ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО ПРЕССОВАНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ СПЛАВА ПОИн-52 МЕТОДОМ ОБОБЩЕННОГО ПРИВЕДЕННОГО ГРАДИЕНТА

Людмила Владимировна Радионова, Сергей Радиевич Фаизов, Иван Николаевич Ердаков, Анастасия Владимировна Брык

Аннотация


Основными параметрами при прямом прессовании проволочных и прутковых изделий, которые определяют его эффективность, являются усилие прессования и скорость истечения металла из матрицы. В настоящей работе методом обобщенного приведенного градиента решена задача по оптимизации процесса прессования проволоки из сплава ПОИн-52. Показано, что основным технологическим параметром, позволяющим существенно влиять на эффективность процесса прессования, является диаметр контейнера. Такие параметры процесса, как длина заготовки, коэффициент трения для снижения усилия прессования, должны находиться на минимальном значении, а полуугол волоки (матрицы) и скорость прессования – на максимальном значении, допустимом технологией процесса. Для проволоки диаметром 2,0 мм методом обобщенного приведенного градиента решена оптимизационная задача относительно безразмерного отношения Vист*/F*(Y1*/Y2*). Найденный оптимум (Vист max = 2000 мм/с и F = 79 140 Н) соответствует следующим параметрам технологии изготовления проволоки диаметром 2,0 мм (Х1): длина заготовки L = 80 мм (Х2); диаметр контейнера Dкон = 24 (Х3); скорость прессования Vпр = 6 мм/с (Х4); полуугол волоки α = 75° (Х5); коэффициент f = 0,3 (Х6). В ходе исследований выявлено, что достичь снижения усилия прессования с 161 640 до 38 001 Н без изменения скорости истечения (Vистmax = 896 мм/с) можно за счет уменьшения длины заготовки с 120 до 80 мм, уменьшения диаметра контейнера с 32 до 24 мм, увеличения скорости прессования с 3,5 до 6 мм/с и полуугла матрицы с 23 до 75° при постоянном диаметре готовой проволоки DBSX = 2 мм и коэффициенте трения f = 0,3. Для выбора оптимального значения диаметра контейнера в зависимости от диаметра готовой проволоки построена номограмма.

Ключевые слова


прямое прессование; припой; проволока; метод обобщенного приведенного градиента; оптимизационная задача

Полный текст:

PDF

Литература


Radionova L.V., Faizov S.R., Lezin V.D., Sarafanov A.E. Mathematical Modeling of Direct Extrusion Power Parameters of Low-melting Materials. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2020, vol. 20, no. 2, pp. 71–79. (in Russ.) DOI: 10.145–29/met200207

Radionova L.V., Faizov S.R., Gromov D.V., Erdakov I.N. Computer Modelling of Low-Melting-Point Materials Semicontinuous Direct Extrusion Temperature Conditions. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2020, vol. 20, no. 4, pp. 30–38. (in Russ.) DOI: 10.14529/met200404

Glebov L.А., Radionova L.V., Faizov S.S.; ed. A.G. Korchunov [Solder POIN-52: research of the process and development of technology for small-scale production of wire]. Magnitogorsk Rolling Practice 2019: Materials of the IV Youth Scientific and Practical Conference. Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University Publ., 2019, pp. 54–56. (in Russ.)

Sarancha S.Yu., Moller A.B. [Application of information technologies in metallurgical production: optimization of rolling technology and cutting of finished products in section rolling production]. Actual problems of modern science, technology and education, 2014, vol. 1, pp. 139–143. (in Russ.)

Bobarikin Yu.L., Avseikov SV, Vedeneev AV, Rad'kova I.N. [Temperature-deformation criterion for optimizing the routes of drawing a thin high-carbon wire]. Casting and metallurgy, 2012, no. 3 (66), pp. 205–208. (in Russ.)

Reznikov Yu.N., Vovchenko A.V. [Calculation and optimization of bulk stamping processes]. Bulletin of the Don State Technical University, 2007, vol. 7, no. 1 (32), pp. 3–24. (in Russ.)

Barbaev V.I., Bolshina E.P. [Optimization of technology for forging large ingots in order to reduce energy consumption]. Collection of scientific papers based on the materials of the international scientific and practical conference, 2008, vol. 4, no. 4, pp. 65–70. (in Russ.)

Pleshivtseva Yu.E., Afinogentov A.A. [Optimization of the process of isothermal pressing of ingots from aluminum alloys with preliminary gradient heating]. Izvestiya Vuzov. Non-ferrous metallurgy, 2016, no. 2, pp. 49–57. (in Russ.) DOI: 10.17073/0021-3438-2016-2-49-57

Berezhnoy V.L. [About the development of methods for the study of friction for optimization of pressing on the basis of the experimental-industrial module]. Technology of light alloys, 2009, no. 4, pp. 62–72. (in Russ.)

Nayzabekov A.B., Lezhnev S.N. [Research and optimization of the process of pressing blanks in an equal-channel angular matrix with rollers]. Proceedings of the University, 2007, no. 3 (28), pp. 40–43. (in Russ.)

Rakhmanov S.R. [Optimization of the process of pressing and calibrating the matrix of a pipeprofile press by modeling]. Steel, 2015, no. 10, pp. 43–49. (in Russ.)

Radionova L.V., Faizov S.R., Sarafanov A.E. Mathematical Modelling of Low Temperature Solder Direct Extrusion. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, 969 (1), 012107. DOI: 10.1088/1757-899X/969/1/012107

Zolotarev A.A., Ventsov N.N., Agibalov O.I., Deeva A.S. [Optimization of distribution processes based on analytical methods and heuristic algorithms]. Bulletin of Science and Education of the North-West of Russia, 2016, no. 1, pp. 1–8. (in Russ.)

Leonenkov A.V. Resheniye zadach optimizatsii v srede MS Excel [Solving optimization problems in MS Excel]. St. Petersburg, BHV-Petersburg Publ., 2005. 704 p.

Sobol B.V., Meskhi B.Ch., Kanygin G.I. Metody optimizatsii: praktikum [Optimization methods: workshop]. Rostov-on-Don, Feniks Publ., 2009. 380 p.

Baryshev A.V., Fedotova E.L. [On the question of using the Excel add-in “search for a solution” in linear programming problems]. Internet-journal “Science Science”, 2015, no. 3. (in Russ.) Available at: http://naukovedenie.ru/PDF/54TVN315.pdf (accessed 06.02.2021).




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/10.14529/met210106

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share