CC BY
9
УДК 621.73.01
ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ И ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОПЕРАЦИИ ВЫСАДКИ
А.Е. Никишкин
Приводятся результаты компьютерного моделирования операции высадки алюминиевой детали и проанализированы силовые характеристики процесса и износ штамповой оснастки.
Ключевые слова: высадка, ОМД, деталь с фланцем, штамповка, ковка, формоизменение, износ.
В промышленности и машиностроении очень часто можно встретить детали с фланцами или местными утолщениями, такие как штуцеры, шаровые пальцы, болты, которые получают с помощью операций ОМД, а именно высадки [1-5].
Такие процессы зачастую характеризуются высокими силовыми нагрузками, и значительным износом рабочего инструмента. Поэтому изучение влияния фактора трения на данные параметры является актуальной и немало значительной задачей.
Так для операции высадки была создана модель, для последующего расчета с помощью метода конечных элементов в программе Deform. Модель показана на рис. 1. Проводилось 2 моделирования и главным фактором в них является трение, потому что все остальные параметры идентичны. А именно: материал - АД0, температура процесса 400°С, геометрические размеры как инструментов, так и заготовки одинаковы (рис. 1). Для анализа были выбраны 2 типа трения: 1 - 0,12 по Зибелю, а 2 - на сухую (без использования лубриканта).
Z 20
Z 50
X 49.8994
141.899
Л*
Рис. 1. Геометрические размеры заготовки
В результате моделирования были получены графики технологической силы, применяемой для верхнего инструмента (рис. 2 и 3).
333
Load Prediction
Z Load(N) 2.05e+005
1.64e+005
1.23e+005
8.22e+004
4.11e+004
II 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Top Die III.( iii (30.0, 1.96е+0б/ :
' ■ ^ • У
\
"/ , , , , i . , , , i , , . . ■
0.000 6.30 12.6 18.9 25.2 31.5 Stroke (mm)
Рис. 2. График сила-перемещение рабочего инструмента для операции со смазкой
Z Load(N) 2.59е+005
Load Prediction
2.07е+005
1,56е+005
1.04е+005
5.19е+004
I 1 I 3 i i I i I'll' — Top Die ......... (30.0, 2.47е+0б/ ;
;
... \ .... \ ,,, . .........
0.000
6.30 12.6 18.9 Stroke (mm)
25.2 31.5
Рис. 3. График сила-перемещение рабочего инструмента для операции «на сухую»
Как показано на рисунках, технологическая сила отличается, при этом значение ее для смазанного инструмента ниже, чем для трения в сухую. Так для первого случая сила составила 0,196 МН, а для второго 0,247 МН, что на 25% больше, и является существенной разницей. В дальнейшем было реализовано исследование влияние трения на износ верхнего и нижнего инструмента по скоростному показателю движения слоев металла и обтекающих инструмент (рис. 4).
Износ инструмента наблюдается, как и следовало ожидать во всех случаях. Однако при этом площадь со значительными величинами износа верхнего инструмента, в случае проведения деформирования без смазки, имеет меньшую площадь, но следует заметить, что абсолютное значение рассматриваемых величин совпадает по всем зонам инструментов, контактирующих с материалом заготовки.
а
б
Рис. 4. Износ инструмента
В итоговой части стоит сделать вывод о том, что для снижения силовых параметром деформирования лучше применять смазку, однако на износ инструмента по скоростному параметру течения материала вдоль инструмента лубрикант не оказывает существенного влияния.
Список литературы
1. Верещагин М.Н., Мовшович С.М. Методические указания по программированному расчету технологических параметров процесса горячей объемной штамповки поковок типа тел вращения. ГПИ, 1989. 259 с.
2. Дальского А.М., Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К., Суслова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. М.: Машиностроение, 2001. Т. 1. 912 с.
3. Дальского А.М., Суслова А.Г., Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. М.: Машиностроение, 2001. Т. 2. 944 с.
4. Материаловедение и технология металлов : учеб. для студентов машиностроит. специальностей вузов / Г.П. Фетисов [и др.]. М.: Высшая школа, 2000. 638 с.
в
г
5. Ковка и штамповка. Горячая объемная штамповка: справочник; под ред. Е. И. Семенова. М.: Машиностроение, 1985. Т. 2. 592 с.
Никишкин Александр Евгеньевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF POWER PARAMETERS AND WEAR OF THE TOOL DURING
THE DISCHARGE OPERA TION
A.E. Nikishkin
The results of computer simulation of the upsetting operation of an aluminum part are presented and the power characteristics of the process and the wear of die tooling are analyzed.
Key words: upsetting, OMD, part with a flange, stamping, forging, shaping, wear.
Nikishkin Alexandr Evgenevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ПУАНСОНА НА СИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ХОЛОДНОГО ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
В.Э. Подтягин
При помощи программного обеспечения было проведено исследование влияния геометрической формы пуансона на силовую нагрузку и опасность разрушения материала при обратном выдавливании холодной стальной заготовки.
Ключевые слова: пуансон, холодная штамповка, исследование, обратное выдавливание, процесс, материал.
Холодная объемная штамповка является одним из наиболее распространенных операций, применяемых для получения деталей заданной формы и с повышенными эксплуатационными свойствами [1-3].
В связи с тем, что деформируемая сталь при нормальных условиях, обладает меньшей пластичностью и большим сопротивлением деформации, то исследование силовых параметров протекания процесса и изучение путей снижения нагрузки является очень важной задачей. К тому же, повреждаемость материала, и опасность его разрушения в процессах холодной объёмной штамповке повышенная.
Одним из вариантов снижения усилия штамповки, а также уменьшения опасности разрушения является изменение геометрии штамповой оснастки. В частности, процесс обратного выдавливания может проходить при различной форме пуансона. Так, например, рассмотрим холодное выдавливание цилиндрического образца разным инструментом (плоским,
336
