CC BY
2
4. Теория обработки металлов давлением / Голенкова В.А., Яковлев С.П. и др. М. Машиностроение. 2009.
442 с.
5. Чудин В.Н., Пасынков А.А. Нестационарные процессы изотермической штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2018. №6. С. 23-28.
5. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. 216 с.
6. Пасынков А.А., Борискин О.И., Ларин С.Н. Теоретические исследования операции изотермической раздачи труб из труднодеформируемых цветных спавов в условиях кратковременной ползучести // Цветные металлы. 2018. №2. С. 74-78.
7. Larin S.N., Pasynkov A.A. Analysis of forming properties during the isothermal upsetting of cylindrical work-pieces in the viscous-plasticity mode // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Volume 441, Issue 1, 2 November 2018.
8. Alves L.M., Afonso R.M., Silva C.M.A., Martins P.A.F. Boss forming of annular flanges in thin-walled tubes. Journal of Materials Processing Technology. 2017, Volume 250. P. 182-189.
9. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник. M., Металлургия, 1976. 488 с.
Пасынков Андрей Александрович, канд. техн. наук, доцент, [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Бессмертная Юлия Вячеславовна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
DISEMBARKATION OF HOLLOW TITANIUM SHELLS
A.A. Pasynkov, Yu.V. Immortal
Pressure treatment can provide a local set of metal on full-bodied and hollow workpieces. In the process of deformation, both positive and negative stresses are formed in the workpiece material. There is a need to estimate the values of stress intensities and the values of average stresses formed in the workpiece. For this purpose, the deformation of the titanium alloy shell was simulated. Stress assessment was performed during deformation of pipes of different thicknesses with different speeds. Graphical dependences of stress changes during deformation are obtained. Key words: landing, modeling, shape change, force, stresses, deformations.
Pasynkov Andrey Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State
University,
Bessmertnaya Yulia Vyacheslavovna, candidate of technical sciences, docent, bessmertny@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-346-347
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАМИ
С РАЗНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ
Л.В. Каркач
Метод штамповки является одним из наиболее эффективных способов производства деталей из металла. Этот процесс позволяет массово и быстро производить высококачественные и точные детали с минимальными затратами на материалы и рабочую силу. Существует большое разнообразие методов штамповки, одним из которых является объемная штамповка, в частности обратное выдавливание, с помощью которого изготавливается широкая номенклатура осесимметричных изделий. В данной работе исследуется получение детали при разной конфигурации пуансона, осуществляющего непосредственно изменение формы. Рассматривался пуансон с гладкой давящей поверхностью и закругленной. Оценка проводилась с помощью компьютерного моделирования в специальном программном обеспечении. В работе исследуются силовые параметры, требуемые для получения изделия, а также интенсивности деформаций. Приводятся графики усилий, а также распределения интенсивности деформаций в сечениях. После анализа данных делаются выводы о влиянии формы пуансона на основные параметры операции обратного выдавливания.
Ключевые слова: штамповочное производство, компьютерное моделирование, обратное выдавливание, штамповая оснастка, силовые характеристики, напряженно-деформированное состояние.
Штамповка, литье и обработка резанием — это три основных метода формирования и обработки металлических изделий [1-3]. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при выборе оптимального способа производства и обработки. Штамповка является одним из популярных методов формирования металлических изделий, однако этот метод имеет ряд достоинств и недостатков. Так преимущества штамповки включают:
1. Высокая точность и качество получаемого изделия. Штамповка позволяет получить детали с высокой точностью размеров и формы.
Технологии и машины обработки давлением
2. Высокая производительность. Штамповка позволяет производить детали в больших количествах за малый промежуток времени, что делает этот метод эффективным для серийного и массового производства.
3. Экономическая эффективность. С помощью штамповки можно использовать материал более эффективно, так как отходы минимизируются.
Однако у штамповки есть и некоторые недостатки:
1. Ограничения для получения сложной геометрии детали. Штамповка не всегда подходит для изготовления деталей со сложной формой или внутренними полостями.
2. Высокие затраты на создание штампа. Процесс разработки и изготовления штампа может быть дорогим и требовательным ко времени.
3. Ограниченная гибкость. Штамповка подразумевает использование одного и того же штампа для производства однотипных изделий, что делает этот метод менее гибким для индивидуальных заказов и штучных производств.
В целом, применение штамповки для изготовления деталей из металла является эффективным и универсальным методом производства. Что позволяет производить большие объемы деталей при их высоком качестве. При правильном подходе применение штамповки может значительно снизить затраты на производство и увеличить его эффективность.
Существует большое разнообразие методов штамповки, одним из которых является объемная штамповка, в частности обратное выдавливание, с помощью которого изготавливается широкая номенклатура осесимметричных изделий [4-6]. Поэтому с помощью данного метода была предпринята попытка получения изделия стаканообразной формы из цилиндрической сплошной заготовки. При этом оценивалось получение детали при разной конфигурации пуансона, осуществляющего непосредственно изменение формы. Рассматривался пуансон с гладкой давящей поверхностью и закругленной, вторая форма предположительно улучшает течение материала. Анализ проводился в программе QForm [7-9], и в первую очередь были проанализированы силовые характеристики процессов обратного холодного выдавливания (рис. 1).
600
500
щ 400 и
2 300 <-> 200 100 о
Ход инструмента, мм Рис. 1. График силы
При оценке технологической силы обратного выдавливания установлено, что форма пуансона влияет на эту характеристику. При этом разница составляет не менее 6%, и выявлено, что плоский пуансон требует большего усилия, чем закругленный.
Далее проводилась оценка интенсивности деформаций на последней завершающей стадии изменения формы (рис. 2).
Рис. 2. Интенсивности деформаций
347
б
При использовании сферической давящей поверхности интенсивность деформаций в зоне непосредственно под пуансоном существенно выше и находится в пределах от 1 до 2, в то время как при использовании плоского пуансона в большой части детали интенсивность деформаций близка к 0. В остальном распределения деформаций практически идентично, также максимальные значения почти одинаковы.
Список литературы
1. Никифоров А.Д. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения / А.Д. Никифоров. М.: Высшая школа, 2006. 392 c.
2. Производство заготовок в машиностроении М.Г. Афонькин, М.Р. Магницкая. Л.: Машиностроение, 1987. 256 с.
3. Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений в машиностроении М.: Машиностроение, 1971. 288 с.
4. 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. Москва : Машиностроение, 2010. 732 с.
5. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. / Ред.совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987. Т. 3. Холодная объемная штамповка / Под ред. Г.А. Навроцкого, 1987. 384 с.
6. Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства / Я. М. Охрименко. М. : Машиностроение, 1976. 560 с.
7. Яковлев С. С., Архипцев А. С., Павлушин В. О. Влияние количества выступов матрицы на неоднородность поля напряжений и деформаций в процессе формирования сетки рифлей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 5. С. 337-340. EDN BRXRPD.
8. Кондаков Д.И. Оценка силовых характеристик процесса прошивки компьютерным моделированием // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. №3. С. 128-130. EDN: SJIGZS.
9. Программа для моделирования процессов обработки металлов давлением. Версия VX 8.2. Учебный курс на примерах. Часть 3. Учебный курс на примерах. «КванторФорм», 2017. 196 с.
Каркач Леонид Витальевич, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Научный руководитель: Пасынков Андрей Александрович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STUDY OF THE REVERSE EXTRUSION PROCESS USING TOOLS WITH DIFFERENT GEOMETRY
L. V. Karkach
The stamping method is one of the most effective ways to produce metal parts. This process allows for the mass and rapid production of high-quality, precise parts with minimal material and labor costs. There is a wide variety of stamping methods, one of which is volumetric stamping, in particular reverse extrusion, which is used to produce a wide range of axisymmetric products. In this work, we study the production of a part with different configurations of the punch, which directly changes the shape. A punch with a smooth pressing surface and a rounded one was considered. The assessment was carried out using computer modeling in special software. The work examines the force parameters required to obtain the product, as well as the intensity of deformation. Graphs offorces are presented, as well as distributions of strain intensity in sections. After analyzing the data, conclusions are drawn about the influence of the punch shape on the main parameters of the reverse extrusion operation.
Key words: stamping production, computer modeling, reverse extrusion, stamping equipment, power characteristics, stress-strain state.
Karkach Leonid Vitalevich, undergraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Scientific advisor: Pasynkov Andrej Aleksandrovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
