CC BY
3
Юрков Иван Владимирович, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARATIVE ANALYSIS OF PARTS OBTAINED BY DIFFERENT OMD METHODS
I.V. Yurkov
A comparative analysis of parts obtained by various methods of metal processing by pressure is carried out for damage to the material, arising medium stresses and possible defect formation both in the product itself and on its surfaces.
Key words: stamping, comparison, extrusion, bulk stamping, combined extrusion, back extrusion, upsetting.
Yurkov Ivan Vladimirivich, undergraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-11-480-485
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РИФЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОМ ОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ
С.С. Яковлев
Проводится анализ данных о полях GartfieШ, Cockcroft-Latham и температурах в полуфабрикате при реализации рифления методом локального деформирования инструментами ограниченной длины с различными зазорами между рабочей оправкой и заготовкой.
Ключевые слова: рифление, сетка рифлей, цилиндрическая заготовка, Gartfield, сетка рифлей, давление, локальное деформирование, Cockcroft-Latham, трение.
Применение современных программных комплексов и математического моделирования в процессах обработки металлов давлением обусловлено необходимостью комплексной оценки процессов, которые зачастую трудно или невозможно выполнить при проведении физических экспериментов [1,2]. Поэтому в данной работе будет проведено исследование влияния зазора между рабочим инструментом и заготовкой при рифлении локальным формоизменением инструментом ограниченной длины [3-5] с помощью программного комплекса QForm. Было проведено компьютерное моделирование, которое является аналогичным проведенному ранее в программе DeForm [5], что обусловлено необходимостью более детального и обширного сравнения разных инструментов и исследования происходящих процессов при деформировании.
В результате моделирования были получены распределения температур в заготовке (рис. 1), поля Gartfíeld (рис. 2) и поля Сосксгой^аШат (рис. 3). Получены данные для рабочей оправки типа III [5] для различных по величинам зазоров, которое составляли 0, 0,15, 0,3 и 0,5 мм. Оценка температур необходима для исследования влияния зазора на рост температуры в процессе деформирования, поля Gartfíeld показывают возможные дефекты на внешней поверхности заготовки, а Сосксгой^аШат показывает величину, схожую с величиной повреждаемости.
В результате формоизменения повышается температура в заготовке, при этом температура увеличивается локально, так как реализуется локальное деформирование. При этом наибольшая площадь, на которой повышается температура наблюдается при беззазорном формоизменении, что объясняется большей площадью контакта заготовки и оправки. При этом максимальная температура в заготовке также наблюдается при использовании оправки без зазора и достигает 180°С в очаге деформации. Наибольшая же температура при зазоре 0,5 мм составляет 140°С.
д
Рис. 1. Температура в заготовке при: а -2=0; б -1=0,15 мм; в -1=0,3 мм; г - 2=0,5 мм;
д - шкала
Поля Gartfíeld в случае использования беззазорной оправки распределены практически по всей внутренней поверхности оболочки и достигают величины 0,3. При использовании оправок, имеющих зазор рассматриваемые поля распределены вокруг сформированных рифлей и с увеличением зазора, растет и их величина, при этом может достигать 0,45 при рифлении оправкой с зазором 0,5 мм.
■ 1.Ш
а»
д
Рис. 2. Поля ОагфвМ при: а - 2=0; б - 2=0,15 мм; в - 2=0,3 мм; г - 2=0,5 мм; д - шкала
Параметр Cockcroft-Latham при использовании оправок с зазором имеет распределение внутри рифли и достигает значения 0,3 независимо от величины зазора. Применение оправки без зазора показывает на рост величины и площади (на которой присутствует распределение данного параметра) параметра Cockcroft-Latham, и может достигать 0,95 в отдельных зонах.
- (150
- ого
д
Рис. 3. Параметр СоскегоА-ЬаМат при: а - 2=0; б - 2=0,15 мм; в - 2=0,3 мм; г - 2=0,5 мм; д - шкала
В результате моделирования было установлено, что:
1. За счет деформирования повышается температура в заготовке, при этом температура увеличивается локально, так как реализуется локальное деформирование. Наибольшая площадь, на которой повышается температура наблюдается при формоизменении инструментом без зазора, как и наибольшая температура.
2. Площадь, на которой наблюдаются отличные от 0 значения параметра Gartfield самая большая при деформировании беззазорным инструментом.
в
г
3. Наибольшее значение параметра Cockcroft-Latham наблюдается при локальном формоизменении инструментом с отсутствующим зазором.
Список литературы
1. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977. 317 с.
2. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / В.А. Голенков, С.П. Яковлев, С.А. Головин, С.С. Яковлев, В.Д. Кухарь / Под ред. В.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
3. Яковлев С.С., Кухарь В.Д. Анализ силовых режимов при получении рифлей внутри цилиндрической оболочки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 32-35.
4. Яковлев С.С. Анализ интенсивности напряжений и деформаций при рифлении внутренней поверхности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 5. С. 88-93.
5. Кухарь В.Д., Коротков В.А., Яковлев С.С., Шишкина А.А. Формообразование сетки спиральных клиновых выступов на внутренней поверхности стальной оболочки локальным пластическим деформированием // Черные металлы. 2021. № 6. С. 65-68.
Яковлев Сергей Сергеевич, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF THE RIFLING PROCESS WITH A TOOL OF LIMITED LENGTH
S.S. Yakovlev
The analysis of data on the ^ fields Gartfield, Cockcroft-Latham and temperatures in the semifinished product is carried out during the implementation of corrugation by the method of local deformation with tools of limited length with different gaps between the working mandrel and the work-piece.
Key words: corrugation, corrugated mesh, cylindrical billet, Gartfield, corrugated mesh, pressure, local deformation, Cockcroft-Latham, ^ friction.
Yakovlev Sergey Sergeevich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
