Курсовая
Моделирование влияния формы пресс-шайбы на образование пресс-утяжины при прессовании прутков
Данное исследование посвящено комплексному анализу и компьютерному моделированию процесса прямого прессования прутков из алюминиевых сплавов с целью минимизации образования дефектной зоны — пресс-утяжины. В работе рассматривается механика течения металла в контейнере, обусловленная неравномерностью пластической деформации и трением на контактных поверхностях, что критично для предприятий авиационно-космического комплекса и транспортного машиностроения России. Основное внимание уделяется геометрической модификации контактной поверхности пресс-шайбы (конической, вогнутой и комбинированной форм) как инструменту управления периферийными слоями заготовки. Теоретический базис опирается на труды научной школы НИТУ МИСИС и ВНИИМетМаш, а моделирование реализуется с учетом реологических свойств материалов, соответствующих ГОСТ 4784-2019, что позволяет верифицировать полученные данные для условий реального производства на таких объектах, как ОАО «КУМЗ» или ПАО «Арконик СМЗ».
Альбом технологических схем прессования и сравнительные графики зависимости глубины залегания пресс-утяжины от геометрических параметров пресс-шайбы, дополненные рекомендациями по выбору оптимального профиля инструмента для различных коэффициентов вытяжки.
В условиях реализации «Стратегии развития металлургической промышленности России до 2030 года» повышение выхода годного при производстве длинномерных полуфабрикатов из цветных сплавов является приоритетным направлением импортозамещения и снижения себестоимости продукции. Формирование пресс-утяжины — неизбежного дефекта при прессовании без смазки — приводит к значительным технологическим отходам, достигающим 10–15% от массы заготовки, что диктует необходимость поиска новых конструктивных решений для прессового инструмента. Модернизация формы пресс-шайбы представляет собой наиболее малозатратный и эффективный способ изменения кинематики течения металла, позволяющий сместить зону макросдвигов и сократить длину пресс-остатка в полном соответствии с требованиями Ростехнадзора к технологической дисциплине опасных производственных объектов.
Научное обоснование и выбор оптимальной геометрии рабочей поверхности пресс-шайбы на основе конечно-элементного моделирования для предотвращения затягивания окисленных периферийных слоев заготовки в зону деформации при прессовании алюминиевых прутков.
1. Провести аналитический обзор современного состояния технологии прессования прутков в российском машиностроении и изучить механизмы образования воронкообразной пресс-утяжины.
2. Изучить влияние контактного трения и температурно-скоростных условий деформации на характер течения металла в соответствии с рекомендациями ИМет РАН.
3. Разработать в программном комплексе QForm или DEFORM компьютерные модели процесса прессования с использованием пресс-шайб различной конфигурации (плоской, со скосом, сферической).
4. Выполнить сравнительный анализ распределения деформаций и напряжений в очаге деформации, определив критический момент начала формирования дефекта для каждой формы инструмента.
5. Оценить экономическую эффективность предлагаемых изменений формы инструмента в контексте снижения брака и увеличения выхода годного металла на отечественных алюминиевых заводах.
- Оформление по ГОСТ
- Содержание и структура уже собраны
- Подходит как пример для своей темы
