CC BY
2
Gribachev Yaroslav Vasilevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific supervisor - Korotkov Victor Anatolievich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-364-367
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДАЧИ С ФОРМИРОВАНИЕМ ОТОГНУТОГО КРАЕВОГО УЧАСТКА
Л.В. Каркач
С трубными заготовками может проводиться множество операций, из самых распространенных это раздача, обжим, гибка, отбортовка, осадка. Однако возможна и комбинация этих операций. Так, возможна реализация процесса раздачи трубы с одновременным формированием отогнутого краевого участка. При этом такая операция является весьма сложной, так как существует большая комбинация углов пуансона, радиуса изгиба, толщины стенки и материал заготовки. Поэтому формирование отогнутого краевого участка требует всестороннего комплексного анализа, которое проводится с помощью компьютерного моделирования. Ставится вопрос о том, возможно ли одновременно проводить и раздачу, и загиб краевой части трубы с помощью пластического формоизменения профильным пуансоном. В работе анализируется возможность формирования требуемой поверхности из алюминиевой трубной заготовки. Приводятся изображения получаемой детали, графики технологической силы и схемы распределения интенсивности деформаций в заготовке. По этим параметрам анализируется операция и делаются определенные выводы, связанные с дальнейшими исследованиями.
Ключевые слова: раздача, деформирование, деформации, краевая часть, изгиб, трубная заготовка.
Процессы листовой штамповки являются неотъемлемой частью производственных процессов, связанных с обработкой металлов давлением. Листовая штамповка также включает в себя производство и формоизменение изделий в форме труб, а не только плоских листовых заготовок. С трубными заготовками может проводиться множество операций, из самых распространенных это раздача, обжим, гибка, отбортовка, осадка. Однако возможна и комбинация этих операций. Так, возможна реализация процесса раздачи трубы с одновременным формированием отогнутого краевого участка. При этом такая операция является весьма сложной, так как существует большая комбинация углов пуансона, радиуса изгиба, толщины стенки и материал заготовки. Поэтому формирование отогнутого краевого участка требует всестороннего комплексного анализа, которые проводятся с помощью компьютерного моделирования [1-10]. В данной работе происходит именно моделирование процесса, и определяются наиболее важные параметры процесса с помощью программы QForm.
Необходимо получить деталь в форме трубы, у которой отогнут один из торцевых участков. Труба изготовлена из алюминиевого сплава АД и имеет толщину 0,5 мм, внешний диаметр 65 мм. При этом требуется изготовить на такой трубе изгиб кромки, а также расширить диаметр на этом участке. Для оценки возможности изготовления такой детали было проведено компьютерное моделирование, результатом которого является схематичное изображение будущей детали (рис. 1).
Не отмечается каких-либо непредусмотренных изменений формы, в том числе и потери устойчивости в нижней части заготовки, что могло произойти при неправильной конфигурации пуансона, однако в данном случае верхняя кромка не наткнулась на кромку пуансона, а начала формоизменяться по линии изгиба.
Также важной характеристикой любой операции ОМД является технологическая сила, в зависимости от которой и происходит выбор прессового оборудования. График нагрузки приведен на рис. 2.
Технологии и машины обработки давлением
Рис. 1. Деталь в разрезе
0,06 0,08 бремя, секунды
0,14
Рис. 2. График силы
Установлено, что нагрузка постоянно возрастает и достигает отметки в 3 кН, что является относительно небольшой величиной и может выполняться практически любым прессом. Еще одной важной характеристикой является интенсивность деформаций (рис. 3), которая показывает в какой области происходит изменение формы и с какова его величина.
Рис. 3. Интенсивности деформаций
Интенсивность деформаций достигает отметки 0,7, и вся деформация приходится на верхнюю часть изделия, в которой происходит изгиб кромки. В остальных областях заготовки деформаций не наблюдается.
В итоге установлено, что при такой конфигурации инструмента проведение операции возможно, дальнейшее исследование будет направлено на изучение влияния материалов, трения и конфигурации инструмента и заготовки на протекающие процессы, в том числе и на анализ напряженного и деформированного состояния.
Список литературы
1. Яковлев С.С. Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под общ. ред. С.С. Яковлева; ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 2010. 732 с.
365
2. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Изд. 5-е, перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.
3. Патент № 2775242 C1 Российская Федерация, МПК B21D 53/20, B21D 37/08. Устройство для холодной штамповки сферических монтажных шайб: № 2021126317: заявл. 06.09.2021: опубл. 28.06.2022 / С.С. Яковлев, В.А. Коротков, К.О. Поцелуев, С.Б. Богданов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный университет».
4. Пасынков А.А., Яковлев Б.С. Теоретические исследования процесса обжима цилиндрических заготовок в условиях вязкопластического течения материала // Заготовительные производства в машиностроении. 2022. Т. 20. № 5. С. 213-217.
5. Погорильчук А.Я., Резвых Р.В. Методика проектирования процессов вальцовки в САПР VeraCAD и системе моделирования методом конечных элементов QForm 2D/3D // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008. № 7. С. 3.
6. Исследование и выбор оптимальных параметров процесса горячей объемной штамповки поковки типа "крестовина" путем моделирования в программном комплексе QForm / А.А. Мышечкин, И.Н. Кравченко, В.В. Зуев [и др.] // Технология металлов. 2022. № 9. С. 27-35.
7. Comparative Study of Superelastic Ti-Zr-Nb and Commercial VT6 Alloy Billets by QForm Simulation / T.D. Xuan, V.A. Sheremetyev, A.A. Kudryashova [et al.] // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021. Vol. 62. No 1. P. 39-47
8. Ковалев И.В., Кузнецов А.С., Ворошилова А.А. Обзор V Международного научного семинара по компьютерному моделированию, информационным и вычислительным технологиям - MIP: Computing-V 2022 // Современные инновации, системы и технологии. 2022. Т. 2. № 2. С. 215-230.
9. Shramko A., Danchenko V., Mamuzic I. The application of the program qform 2D in the stamping of wheels for railway vehicles // Materiali in Tehnologije. 2009. Vol. 43. No 4. P. 207-212.
10. Предельные возможности изотермического деформирования куполообразных оболочек из высокопрочных анизотропных материалов, подчиняющихся кинетической теории ползучести и повреждаемости, в режиме вязкого течения / С.Н. Ларин, С.С. Яковлев, В.И. Платонов, С.В. Недошивин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. Вып. 3. С. 18-25.
Каркач Леонид Витальевич, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Научный руководитель - Пасынков Андрей Александрович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF THE POSSIBILITY OF SIMULTANEOUS DISTRIBUTION WITH THE FORMATION OF A
BENT EDGE SECTION
L.V. Karkach
Many operations can be carried out with pipe blanks, the most common of which are expansion, crimping, bending, flanging, upsetting. However, a combination of these operations is also possible. Thus, it is possible to implement the process of expanding the pipe with the simultaneous formation of a bent edge section. However, such an operation is very complex, since there is a large combination of punch angles, bending radius, wall thickness and workpiece material. Therefore, the formation of a bent edge section requires a comprehensive comprehensive analysis, which is carried out using computer simulation. The question is raised whether it is possible to carry out both expansion and bending of the edge part of the pipe at the same time using plastic forming with a profile punch. The paper analyzes the possibility of forming the required surface from an aluminum tubular billet. The images of the obtained part, graphs of the technological force and the scheme of distribution of the intensity of deformations in the workpiece are given. Based on these parameters, the operation is analyzed and certain conclusions related to further research are made.
Key words: expansion, deformation, deformation, edge part, bending, pipe billet.
Karkach Leonid Vitalevich, undergraduate, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific supervisor - Pasynkov Andrej Aleksandrovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
