Експериментальне дослідження процесу розкочування ступінчастих конусних кілець

Автор(и)

  • О.Є. Марков Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9377-9866
  • В.В. Панов Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2373-319X
  • Ю.О. Іванова Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4145-9665
  • А.С. Хващинський Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2690-8354
  • А.В. Мусорін Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine
  • М.С. Косілов Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ , Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6412-3366

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.42.2021.240592

Ключові слова:

конусне кільце, східчасте кільце, розкочування, східчастий бойок, конусність, формозмінення

Анотація

У роботі був експериментально досліджений технологічний процес розкочування конусних кілець з буртом. Запропонований спосіб полягає у розкочуванні пустотілої заготовки з буртом бойком зі східчастим профілем. Розроблена методика проведення експериментальних досліджень на свинцевих та сталевих моделях. Розроблена методика дозволила встановити залежності змінення форми ступінчастої пустотілої заготовки при деформуванні її ступінчастим бойком. У досліджені варіювалася відносна висота виступу ступінчастої вихідної заготовки в інтервалі 2,2...2,5. А також встановлювався вплив ступеня деформації на конусність та зміну діаметрів пустотілої заготовки. Це дослідження було проведено задля отримання інформації стосовно кількісної оцінки формозмінення. Для розробки технологічного процесу кування конусних обичайок з виступом технологу треба мати рекомендації з утворення конусності на поковці залежно від вихідних розмірів ступінчастої пустотілої заготовки, а також ступеня її деформування. На базі експериментального дослідження були встановлені закономірності зміни конусності та діаметрів отворів від ступеня деформацій для різних товщин стінок при куванні ступінчастим бойком. Збільшення діаметра виступу заготовок приводить до збільшення ступеня деформації виступу, що викликає збільшення діаметра виступу при розкочуванні. Це дало змогу встановити конусність обичайок, яка з’являється при куванні даним методом. Аналіз макроструктури конусної кільцевої поковки зі східчастим профілем дозволив установити, що при використанні операції розкочування східчастої заготовки східчастим бойком волокна металу повторюють контур деталі. Це виключає їхнє перерізання при механічній обробці. У результаті досліджень було встановлено, що процес розкочування східчастих конусних заготовок можливий та його впровадження у виробництво розширить технологічні можливості процесу кування крупногабаритних поковок

Біографії авторів

О.Є. Марков , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Доктор технічних наук, професор

В.В. Панов , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Аспірант

Ю.О. Іванова , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Аспірант

А.С. Хващинський , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Аспірант

А.В. Мусорін , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Аспірант

М.С. Косілов , Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ

Кандидат технічних наук

Посилання

Перелік використаних джерел (ДСТУ):

Hollow Ingot: Thirty Years of Use to Control Segregation and Quality for Nuclear and Petro-chemical Large Shells / G. Girardin, D. Jobard, F. Perdriset, P. Tollini, I. Poitrault, A. Gingell // Proceedings of 18th International Forgemasters Meeting. – 2011. – Pp. 170-174.

Method of determination of technological durability of plastically deformed sheet parts of vehicles / V. Dragobetskii, M. Zagirnyak, O. Naumova, S. Shlyk, A. Shapoval // International Journal of Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 7, iss. 4. – Pp. 92-99. – Mode of ac-cess: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19558.

Raz K. Using of a Hydraulic Press in Production and Manufacturing of Large Rings / K. Raz, K. Vaclav // Procedia Engineering. – 2014. – Pp. 1064-1069. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.03.091.

A criterion for void closure in large ingots during hot forging / X-X. Zhang, Z-S. Cui, W. Chen, Y. Li // Journal of Materials Processing Technology. – 2009. – Vol. 209 (4). – Pp. 1950-1959. – Mode of access: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.04.051.

Cechura M. Development and innovations of existing design solutions of forming machines: Research report, CK-SVT-WP11, CVTS / M. Cechura, J. Smolik. – Pilsen, 2012.

Manufacturing of ultra-large diameter 20 MnMoNi 5 steel forgings for reactor pressure vessels and their properties / S. Onodera, S. Kawaguchi, H. Tsukada, H. Moritani, K. Suzuki, I. Sato // Nuclear Engineering and Design. – 1985. – Vol. 84, iss. 2. – Pp. 261-272. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/0029-5493(85)90196-7.

Current forging technology for integrated type steel forgings for nuclear steam supply system components / S. Kawaguchi, H. Moritani, H. Tsukada, K. Suzuki, E. Murai, I. Sato // Nuclear Engineering and Design. – 1984. – Vol. 81, iss. 2. – Pp. 219-229. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/0029-5493(84)90009-8.

Suzuki K. Manufacturing and material properties of ultralarge size forgings for advanced BWRPV / K. Suzuki, I. Sato, H. Tsukada // Nuclear Engineering and Design. – 1994. – Vol. 151, iss. 2-3. – Pp. 513-522. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/0029-5493(94) 90192-9.

The development of a chill mould for tool steels using numerical modelling / M. Balcar, R. Zelezný, L. Sochor, P. Fila // Materials and technology. – 2008. – Vol. 42, iss. 4. – Pp. 183-188.

Lee S. Effect of deformation and heat treatment on fabrication of large sized ring by man-drel forging of hollow ingot / S. Lee, Y. Lee, Y. Moon // Materials Research Innovations. – 2011. – Vol. 15, iss. sup 1. – Pp. s458-s462. – Mode of access: https://doi.org/10.1179/143307511x12858957675750.

Forging of heavy products for nuclear fuel containers / A. Pastore, E. Guyot, J. Dairon, M. Lemoine // 19th International forgemasters meeting. – Makuhari, 2014. – Pp. 244-247.

Markov O.E. Development of Energy-saving Technological Process of Shafts Forging Weighting More Than 100 Tons without Ingot Upsetting / O.E. Markov, M.V. Oleshko, V.I. Mishina // Metalurgical and Mining Industry [Online]. – 2011. – Vol. 3 (7). – Pp. 87-90. – Mode of access: http://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/87Markov.pdf.

Development of a new process for forging plates using intensive plastic deformation / O.E. Markov, A.V. Perig, M.A. Markova, V.N. Zlygoriev // The International Journal of Ad-vanced Manufacturing Technology. – 2016. – Vol. 4, № 83. – Pp. 2159-2174. – Mode of access: http://doi.org/10.1007/s00170-015-8217-5.

Development of alternative technology of dual forming of profiled workpiece obtained by buckling / V. Kukhar, V. Burko, A. Prysiazhnyi, E. Balalayeva, M. Nahnibeda // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – Vol. 81, № 3. – Pp. 53-61. – Mode of access: https://doi:10.15587/1729-4061.2016.72063.

Markov O.E. Forging of Large Pieces by Tapered Faces / O.E. Markov // Steel in Translation. – 2012. – Vol. 42, no. 12. – Pp. 808-810. – Mode of access: https://doi.org/10.3103/S0967091212120054.

Zhbankov I.G. Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process / I.G. Zhbankov, O.E. Markov, A.V. Perig // The International Journal of Advanced Manufac-turing Technology. – 2014. – Vol. 72, iss. 5-8. – Pp. 865-872. – Mode of access: https:// doi.org/10.1007/s00170-014-5727-5.

А new process for forging shafts with convex dies. Research into the stressed state / O.E. Markov, A.V. Perig, V.N. Zlygoriev, M.A.Markova, A.G. Grin // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2017. – Vol. 90, iss. 1-4. – Pp. 801-818. – Mode of access: http://doi.org/10.1007/s00170-016-9378-6.

References:

Girardin G., Jobard D., Perdriset F., Tollini P., Poitrault I., Gingell A. Hollow Ingot: Thirty Years of Use to Control Segregation and Quality for Nuclear and Petrochemical Large Shells. Proceedings of 18th International Forgemasters Meeting, Market and Technical Proceed-ings, Pittsburgh, 2011, pp. 170-174.

Dragobetskii V., Zagirnyak M., Naumova O., Shlyk S., Shapoval A. Method of determina-tion of technological durability of plastically deformed sheet parts of vehicles. International Journal of Engineering and Technology(UAE), 2018, vol. 7 (4), pp. 92-99. doi: 10.14419/ijet.v7i4.3.19558.

Raz K., Vaclav K. Using of a hydraulic press in production and manufacturing of large rings. Procedia Engineering, 2014, vol. 69, pp. 1064-1069. doi: 10.1016/j.proeng.2014.03.091.

Zhang X-X., Cui Z-S., Chen W., Li Y. A criterion for void closure in large ingots during hot forging. Journal of Materials Processing Technology, 2009, vol. 209 (4), pp. 1950-1959. doi: 10.1016/j.jmatprotec. 2008.04.051.

Cechura M., Smolik J. Research report, CK-SVT-WP11, CVTS. Development and innova-tions of existing design solutions of forming machines. Pilsen, 2012.

Onodera S., Kawaguchi S., Tsukada H., Moritani H., Suzuki K., Sato I. Manufacturing of ultra-large diameter 20 MnMoNi 5 5 steel forgings for reactor pressure vessels and their properties. Nuclear Engineering and Design, 1985, vol. 84, iss. 2, pp. 261-272. doi: 10.1016/0029-5493(85)90196-7.

Kawaguchi S., Moritani H., Tsukada H., Suzuki K., Murai E., Sato I. Current forging tech-nology for integrated type steel forgings for nuclear steam supply system components. Nuclear Engineering and Design, 1984, vol. 81, iss. 2, pp. 219-229. doi: 10.1016/0029-5493(84)90009-8.

Suzuki K., Sato I., Tsukada H. Manufacturing and material properties of ultralarge size forg-ings for advanced BWRPV. Nuclear Engineering and Design, 1994, vol. 151, iss. 2-3, pp. 513-522. doi: 10.1016/0029-5493(94)90192-9.

Balcar M., Zelezný R., Sochor L., Fila P. The development of a chill mould for tool steels using numerical modelling. Materials and technology, 2008, vol. 42, iss. 4, pp. 183-188.

Lee S., Lee Y., Moon Y. Effect of deformation and heat treatment on fabrication of large sized ring by mandrel forging of hollow ingot. Materials Research Innovations, 2011, vol. 15, iss. sup 1, pp. s458-s462. doi: 10.1179/143307511x12858957675750.

Pastore A., Guyot E., Dairon J., Lemoine M. Forging of heavy products for nuclear fuel con-tainers. 19th International forgemasters meeting. Makuhari, 2014, pp. 244-247.

Markov O. E., Oleshko M. V., Mishina V. I. Development of Energy-saving Technological Process of Shafts Forging Weighting More Than 100 Tons without Ingot Upsetting. Metalur-gical and Mining Industry, 2011, vol. 3 (7), pp. 87-90 Available at: www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments (accessed 10 December 2020).

Markov O.E., Perig A.V., Markova M.A., Zlygoriev V.N. Development of a new process for forging plates using intensive plastic deformation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2015, vol. 83, no. 9-12, pp. 2159-2174. doi: 10.1007/s00170-015-8217-5.

Kukhar V., Burko V., Prysiazhnyi A., Balalayeva E., Nyhnibeda M. Development of alterna-tive technology of dual forming of profiled workpiece obtained by buckling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, vol. 81, no. 3, pp. 53-61. doi: 10.15587/1729-4061.2016.72063.

Markov O.E. Forging of large pieces by tapered faces. Steel in Translation, 2012, vol. 42, no. 12, pp. 808-810. doi: 10.3103/s0967091212120054.

Zhbankov I.G., Markov O.E., Perig A.V. Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2014, vol. 72, iss. 5-8, pp. 865-872. doi: 10.1007/s00170-014-5727-5.

Markov O.E., Perig A.V., Zlygoriev V.N., Markova M.A., Grin A.G. A new process for forg-ing shafts with convex dies. Research into the stressed state. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016, vol. 90, iss. 1-4, pp. 801-818. doi: 10.1007/s00170-016-9378-6.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-27