ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ КАК ОСНОВА МЕТОДА РАСЧЕТА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ МАРШРУТОВ ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ
Аннотация
На основании развития энергетического метода решения технологических задач обработки металлов давлением, основоположником которого является В.Н. Выдрин, получены расчетные формулы для определения мощности, расходуемой на процесс волочения проволоки в монолитной волоке. Мощность электрической энергии, преобразуемая электродвигателем в механическую энергию и подводимая к барабану волочильного стана посредством редуктора, расходуется на преодоление сил трения в монолитной волоке и на формоизменение металла при волочении.
В статье приведена методика расчета коэффициента полезного действия (КПД) процесса волочения проволоки. Установлено, что повышения механических свойств проволоки можно достичь за счет снижения неравномерности деформации по ее сечению. Определено, что с точки зрения формирования механических свойств и сохранения запаса пластичности проволоки маршрут волочения необходимо строить с максимально допустимыми по условию безобрывного волочения единичными степенями деформации, минимальным углом волоки и при обеспечении низкого коэффициента трения. Предложено при построении ресурсосберегающих маршрутов волочения руководствоваться не только критерием качества проволоки, характеризующимся уровнем механических свойств, но и энергоэффективностью процесса, который предложено оценивать по КПД процесса. Расчет мощности, расходуемой на формоизменение и преодоление сил трения в очаге деформации, показал, что КПД процесса волочения повышается с увеличением единичной степени деформации, уменьшением величины рабочего угла волоки и значения коэффициента трения. Анализ типового маршрута волочения с точки зрения этих принципов выявил, что эффект ресурсосбережения достигается при применении монолитных волок с рабочим углом 8°, при условии согласования его с остальными параметрами очага деформации (единичной степенью деформации и коэффициентом трения, обеспечиваемого качеством подготовки поверхности заготовки и применяемой технологической смазкой).
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Vydrin V.N. Dinamika prokatnykh stanov [The dynamics of rolling mills]. Sverdlovsk, Metallurgizdat Publ., 1960. 256 p.
Kharitonov V.A., Zyuzin V.I., Belan A.K. Resursosberezheniye pri proizvodstve provoloki [Resource conservation in wire production]. Magnitogorsk, MSTU Publ., 2003. 194 p.
Krasilnikov L.A., Lysenko A.G. Volochil’shchik provoloki: ucheb. posobiye [Wire Drawer]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987. 320 p.
Perlin I.L., Yermanok M.Z. Teoriya volocheniya [Theory of drawing]. 2nd ed. Moscow, Metallurgiya Publ., 1971. 448 p.
Kulesha V.A., Klekovkina N.A., Belalov H.N. et al. Izgotovleniye vysokokachestvennykh metizov [Production of high-quality hardware]. Beloretsk, 1999. 328 p.
Rudskoy A.I., Lunev V.A., Shaboldo O.P. Volocheniye: ucheb. posobiye [Drawing]. St. Petersburg, Polytechnic University Publ., 2011. 126 p.
Radionova L.V., Ivanov V.A., Shatalov V.S. [Investigation of the influence of the working angle of a monolithic die on the stress-strain state of a wire in a deformation zone]. Engineering: a network electronic scientific journal, 2014, no. 2, pp. 21–25. (in Russ.)
Guryanov G.N. [The method of calculating the optimal angle of the working cone of the die when drawing a round solid profile]. Metallurgical and Mining Industry, 2010, no. 6, pp. 58–60. (in Russ.)
Lin J., Liu Y., Farrugia D. et al. Development of dislocation based-unified material model for simulating microstructure evolution in multipass hot rolling. Philosophical Magazine, 2005, vol. 85, no. 18, pp. 1967–1987. DOI: 10.1080/14786430412331305285
Kharitonov V.A., Radionova L.V. Proyektirovaniye resursosberegayushchikh tekhnologiy proizvodstva vysokoprochnoy uglerodistoy provoloki na osnove modelirovaniya: monogr. [Designing resource-saving technologies for the production of high-strength carbon wire based on modeling: monograph]. Magnitogorsk, MSTU Publ., 2008. 171 p.
Kolmogorov V.L. Mekhanika obrabotki metallov davleniyem [Mechanics of metal forming]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1986. 689 p.
Rubio E.M., Camacho A.M., Sevilla L., Sebastián M.A. Calculation of the forward tension in drawing processes. J. Mater. Process. Technol. A, 2005, vol. 162–163, pp. 551–557. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2005.02.122
Dobrov I.V. [The development of the energy method for calculating the power parameters of the process of strip drawing in a monolithic fiber]. Proceedings of Universities. Non-Ferrous Metallurgy. 2016, no. 4, pp. 58–66. (in Russ.)
Radionov A.A., Radionova L.V. [The energy approach to the study of the effect of countertension on the process of drawing]. Proceedings of Universities. Ferrous Metallurgy, 2008, no. 5, pp. 19–22. (in Russ.)
Gun G.Ya. Teoreticheskiye osnovy obrabotki metallov davleniyem (teoriya plastichnosti) [Theoretical foundations of metal forming (plasticity theory)]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1980. 456 p.
Radionova L.V. [Analytical studies of the influence of technological parameters on the strain rate during high-speed wire drawing]. Engineering: network electronic scientific journal, 2014, no. 1, pp. 28–33. (in Russ.)
Zaydes S.A. Ostatochnyye napryazheniya i kachestvo kalibrovannogo metalla [Residual stresses and quality of calibrated metal]. Irkutsk, Irkut. University Publ., 1992. 200 p.
Vishnyakov Y.D., Piskarev V.D. Upravleniye ostatochnymi napryazheniyami v metallakh i splavakh [Control of residual stresses in metals and alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1989. 254 p.
Kharitonov B.A., Radionova L.V. Proyektirovaniye resursosberegayushchikh tekhnologiy proizvodstva vysokoprochnoy uglerodistoy provoloki na osnove modelirovaniya [Designing resourcesaving technologies for the production of high-strength carbon wire based on modeling]. Magnitogorsk, MSTU Publ., 2008. 171 p.
Baron A.A., Gavlich D.S., Bahracheva Yu.S. [Specific energy of plastic deformation as a measure of crack resistance of structural materials]. Metals, 2003, no. 6, pp. 85–90. (in Russ.)
Kharitonov V.A., Radionova L.V., Safonov E.V. [Method for the production of high-strength wire with increased plastic properties of carbon steel]. Modeling and development of metal forming processes: interuniversity proceedings. Magnitogorsk, MSTU Publ., 2002, pp. 41–45. (in Russ.)
Radionova L.V., Kharitonov V.A., Zyuzin V.I., Rol'shchikov L.D. New technological lubricants for steel wire drawing. Steel in Translation, 2001, no. 12, pp. 49–50.
Kharitonov V.A., Zyuzin V.I., Radionova L.V., Rolshchikov L.D. [New technological lubricants and power parameters for drawing steel wire]. Bulletin “Ferrous metallurgy”, 2001, no. 10, pp. 38–39. (in Russ.)
Muskalski Z., Wiewiórowska S. The theoretical analysis of wire drawing process or hydrodynamic friction conditions. Metallurgical and Mining Industry, 2011, vol. 3, no. 7, pp. 74–78.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met200108
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
