатиями за ход пресса 80 мм в начале и 60 мм в конце и углами кантовок 52, После этого отрубили поддон, прогладили поковку в меру и отрубили прибыльную часть.

Результаты расчета температуры поверхности поковки при ее ковке сравнивались с результатами эксперимента, погрешность не превышает 8-10$.

По имеющимся результатам распределения температуры по сечению поковки были осуществлены расчеты и построены графики распределения напряжения текучести металла по сечению поковки (рис. 2.36, 2.46).

На рис. 2.5, 2.6а, 2.7а представлены результаты расчета и экспериментального исследования теплового состояния поковки при ковке плунжера массой 19,7 т из слитка массой 30 т.

За первый вынос производили обжатие прибыли под патрон на диаметр 720 мм комбинированными бойками кольцами с углами кантовок 52. Производили осадку в сферических плитах до диаметра 1350 мм. После этого поковку протягивали в комбинированных бойках на диаметр 990 мм проходами с величиной обжатия 120 мм, относительной подачей 0,6 и углами кантовок 90, 90, 45, 90. Затем поковку размечали, отрубали поддон, проглаживали.

На рис. 2.66, 2.76 представлены кривые распределения напряжения текучести металла по сечению поковки.

Анализ расчетных данных показывает, что распределение температуры по сечению деформируемой заготовки может быть с достаточной степенью точности описано уравнением где Тг - температура металла заготовки на радиусе Z і а0- изменяющийся во времени радиус заготовки. Изменение напряжения текучести металла по сечению деформируемой заготовки, как показывает анализ большого количества опытных данных для различных металлов и сплавов, можно описать единой закономерностью где /с0- напряжение текучести металла при температуре центральной части заготовки. Для большой группы металлов и сплавов «12,5; - 3.

Таким образом, распределение температуры по сечению деформируемой заготовки с достаточной степенью точности можно описать квадратичной зависимостью через температуры поверхности и центра. Зная распределение температуры, а, следовательно, и напряжение текучести металла по сечению поковки в любой момент времени можно перейти к определению напряженно-деформированного состояния заготовки при протяжке с учетом пластической неоднородности.

Экспериментальные исследования кинематики закрытия внутренних несплошностей

Экспериментальные исследования в лабораторных условиях выполнялись на гидравлическом прессе усилием 50 т.с, снабженном ручным манипулятором (рис. 3.9). Исследовались вырезные бойки с углами выреза 90, 120, 135 и комбинированные бойки (верхний плоский, нижний вырезной с углами выреза 90, 120, 135) как наиболее часто встречающиеся в промышленности. Манипулятор имел лимб с ценой деления 2,5 для поворота заготовки на фиксированный угол. Каретка манипулятора передвигалась ходовым винтом. Отсчет пути для определения подачи проводился по линейке с точностью до 0,5 мм. Получение заданного обжатия осуществлялось ограничением хода верхнего бойка мерными плитками, укладываемыми на нерабочие плоскости нижнего бойка.

Материалом образцов являлся прокованный свинец и сталь марки ст.З. Размеры образцов 0 60 х 100 мм. Изготовление свинцовых образцов производилось в следующей последовательности. Сначала отлитый свинцовый слиток проковывался на размер 0 64 х 104 мм. Затем заготовка точилась на токарном станке на окончательные размеры, разрезалась по поперечному сечению в середине подачи, которая соответствовала 0,6 диаметра заготовки. По высотному и горизонтальному радиусам поперечного сечения заготовки на расстоянии от центра 16,2, 3, 4,1, 5 мм просверливались отверстия, имитирующие дефекты. Относительные радиусы, на которых располагались дефекты р//Є, составляли 0,27, 0,5, 0,67, 0,83, где - расстояние от центра заготовки до центра дефекта; /f- радиус заготовки.

Установка для проведения экспериментов. - 100 Абсолютные размеры (Z ) искусственных дефектов составляли 2, 3, 4 мм, а относительные zjg - 0,0333, 0,05, 0,068, что соответствует размерам дефектной зоны в слитке. После этого заготовка склеивалась сплавом Вуда. Изготовление стальных образцов производилось из проката в такой же последовательности. Деформация оценивалась величиной относительного обжатия X= -/ і, относительной подача J s — —, где е- вели чина подачи \ - диаметр заготовки.

Экспериментальные исследования по изучению процесса закрытия внутренних дефектов при протяжке в вырезных бойках осуществлялись в два этапа. На первом этапе проводился анализ зон растяжения и сжатия при единичном обжатии в вырезных бойках. Для получения достоверного представления о процессе была осуществлена оценка необходимого числа повторяющихся опытов.

Так,как вариабельность результатов определяется большим числом разнообразных величин, то распределение полученных данных чаще всего подчиняется нормальному закону распределения. Для оценки необходимого числа повторений был поставлен предварительный эксперимент из 18 опытов при следующих значениях параметров технологического процесса: = 1,3} = 90 и = я 0,6, После единичного обжатия образцы разрезали и осуществляли замеры внутренних отверстий. На рис. 3.10, З.ІЇ представлены заготовки обжатые соответственно в вырезных с углами выреза 90, 120 и 135 и комбинированных (верхний плоский, нижний вырезной) с углами выреза 90, 120 и 135 бойках.

Разработка алгоритма расчета и выбора рациональных технологических и термомеханических параметров ковки

I. Экспериментально полученные значения величины Р/8 при выполнении технологического процесса протяжки поковок в вырезных и комбинированных (верхний плоский, низний вырезной) бойках с углами выреза 90, 120, 135 позволили определить количественную взаимосвязь между величиной накопленной в процессе пластического формоизменения деформации и степенью закрытия внутренних несплошностей.

2 Закрытие внутренних несплошностей происходит как при схеме напряженного состояния всестороннего сжатия, так и при линейном растяжении образца. Условие напряженного состояния всестороннего сжатия способствует интенсификации закрытия внутренних несплошностей,

3. При ковке заготовок с достаточно малыми размерами внутренних дефектов, что соответствует реальной структурной модели слитков, степень закрытия внутренних несплошностей мало зависит от величины самих дефектов и определяется величиной накопленной деформации и условиями напряженного состояния посредством величины Р jВ\

4 Полученное ранее в главе 2 решение для определения величины накопленной в процессе пластического формоизменения деформации позволило выявить количественные закономерности влияния величины накопленной деформации на механические свойства материала поковок, а также процесс рекристаллизации углеродистых и легированных сталей, что дает возможность определить рациональные условия деформирования, обеспечивающие получение заданного качества металла.

Необходимость формализации и алгоритмизации технологического процесса ковки с целью разработки научных основ автоматизации проектирования технологий требует применения математического аппарата, который бы позволил адекватно и наиболее полно отражать все качественные и количественные стороны изучаемого процесса.

Технологический процесс ковки поковок состоит из совокупности входных параметров (информации о поковке, исходных слитках и т.д.) и совокупности внешних, связанных между собой, параметров (термических режимов, способов ковки и т.д.), воздействующих на качественные показатели поковки.

Разделение поковки на отдельные элементы можно производить по поверхностям, алгебраические уравнения которых имеют первую степень (плоскость), или вторую степень (сфера, цилиндр, и т.д.) и более сложные зависимости,

В табл. 4 представлена матрица изготовляемых поковок, которая разбита на пять смысловых уравнений, записанных в горизонтальных строчках в структурной последовательности. Независимые свойства располагаются в десяти вертикальных колонках.

Первый смысловой уровень классификации, предусматривает разделение поковок в зависимости от требований, предъявляемых к качеству металла поковки [92],

По второму смысловому уровню производится разделение поковок на три группы: удлиненные, укороченные, полые.

Третий смысловой уровень характеризует количество элементов в поковке. На четвертом смысловом уровне все элементы поковки разделяются по соотношению габаритных размеров: уступ, выступ, открытая, полуоткрытая. Пятый смысловой уровень характеризует вид поверхности элемента: цилиндр, конус, параллелепипед. При помощи данного метода в качестве иллюстрации закодирована ступенчатая поковка (рис, 4.1).

Поковка согласно классификации кодируется в три этапа. На первом этапе поковка разбивается на ряд простых элементов, отличающихся габаритными размерами.

Так, при ковке крупных поковок типа роторов такими элементами будут являться ступени, а количество ступеней соответствует числу элементов.

Похожие диссертации на Разработка и внедрение метода проектирования процессов ковки с учетом неравномерного температурного поля в заготовках