cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2017-4-69-75cvmet-562Research ArticleОбработка металлов давлениемPressure Treatment of MetalsПРЕССОВЫЙ УЗЕЛ УСТАНОВКИ CONFORM ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВDIE ASSEMBLY OF THE CONFORM UNIT FOR CONTINUOUS NON-FERROUS METAL FORMINGГороховЮ. В.GorokhovYu. V.

докт. техн. наук, профессор кафедры обработки металлов давлением

Dr. Sci (Tech.), Prof., Department «Metal forming»

160949@list.ruТимофеевВ. Н.TimofeevV. N.

докт. техн. наук, зав. кафедрой элекротехнологии и электротехники

Dr. Sci (Tech.), Heat of Department of Electrotechnology and Electrical Engineering

Viktortim0807@mail.ruБеляевС. В.BelyaevS. V.

докт. техн. наук, зав. кафедрой литейного производства

Dr. Sci (Tech.), Prof., Heat of Department «Foundry production»

АвдуловА. А.AvdulovA. A.

канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры элекротехнологии и электротехникиu

Cand. Sci. (Tech.), Senior lecturer of Department of Electrotechnology and Electrical Engineering

Avdulov@mail.ruУсковИ. В.UskovI. V.

канд. техн. наук, доцент кафедры литейного производства

Cand. Sci. (Tech.), Associate professor of Department «Foundry production»

uskov59@mail.ruГубановИ. Ю.GubanovI. Yu.

канд. техн. наук, доцент кафедры литейного производства

Cand. Sci. (Tech.), Associate professor of Department «Foundry production»

igubanov@sfu-kras.ruАвдуловаЮ. С.AvdulovaYu. S.

ассистент кафедры элекротехнологии и электротехники

Assistant of Department of Electrotechnology and Electrical Engineering

Avdulova_ys@mail.ruИвановА. Г.IvanovA. G.

аспирант кафедры обработки металлов давлением

Postgraduate student of Department «Metal forming»

AGIvanov@krastsvetmet.ruСибирский федеральный университет (СФУ), г. КрасноярскРоссияSiberian Federal University (SFU)Russian Federation201705092017046975Copyright © Горохов Ю.В., Тимофеев В.Н., Беляев С.В., Авдулов А.А., Усков И.В., Губанов И.Ю., Авдулова Ю.С., Иванов А.Г., 20172017Горохов Ю.В., Тимофеев В.Н., Беляев С.В., Авдулов А.А., Усков И.В., Губанов И.Ю., Авдулова Ю.С., Иванов А.Г.Gorokhov Y.V., Timofeev V.N., Belyaev S.V., Avdulov A.A., Uskov I.V., Gubanov I.Y., Avdulova Y.S., Ivanov A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/562

Рассмотрены технические особенности схемы получения пресс-изделий из цветных металлов непрерывным прессованием способом Conform. На основании анализа разновидностей конструкции прессового оборудования выявлен характерный для многих установок Conform недостаток – отсутствие связи между системой крепления неподвижной части разъемного контейнера (башмака) с валом приводного колеса. Это не позволяет в процессе работы установки соблюдать контролируемый зазор между башмаком и дном канавки, что, в свою очередь, нарушает стабильность подачи прутковой заготовки к матрице. Цель работы заключалась в создании новой системы крепления башмака, обеспечивающей стабильное протекание процесса непрерывного экструдирования металла. При этом ставилась задача создания жесткой и прочной связи между башмаком и валом рабочего колеса системой рычагов и тяг. Для ее решения предложена модернизированная конструкция прессового узла установки. Проектирование элементов привода и рабочих частей опытной установки Conform проводилось на основании расчетов энергосиловых параметров экструдирования алюминиевых и медных сплавов, значения которых определялись по формулам, приведенным в технической литературе. Полученные результаты использованы при прочностных расчетах деталей прессового узла по известным методикам. Практическое использование предложенной в работе конструкции откроет новые возможности в получении прессованной металлопродукции из цветных металлов со стабильно высоким уровнем свойств.

 

The study covers technology features of making pressed items of non-ferrous metals by Conform continuous forming. The analysis of pressing equipment designs identified a disadvantage typical for many Conform units – the lack of connection between the system for securing the fixed part of the split container (shoe) and the impeller shaft. Therefore, it is impossible to ensure a controlled gap between the shoe and the groove bottom during the operation, which results in unstable bar stock feeding to the die. The paper aimed at the development of a new shoe attachment system to ensure a steady flow of continuous metal extrusion process. This provides for forming a rigid and strong connection between the shoe and the impeller shaft using the system of levers and rods. An upgraded die assembly was proposed to solve this problem. The drive components and working parts of the pilot Conform unit were designed based on power calculations made for extrusion of aluminum and copper alloys using the formulas provided in the technical literature. The obtained results were used for strength calculations of die assembly parts following the known methods. The practical use of the design proposed in the paper will provide new opportunities to make pressed steel items of non-ferrous metals with a consistently high level of properties.

 

установка Conformпрессование цветных металловнепрерывная экструзиякольцевая канавка обода колесаразъемный контейнерConform unitnon-ferrous metal formingcontinuous extrusionannular rim groovesplit containerReferencesСидельников С.Б., Горохов Ю.В., Беляев С.В. Инновационные совмещенные технологии при обработке металлов // Журн. СФУ. Сер.: Техника и технологии. 2015. Т. 8. No. 2. С. 185—191.Sidel’nikov S.B., Gorokhov Yu.V., Belyaev S.V. Innovatsionnye sovmeshchennye tekhnologii pri obrabotke metallov [Innovative technologies combined in the processing metals]. Zhurnal Sibirskogo federal’nogo universiteta. Ser.: Tekhnika i tekhnologii. 2015. Vol. 8. No. 2. P. 185—191.Горохов Ю.В., Шеркунов В.Г., Довженко Н.Н., Беляев С.В., Довженко И.Н. Основы проектирования процессов непрерывного прессования металлов. Красноярск: СФУ, 2013.Gorokhov Yu.V., Sherkunov V.G., Dovzhenko N.N., Belyaev S.V., Dovzhenko I.N. Osnovy proektirovaniya protsessov nepreryvnogo pressovaniya metallov [Fundamentals of process of continuous extrusion of metals]. Krasnoyarsk: SFU, 2013.Баузер М., Зауер Г., Зигерт К. Прессование: Справ. рук-во / Пер. с нем. под ред. В.Л. Бережного. М.: Алюмсил МВиТ, 2009.Bauzer M., Zauer G., Zigert K. Pressovanie [Pressing: Ref. guide]. Moscow: Alyumsil MViT, 2009.Морозов А.А. Непрерывное прессование способом «Конформ» // Инновационная наука. 2015. No. 12-2. С. 104-105.Morozov A.A. Nepreryvnoe pressovanie sposobom «Сon-form» [Continuous extrusion method Сonform]. Innovatsionnaya nauka. 2015. Vol. 12(2). P. 104—105.Goodes I.M. Continuous extrusion by the Conform process // Wire Ind. 1975. Vol. 501. Р. 677—685.Goodes I.M. Continuous extrusion by the Conform process. Wire Ind. 1975. Vol. 501. Р. 677—685.Мочалин И.В., Горохов Ю.В., Беляев С.В., Губанов И.Ю. Экструдирование медных шин на установке Конформ с форкамерой // Цвет. металлы. 2016. No. 5. С. 75—78.Mochalin I.V., Gorokhov Yu.V., Belyaev S.V., Gubanov I.Yu. Ekstrudirovanie mednykh shin na ustanovke Conform s forkameroi [Extruding copper busbars Conform to install prechamber]. Tsvet. metally. 2016. Vol. 5 P. 75—78.Шеркунов В.Г., Горохов Ю.В., Константинов И.Л., Кат-рюк В.П., Иванов Е.В. Использование способа Конформ для переработки стружки из алюминиевых сплавов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 3. С. 60—63.Sherkunov V.G., Gorokhov Yu.V., Konstantinov I.L., Katryuk V.P., Ivanov E.V. Ispol’zovanie sposoba Conform dlya pererabotki struzhki iz alyuminievykh splavov [Use of a way Konform for processing of shaving from aluminum alloys]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. 2015. No. 3. P. 60—63.Горохов Ю.В., Осипов В.В., Солопко И.В, Катрюк В.П. Расчет температурных полей деформационной зоны при непрерывном прессовании металлов методом Конформ // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. No. 1. С. 31—34Gorokhov Yu.V., Osipov V.V., Solopko I.V, Katryuk V.P. Raschet temperaturnykh polei deformatsionnoi zony pri nepreryvnom pressovanii metallov metodom Conform [The calculation of the temperature fields of the deformation zone in a continuous extrusion of metals by Conform]. Vestnik MGTU. 2012. Vol. 1. P. 31—34.Yun X.-B., Yao M.-L., Wu Y., Song B.-Y. Numerical simulation of continuous extrusion extending forming under the large expansion ratio for copper strip // Appl. Mech. Mater. 2011. Vol. 80-81. P. 91—95.Yun X.-B., Yao M.-L., Wu Y., Song B.-Y. Numerical simulation of continuous extrusion extending forming under the large expansion ratio for copper strip. Appl. Mech. Mater. 2011. Vol. 80-81. P. 91—95.Raab G.I., Raab A.G., Shibakov V.G. Analysis of shear deformation scheme efficiency in plastic structure formation processes // Metalurgija. 2015. Vol. 54. No. 2. P. 423—425.Raab G.I., Raab A.G., Shibakov V.G. Analysis of shear deformation scheme efficiency in plastic structure formation processes. Metalurgija. 2015. Vol. 54. No. 2. P. 423— 425.Semenova I.P., Polyakov A.V., Raab G.I., Lowe T.C., Valiev R.Z. Enhanced fatigue properties of ultrafine-grained ti rods processed by ECAP-Conform // J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. No. 22. P. 7777—7781.Semenova I.P., Polyakov A.V., Raab G.I., Lowe T.C., Valiev R.Z. Enhanced fatigue properties of ultrafine-grained ti rods processed by ECAP-Conform. J. Mater. Sci. 2012. Vol. 47. No. 22. P. 7777—7781.Zhou T.G., Jiang Z.Y., Wen J.L., Li H., Tieu A.K. Semi-solid continuous casting—extrusion of AA6201 feed rods // Mater. Sci. Eng. 2012. Vol. 8. P. 108—114.Zhou T.G., Jiang Z.Y., Wen J.L., Li H., Tieu A.K. Semi-solid continuous casting—extrusion of AA6201 feed rods. Mater. Sci. Eng. 2012. Vol. 8. P. 108—114.Аборкин А.В., Елкин А.И., Бабин Д.М. Особенности изменения энергосиловых параметров, температуры и гидростатического давления при непрерывном прессовании некомпактного алюминиевого материала // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2015. No. 6. С. 23—29.Aborkin A.V., Elkin A.I., Babin D.M. Osobennosti izmeneniya energosilovykh parametrov, temperatury i gidrostaticheskogo davleniya pri nepreryvnom pressovanii nekompaktnogo alyuminievogo materiala [Features of change of power parameters, temperature and hydrostatic pressure in a continuous extrusion of non-compact aluminum material]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. 2015. Vol. 6. P. 23—29.Fu-rong Cao, Jing-lin Wen, Hua Ding. Force analysis and experimental study of pure aluminum and Al—5%Ti— 1%B alloy continuous expansion extrusion forming process // Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2013 Vol. 23 P. 201—207.Fu-rong Cao, Jing-lin Wen, Hua Ding. Force analysis and experimental study of pure aluminum and Al—5%Ti— 1%B alloy continuous expansion extrusion forming process. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2013 Vol. 23 P. 201— 207.Yun X.-B., Yao M.-L., Zhao Y., Yang J.-Y., Li B., Song B.-Y. Effect of the preventing mould and die structure on continuous extrusion deforming under large expansion ratio // Suxing Gongcheng Xuebao: J. Plasticity Eng. 2011. Vol. 18. No.4. P. 1—5.Yun X.-B., Yao M.-L., Zhao Y., Yang J.-Y., Li B., Song B.-Y. Effect of the preventing mould and die structure on continuous extrusion deforming under large expansion ratio. Suxing Gongcheng Xuebao: J. Plasticity Eng. 2011. Vol. 18. No.4. P. 1—5.Горохов Ю.В., Беляев С.В., Усков И.В., Константинов И.Л., Губанов И.Ю., Горохова Т.Ю., Храмцов П.А. Применение процесса совмещенного литья — прессования при изготовлении алюминиевой проволоки для пайки волноводов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2016. No. 6. С. 65—70.Gorokhov Yu.V., Belyaev S.V., Uskov I.V., Konstantinov I.L., Gubanov I.Yu., Gorokhova T.Yu., Khramtsov P.A. Primenenie protsessa sovmeshchennogo lit’ya — pressovaniya pri izgotovlenii alyuminievoi provoloki dlya paiki vol-novodov [The application process of the combined casting — pressing in the manufacture of aluminum wire solder waveguides]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. 2016. Vol. 6.P. 65—70.Mitka M., Gawlik M., Bigaj M., Szymanski W. Continuous rotary extrusion (CRE) of flat sections from 6063 alloy // Key Eng. Mater. 2015. Vol. 641. P. 183—189.Mitka M., Gawlik M., Bigaj M., Szymanski W. Continuous rotary extrusion (CRE) of flat sections from 6063 alloy. Key Eng. Mater. 2015. Vol. 641. P. 183—189.Popescu I.N., Bratu V., Rosso M., Popescu C., Stoian E.V. Designing and continuous extrusion forming of Al— Mg—Si contact lines for electric railway // J. Optoelectr. Adv. Mater. 2013. Vol. 15. P. 712—717.Popescu I.N., Bratu V., Rosso M., Popescu C., Stoian E.V. Designing and continuous extrusion forming of Al— Mg—Si contact lines for electric railway. J. Optoelectr. Adv. Mater. 2013. Vol. 15. P. 712—717.Zhao Y., Song B.-Y., Yun X.-B., Pei J.-Y., Jia C.-B., Yan Z.-Y. Effect of process parameters on sheath forming of continuous extrusion sheathing of aluminum // Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Eng. Ed.). 2012. Vol. 22 (12). P. 3073—3080.Zhao Y., Song B.-Y., Yun X.-B., Pei J.-Y., Jia C.-B., Yan Z.-Y. Effect of process parameters on sheath forming of continuous extrusion sheathing of aluminum. Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Eng. Ed.). 2012. Vol. 22 (12). P. 3073—3080.Erdmann M. Continuous extrusion process // KGKKautschuk Gummi Kunststoffe. 2012. Bd. 65. S. 16—19.Erdmann M. Continuous extrusion process. KGK-Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2012. Bd. 65. S. 16—19.Fan Z.X., Song B.Y., Yun X.B., Mohanraj J., Barton D.C. An analysis of the contact stress distribution at the surface of the tooling during the Conform process: Proc. Institution of Mechanical Engineers. Pt. E // J. Process Mechan. Eng. 2013. Vol. 223 (4). P. 243—250.Fan Z.X., Song B.Y., Yun X.B., Mohanraj J., Barton D.C. An analysis of the contact stress distribution at the surface of the tooling during the Conform process: Proc. Institution of Mechanical Engineers. Pt. E. J. Process Mechan. Eng. 2013. Vol. 223 (4). P. 243—250.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.