Для розділення фасонного профільного прокату на металургійних і машинобудівних підприємствах використовують різні способи відрізки. Забезпечити геометричну точність, високу якість поверхні розділення при мінімальній собівартості дозволяє група способів відрізки зсувом, яка здійснюється в штампах на пресах. Однак, як показав аналіз технічної літератури, область застосування цієї технології обмежена можливістю розділення сортового прокату простої форми (коло, квадрат, смуга, шестигранник). Спроби використовувати цю технологію при розділенні сортових фасонних профілів, зокрема П-подібних, приводить до того, що заготовки, які відрізаються, не відповідають вимогам нормативно-технічної документації. Уперше виконана класифікація рухів рухомого ножа штампів, в основу, якої покладені принцип створення в площині розділення умов, що забезпечують високу якість поверхні розділення. Доведено, що ці умови можуть створюватися поступальним і обертальним рухами, а також їхніми комбінаціями за рахунок зміни напружено-деформованого стану в осередку деформації. Уперше запропонований і теоретично обґрунтований метод визначення оптимального напрямку відрізки при поступальному рухові ножа фасонних профілів, які мають полиці різної товщини. Установлено, що відрізування фасонних профілів повинне виконуватися не перпендикулярно до однієї з полиць, а під якимось до неї кутом . При однаковій товщині полиць кутового профілю і кута їхнього розкриття , кут , для П-подібного профілю і кута розкриття його полиць . Досліджено напружено-деформований стан металу в осередку пластичної деформації при відрізуванні П-подібних профілів. Установлено вплив контактного тертя на глибину поширення пластичної деформації на першому етапі розділення. Зменшення коефіцієнта тертя до значення приводить до збільшення глибини поширення деформації до . Досліджено характер плину металу на етапі пластичного зсуву для двох випадків: поворот частини, що відрізається, і смуги нічим не обмежений; поворот частини, що відрізається, обмежений опорою. Установлено, що на кут повороту частини, що відрізається, і величину контактного тиску на межі інструмент – заготовка впливає відносний осьовий зазор: при цьому зі збільшенням відносного осьового зазору контактний тиск зменшується, а кут розвороту смуги збільшується. Використання опори для обмеження розвороту частини, що відрізається, доцільно тільки тоді, коли відстань від площини розділення до опори мінімальна і не перевищує . Збільшення вказаного значення приводить до збільшення контактного тиску на межі інструмент – заготовка. При цьому збільшується область пластичної деформації і, як наслідок, погіршується геометрична точність і якість поверхні розділення. Уперше пояснено й експериментально підтверджено позитивний вплив складного обертально-поступального руху рухомого ножа на геометричну точність і якість поверхні розділення при відрізуванні П-подібних профілів. Установлено, що при відрізуванні П-подібного профілю при складному рухові ножа геометрична точність кожної із шести характеристик відрізаних зразків збільшується на 13 - 63%. Виконані теоретичні й експериментальні дослідження стали основою розробки конструкції штампового оснащення для виробництва клеми роздільного рейкового скріплення ДСТ 22343-90 з урахуванням напружено-деформованого стану в осередку деформації при складному обертально-поступальному рухові ножів. Конструкція захищена патентом України № 36004А від 16.04.2001. Фактичний річний економічний ефект склав 39 088 грн. Пайова участь автора 27 361 грн. Очікуваний річний економічний ефект склав 2 644 928 грн. Розроблені в дисертації технологічні і конструктивні рішення при відрізуванні фасонних профілів П-подібного перерізу призначені для розробки технології відрізки в штампах профілів складної геометричної форми, у тому числі гнутих профілів, сортових фасонних, листових гофрованих і спеціального призначення.
Основний зміст дисертації опублікований у наступних роботах: 1. Капланов В.И., Диамантопуло К.К., Сердюк А.И. Анализ механических схем и способов разделения открытых профилей на заготовки // Вісник Приазовського державного технічного університету: Зб.наук.пр. – Маріуполь, 1999. – Вип. 8. – С. 83-85. 2. Диамантопуло К.К., Левандовская И.В., Сердюк А.И. О резке полосы параллельными ножмами // Удосконалення процесів та обладнання обробки металів тиском у машинобудуванні та металургії: Зб.наук.пр. – Краматорськ: ДДМА, 2000. – С. 129-131. 3. Диамантопуло К.К., Левандовская И.В., Сердюк А.И. О разрезке проката в штампе при сложном движении ножа // Удосконалення процесів та обладнання обробки металів тиском у машинобудуванні та металургії: Зб.наук.пр. – Краматорськ – Слов'янськ: ДДМА, 2000. – С. 279-282. 4. Сердюк А.И. Оптимизация технологии отрезки заготовок от полосы П-образного сечения // Удосконалення процесів та обладнання обробки металів тиском у машинобудуванні та металургії: Зб.наук.пр. – Краматорськ: ДДМА, 2001. – С. 87-90. 5. Сердюк А.И. Аналитическое определение оптимального направления перемещения ножей при безотходном разделении открытых профилей // Тез. доклад. IX региональн. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 25-27 апреля 2002 г.) – Мариуполь, 2002. – Т.1. – С. 62-63. 6. Сердюк А.И. Оптимизация технологии разделения открытых профилей на заготовки // Тез. доклад. IX региональн. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 25-27 апреля 2002 г.) – Мариуполь, 2002. – Т.1. – С. 64. 7. Сердюк А.И., Хасхачих О.Н. Пути повышения качества поверхности среза при безотходной отрезке открытых профилей в штампах // Тез. доклад. X региональн. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 21-22 апреля 2003 г.) – Мариуполь, 2002. – Т. II. – С. 83-84. 8. Сердюк А.И Классификация сложных движений при разделительных операциях в штампах // Тез. доклад. X региональн. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 21-22 апреля 2003 г.) – Мариуполь, 2002. – Т.II. – С. 85. 9. Пат. 36004 А Україна, МКI В23D23/00. Штамп для поділу профільного прокату / К.К. Діамантопуло, Е.В. Грімані, В.М. Бардусов, А.І. Сердюк. – № 99095194; Заявл. 21.09.1999, Опубл. 16.04.2001, Бюл.№3. У наведених роботах автору належить наступне: [1] – сформулював вимоги, що пред’являються до механічних схем для забезпечення високоякісної відрізки П-подібних профілів у штампах; [2] – розробив математичну модель для визначення енергосилових і геометричних параметрів процесу на першому етапі розділення, яка відрізняється від відомих тим, що рівняння рівноваги складене з урахуванням сил тертя, які діють на контактних поверхнях осередку деформації; [3] – виконана побудова статично припустимих сіток ліній ковзання на другому етапі розділення. Складено рівняння рівноваги, що дозволяє визначити довжину осередку пластичної деформації; [4] – теоретично обґрунтовані схеми складного обертально-поступального руху ножа, що забезпечують високоякісну відрізку П-подібних профілів у штампах; [5] – розроблений і теоретично обґрунтований метод визначення напрямку відрізки при поступальному рухові ножа П-подібних профілів з урахуванням напружено-деформованого стану металу в осередку деформації і геометричних характеристик профілю. Виконано розрахунок напрямку відрізки для П-подібного профілю з кутом розкриття полиць і співвідношенням товщини полиці до товщини стінки ; [6] – проведені стендові випробування розробленого штампового оснащення для виробництва ДСТ 22343 -90; [7] – проаналізував результати впровадження штампа для виготовлення клеми за ДСТ 22343 -90 у цеху рейкових скріплень ВАТ «МК «Азовсталь». [8] – розробив класифікацію рухів рухомого ножа для розділення П-подібних профілів з урахуванням створення в процесі відрізки активного поперечного затиску; [9] – запропонував виготовити штовхач, який взаємодіє з ножем з можливістю переміщення уздовж своєї осі, а штовхач, який взаємодіє через важіль з рухомим ножем виконати довший від штовхача рухомого повзуна на величину обумовлену зі співвідношення: , де - різниця довжин двох штовхачів; - радіус дуги, що описує точка контакту штовхача і важеля з центру повороту рухомого ножа; - кут попереднього повороту профілю, що розділяється. |
