CC BY
7
10. Шаталов Р.Л., Лукаш А.С., Луговской В.М. Компьютерное моделирование и проектирование процесса непрерывной прокатки полос. // Сборник докладов междун. науч.-техн. конф. «Инновационные технологии обработки металлов давлением». М.: МИСИС, 2011. С. 232-236.
Шаталов Роман Львович, д-р техн. наук, профессор, mmomd@mail. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Лукаш Алексей Сергеевич, канд. техн. наук, зав. отделом, aslukash@gmail. com, Россия, Москва, Государственный музей А.С. Пушкина,
Чан Ву Куанг, аспирант, tranquans1584@smail.com, Россия, Москва, Московский политехнический университет
EFFECTS OF LUBRICANTS ON DEFORMATION, POWER INDICATORS AND DIMENSIONS OF COPPER
AND BRASS ROLLS WHEN ROLLING
R.L. Shatalov, A.S. Lukash, K.V. Chan
An experimental study was conducted to determine the conditions of contact thrust (lubrication) when rolling on deformation, power indicators and dimensions of copper M3 and brass L63, L59-1. Received data on the effectiveness of the use of various lubricants for rolling copper and brass sheets. It has been established that the use of lubricants allows to reduce the degree of rolling up to 24%, increase the degree of deformation by 2.02.5% and reduce the thickness of the metal by about 3%.
Key words: cold rolling, sheet, copper, brass, deformation, rolling force, lubricant, friction coefficient, thickness.
Shatalov Roman Lvovich, doctor of technical sciences, professor, mmomd@mail. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Lukash Alexey Sergeevich, candidate of technical sciences, head. Department, aslukash@gmail. com, Russia, Moscow, A.S. State Museum Pushkin,
Chan Vu Quang, postgraduate, tranquangl584@gmail. com, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic
University
УДК 621.7
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ВЫСАДКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ В ПЛАНЕ ДЕТАЛЕЙ
Д.А. Глазунов, Ю.К. Филлипов, Ю.Г. Калпин
В работе представлен экспериментальное исследование течения металла методом координатной сетки, с целью изучения кинематики течения металла с деталями с прямоугольной головкой в плане.
Ключевые слова: метод координатной сетки, деформация прямоугольной в плане головки, распределение скоростей в течении металла, высадка стержневых деталей с прямоугольной в плане головкой.
Наиболее важным для оценки допустимых возможностей формоизменения и качества получаемых изделий является изучение деформированного состояния обрабатываемого материала. Устанавливаемое распределение деформаций в меридиональных сечениях полуфабриката позволяет прогнозировать механические характеристики материала, что важно для формирования показателей качества готовых деталей. Кроме того, известное распределение деформаций позволяет устанавливать наиболее опасные зоны с большим локальным деформированием и по ним оценивать допустимые геометрические характеристики формообразования конструктивных элементов деталей. Для решения этой задачи хорошо зарекомендовал себя метод координатной сетки.
В данной работе экспериментальные исследования были проведены с целью получения данных, позволяющих оценить кинематику течения металла для подтверждения правильности выбранной расчетной схемы и режимов деформирования.
Для нанесения сетки при исследовании процессов осесимметричной деформации приходится прибегать к предварительной разрезке полуфабриката по плоскости симметрии, т. е. пользоваться заготовкой, состоящей из двух половин. Это обстоятельство приводит к тому, что количественная оценка накопленного значения интенсивности деформаций при движении вдоль линии тока оказывается, как правило, несколько завышенной. Так как любой экспериментальный метод определения интенсивности деформации, в том числе метод координатной сетки, размеры ячейки которой не бесконечно малы, всегда дает несколько заниженные значения интенсивности деформации по отношению к действительным, то ошибка, связанная с необходимостью использования заготовки состоящей из двух половинок, частично компенсирует это уменьшение.
Расчет локальных деформаций производится по параметрам ячеек делительной координатной сетки (рис. 1).
Деформацию образца за один этап высадки определяли по изменению размеров ячеек координатной сетки. При расчете по методу координатной сетки принимается допущение: ячейка АВСD изменившая свои размеры в следствии приложения нагрузки Р1 переместится в положение А1В1 С^ при нагружении силой Р 2 и т.д. Расчет деформации проводили для каждого ряда ячеек по длине исходного образца. Для проведения испытаний по высадке был спроектирован и изготовлен специальный экспериментальный штамп (рис. 2).
Рис. 1. Схема изменения координатной сетки
Рис. 2. Схема и фото экспериментального штампа для высадки
Испытанию подверглись три образца из алюминиевого сплава АД1. Этот сплав был выбран из-за низкого сопротивления деформации. Характеристики и кривая упрочнения этого материала были взяты из других работ.
Образцы имели в параллели сечении профиль, в точности повторяющий схему очага деформации, используемую в математической модели. Заготовки были подвержены деформации в экспериментальном штампе. После соприкосновения металла со второй стенкой матрицы процесс деформации был остановлен. Образец извлекли из матрицы и поверхность параллельная головке в плане разрезалась. Затем на образцы была нанесена делительная сетка. Образцы были снова помещены в экспериментальный штамп, где процесс высадки продолжился. После извлечения образцов их снова сканировали. Полученные сетки после ручной доработки в системе AUTOCAD-2007 (Autodesk Inc.) приведены на рис. 3,4. Данные по перемещениям точек были записаны в таблицы.
Рис. 3. Фотографии образцов до и после деформации
Рис. 4. Делительная сетка образцов до и после деформации в экспериментальном штампе
129
Результаты обсчета образцов методом координатной сетки показаны графически в масштабе путем наложения сетки до и после деформации. На рисунках видна нанесенная сетка, и векторы указывают направление перемещения узлов в поле течения.
Рис. 5. Поле скоростей после деформирования.
I
Рис. 6. Распределение по сечению скоростей Х(слева) и У(справа), полученные экспериментально методом делительных сеток
Как показывают картины деформирования и поля скоростей, процесс высадки происходит за три этапа. Во время первого этапа заготовка уменьшается по высоте, происходит заполнение полости матрицы, металл соприкасается с ближней стенкой. Второй этап деформирования начинается после соприкосновения с ближней стенкой матрицы, металл стремится к дальней стенке. В третьем этапе металл заполняет углы матрицы.
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1. Для анализа напряженно-деформированного состояния при высадке был выбран метод координатных сеток.
2. Проведены эксперименты по изучению течения металла при высадке в специальном
штампе.
3. Полученные картины распределения скоростей подтверждают адекватность выбранной математической модели.
Список литературы
1. Филиппов Ю.К., Игнатенко В.Н., Головина З.С., Рагулин А.В., Анюхин А.С., Гневашев Д. А. Экспериментальное исследование течения металла при комбинированном процессе радиалььного и обратного выдавливания в конической матрице // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2011. № 9. С. 33-35.
2. Миропольский Ю.А., Филиппов Ю.К., Павлов Н.Д. Особенности технологии холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах // Машины и автоматизация кузнечно-штамповочного производства. М.: ВЗМИ, 1988. С. 159-165.
3. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследований деформаций и прочности. М.: Машиностроение. 1987. 216 с.
4. Владимиров Ю.В., Герасимов В.Я. Технологические основы холодной высадки стержневых крепежных изделий. М.: Машиностроение, 1984. 119 с.
5. Филиппов Ю.К., Типалин С. А., Анфимов Ю.Н. Холодное комбинированное выдавливание поршня тормозного цилиндра // Заготовительные производства в машиностроении, 2016. №1. С. 24 - 27.
6. Филиппов Ю.К., Калпин Ю.Г., Типалин С.А. Принципы конструирования штампов для объемного выдавливания // Технология металлов, 2018. №2. С. 7-12.
Глазунов Дмитрий Александрович, аспирант glazunov dCwmail. ru Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Филиппов Юлиан Кириллович, д-р техн. наук, профессор, yulianf@mail. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Калпин Юлий Григорьевич, д-р техн. наук, профессор, kalpin@inbox.ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет
EXPERIMENTAL STUDY OF THE KINEMATICS OF METAL FLOW IN UPSETTING OF RECTANGULAR
PLAN DETAILS
D.A. Glazunov, Yu.K. Filippov, Yu.G. Galpin
The paper presents an experimental study of the metal flow by the coordinate grid method, in order to study the kinematics of the metal flow with parts with a rectangular head in plan.
Key words: method of a grid, the deformation of the rectangular head, the velocity distribution in the metal flow, the landing rod details with a rectangular head in the plan.
Glazunov Dmitry Alexandrovich, postgraduate, glazunov_d@mail.ru Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Filippov Julian Kirillovich, doctor of technical sciences, professor, yulianf@mail.ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Calpin Julius Grigoryevich, doctor of technical sciences, professor, kalpin@inbox.ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University
УДК 621.979.134-73.043
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА ОТРЕЗКИ - ШТАМПОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНТАКТОВ НА ОСНОВЕ
МОДЕЛИРОВАНИЯ
Хоанг Мань Жой
В данной работе выполнен анализ современного способа производства контактов силовых предохранителей из листового проката резкой на полосы, вырубкой двух деталей -основания с выступами и ножа с пазами, и последующей их соединением расклепкой. Исследована возможность изготовления контакта силового предохранителя за одну операцию в одном штампе путем отрезки от прутковой заготовки с последующей осадкой и выдавливанием. Представлены результаты исследования инновационного ресурсосберегающего безотходного процесса отрезки мерной заготовки от прутка с последующей штамповкой поперечной осадкой и выдавливанием. Для данного процесса выполнены физическое и математическое моделирование формоизменения и расчет напряженно-деформированного состояния, установлены взаимосвязи между технологическими и силовыми параметрами. Теоретические исследования выполнены на основе метода верхней оценки. В результате физического и математического моделирования выявлены особенности формоизменения прутковой заготовки при отрезке и последующей штамповке. Установлены взаимосвязи силовых и геометрических параметров. Разработана экспериментальная оснастка для реализации процесса. Изготовлены опытные образцы изделий.
Ключевые слова: контакт предохранителя, совмещенные процессы штамповки, прутковая заготовка, отрезка, поперечная осадка, сегментная фаска, выдавливание, твердотельная модель, штам-повая оснастка
В настоящее время в металлообрабатывающей промышленности приоритетным направлением является внедрение ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих экономию материалов и снижение трудоемкости за счет сокращения числа технологических операций. Одним из решений является применение совмещенных процессов ОМД на основе выполнения разделительных и формоизменяющих переходов в одной штамповой оснастке. Совмещенные процессы в штамповке известны уже несколько десятилетий, и широко реализуются в работе многопозиционных автоматов СОЬБМАТЕК и НОТМАТЕК для изготовления большой номенклатуры крепежных изделий из проволоки и прутков диаметром до 20 мм. После отрезки заготовка подвергается продольной осадке и многооперационной высадке в подвижных пуансонах или разъемных матрицах.
