CC BY
5
6. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.
Панфилов Геннадий Васильевич, д-р техн. наук, профессор, tu/pan.2000@, yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Нгуен Ван Тинь, аспирант, tinnguyenvan1003@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
FACTORIAL EXPERIMENTAL STUDY OF THE MANUFACTURING QUALITY OF
THREE-LAYER SEALING PARTS
G. V. Panfilov, V. T. Nguyen
A complete factorial experimental study of the process of separation of external waste by shifting semi-finished products of three-layer seals with a medium metal layer and peripheral outer layers of increased thickness made of thermally expanded graphite was carried out. The obtained regression equations of the output parameters are analyzed, the degree of influence of each specified geometric size of the tool and tooling (variable factor) on the resulting quality parameter (output parameter) of the manufactured sealing element is indicated.
Key words: full factorial experiment, removal of external waste by shear of three-layer seals, thermally expanded graphite, tool with wedge protrusions.
Panfilov Gennady Vasilyevich, doctor of technical sciences, professor, tulpan.2000@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Nguyen Van Tinh, postgraduate, tinnguyenvan1003@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77; 621.7.043
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО НАПРЯЖЕНИЯ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ОБЖИМЕ
И.С. Хрычев, А.В. Харченко
Представлены результаты анализа деформированного состояния заготовки при различных значениях коэффициента обжима, скоростей деформирования и величины зазора между матрицей и оправкой. Представлены изменения деформаций в заготовки от рассматриваемых параметров.
Ключевые слова: обжим, изотермическое деформирование, деформации.
В статье рассмотрена операция обжима с калибровкой участка заготовки на выходе из очага деформации, посредством варьирования зазора между деформирующим инструментом и оправкой. В частности рассматривались случаи, когда величина зазора, между инструментами входила в интервал г = Оматр — Оопр = 1,0... 1,5?, где ? -
толщине материала стенки заготовки. Ввиду того, что материалом заготовки является титановый сплав ВТ6, для обеспечения бездефектной деформации которого требуется соблюдение определенных температурно-скоростных режимов. А именно, температура
15
в области зоне деформирования была равна 900°С, скорость перемещения матрицы 1...15 мм/мин. Коэффициент контактного трения считался равным 0,1. Для определения деформаций в заготовки выполнялось моделирование в программе DEFORM. На рис. 1 представлена схема процесса.
Рис. 1. Схема обжима
Для оценки влияния степени деформации и толщины получаемой стенки изделия в объеме заготовке было выбрано несколько точек. На рис. 2 дана схема изменения положения в процессе деформирования данных точек.
Рис. 2. Схема изменения положения точек в процессе деформирования
Схемы, представленные на данном рисунке позволяют оценить изменение деформаций в процессе обжима. Установлено, что максимальные деформации возникают в момент течения металла из конического участка матрицы в зазор между инструментом.
Были получены зависимости изменения деформаций в данных точках во времени деформирования для разных величин степеней деформации и толщины получаемой стенки изделия.
На рис. 3 даны зависимости изменения деформаций для коэффициента обжима
кобж = 0,8.
ч —-
\
2
/ / зч
О 0,25 0,5 0,75
а б
Рис. 3. График изменения деформаций от И : а - г = 1,0/; б - г = 1,2/
На рис. 4 даны зависимости изменения деформаций для коэффициента обжима кобж = 0,7 .
а б
£
0,2 0,15 ОД 0,05 0
0 0,25 0,5 0,75 /;
в
Рис. 4. График изменения деформаций от И : а - г = 1,0/; б - г = 1,2/; в - г = 1,4/
Из рис. 3 и 4 установлено, что увеличение толщины получаемой стенки изделия для кобж = 0,8 приводит к снижению значений деформаций во всех рассматриваемых точках в 2 раза. Для к обж = 0,7 увеличение толщины получаемой стенки изделия с г = 1,0/ до г = 1,4/ приводит к снижению величин деформаций на 40%. Причем интенсивность падения их величин снижается с ростом толщины получаемой стенки больше значения г = 1,2/.
На рис. 5 даны зависимости изменения деформаций для коэффициента обжима кобж = 0,6.
Из рис. 5 установлено, что увеличение толщины получаемой стенки изделия для кобж = 0,6 увеличение толщины получаемой стенки изделия с г = 1,0/ до г = 1,4/
приводит к снижению величин деформаций на 30 %. Аналогично случаю с кобж = 0,7 интенсивность падения их величин снижается с ростом толщины получаемой стенки больше значения г = 1,2/.
1
\ 2Ч
3 ч /
Установлено влияние степеней деформации на изменение значений деформаций. С увеличением степени деформации (уменьшением коэффициента обжима) величины деформация при фиксированной величине толщины получаемой стенки изделия увеличиваются в 2 раза.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант РФФИ № 20-08-00541.
Список литературы
1. Пасынков А.А., Борискин О.И., Ларин С.Н. Теоретические исследования операции изотермической раздачи труб из труднодеформируемых цветных сплавов в условиях кратковременной ползучести // Цветные металлы. 2018. №2. С. 74-78.
2. Черняев А.В., Чарин А.В., Гладков В.А. Исследование силовых режимов радиального выдавливания внутренних утолщений на трубных заготовках // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 440445.
3. Голенков В. А., Яковлев С.П., Головин С. А., Яковлев С.С., Кухарь В. Д. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
4. Пасынков А.А., Ларин С.Н., Исаева А.Н. Теоретическое обоснование схемы обратного изотермического выдавливания трубной заготовки с активным трением и вытяжкой ее краевой части // Заготовительные производства в машиностроении. 2020. №10. С. 462-465.
5. Пасынков А. А., Недошивин С.В., Абрамов С. С. Анализ напряженного состояния при изотермическом обратном выдавливании прутковых заготовок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 473480.
Хрычев Иван Сергеевич, студент, sHlee@ mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Харченко Антон Витальевич, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF THE CHANGE IN THE DEFORMED VOLTAGE OF THE BILLET MATERIAL DURING ISOTHERMAL CRIMPING
I.S. Khrychev, A.V. Kharchenko
The article presents the results of the analysis of the deformed state of the workpiece at various values of the compression ratio, deformation rates and the size of the gap between the matrix and the mandrel. Changes in deformations in workpieces from the considered parameters are presented.
Key words: crimping, isothermal deformation, deformation.
Khrychev Ivan Sergeevich, student, mpf-tiilaaramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kharchenko Anton Vitalievich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.01; 621.7.79 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-3-19-26
ОЦЕНКА ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗАГОТОВКИ ПРИ ВЫТЯЖКЕ С УТОНЕНИЕМ СТЕНКИ
С.Н. Ларин, АН. Исаева, П.В. Романов
Проведен расчет деформированного состояния полуфабриката при вытяжке с утонением стенки заготовки из Стали 10 теоретическим методом с привлечением программного комплекса QForm и экспериментального метода делительных сеток. Показано распределение накопленной деформации по сечению формоизменяемой заготовки. Приведены основные достоинства и недостатки выбранных методов исследования.
Ключевые слова: вытяжка с утонением, напряжения, деформации, делительная сетка, моделирование.
Одно из направлений развития машиностроительной и металлообрабатывающей отраслей реализуется путем увеличения удельного веса обработки металлов давлением и повышения роли кузнечно-штамповочного производства. Широкое использование процессов обработки металлов давлением в промышленном производстве дает возможность получать заготовки и изделия с высокой точностью с прогнозируемыми механическими характеристиками при высокой производительности и низкой себестоимости [1-5].
Теоретические методы исследования базируются на прикладной теории пластичности. При этом реальные процессы обработки металлов давлением схематизируются, а реальные свойства материалов идеализируются. Часто результаты теоретического анализа не позволяют полностью ответить на целый ряд вопросов, которые ставит практика перед технологами и конструкторами, занимающимися штамповкой. Следует отметить, что во многих случаях в силу значительных математических трудностей не представляется возможным получить теоретические решения, поэтому встает задача одновременного развития и экспериментальных методов исследования, позволяющих получить практические решения наиболее важных проблем пластического формоизменения металла, а также проверить, если это необходимо, теоретическое решение [2].
19
