ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЛИЧИН НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В ДЕТАЛИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВЫДАВЛИВАНИИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

The paper discusses the isothermal backward extrusion of a tube blank into the matrix of square section. This process is analyzed in terms of evaluating the geometry of the resulting products, stresses in the body of the product that occur during the stamping process. Key words: reverse extrusion, tube blanks, square cross-section matrix.

Gololobova Lyubov Evgenievna, undergraduate, mpf-tula@,rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.983; 539.374

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЛИЧИН НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В ДЕТАЛИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВЫДАВЛИВАНИИ

С. С. Абрамов

Исследован процесс комбинированного выдавливания стальных прутковых заготовок в части анализа напряжений и деформаций в зависимости от степени деформации. Результаты представлены в виде графических зависимостей.

Ключевые слова: обработка давлением, комбинированное выдавливание, напряжение, сила.

В работе на основании моделирования процесса комбинированного выдавливания стальных прутковых заготовок выполнена оценка изменения показателей напряженного и деформированного состояния заготовки в зависимости от величины редукции. На рис. 1 представлена схема процесса. Моделирование выполнено с помощью комплекса для расчетов процессов обработки давлением DEFORM.

Рис. 1. Схема исследуемого процесса выдавливания

Процесс исследовался для инструмента с размерами: Do = 80 мм, Dп1 = 48...70 мм, Dп2 = 40...48 мм, Dм = 60 мм. В качестве заготовки принимался пруток из стали 45 диаметром 80 мм и высотой 25 мм.

466

Основным варьируемым параметром для оценки процесса служила

величина редукции, равная r

D2 - (D0 - D2)

D 2

. Выполнялось моделирова-

ние данного процесса при разных значениях редукции и коэффициента трения.

На рис. 2 приведена графическая зависимость, устанавливающая влияние величины редукции на максимальные растягивающие напряжения в изделии.

а.МПа

1400 1200

1000 800

600

400

200

К

■2

0,4

0,5

0,6

0,7

Рис. 2. Зависимость максимальных растягивающих напряжений в изделии от величины редукции: 1 - т = 0,08; 2 - ¡1 = 0,12

Судя по представленной на рис. 2 зависимости с ростом величины редукции происходит постоянный рост растягивающих напряжений в изделии. Увеличение редукции с 0,4 до 0,8 ведет к росту напряжений в 3 раза. Рост коэффициента трения приводит к снижению растягивающих напряжений.

На рис. 3 приведена графическая зависимость, устанавливающая влияние величины редукции на максимальные сжимающие напряжения в изделии.

а.МПа

5000 4000 3000 2000 1000 О

0,4 0,5 0.6 0,7 Г

Рис. 3. Зависимость максимальных сжимающих напряжений в изделии от величины редукции: 1 - ¡ = 0,08; 2 - ¡m = 0,12

467

2

М

Анализ рис. 3 показывает, что увеличение значения редукции с 0,4 до 0,5 ведет к снижению сжимающих напряжений на 20 %. Затем с ростом значения редукции до 0,8 сжимающие напряжения начинают расти на 35 %. Увеличение трения между инструментами приводит к росту сжимающих напряжений на 10 %.

На рис. 4 приведена графическая зависимость, устанавливающая влияние величины редукции на значение силы на деформирующем пуансоне.

Р.кН

зооо

2500 2000 1500 1000 500 0

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Г

Рис. 4. Зависимость максимальных растягивающих напряжений в изделии от величины редукции: 1 - т = 0,08; 2 - ¡т = 0,12

Анализ рис. 4 показывает, что рост значения редукции с 0,4 до 0,5 приводит к снижению сил на деформирующем пуансоне на 8 %. Затем с ростом значения редукции до 0,8 силы на деформирующем пуансоне начинают расти в 2,5 раза.

В заключении стоит отметить, что напряженное состояние в детали заметно зависит от величины редукции. Имеются определенные оптимальные значения величины редукции, позволяющие минимизировать сжимающие напряжения и силы.

Работа выполнена под руководством д.т.н., проф. Ларина С.Н.

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ 20-08-00401.

Список литературы

1. Ларин С.Н., Пасынков А.А., Булычев В.А. Анализ течения металла при комбинированном выдавливании стальных заготовок с плоскоконусным инструментом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 355-360.

2. Ларин С.Н., Трегубов В.И., Исаева А.Н., Ларина М.В. Напряженно-деформированное состояние заготовки в процессе комбинированного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 375-381.

3. Ларин С.Н., Пасынков А.А., Недошивин С.В., Исаева А.Н. Оценка напряженно-деформированного состояния изделия при комбинированном выдавливании прутковой заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 454-460.

468

4. Чудин В.Н., Пасынков А. А. Нестационарные процессы изотермической штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2018. №6. С. 23-28.

5. Пасынков А. А., Борискин О.И., Ларин С.Н. Теоретические исследования операции изотермической раздачи труб из труднодеформируемых цветных сплавов в условиях кратковременной ползучести // Цветные металлы. 2018. №2. С. 74-78.

Абрамов Сергей Сергеевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

INVESTIGA TION OF THE VAL UES OF STRESSES AND DEFORMA TIONS IN THE PART

DURING COMBINED EXTRUSION

S.S. Abramov

The process of combined extrusion of steel bar billets is studied in terms of stress and strain analysis depending on the degree of deformation. The results are presented in the form of graphical dependencies.

Key words: metal forming, composite squeezing, strain, strength.

Abramov Sergey Sergeevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.771

ОЦЕНКА СИЛ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ОБРАТНОМ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ВЫДАВЛИВАНИИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ В МАТРИЦУ КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ

Л.Е. Гололобова

Выполнен анализ влияния скорости деформирования, степени формообразования и геометрических характеристик деформирующего инструмента на значения деформаций и сил на пуансоне при изотермическом выдавливании трубной заготовки в матрицу квадратного сечения.

Ключевые слова: изотермическое выдавливание, трубные заготовки, матрица квадратного сечения, силы.

В статье [1] рассмотрен процесс изотермического выдавливания трубной заковки в матрицу квадратного сечения. Там в частности установлено влияние технологических параметров на напряжения в изделии и формирование геометрии стенки изделия. В данной статье рассмотрим данную операцию в части анализа деформаций и сил на пуансоне. Размеры инструмента примем следующими: Ьмсп1р=100 мм, Ъпуанс = 90 и 95 мм,

D = 60 мм. Заготовка имеет размеры: высота 60 мм, диаметр 100 мм,

469