У дисертації отримані теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі, що полягає у визначенні закономірностей формозміни металу в залежності від матеріалу і геометричних розмірів заготовки та форми і розмірів робочого інструменту з урахуванням пружного розгину сторін профілю та розробці технології холодного профілювання квадратних і прямокутних труб підвищеної точності прокаткою в чотирьохвалкових калібрах. Аналіз технологічних схем та методик розрахунку параметрів профілювання квадратних і прямокутних труб холодною прокаткою у клітях з чотирьохвалковим калібром показав, що дослідження, спрямовані на вивчення формозміни профілю труби в процесі профілювання з урахуванням комплексного впливу геометричних параметрів поперечного перерізу заготовки, величини пружного розгину сторін профілю після виходу із зони деформації та технологічних параметрів профілювання, є актуальними. Обґрунтовано вибір двовимірної математичної моделі опису пружно-пластичної течії металу при профілюванні прямокутних труб холодною прокаткою в чотирьохвалкових калібрах та визначено експериментально і теоретично адекватність працездатності використаної моделі. Вперше теоретично визначені мінімально допустимі величини радіусу закруглення кутових зон прямокутних труб, що дозволяє уникнути появи дефектів у вигляді складки на внутрішній поверхні при виробництві профілів з малими радіусами закруглення. На основі теоретичних і експериментальних досліджень величини увігнутості сторін профілю запропоновано проводити прокатку прямокутних труб зі співвідношенням сторін 1…1,3 з низьковуглецевих сталей і алюмінієвих сплавів у чотирьохвалкових калібрах з валками, що мають тільки гладку бочку при відношенні розмірів заготовки D/S 18 та D/S 17 відповідно, без утворення увігнутості сторін, яка б перевищувала вимоги вітчизняних стандартів. Одержало подальший розвиток теоретичне визначення залежності величини фактичного радіуса сполучення сторін профілю та стовщення стінки при профілюванні прямокутних труб від умовного радіуса сполучення сторін та матеріалу і тонкостінності заготовки, що дозволяє отримувати труби з більшою точністю розмірів поперечного перерізу. Встановлено, що відносна похибка між експериментальними і отриманими за допомогою моделей, що використовувалися для теоретичних досліджень, даними становить менше 10 % при визначенні стовщення стінки, умовного і фактичного радіуса сполучення сторін та величини увігнутості сторін профілю. Розширено діапазон експериментальних даних дослідження величини увігнутості сторін профільної труби та радіуса закруглення в кутових зонах. Зокрема, досліджено формозміну при профілювання труб з алюмінієвих сплавів АД00 і АД31 з D/S від 6,5 до 20 та труб зі Сталі 20 з D/S від 7,5 до 50. У роботі отримана залежність між діаметром заготовки, товщиною стінки та величиною радіуса закруглення кутів профілю, що дозволило з належною точністю визначати периметр заготовки, необхідний для отримання профільних труб із заданими розмірами. Ця залежність визначена на основі експериментальних досліджень та частково з використанням даних, залучених з науково-технічної літератури. На основі теоретичних і експериментальних досліджень формозміни профілю труби в чотирьохвалкових калібрах розроблені методики розрахунку геометричних параметрів чотирьохвалкових калібрів для профілювання прямокутних труб підвищеної точності зі співвідношенням сторін 1…1,3. Визначені співвідношення між радіусами рівчака валка і заготовки у першій кліті при ступеню обтиску труби 75 – 80 % від загального обтиску труби по висоті і ширині приводять до скорочення кількості проходів, необхідних для отримання готового профілю підвищеної точності з трьох до двох при виробництві труб з низьковуглецевих сталей і алюмінієвих сплавів. Результати роботи використані при розробці технічних пропозицій відносно створення виробництва профільних труб для ТОВ "ТСВ-Групп" (звіт з науково-дослідної роботи ДР № 0103U003218), при впровадженні технології виробництва прямокутних труб на ДП "НВЦ "Електротермія" Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України та при розробці нових режимів прокатки для виробництва квадратних і прямокутних труб з низьковуглецевих сталей (акт від 17.01.2005 р.), на кафедрі обробки металів тиском Національної металургійної академії України при читанні курсу “Виробництво металовиробів, пресованих і гнутих профілів” і при виконанні студентами кафедри дипломних проектів та випускних магістерських робіт (довідка від 10.02.2005 р.).
Основний зміст дисертації відображено у роботах: 1. Бояркін В.В., Нікулін Е.В. Розрахунок діаметра заготовки для профілювання квадратних і прямокутних труб // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2002. – № 8–9. – С. 446–448. 2. Бояркин В.В., Никулин Э.В. Влияние диаметра заготовки на параметры профилирования квадратных и прямоугольных труб // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Темат. зб. наук. пр. ДДМА. – Краматорськ. – 2003. – С. 207–209. 3. Бояркин В.В., Никулин Э.В. Выбор технологических схем производства профильных труб // Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт": Машиностроение. – К.: НТУУ "КПІ". – 2003. – Вып. 44. – С. 60–63. 4. Бояркин В.В., Дыя Х., Данченко В.Н. Применение математического моделирования для анализа процесса профилирования квадратных и прямоугольных труб в четырехвалковых калибрах // Теория и практика металлургии. – 2004. – № 5. – С. 48–51. 5. Бояркин В.В., Данченко В.Н., Стефаник А. Определение минимального допустимого радиуса закругления в углах квадратных и прямоугольных труб // Металл и литье Украины. – 2004. – № 6. – С. 36–68. 6. Бояркин В.В., Дыя Х., Данченко В.Н. Исследование формирования сторон профиля квадратных и прямоугольных труб с применением математического моделирования // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2004. – № 6. – С. 52–55. |
