CC BY
4
3. Яковлев С.С., Чижов И.А., Павлушин В.О. Напряженно-деформированное состояние при изготовлении трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 172-177.
4. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572-576.
5. Ларин С.Н., Пасынков А.А., Яковлев С.С. Оценка напряженно-деформированного состояния заготовки при вытяжке через сложнопрофильную матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 10. С. 466-470.
6. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977. 317 с.
7. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение.1979.
520 с.
Каркач Леонид Витальевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
ASSESSMENT OF DEFORMATION AND DAMAGE IN THE PART DURING REVERSE
EXTRUSION
L.V. Karkach
When carrying out the process of back extrusion, the effect of the stamping temperature on various parameters of the operation was investigated: the intensity of deformations, resistance to deformations, and damageability. More ^ favorable conditions ^ for carrying out this method of metal working by pressure have been determined.
Key words: deformations, research, resistance to deformations, deformation, damageability,
extrusion.
Karkach Leonid Vitalevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77; 621.7.043
ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ОРЕБРЕННЫХ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ
Н.М. Чекмазов
В статье даны результаты исследований влияния степеней деформации, трения, скоростей деформирования и геометрических характеристик инструмента на величины сил формирования рельефа на плитах.
Ключевые слова: деформирование, горячая штамповка, цветные сплавы.
Процессы деформирования, основной операцией которых является выдавливание характеризуются значительными величинами сил. В данной статье рассматривается процесс деформирования плоских толстых заготовок пуансоном с рабочей поверхностью в виде комбинации квадратных элементов. Данный процесс справедлив для деформирования плит из цветных сплавов, характеризующихся высокими прочностными характеристиками [1-4]. Соответственно велики силовые режимы деформирования таких заготовок. Ввиду этого деформирование осуществляется в горячих условиях при низких скоростях и постоянной температуре заготовки. Предполагается на базе моделирования данного процесса выполнение исследований влияния степеней деформации, трения, скоростей деформирования и геометрических характеристик инструмента на величины сил формирования рельефа на плитах.
На рис. 1 дана схема процесса. На рис. 2 представлен эскиз заготовки (а) и готового изделия (б) с иллюстрацией их разбивки на элементы.
471
а б
Рис. 2. Схема заготовки (а) и готового элемента изделия (б)
Процесс моделирования осуществлялся в программе DEFORM. Заготовка представляла собой квадратную в плане плиту со стороной a = 150 мм. Толщиной s = 10 мм. Деформирование осуществлялось до достижения выдавливаемого ребра высоты 15 мм. Ширина выдавливаемого ребра исследовалась в диапазоне b = 2...10 мм. Скорость деформирования 1...100 мм/мин. Температура нагрева 900°С для титана ВТ6 и 450°С для сплава В95. Исследовалось влияние радиусов перехода Г, принимаемых из интервала 0,5.4 мм.
На рис. 3 приведена зависимость изменения силы выдавливания оребрений в течении времени для разных скоростей деформирования при ширине ребра b = 5 мм.
Р, кН
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Рис. 3. График зависимости P, кН от h (В95, b = 5 мм, Г = 1 мм): 1 - V = 1 мм/мин; 2 - V = 10 мм/мин; 3 - V = 100 мм/мин
Видно, что увеличение скорости перемещения нажимной плиты приводит к равномерному росту сил формирования рельефа на заготовке. Увеличение V c 1 до 100 мм/мин ведет к росту P в 4 раза. Саму зависимость изменения сил деформирования в течении операции можно разбить на 2 стадии - резкий скачек сил до величины h =0,35.0,4 (на 95%) и стационарная стадия с плавным ростом величины сил при h =0,4.1 (на 5%).
472
На рис. 4 приведена зависимость изменения силы при выдавливании оребрений в продолжении процесса для разных значений радиуса скругления рабочих кромок при Ь = 5 мм.
Р, кН
1500 1200 900 600 300
о
Рис. 4. График зависимости Р, кН от И (В95, Ь = 5 мм, V = 1 мм/мин): 1 - г = 0,5 мм; 2 - Г = 1 мм; Г = 2 мм; 4 - Г = 4 мм
Изменение радиуса скругления кромок рабочих элементов нажимной плиты в конечном итоге не сильно влияет на изменение сил деформирования. При увеличении г с 0,5 до 4 мм происходит рост Р на 10 %. Однако при максимальном из рассматриваемых значениях г заметно изменяется поведения графика силы в течении процесса. При Г = 4 мм происходит более плавный относительно случаев с другими скруглениями рост сил до величины И =0,6, а затем начинается стационарная стадия с практически не меняющейся величиной силы.
На рис. 5 приведена зависимость изменения силы выдавливания от ширины ребра для разных значений скорости деформирования. Установлено, что при росте Ь с 2 до 10 мм силы формирования рельефа снижаются, но с разной и интенсивностью в зависимости от скоростных режимов. Так для сплава В95 при V = 1 мм/ мин с ростом Ь с 2 до 10 мм сила снижается в 2
раза, а при V = 100 мм / мин происходит ее снижение в 3 раза. Для сплава ВТ6 при
V = 1 мм / мин сила снижается в 2,5 раза, а при V = 100 мм / мин в 3 раза.
Р, кН
8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
2 4 6 8 Ь, ММ
Рис. 5. График зависимости Р, кН от Ь, мм: 1 - V = 1 мм / мин, В95;
2 - V = 100 мм / мин, В95; 3 - V = 1 мм / мин, ВТ6; 4 - V = 100 мм / мин, ВТ6
На рис. 6 приведена зависимость изменения силы выдавливания от радиуса скругле-ния рабочей кромки для разных значений скорости деформирования.
Рост радиуса округления рабочей кромки, как видно из рис. 6 ведет к увеличению сил штамповки на 10 %. С ростом скоростей деформирования интенсивность роста сил с увеличением величин скругления растет. Рост скоростей деформирования приводит к росту силы в раза в среднем.
Р, кН
6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500
2 З-5 V, мм/МИН
Рис. 6. График зависимости P, кН от V, мм / мин : 1 - r = 0,5 мм; 2 - r = 1 мм;
r = 2 мм; 4 - r = 4 мм
Таким образом определяющими величинами для назначения технологических режимов при формировании рельефа на плитах являются скорость деформирования и степень деформации.
Работа выполнена в рамках гранта НШ-2601.2020.8
Список литературы
1. Чудин В.Н. Расчетная модель нестационарного деформирования // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. М. 2016. №5. С. 20-23.
2. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я.А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 2003. 427с.
3. Чудин В.Н., Соболев Я.А., Пасынков А.А. Изотермическая осесимметричная осадка в условиях вязкопластичности // Заготовительные производства в машиностроении. М. 2015. №6. С. 22-25.
4. Чудин В.Н., Пасынков А.А. Выдавливание элементов трубопроводов при вязкопла-стическом деформировании // Технология машиностроения. 2018. №10. С. 20-24.
Чекмазов Никита Михайлович, студент, olya-gurova-2016@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STUDY OF POWER PARAMETERS OF STAMPING PROCESSES OF FINISHED FLAT PARTS
N.M. Chekmazov
The article presents the results of studies of the influence of the degrees of deformation, friction, deformation rates and geometric characteristics of the tool on the magnitude of the forces of formation of the relief on the plates.
Key words: deformation, hot stamping, non-ferrous alloys.
Chekmazov Nikita Mikhailovich, student, olya-gurova-2016@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
