| Popis: |
Радионова Людмила Владимировна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; radionovalv@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-9587-2925. Фаизов Сергей Радиевич, аспирант, преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; faizovsr@ usu.ru, ORCID ID: 0000-0001-6644-1173. Ердаков Иван Николаевич, канд. техн. наук, доцент, заместитель декана факультета «Материаловедение и металлургические технологии», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; erdakovin@susu.ru. Брык Анастасия Владимировна, аспирант, инженер отдела «Материаловедение», инженер-исследователь кафедры процессов и машин обработки металлов давлением, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; asp20bav433@susu.ru, ORCID ID 0000-0003-2266-4599. L.V. Radionova, radionovalv@susu.ru, ORCID ID: 0000-0001-9587-2925, S.R. Faizov, faizovsr@ usu.ru, ORCID ID: 0000-0001-6644-1173, I.N. Erdakov, erdakovin@susu.ru, A.V. Bryk, asp20bav433@susu.ru, ORCID ID: 0000-0003-2266-4599 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Основными параметрами при прямом прессовании проволочных и прутковых изделий, которые определяют его эффективность, являются усилие прессования и скорость истечения металла из матрицы. В настоящей работе методом обобщенного приведенного градиента решена задача по оптимизации процесса прессования проволоки из сплава ПОИн-52. Показано, что основным технологическим параметром, позволяющим существенно влиять на эффективность процесса прессования, является диаметр контейнера. Такие параметры процесса, как длина заготовки, коэффициент трения для снижения усилия прессования, должны находиться на минимальном значении, а полуугол волоки (матрицы) и скорость прессования – на максимальном значении, допустимом технологией процесса. Для проволоки диаметром 2,0 мм методом обобщенного приведенного градиента решена оптимизационная задача относительно безразмерного отношения Vист*/F* (Y1 */Y2*). Найденный оптимум (Vистmax = 2000 мм/с и F = 79 140 Н) соответствует следующим параметрам технологии изготовления проволоки диаметром 2,0 мм (Х1): длина заготовки L = 80 мм (Х2); диаметр контейнера Dкон = 24 (Х3); скорость прессования Vпр = 6 мм/с (Х4); полуугол волоки α = 75° (Х5); коэффициент f = 0,3 (Х6). В ходе исследований выявлено, что достичь снижения усилия прессования с 161 640 до 38 001 Н без изменения скорости истечения (Vист max = 896 мм/с) можно за счет уменьшения длины заго- товки с 120 до 80 мм, уменьшения диаметра контейнера с 32 до 24 мм, увеличения скорости прессования с 3,5 до 6 мм/с и полуугла матрицы с 23 до 75° при постоянном диаметре готовой проволоки DBSX = 2 мм и коэффициенте трения f = 0,3. Для выбора оптимального значения диаметра контейнера в зависимости от диаметра готовой проволоки построена номограмма. The main parameters in the extrusion of wire and bar products, which determine its efficiency, are the extrusion force and the flow rate of metal from the die. In this work, the generalized reduced gradient method is used to optimize the process of extrusion of wire from an alloy 52In–48Sn. It is shown that the main technological parameter that can significantly affect the efficiency of the extrusion process is the diameter of the container. To reduce the extrusion force, such process parameters as the billet length, the coefficient of friction should be at a minimum value, and the die half-angle and extrusion speed at the maximum value allowed by the process technology. For a wire with a diameter of 2.0 mm, the generalized reduced gradient method is used to solve the optimization problem concerning the dimensionless ratio Vext*/F* (Y1*/Y2*). The generalized reduced gradient method is used to solve the optimization problem concerning the dimensionless ratio Vext */F* (Y1*/Y2*) for a wire of 2.0 mm in diameter. The obtained optimum (Vext = 2000 mm/s and F = 79140 N) corresponds to the following parameters of the technology for manufacturing a wire with a diameter of 2.0 mm (X1): billet length L = 80 mm (X2); container diameter Dсon = 24 (X3); pressing speed Vpr max = 6 mm/s (X4); die half-angle α = 75° (X5); friction coefficient f = 0.3 (X6). In the course of the research, it has been shown that it is possible to reduce the extrusion force from 161640 to 38001 N without changing the flow rate (Vext = 896 mm/s) by reducing the billet length from 120 to 80 mm, reducing the diameter of the container from 32 to 24 mm, increasing the speed pressing from 3.5 to 6 mm/s and half-angle of the die from 23 to 75° with constant finished wire diameter DBSX = 2 mm and friction coefficient f = 0.3. A nomogram has been built for choosing the optimal value of the container diameter depending on the diameter of the finished wire. |
