CC BY
10
Список литературы
1. Брюханов А. Н. Ковка и объемная штамповка. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1975.
2. ГОСТ 18970—84. Обработка металлов давлением. Термины и определения. Операции ковки и штамповки. — М.: Изд-во стандартов, 1986.
3. Мансуров А.М. Технология горячей штамповки. М.: Машиностроение, 1971.
4. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М.: Машиностроение,
1976.
5. Герасимова О.М., Чижов И.А., Павлушин В.О. Влияние температуры штамповой оснастки на нагрузку в процессе получения трубной детали с фланцем // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2019. Вып. 5. С. 333-336.
Яковлев Сергей Сергеевич, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, 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 TEMPERATURE DISTRIBUTION IN THE PROCESS OF HOT VOLUME STAMPING OF
TUBE BILLETS WITH A FLANGE
S.S. Yakovlev, V.E. Podtyagin, A.E. Nikishkin
In this paper, we show the results of a study of the distribution of temperature gradients by volume of tool material in the process of hot forging.
Key words: temperature, heating, temperature distribution, tool, pipe billet with flange.
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, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 621.983; 539.374
ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОБЖИМА ТРУБНЫХ
ЗАГОТОВОК
А. С. Астахов
На базе соотношений для оценки силы было выполнено исследование влияния параметров инструмента и оборудование на удельное давление обжима. Пользуясь готовой математической моделью были выполнены теоретические исследования с помощью которых была сконструирована оснастка для реализации обжима.
Ключевые слова: обжим, ползучесть, напряжения, деформации, сила, сплошность.
В общем и специальном машиностроении часть используются цилиндрические изделия с переменной величиной поперечного сечения. Данные детали представляют цилиндр с узким горлом. Изготовления данных деталей возможно различными методами. Но по совокупности факторов лучшим является обжим труб [1-3]. В зависимости от материала предполагаемой детали существуют разные виды обжима. Но, ввиду того, что предполагается рассматривать обжим цветных труднообрабатываемых сплавов предпочтительным выглядит медленное изотермическое деформирование. Исследования выполнялись по результатам моделирования процесса в программном комплексе QFORM, так и используя данные работы [4].
Выполнив моделирование в программе QFORM, предварительно подобрав предполагаемые технологические режимы было выполнено теоретическое влияние степени деформации, геометрии и скорости перемещения инструмента на силу обжима трубных заготовок из сплавов ВТ6С и АМг6 (рис. 1).
DK
И s \
Рис. 1. Эскиз изделия после обжима
На рис. 2 - 3 представлены графические зависимости изменения относительной величины давления д при обжиме трубных заготовок из алюминиевого и титанового сплавов от коэффициента обжима К0 и скорости перемещения инструмента.
Из представленных зависимостей видно, что с увеличением коэффициента обжима Кобж и скорости деформирования относительная величина давления д возрастает.
Рис. 2. Графические зависимости изменения q от V, мм / с при обжиме трубных заготовок: сплав АМгб
(dau2 = 150 мм, s = 30 мм)
Рис. 3. Графические зависимости изменения q от V, мм / с при обжиме трубных заготовок: сплав ВТ6С
(dзаг = 150 мм, s = 30 мм)
Зависимости изменения относительной величины давления д от к от относительной толщины трубных заготовок представлены на рис. 4.
<7.
МПа
АМгб ВТбС
s=S/R
о
Рис. 4. Графические зависимости изменения д от относительной толщины трубных заготовок
мм, 194
(сплав АМгб, dзаг = 150 мм, s = 30мм; V = 0,1 мм/с)
Анализ графических зависимостей показывает, что с увеличением коэффициента анизотропии относительная величина давления ^ возрастает.
Полученные результаты исследований, в частности данные по влиянию технологических факторов на силу были использованы при проектировании инструмента. На рис. 5 представлена схема штампа для изотермического обжима и его твердотельная модель
Данный штамп устанавливается на гидравлический пресс ПА 2642с номинальной силой 16000кН. Его особенностью является поддержание постоянной температуры штамповки путем применения обогрева рабочего инструмента посредством индукционных нагревателей 3, 6, а так же теплоизоляцией блока каолиновой ватой 4, 5 и теплоизоляционными прокладками 7, 11, 12.
Рис. 5. Схема штампового блока:
1 - матрица; 2 - пуансон; 3 - нагреватель; 4,5 - теплоизоляция; 6 - нагреватель;
7 - теплоизоляция; 8 - плита; 9 - плита нижняя; 10 - плита верхняя;
11,12 - теплоизоляция; 13 - кожух
Полученные результаты можно использовать в дальнейшем при создании рекомендаций по проектированию технологий изготовления осесимметричных цилиндрических тонкостенных изделий с широким основанием и более узкой горловиной изотермическим обжимом.
Список литературы
1. Изотермическое формоизменение анизотропных материалов жестким инструментом в режиме кратковременной ползучести / С.С. Яковлев, С.П. Яковлев, В.Н. Чудин, В.И. Трегубов, А.В. Черняев. М.: Машиностроение, 2009. 412 с.
2. Яковлев С. С., Кухарь В. Д., Трегубов В.И. Теория и технология штамповки анизотропных материалов / под ред. С.С. Яковлева. М.: Машиностроение, 2012. 400 с.
3. 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.
4. Чудин В.Н., Яковлев С.С., Нуждин Г. А., Яковлев Б.С. Математические модели операций вытяжки, обжима, отбортовки и раздачи анизотропного вязко-пластичного материала // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2013. Вып. 1. С. 29-38.
Астахов Андрей Сергеевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF POWER PARAMETERS OF ISOTHERMAL COMPRESSION OF TUBE BILLETS
A.S. Astakhov
Based on the ratios for assessing the strength and continuity, a study was made of the influence of the parameters of the tool and equipment on the specific pressure of the crimp and damage to the material. Using the results of research, a snap was designed to realize crimping.
Key words: crimp, creep, stress, strain, force, continuity.
Astahov Andrey Sergeevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77.01
ТОРЦЕВАЯ РАСКАТКА СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
С.А. Морозов, А.В. Щенятский, А.С. Морозов
Рассмотрены эффективные способы изготовления зубчатых колец, шестерен, шкивов. Определен оптимальный способ их изготовления методом торцевой раскатки. Приведен пример исследования торцевой раскатки детали «Шкив» из алюминиевого сплава АД31. Проведено компьютерное моделирование процесса в программе QForm, определено напряженно-деформированное состояние заготовки, силовые параметры процесса. Произведена штамповка опытной партии деталей на специализированном прессе PWX-100.
Ключевые слова: штамповка, литье, выдавливание, торцевая раскатка, компьютерное моделирование, очаг деформации, НДС.
В машиностроении широкое распространение получили детали типа зубчатых колес, шестерен, шкивов, входящих в различные изделия. Разработка эффективных, малооперационных технологий их изготовления является актуальной задачей.
Изготовление зубчатых колес, шестерен, шкивов возможно литьем под давлением, если материалы этих деталей литьевые. Заполнение металлом формы при литье и получение зубчатого профиля намного легче, чем при штамповке. Но, как известно, процессы литья в металлообрабатывающей промышленности являются очень дорогими. Причем до 75 % металла уходит в отход в виде литников и питателей, оборудование для литья под давлением дорогостоящее и занимает большие производственные площади [1]. Поэтому с точки зрения экономики требуется переход на технологию, значительно более дешёвую, чем литьё под давлением - например, штамповку.
Необходимо выбрать такой метод штамповки, при котором будет получаться качественный зубчатый профиль детали и геометрия других поверхностей детали, а способ штамповки будет производиться с наименьшим усилием.
Детали можно изготовить метод горячей объемной штамповки (рис. 1а: 1 - матрица, 2 - выталкиватель, 3 - направляющая гильза, 4 - пуансон, 5- заготовка) [7]. Метод включает предварительное формообразование зубчатого профиля с зубьями неполной высоты на боковой поверхности цилиндрической заготовки и окончательное формообразование изделия закрытой осадкой в штампе с радиальным истечением металла. Предварительное формообразование зубчатого профиля осуществляется до получения зубьев высотой 0,5-0,7 от окончательной. Окончательное формообразование проводят прямым выдавливанием полуфабриката через зубчатую матрицу.
Метод позволяет снизить удельные нагрузки на инструмент и повысить точность деформирования деталей. Однако требуется предварительное формообразование зубчатого профиля неполной высоты на боковой поверхности цилиндрической заготовки.
