CC BY
9
УДК 621.73.01
ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ИНСТРУМЕНТЕ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКЕ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК С ФЛАНЦЕМ
С.С. Яковлев, В.Э. Подтягин, А.Е. Никишкин
В статье представлены результаты компьютерного моделирования горячей объемной штамповки, приведены схемы распределения интенсивности напряжений в инструменте, выявлены максимальные значения этого параметра в интересующих областях и построены графики по полученным данным.
Ключевые слова: напряжения, инструмент, трубная заготовка с фланцем, матрица, штамповка.
Анализ процессов, происходящих в инструменте во время проведения различных операций ОМД является важным научным исследованием, дающим представление об износе, прогнозированию разрушений инструмента и т.д. [1-2]
В данной работе будет проведен анализ напряженного состояния матрицы при осуществлении операции получения заготовки с фланцем за счет применения операций горячей объемной штамповки, что является продолжением изучения данного процесса [3].
В исследовании производился предварительный нагрев заготовки до температуры 1000°С и инструмента до 20°С, 250°С и 500°С. Интенсивности напряжений определялись в 2 областях, показанных на рис. 1.
Рис. 1. Начальный этап формоизменения
Интенсивности напряжений в матрицах приведены на рис. 2, данные о максимальных значениях этого параметра представлены в табл. 1 для начальной стадии формоизменения и в табл. 2 для окончательной стадии формоизменения. По приобретенным данным составлены кривые зависимости температуры матрицы от интенсивности напряжений на ее поверхности (рис. 3 и 4).
а б в
Рис. 2. Схема распределения интенсивности напряжений в инструменте при температуре матрицы: а - 20°С, б - 250°С, в - 500°С
Таблица 1
Максимальная интенсивность напряжений (МПа) в матрице на начальной стадии __формоизменения__
Температура инструмента, °С 20 250 500
Зона 1 550 553 548
Зона 2 310 301 284
Технологии и оборудование обработки металлов давлением
600
а
л С 500 400 300 300
т с о «Е
н m и Ji. и н
с н е е £ 200
т н S р п а 20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500
н Температура инструмента, °С
Зона 1 Зона 2
Рис. 3. График максимальной интенсивности напряжений в матрице на начальной стадии деформирования
Таблица 2
Максимальная интенсивность напряжений (МПа) в матрице _на окончательной стадии формоизменения_
Температура инструмента, °С 20 250 500
Зона 1 352 350 345
Зона 2 285 280 278
и
s*
m s s I
и oj
s I I =
re i
400 350 300 250 200
20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 Температура инструмента, °С
Зона 1
Зона 2
Рис. 4. График максимальной интенсивности напряжений в матрице на окончательной стадии деформирования
Графики показывают, что с увеличением температуры матрицы интенсивность напряжений на ее поверхности претерпевают уменьшения как в исследуемой зоне 1, так и в зоне 2. Что свидетельствует о том, что увеличение температуры инструмента оказывает благоприятный эффект на напряженное состояние в матрице.
Список литературы
1. Богодухов С. И. Материаловедение и технологические процессы в машиностроении: учеб. пособие для студ. Вузов / С. И. Богодухов, А. Д. Проскурин, Р. М. Сулейманов и др.; под общ. ред. С. И. Богодухова. Старый Оскол: ТНТ (Тонкие наукоемкие технологии), 2010. 559 с.
2. Маталин А. А. Технология машиностроения: учебник для студ. высш. учеб. заведений, обучающихся по спец. 151001 направления подготовки "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств". [Изд. 2-е, испр.]. СПб. [и др.]: Лань, 2008. 512 с.
3. Герасимова О.М., Чижов И.А., Павлушин В.О. Влияние температуры штамповой оснастки на нагрузку в процессе получения трубной детали с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 5. С. 333-336.
Яковлев Сергей Сергеевич, магистрант, тр(-Ша@гатЫег. ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Подтягин Валентин Эдуардович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Никишкин Александр Евгеньевич, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF STRESSES IN THE TOOL AT HOT VOL UME STAMPING OF TUBE BILLETS
WITH A FLANGE
S.S. Yakovlev, V.E. Podtyagin, A.E. Nikishkin
The article presents the results of computer simulation of hot die forging, shows the distribution of stress intensity in the tool, reveals the maximum values of this parameter in the areas of interest, and plots are plotted based on the data obtained.
Key words: stress, tool, pipe billet with flange, die, stamping.
Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Podtyagin Valentin Eduardovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Nikishkin Alexandr Evgenevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.98; 539.376
ВЫСАДКА ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Н.А. Шамин
Представлены результаты моделирования процесса изотермического обжима трубных заготовок из высокопрочных алюминиевых сплавов. По результатам моделирования получены зависимости влияния степени деформации, температурно скоростных условий на силу процесса и напряженное состояние материала.
Ключевые слова: высадка, напряжения, изотермическая штамповка, сила, степень деформации.
Изотермическую штамповку применяют для деформирования деталей из высокопрочных сплавов. При этом во время деформирования реализуется сложное течение материала [1-3]. Для получения утолщений на трубах под соединение между собой перспективными выглядят процессы набора утолщений высадкой. Но процессы эти весьма сложные в плане течения металла и получения стабильного качества изделий. Изотермическая штамповка позволяет значительно сократить дефектообразование, снизить напряжения и давления операции. Проведем в этой связи моделирование высадки трубных заготовок из алюминиевого сплава АМг5 в программе QFORM. Схема процесса показана на рис. 1.
Г0
Рис. 1. Схема высадки 188
