авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   |
|

Совершенствование технологии производства полузакрытых профилей в роликах методом интенсивного деформирования

На правах рукописи

УДК 621.981.1

Филимонов Андрей Вячеславович

Совершенствование технологии производства
полузакрытых профилей в роликах
методом интенсивного деформирования

Специальность: 05.03.05 – технологии и машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Нижний Новгород – 2009

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете на кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением»

Научный руководитель: кандидат технических наук доцент Кокорин Валерий Николаевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Михаленко Федор Павлович кандидат технических наук, Климычев Сергей Борисович
Ведущая организация: ЗАО «Авиастар-СП» (г. Ульяновск)

Защита диссертации состоится «25» марта 2009 г. в 14 часов на заседании совета Д 212.165.09 в Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ГСП – 41, ул. Минина, д. 24, аудитория 1307, Телефон для справок: (8314)36-83-46, 36-23-91.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «18» февраля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

канд. техн. наук, доцент Б.В. Устинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. К категории полузакрытых относятся профили, при производстве которых отсутствует двусторонний доступ инструмента к заготовке хотя бы в одной паре горизонтальных роликов. Изготовление полузакрытых гнутых профилей в роликах профилировочных станков обладает преимуществами перед процессами прессования, гибки в штампах, кромкогибочных машинах, среди которых высокая производительность, безотходность, возможность получения длинномерных деталей высокой точности с покрытием и т.д.

В условиях меняющейся конъюнктуры рынка и постоянного совершенствования конструкций профилей традиционное профилирование (ТП) не является эффективным в связи с его ориентацией на серийный характер производства (из-за громоздкого оборудования, большого количества оснастки, больших временных потерь на переналадку). Применение крупногабаритного оборудования, снижающее мобильность производства и требующее значительного первоначального капитала, сдерживает инвестиции небольших компаний в эту сферу.

Наиболее перспективным для изготовления гнутых профилей является профилирование методом интенсивного деформирования (МИД), отличающимся применением закрытых калибров и приданием подгибаемой полке знакопеременной продольной деформации, а также рядом других параметров по отношению к ТП и стесненному изгибу (СИ). Технология МИД широко востребована отечественным промышленным рынком. Разработчики технологии МИД в г. Ульяновске ежегодно поставляют на рынок до 40 автоматических линий и до 200 технологий производства профилей типовой номенклатуры (и до 30 технологий производства полузакрытых профилей). Однако применение данного метода для производства полузакрытых профилей ограничивается из-за отсутствия классификаторов полузакрытых профилей и их дефектов, надежных математических моделей процесса формообразования, рекомендаций по проектированию схем формообразования и технологической оснастки, недостаточной эффективности технических решений по предотвращению дефектов и повышению качества профилей, отсутствия классификации профилировочного оборудования и рекомендаций по его применению и др. Проявление этих недостатков вызывает значительные материальные и финансовые затраты на стадии создания технологии.



Работа посвящена выработке технических решений, направленных на устранение вышеуказанных недостатков, чем обосновывается актуальность выбранной темы.

Целью работы является повышение эффективности разработки и реализации процессов формообразования гнутых полузакрытых профилей в роликах методом интенсивного деформирования.

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете на кафедре «Материаловедение и ОМД» в соответствии с тематическим планом кафедры и по договору Д10-195/20-УП от 20.10.2006 г. на создание научно-технической продукции «Интенсификация формообразования заготовок» с ООО НИЦ «МИТОМ» (г. Ульяновск), а также по планам предприятий, специализирующихся в профилировании, по месту работы соискателя.

Методы исследования: 1) методы теории ОМД; 2) металлографические методы и измерение микротвердости; 3) методы измерений линейных и угловых характеристик; 4) конечно-элементный анализ (средствами ANSYS); 5) метод полно-факторного эксперимента и статистического анализа.

Научную новизну имеют следующие результаты:

– классификаторы полузакрытых профилей, их дефектов и профилировочного оборудования;

– математические модели угловой зоны, формовки рифтов в донной части, протяженности зоны плавного перехода, устойчивости формообразования профиля и экспериментально полученные результаты по их верификации;

– технические решения по совершенствованию основного и вспомогательного оборудования, защищенные тремя патентами на полезную модель и одной заявкой на изобретение.

Достоверность результатов обеспечена применением альтернативных методов исследования: теоретических, экспериментальных, метода конечных элементов. Экспериментальные исследования подтвердили достоверность применяемых теоретических моделей с точностью от 2 до 26 %, что представляется удовлетворительным для практических целей.

Практическая ценность работы состоит в разработке на основе проведенных исследований и практическом апробировании процедуры проектирования роликовой оснастки для изготовления МИД гнутых полузакрытых профилей более 30 типоразмеров, что позволило сократить затраты на освоение технологии и повысить качество производимых профилей. Практическая значимость работы подтверждается промышленным внедрением технологии и оборудования на ряде предприятий РФ (в четырех отраслях) с подтвержденным суммарным годовым экономическим эффектом более 1450 тыс. рублей.

Лично соискателем разработаны методика и алгоритм проектирования технологического оснащения для изготовления полузакрытых профилей, выработаны рекомендации по расположению многоэлементных профилей в валках, предложены варианты оптимизации схем формообразования и технические решения, направленные на повышение качества полузакрытых профилей (обеспечение размерной точности сечения и предотвращение дефектов) на основе проведенных лично соискателем экспериментальных исследованиях. Соискателем лично разработано технологическое оснащение, проведен авторский надзор за его изготовлением, проведена отладка технологии, изготовлены образцы и партии кондиционных профилей по интенсивным схемам формообразования. Соискателем лично внедрены технологическое оборудование и технологии интенсивного формообразования полузакрытых профилей «под ключ» на предприятиях (г. Липецк, Москва, Нижний Новгород и др.). Творческий вклад соискателя в разработку классификаторов, моделей, оборудования и доля его участия (от 40 до 60 %) в опубликованных работах с соавторами приведены в заключении УлГТУ (организации, где выполнена работа).

Апробация работы. Результаты работы докладывались на ряде вузовских, региональных и всероссийских конференций (гг. Ростов-на-Дону, Пенза, Тула, Ульяновск), а также на заседаниях кафедры «Материаловедение и ОМД» УлГТУ. Научные работы соискателя были удостоены дипломов (2005 г. и 2006 г.) и грамоты (2006 г) Министерства образования и науки по результатам конкурсов на лучшую научную работу.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 28 печатных работах, в том числе 3 патентах на полезную модель, 1 заявке на изобретение, а также 10 статьях в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Основной текст работы изложен на 186 стр. машинописного текста и включает 158 рисунков, 44 таблицы и 166 источников литературы. В приложении приведены акты внедрения.

Автор защищает:

  • классификатор полузакрытых профилей, классификатор дефектов полузакрытых профилей и заготовок, классификатор профилировочных станков и рекомендации по их использованию;
  • математические модели формообразования угловых зон на предварительных и окончательных переходах, формовки рифтов в донной части профиля, поведения заготовки в межклетьевом пространстве и устойчивости формообразования заготовки;
  • результаты экспериментальных исследований, включающих исследование зон изгиба заготовок при растяжении и подсадке, формовки рифтов, протяженности зон плавного перехода, влияния элементов жесткости, устойчивости заготовок при формообразовании профиля;
  • алгоритм разработки технологии изготовления МИД полузакрытых профилей и рекомендации, направленные на снижение затрат проектирования, отработки технологии и повышение качества полузакрытых профилей;
  • технические решения по совершенствованию профилировочного и вспомогательного оборудования для производства полузакрытых профилей;
  • результаты промышленного внедрения технологии и оборудования на предприятиях РФ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность задач и указана цель работы.

В первой главе на основе изучения монографий, учебников, справочников, описаний патентов, информационных ресурсов Интернет и статей в отечественных и зарубежных журналах выявлено состояние вопроса в предметной области. Рассмотрение применения полузакрытых профилей в различных отраслях промышленности и анализ номенклатуры выпускаемых гнутых профилей предприятиями «Маяк» (г. Самара), «Стройпроммет» (г. Сходня М.О.), «ЛМЗ-металлоцентр) (г. Лысьва Пермской обл.), ООО «Ингус» (г. Ижевск), ООО «Вентал» (г. Обнинск), ЗАО «Аркада» (г. Смоленск»), «Стальинвест» (г. Москва), «ИПРИС» (Украина) и др., в том числе по отраслям промышленности, позволило установить, что полузакрытые профили составляют от 14 до 25% от общей номенклатуры производимых гнутых профилей, а эффективность их применения в среднем на 25 – 30% выше, чем применение фасонных профилей (рис. 1). В строительстве полузакрытые профили применяются для монтажа гипсокартона и стеклопакетов, в качестве элементов кровли, стен и отделки интерьера (потолки, рамы, двери, карниза, жалюзи). Применение полузакрытых профилей в транспортном строительстве – траверсы, багажники, пороги, молдинги, стеклодержатели, стрингеры, ограждения, декоративные элементы; в машиностроении – стеллажи, панели, ограждения, кожухи, оборотная тара; в производстве мебели – направляющие, крепежные элементы, фурнитура и т.д.

Анализ альтернативных методов/способов производства полузакрытых профилей (в кромкогибочных машинах, в штампах, в инструментальных фильерах и комбинированным методом), конструкций оснастки и экономических показателей выявил их недостатки и непригодность для производства гнутых полузакрытых профилей.

Показано, что из методов изготовления гнутых профилей в роликах (ТП, СИ, МИД) только МИД наиболее пригоден с технико-экономической точки зрения для производства полузакрытых профилей в условиях постоянно меняющейся номенклатуры профилей при их мелкосерийном производстве. По отношению к ТП этот метод использует компактное оборудование и меньшее число переходов, а по отношении к СИ он обладает существенно более широкими технологическими возможностями.





Анализ применяемого отечественного и зарубежного профилировочного оборудования показал большое разнообразие такого оборудования, эксплуатируемого на предприятиях России и отличающегося по кинематическим схемах, конструктивному исполнению, числу клетей, размерным параметрам. Отсутствовала подробная классификация профилировочных станков, которая бы обеспечивала взаимозаменямость технологического оснащения и облегчала бы выбор такого оборудования для пользователей.

Выявлено, что наиболее подходящим (по концепции создания) для реализации МИД является оборудование ОАО «Ульяновский НИАТ» и ООО «Спецтехнология» (г. Ульяновск), подлежащее модернизации с целью расширения технологических возможностей и удобства эксплуатации.

Анализ наиболее часто применяемых материалов и их свойств позволил определить для исследования класс материалов из низкоуглеродистых сталей толщиной от 0,6 до 2,5 мм с цинковым и органическим покрытием или без него.



Pages:   |
|
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.