CC BY
11
Based on the analysis of a standard construction ball rolled devices and the existing calculation of the geometric dimensions, the bearing rings, the ball devil-governmental elements and the magnitude of their displacement in the radial direction shows the possibility of increasing radial displacement is about 3 times thanks to the use of a new design of separator consisting of a body and the flat springs on the line-Zach which is made grooves with a width of 0.95 dm, as well as the use of support rings with slope angle . The possibility of increasing radial displacement davil-tion of elements extends the technological capabilities: rolled ball devices and allows you to formoizmeneniya multistage metal shell.
Key words: ball pressing elements, basic rings, separator, radial movement, tilt angle of basic rings, flat springs of a separator.
Korotkov Victor Anatolievich, candidate of technical sciences, docent, Russia, Tula, Tula State University,
Romanov Pavel Vitalievich, student, mpf-tula@pambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.777
АНАЛИЗ ДИНАМИКИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ТРАССИРУЮЩИХ ТОЧКАХ В ПРОЦЕССЕ ПРЯМОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
К.О. Поцелуев, Н.В. Петрухин, Д.М. Тесаков
Анализируется напряженно-деформированное состояние в ключевых трассирующих точках и линиях. Используется математическая модель процесса деформирования заготовки, полученная в программном комплексе Qform 3D.
Ключевые слова: трассирующие точки, характер изменения интенсивности напряжений и степень деформации, износ инструмента от касательных скоростей.
Процессы обработки металлов давлением (ОМД), а в особенности процессы объемного деформирования заготовок нуждаются в постоянном исследовании, анализе и развитии. Большинство деталей, которые можно получить с помощью методов холодного или горячего выдавливания, применяются в ключевых узлах машин и устройств, изготавливаемых на ведущих предприятиях нашего региона. Особое внимание уделяется разработке высокоэффективных малоотходных технологических процессов получения осесимметричных деталей малых габаритов. В данной ситуации математические методы анализа и моделирования таких видов выдавливания направлены на повышение качества деталей, расширение технологических возможностей универсального прессового оборудования и, в конечном итоге, на получение значительного экономического эффекта при среднесерийном и крупносерийном видах производства. Кроме того, совер-
шенствование методов анализа кинематики течения металлов может позволить значительно повысить различные варианты стойкости инструмента, что особенно важно для холодного деформирования [1].
В работе при помощи программного комплекса Qform 3Б была смоделирована технология (холодное прямое выдавливание) получения тонкостенных осесимметричных оболочек, имеющих значение относительной высоты детали более 4, что по существенно превышает справочно допустимое значение для такого типа деформирования (рис. 1, 2, 3). Были выставлены ключевые трассировочные точки, позволяющие получить наиболее точное представление о характере напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе деформирования [2]. Так же на сечении заготовки созданы две трассировочные линии, которые дают визуальное представление о характере течения материала не только в контейнере матрицы, но и при выходе материала из него, т.е. при формировании стенки конечной детали.
Рис. 1. Моделирование прямого выдавливания с трассировочными точками и линиями (1-я стадия)
На последней стадии выдавливания наблюдается резкое увеличение силы деформирования и интенсивности напряжений в трассировочных точках, лежащих на оси симметрии заготовки (рис. 3).
В ходе анализа напряженно-деформированного состояния заготовки в трассируемых точках были получены зависимости для максимальной интенсивности напряжений (рис.4) и для максимальной степени деформации (рис.5) в трассируемых точках. В зависимости от их расположения на сечении исходной заготовки, где 0 - нижняя часть заготовки, соприкасающаяся с контрпуансоном, а 1 - верхняя часть заготовки, соприкасающаяся с подвижным верхним пуансоном, характер зависимостей меняется. Кроме того, можно сделать вывод, что наибольшее влияние на износ инструмента от касательных скоростей при решении упругопластической задачи (рис. 6) оказывают точки, лежащие на оси симметрии заготовки [3. 4].
242
Рис. 2. Моделирование прямого выдавливания с трассировочными точками и линиями (2-я стадия)
Рис. 3. Моделирование прямого выдавливания с трассировочными точками и линиями (конечная стадия)
243
340 § 329
5
4> *
в: а.
318 307 296 285 274 263 252 241
То чка у Точка на 01 симметрии. И
■V ко МП нтениера трнцы V заготовки / ^^ У
-
Точка между
осью симметрии 5ЯГОТОЕК11 II
контепн ч матриц* ерам у' г
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Координата точек относительно высоты заготовки
Рис. 4. График зависимости максимальной интенсивности напряжений от координаты точек относительно высоты исходной заготовки
Рис. 5. График зависимости максимальной степени деформаций в точке от относительной высоты исходной заготовки
^ШШг {гзсЕ'юпПипоиЕ
Рис. 6. Визуализация процесса износа инструмента от касательных скоростей при прямом выдавливании
Определив характер напряженно-деформированного состояния заготовки при прямом выдавливании, а также составив основные зависимости, такие, как максимальные интенсивности напряжений и максимальные степени деформаций в точке, были сделаны существенные выводы о возможности внедрения такого типа процессов в условия крупносерийного производства. Также данные исследования дают более точное представление о характере течения металла в конкретных областях, что позволяет оптимизировать геометрию рабочего инструмента с целью повышения его стойкости штамповой оснастки.
Список литературы
1. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров / пер. с англ. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1979. 567 с.
2. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 774 с.
3. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.
4. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / В. А. Голенков, С.П. Яковлев, С. А. Головин, С.С. Яковлев, В. Д. Кухарь; под ред. В.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
Поцелуев Константин Олегович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Петрухин Николай Владимирович, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Тесаков Дмитрий Михайлович, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF THE DYNAMICS OF THE STRESS-STRAIN STA TE IN TRACE POINTS IN THE PROCESS OF DIRECT EXTRUSION
K. O. Potseluev, N. V. Petrukhin, D.M. Tesakov
Analyzed the stress-strain state in the key trace points and lines. The mathematical model of process of deformation of the workpiece, obtained in the software package Qform 3D.
Key words: tracer point, the character of change of intensity of stresses and extent of deformation, wear of the tool from the tangential velocity.
Potseluev Konstantin Olegovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Petruhin, Nikolai Vladimirovich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Tesakov Dmitriy Mikhaylovich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
