ArticleName |
Влияние частоты штамповки на
температурные условия работы отрезных ножей пресс-автомата |
ArticleAuthorData |
Научно-исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:
Н. А. Чиченев, профессор кафедры инжиниринга технологического оборудования (ИТО), докт. техн. наук, эл. почта: chich38@mail.ru А. О. Карфидов, заведующий кафедрой ИТО, эл. почта: a.korf@mail.ru М. В. Васильев, старший преподаватель кафедры ИТО, эл. почта: mv@karfidovlab.com О. Н. Чиченева, доцент кафедры автоматизированного проектирования и дизайна, канд. техн. наук, эл. почта: ch-grafika@mail.ru |
Abstract |
Рассмотрено влияние частоты штамповки на температурные условия работы отрезных ножей пресс-автомата, изготовленных из углеродистой инструментальной стали У8. Приведены результаты теоретического исследования температурного поля отрезных ножей на основе численного решения двухмерного нестационарного дифференциального уравнения теплопроводности с нелинейными теплофизическими характеристиками. Математическим моделированием теплового состояния отрезных ножей пресс-автомата показано, что стационарный температурный режим на рабочих поверхностях ножей устанавливается через 20–40 циклов. При одинаковой частоте штамповки число циклов, соответствующее выходу на стационарный режим, обратно пропорционально толщине ленты и прочностным характеристикам материала ленты. Установлено, что наиболее неблагоприятные температурные условия наблюдается в приповерхностном слое толщиной 0,1–0,5 мм; при удалении от поверхности значение максимальной температуры быстро снижается, а амплитуда колебаний температуры близка к нулю. Анализ температурных условий эксплуатации отрезных ножей холодного деформирования показал, что температура их рабочей поверхности не достигает значений, превышающих температуру отпуска после закалки Аотп (для стали У8 — Аотп = 240–270 °C), и поэтому в процессе резки самопроизвольного отпуска не происходит, благодаря чему сохраняется их хорошая работоспособность. |
References |
1. Ефремов Д. Б., Степанов В. М., Чиченева О. Н. Модернизация механизма быстрого отжима валков прокатной клети ДУО стана 2800 АО «Уральская Сталь» // Сталь. 2020. № 8. С. 44−47. 2. Нефедов А. В., Танчук А. В., Чиченев Н. А. Модернизация привода опрокидывателя рудных вагонеток Донского ГОК АО «ТНК Казхром» // Горный журнал. 2022. № 8. С. 52–56. 3. Самусев С. В., Фадеев В. А., Сидорова Т. Ю. Разработка эффективных калибровок формовки листовой заготовки для производства прямошовных электросварных труб малого и среднего диаметров // Металлург. 2020. № 7. С. 55–57. 4. Busygin A. M., Stelmakhov A. A. Mathematical model for determining kinematic parameters of a bulldozer ripper mechanism // Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering. ICIE 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-14125-6_14 5. Bardovskiy A. D., Gorbatyuk S. M., Keropyan A. M., Bibikov P. Ya. Assessing parameters of the accelerator disk of a centrifugal mill taking into account features of particle motion on the disk surface // Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39, Iss. 4. P. 326–329. 6. Чиченев Н. А. Реинжиниринг устройства для центрирования сляба в клети обжимного стана // Металлург. 2018. № 7. С. 76–80. 7. Nefedov A. V., Svichkar V. V., Chicheneva O. N. Re-engineering of equipment to feed the melting furnace with aluminum charge // Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020). Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-54817-9_139 8. Горбатюк С. М., Морозова И. Г., Наумова М. Г. Разработка рабочей модели процесса реиндустриализации производства термической обработки штамповых сталей // Известия вузов. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 5. С. 410–415. 9. Нефедов А. В., Китанов А. А., Чиченев Н. А. Реинжиниринг роликовой закалочной машины листопрокатного цеха АО «Уральская Сталь» // Черные металлы. 2022. № 5. С. 22–26. 10. Константинов И. Л., Сидельников С. Б. Кузнечно-штамповочное производство : учебник. — М. : НИЦ ИНФРА-М, 2021. — 464 с. 11. Рогов В. А., Позняк Г. Г. Технология машиностроения. Штамповочное и литейное производство : учебник. — М. : Изд-во Юрайт, 2022. — 319 с. 12. Живов Л. И., Овчинников А. Г., Складчиков Е. Н. Кузнечно-штамповочное оборудование : учебник / под ред. Л. И. Живова. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. — 560 с. 13. Бочаров Ю. А. Кузнечно-штамповочное оборудование : учебник. — М. : Академия, 2008. — 479 с. 14. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна : справочник. В 3-х т. Т. 3. Термическая и термомеханическая обработка стали и чугуна / под ред. А. Г. Рахштадта, Л. М. Капуткиной, С. Д. Прокошкина, А. В. Супова. — М. : Интермет Инжиниринг, 2007. — 919 с. 15. Maharjan N., Zhou W., Zhou Y., Wu N. Underwater laser hardening of bearing steels // Journal of Manufacturing Processes. 2019. Vol. 47. P. 52–61. 16. Khorram A., Davoodi J. A., Jafari A., Moradi M. Nd:YAG laser surface hardening of AISI 431 stainless steel; mechanical and metallurgical investigation // Optics and Laser Technology. 2019. Vol. 119. 105617. 17. Chichenev N. A., Gorbatyuk S. M., Naumova M. G., Morozova I. G. Using the similarity theory to describe laser hardening processes // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 19. P. 44–47. 18. Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н., Мисюров А. И. Технологические процессы лазерной обработки : учебное пособие. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. — 663 с. 19. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / под ред. В. Я. Панченко. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2009. — 664 с. 20. Инструментальная углеродистая сталь У8. URL: https://www.lsst.ru/spravochnik-metalloprokata/instrumentalnaya-stal/stal-u8/ (дата обращения : 04.12.2022). 21. Характеристика материала У8. URL: https://www.m-invest.ru/spravochniki/marochnik-staley/stal-instrumentalnaya-uglerodistaya/u8/ (дата обращения : 04.12.2022). 22. Автомат листоштамповочный с нижним приводом АБ6224. URL: https://mashinform.ru/kpo/avtomaty/ab6224.shtml (дата обращения : 06.01.2023). 23. Яковлев С. С. Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / под общ. ред. С. С. Яковлева; ред. совет: Е. И. Семенов (пред.) и др. — М. : Машиностроение, 2010. — 732 с. 24. Королев А. А. Прокатные станы и оборудование прокатных цехов. — М. : Металлургия, 1981. — 203 с. 25. ГОСТ 1050–2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. — М. : Стандартинформ, 2014. — 36 с. 26. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики : учебник. Изд. 7, стереот. — М. : МГУ им. М. В. Ломоносова, 2004. — 800 с. 27. Thambynayagam R. K. M. The diffusion handbook: Applied solutions for engineers. — McGraw-Hill Professional, 2011. — 2048 p. 28. Ткаченко Л. А., Репина А. В. Теория теплообмена : учебное пособие / под общ. ред. проф. Н. Ф. Кашапова. — Казань : Изд-во Казан. ун-та, 2017. — 151 с. |