Вестник ЮУрГУ. Серия Металлургияhttp://dspace.susu.ru/xmlui/handle/0001.74/11602024-03-28T16:24:50Z2024-03-28T16:24:50ZКафедра «Процессы и машины обработки металлов давлением» в наши дниЧаплыгин, Б.А.Широков, В.В.Chaplygin, B.A.Shirokov, V.V.http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/466162023-10-07T20:38:40Z2022-01-01T00:00:00ZКафедра «Процессы и машины обработки металлов давлением» в наши дни
Чаплыгин, Б.А.; Широков, В.В.; Chaplygin, B.A.; Shirokov, V.V.
В 2012 г. с целью обеспечения подготовки молодых научных кадров высшей квалификации и специалистов, отвечающих существующим и прогнозируемым потребностям предприятий, в Южно-Уральском государственном университете были объединены родственные кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением» (МиТОМД) и «Обработка металлов давлением (прокатка)» (ОМД (прокатка)). За прошедшие десять лет сотрудники кафедры проделали большую работу по решению актуальных проблем в высшем металлургическом образовании на современном этапе,в развитии направлений, востребованных предприятиями металлургического и машиностроительного комплекса. Расширение участия сотрудников кафедры в российских и международных проектах, укрепление связей с родственными кафедрами вузов в России и странах ближнего зарубежья, участие в грантах и разработке прорывных технологий является залогом успешного будущего преподавательского состава и ,как следствие, образовательного процесса инженерных кадров. In 2012, in order to ensure the training of young highly qualified scientific personnel and specialists that meet the existing and predicted needs of enterprises, the related departments “Machines and technology of metal forming” (MiTOMD) and “Metal forming (Metal forming)” were merged at South Ural State University. rolling)" (OMD (rolling)). Over the past ten years, the staff of the department have done a lot of work to solve pressing problems in higher metallurgical education at the present stage, in the development of areas in demand by enterprises of the metallurgical and mechanical engineering complex. Expanding the participation of department staff in Russian and international projects, strengthening ties with related university departments in Russia and neighboring countries, participation in grants and the development of breakthrough technologies is the key to a successful future for teaching staff and, as a result, the educational process of engineering personnel.
Чаплыгин Борис Александрович, доктор техн. наук, профессор кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия;
Широков Вячеслав Вячеславович, канд. техн. наук, доц. кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия.
Chaplygin Boris Aleksandrovich, Doctor of Engineering. Sciences, Professor of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia;
Shirokov Vyacheslav Vyacheslavovich, Ph.D. Tech. Sciences, Associate Professor Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia.
2022-01-01T00:00:00ZРасчетное и экспериментальное определение энергосиловых параметров при волочении проволоки в монолитных волокахРадионова, Л.В.Громов, Д.В.Лисовский, Р.А.Фаизов, С.Р.Глебов, Л.А.Быков, В.А.Radionova, L.V.Gromov, D.V.Lisovskiy, R.А.Faizov, S.R.Glebov, L.ABykov, V.A.http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/466152023-10-07T20:38:39Z2022-01-01T00:00:00ZРасчетное и экспериментальное определение энергосиловых параметров при волочении проволоки в монолитных волоках
Радионова, Л.В.; Громов, Д.В.; Лисовский, Р.А.; Фаизов, С.Р.; Глебов, Л.А.; Быков, В.А.; Radionova, L.V.; Gromov, D.V.; Lisovskiy, R.А.; Faizov, S.R.; Glebov, L.A; Bykov, V.A.
Энергосиловые параметры процесса волочения зависят от таких технологических факторов, как механические свойства обрабатываемого материала, склонность его к упрочнению при холодной деформации, единичная степень деформации, коэффициент трения на контакте «металл – волока», конструктивные параметры волоки, скорость волочения. От точности определения энергосиловых параметров зависит стабильность (безобрывность) процесса, эффективная и безаварийная загруженность волочильной машины, обоснованность выбора волочильного оборудования при проектировании производственных линий. В настоящей статье разработана методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения в монолитных волоках на прямоточных волочильных машинах. Предложенная методика расчета усилия волочения проволоки позволяет учитывать упрочнение при холодной пластической деформации обрабатываемого сплава, параметры очага
деформации при монолитном волочении, а именно степень деформации, рабочий полуугол волоки, трение на контакте «металл – волока». Определение скорости волочения осуществляется из особенностей процесса волочения на машинах прямоточного типа, т. е. повышение скорости волочения от прохода к проходу осуществляется на величину коэффициента вытяжки в волоке. Мощность, потребляемая электродвигателями каждого тянущего барабана, определяется усилием волочения и линейной скоростью волочения в данном проходе. Экспериментальная проверка методики определения усилия волочения, проведенная на автоматизированном лабораторном волочильном стане, показала ее адекватность. Ошибка между расчетными и экспериментальными значениями усилия волочения не превышала 12 %, что допустимо при выполнении оценочных расчетов энергосиловых параметров процесса волочения проволоки. Предложенная методика расчета энергосиловых параметров процесса волочения проволоки в монолитных волоках на станах прямоточного типа может быть полезна при анализе и корректировке действующих маршрутов волочения проволоки, оценке эффективности использования волочильных машин, при выборе и проектировании нового волочильного оборудования, разработке технологии изготовления проволоки. The energy and power parameters of the drawing process depend on such technological factors as the mechanical properties of the material being processed, its tendency to harden during cold deformation, a single degree of deformation, the friction coefficient at the “metal – die” contact, the design parameters of the die, and the drawing speed. The stability (non-break) of the process, the efficient and trouble-free workload of the drawing machine, and the validity of the choice of drawing equipment when designing production lines depend on the accuracy of determining the energy-power parameters. In this article,
a method for calculating the energy-power parameters of the drawing process in monolithic dies on straight-line drawing machines has been developed. The proposed method for calculating the wire drawing force makes it possible to take into account hardening during cold plastic deformation of the alloy being processed, the parameters of the deformation zone during monolithic drawing, namely the degree of deformation,
the working half-angle of the die, and the friction at the “metal – die” contact. The drawing speed is determined from the features of the drawing process on straight-line machines, i.e. the increase in the speed of drawing from pass to pass is carried out by the value of the drawing coefficient in the die. The power consumed by the electric motors of each pull drum is determined by the drawing force and the linear drawing speed in a given pass. Experimental verification of the method for determining the drawing force carried out
on an automated laboratory drawing machine showed its adequacy. The error between the calculated and experimental values of the drawing force did not exceed 12 %, which is acceptable when performing estimated calculations of the energy-power parameters of the wire drawing process. The proposed method for calculating the energy-power parameters of the wire drawing process in monolithic dies on straight-line machines can be useful in analyzing and correcting existing wire drawing routes, evaluating the efficiency of drawing machines, selecting and designing new drawing equipment, and developing wire manufacturing technology.
Радионова Людмила Владимировна, канд. техн. наук, доц. кафедры металлургии, Московский политехнический университет, Москва, Россия; radionovalv@rambler.ru.
Громов Дмитрий Владимирович, аспирант кафедры металлургии, Московский политехнический университет, Москва, Россия; gromov111999@gmail.com.
Лисовский Роман Андреевич, научный сотрудник кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, lisovskiira@susu.ru.
Фаизов Сергей Радиевич, аспирант, преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, faizovsr@susu.ru.
Глебов Лев Александрович, аспирант, преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, glebovla@susu.ru.
Быков Виталий Алексеевич, аспирант, преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия, bykovva@susu.ru.
Lyudmila V. Radionova, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof. of the Department of Metallurgy, Moscow Polytechnic University, Moscow, Russia; radionovalv@rambler.ru.
Dmitry V. Gromov, Postgraduate Student of the Department of Metallurgy, Moscow Polytechnic University, Moscow, Russia; gromov111999@gmail.com.
Roman A. Lisovskiy, Researcher of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; lisovskiira@susu.ru.
Sergey R. Faizov, Postgraduate Student of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; faizovsr@susu.ru.
Lev A. Glebov, Postgraduate Student of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; glebovla@susu.ru.
Vitaly A. Bykov, Postgraduate Student of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; bykovva@susu.ru.
2022-01-01T00:00:00ZФизическое и компьютерное моделирование формоизменения задних концевых участков трубАхмеров, Д.А.Выдрин, А.В.Новиков, Т.О.Исрафилова, Э.Ш.Гейм, Е.А.Akhmerov, D.A.Vydrin, А.V.Novikov, Т.О.Israfilova, E.Sh.Geym, Е.А.http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/466142023-10-07T20:38:39Z2022-01-01T00:00:00ZФизическое и компьютерное моделирование формоизменения задних концевых участков труб
Ахмеров, Д.А.; Выдрин, А.В.; Новиков, Т.О.; Исрафилова, Э.Ш.; Гейм, Е.А.; Akhmerov, D.A.; Vydrin, А.V.; Novikov, Т.О.; Israfilova, E.Sh.; Geym, Е.А.
Для расширения сортамента производимых труб и повышения производительности на современных трубопрокатных агрегатах применяют редукционно-растяжные станы. Однако характерной особенностью при редуцировании труб с натяжением является образование утолщенных концов. Это явление связано с тем, что передний и задний концы подвергаются формоизменению в условиях, отличных от деформации средней части трубы. Характер изменения толщины стенки на концах труб определяет длину и массу концевой обрези, что в значительной мере определяет экономические показатели всего трубопрокатного агрегата в целом. В данной работе с помощью физического и компьютерного моделирования процесса редуцирования труб в одной клети исследовано влияние параметров прокатки на длину утолщенных концов. Для всестороннего исследования процесса редуцирования необходимо учесть большинство факторов, таких как овальность калибра, уровень натяжения, степень деформации, степень тонкостенности и др. Часть из этих факторов, например влияние межклетьевого заднего натяжения по раскату, лучше реализовывать при физическом моделировании, а часть факторов (например температура заготовки) лучше исследовать при компьютерном моделировании. Данные исследования помогут в разработке технических решений
с целью уменьшения длины утолщенных концевых участков труб. Для создания заднего натяжения в экспериментальном исследовании, моделирующим процесс работы редукционно-растяжного стана (создание натяжения), был создан рабочий инструмент (волочильное кольцо). Для улучшения механических характеристик волочильное кольцо подвергалось термической обработке, заключающейся в нагреве под закалку в аустенитную область выше точки Ас3 при температуре
880°С в течение 20 мин. Reduction-stretching mills are used to expand the range of pipes produced and increase productivity on modern pipe rolling units. However, a characteristic feature when reducing pipes with tension is the formation of thickened ends. This phenomenon is due to the fact that the front and rear ends undergo shape change under conditions other than deformation of the middle part of the pipe. The nature of
the change in the wall thickness at the ends of the pipes determines the length and weight of the end trim, which largely determines the economic performance of the entire pipe rolling unit as a whole. In this paper, the influence of rolling parameters on the length of the thickened ends is studied using physical and computer modeling of the process of reducing pipes in one cage. For a comprehensive study of the reduction process, it is necessary to take into account most factors, such as the ovality of the gauge, the level of tension, the degree of deformation, the degree of thinness, etc., other than the deformation of the middle part of the pipe. Some of these factors, for example, the influence of the intercellular back tension on the roll is better realized in physical modeling, and some factors (for example, the temperature of the workpiece) are better
investigated in computer modeling. These studies will help in the development of technical solutions to reduce the length of thickened end sections of pipes. A working tool (drawing ring) was created to create a back tension in an experimental study that simulates the process of operation of a reduction-stretching mill (creating tension). To improve the mechanical characteristics, the drawing ring was subjected to heat treatment, consisting in heating for quenching in the austenitic region above the Ac3 point at a temperature of
880°С for 20 min.
Ахмеров Денис Альфредович, младший научный сотрудник лаборатории моделирования технологических процессов, АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (АО «РусНИТИ»), Челябинск, Россия; аспирант кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; ahmerovda@rosniti.ru.
Выдрин Александр Владимирович, д-р техн. наук, проф., главный научный сотрудник, АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (АО «РусНИТИ»), Челябинск, Россия; vydrinav@rosniti.ru.
Новиков Тимур Олегович, инженер трубной лаборатории инженерно-технического центра, АО «Таганрогский металлургический завод» (АО «ТАГМЕТ»), Таганрог, Россия; NovikovTO@tagmet.ru.
Исрафилова Эльза Шамилевна, инженер лаборатории материаловедения, АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (АО «РусНИТИ»), Челябинск, Россия; Israfilova@rosniti.ru.
Гейм Евгений Александрович, инженер лаборатории продольной прокатки труб, АО «Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (АО «РусНИТИ»), Челябинск, Россия; аспирант кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; geym@rosniti.ru.
Denis A. Akhmerov, Junior Researcher of the Laboratory for Modeling Technological Processes, The Russian Research Institute of the Tube & Pipe Industries, Joint Stock Company (RusNITI JSC), Chelyabinsk, Russia; Postgraduate Student of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; ahmerovda@rosniti.ru.
Alexander V. Vydrin, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher, The Russian Research Institute of the Tube & Pipe Industries, Joint Stock Company (RusNITI JSC), Chelyabinsk, Russia; vydrinav@rosniti.ru.
Timur O. Novikov, Engineer of the Pipe Laboratory of the Engineering and Technical Center, Taganrog Metallurgical Plant JSC (TAGMET JSC), Taganrog, Russia; NovikovTO@tagmet.ru.
Elza Sh. Israfilova, Engineer of the Laboratory of Materials Science, The Russian Research Institute of the Tube & Pipe Industries, Joint Stock Company (RusNITI JSC), Chelyabinsk, Russia; Israfilova@rosniti.ru.
Evgeniy A. Geym, Engineer of the Laboratory of Longitudinal Pipe Rolling, The Russian Research Institute of the Tube & Pipe Industries, Joint Stock Company (RusNITI JSC), Chelyabinsk, Russia; Postgraduate Student of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; geym@rosniti.ru.
2022-01-01T00:00:00ZРазработка и освоение участка нагрева заготовок из специальных сталей и сплавовЗакарлюкин, С.И.Коваль, Г.И.Zakarlyukin, S.I.Koval, G.I.http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/466132023-10-07T20:38:39Z2022-01-01T00:00:00ZРазработка и освоение участка нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов
Закарлюкин, С.И.; Коваль, Г.И.; Zakarlyukin, S.I.; Koval, G.I.
Представлены результаты работ по созданию технологического участка нагрева и
транспортировки заготовок из специальных сталей и сплавов, предназначенных для пластической деформации современной радиально-ковочной машины SKK-14 фирмы GFM, выполненных Металлургическим институтом передовых технологий (ООО МИПТ), входящим в структуру Группы компаний «МЕТЧИВ». Показаны недостатки известных технологических линий нагрева заготовок из специальных сталей и сплавов, способов и устройств для их транспортировки вдоль рабочего пространства методических толкательных печей. Предложена установка двух методических толкательных печей в шахматном порядке, одна из которых с торцевой задачей и выдачей, а другая – с торцевой задачей и боковой выдачей, обеспечивающая осуществление двух технологических вариантов нагрева. Описан разработанный способ транспортировки заготовок в методической толкательной
печи, обеспечивающий равномерный нагрев круглых заготовок за счет их самостоятельного поворота вокруг своей оси при перемещении по поду печи. Охарактеризована разработанная новая конструкция направляющих для защиты пода методической толкательной печи от механического воздействия перемещаемых заготовок. Предложено в качестве направляющих использовать металлические гибкие элементы в виде лент или прутков, концы которых соединены со свободно подвешенными грузами. Представлены предложения по повышению надежности работы методической нагревательной печи с боковой выдачей заготовок и снижению эксплуатационных затрат, которые заключаются в использовании направляющего желоба, выполненного из нескольких полых элементов, заполненных сыпучим огнестойким материалом, а для их герметизации с обеих сторон закрытых пробками. На наружных поверхностях пробок выполнены конические охватываемые поверхности. На боковых стенах каркаса печи напротив охватываемых конических поверхностей выполнены приливы с охватывающими коническими поверхностями. Все выполненные разработки запатентованы. The results of work on the creation of a technological section for heating and transporting
blanks from special steels and alloys intended for plastic deformation by a modern GFM SKK-14 radial forging machine performed by the Metallurgical Institute of Advanced Technologies (MIPT LLC), which is part of the METCHIV Group of Companies, are presented. The shortcomings of the known technological lines for heating blanks from special steels and alloys, methods and devices for their transportation along
the working space of pusher furnaces are shown. It is proposed to install two methodical pusher furnaces in a checkerboard pattern, one of which has an end task and delivery, and the other with an end task and side delivery, providing the implementation of two technological heating options. The developed method for transporting blanks in a methodical pusher furnace is described, which ensures uniform heating of round
blanks due to their independent rotation around their axis when moving along the hearth of the furnace. The developed new design of guides to protect the hearth of a repetitive pusher furnace from the mechanical impact of moving workpieces is characterized. It is proposed to use metal flexible elements in the form of tapes or rods as guides, the ends of which are connected to freely suspended loads. Proposals are presented to improve the reliability of the methodical heating furnace with lateral delivery of blanks and reduce operating costs, which consist in the use of a guide chute made of several hollow elements filled with loose fire-resistant material, and for their sealing on both sides closed with plugs. Conical male surfaces are made on the outer surfaces of the plugs. On the side walls of the furnace frame, opposite the male conical surfaces, lugs with female conical surfaces are made. All completed developments are patented.
Закарлюкин Сергей Иванович, директор, ООО «Металлургический институт передовых технологий», Челябинск, Россия; metchiv@mail.ru.
Коваль Григорий Иванович, д-р техн. наук, проф., проф. кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; koval.gi@mail.ru.
Sergey I. Zakarlyukin, Director, LLC “Metallurgical Institute of Advanced Technologies”,
Chelyabinsk, Russia; metchiv@mail.ru.
Grigoriy I. Koval, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Prof. of the Department of Processes and Machines for Metal Forming, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; koval.gi@mail.ru.
2022-01-01T00:00:00Z