Цель программы: подготовка конкурентоспособных специалистов мирового уровня в области машин и оборудования комплексов машиностроительных производств, технологических процессов машиностроения.
Область профессиональной деятельности включает разделы науки и техники, направленные на создание конкурентоспособной продукции машиностроения и основанные на применении современных методов проектирования, расчета, математического, физического и компьютерного моделирования; использование средств конструкторско-технологической информатики и автоматизированного проектирования; создание систем управления качеством применительно к конкретным условиям производства на основе международных стандартов.
Литые заготовки диаметром от 100 до 500 мм и более имеют, как правило, осевую дефектную зону в виде осевой пористости, ликваций, неоднородности по химическому составу и повышенное содержание примесей. При получении из таких литых заготовок крупногабаритных поковок типа дисков требуется с помощью операций ковки, прокатки, прессования и др. проработать структуру и распределить неметаллические включения по всему объему заготовки, а также уплотнить зону пористости. Для изготовления поковок осесимметричной формы предлагается использовать винтовую прошивку исходной литой заготовки для получения центрального отверстия, диаметр которого несколько больше размера осевой дефектной зоны в поперечном сечении. Это позволит получить полые заготовки для колёс, которые впоследствии обрабатываются по классической технологии с использованием процессов осадки на прессах и раскатки.
В настоящее время в Российской Федерации изготавливают сплошные и полые вагонные оси. Сплошные оси используются повсеместно на локомотивах, грузовых и пассажирских вагонах. Полые оси эксплуатируются как правило на скоростных и высокоскоростных поездах с использованием операции сверления, которая негативно сказывается на свойствах готового изделия. Разрабатывается технология производства полых осей из прошитых на стане винтовой прокатки заготовок, которая позволить получить качественные полые вагонные оси с характеристиками равными или превышающими сплошные оси, меньшие по массе и более дешевые при производстве.
В лаборатории термомеханической обработки кафедры ОМД проведены экспериментальные и теоретические исследования очага деформации процесса Конформ. По результатам металлографического анализа получены данные об изменении микроструктуры сплава на разных этапах протекания процесса при прессовании профилей различных сечений. При сопоставлении итогов эксперимента и математического моделирования получена информация, раскрывающая характер течения металла в зоне пресс-контейнера и матрицы. Соотнесение полученных в результате математического моделирования данных о напряжениях, действующих в металле в очаге деформации, с итогами измерения твердости проб, позволяет сказать, что в обоих случаях экспериментального и теоретического исследований повышенный уровень напряжений возникает в начальном участке пресс-камеры. В результате проведенной работы, применяя методы металлографического исследования и 3D моделирования, впервые получена информация о характере протекания в очаге деформации физических процессов при прессовании по технологии Конформ и их влиянии на формирование свойств изделий.
В настоящее время для винтовой прошивки используют двухвалковые и трёхвалковые станы. На кафедре ОМД НИТУ “МИСиС” разработан новый вариант очага деформации образованного четырьмя валками: двумя рабочими валками чашевидной формы и двумя вспомогательными валками грибовидной формы, все валки приводные. При подготовке данных для компьютерного моделирования в QForm-3D, Deform-3D создана объёмная модель, для расчёта процесса прошивки в стане без направляющего инструмента. Моделирование показало, что точность получаемых гильз лучше, чем в двух и трехвалковых станах, снижается неравномерности деформации. Новая схема позволяет осуществлять меньшее обжатие заготовки в пережиме валков и, следовательно, появляется возможность для прокатки труб из малопластичных материалов. В состав нового стана винтовой прокатки без направляющего инструмента входит: рабочая клеть с четырьмя валками, главный привод, приемный желоб с толкателем, центрователь оправочного стержня и гильзы.