CC BY
1
8. Адаскин А.М., Красновский А.Н. Материаловедение и технология металлических, неметаллических и композиционных материалов: Учебник. М.: Форум, 2018. 592 c.
9. Гребенщиков И.В. Исследование операции высадки фланцевой части алюминиевой заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 10. С. 348-350.
10. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. 688 с.
Галицина Ксения Алексеевна, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Научный руководитель: Платонов Валерий Иванович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVAL UATION OF THE QUALITY OF A PRODUCT PRODUCED BY COLD BACK EXTRACTION
K.A. Galitsina
Forging and stamping processes are used in most industries related to working with metals, while there are a huge number ofpressure metal processing methods. One of the brightest representatives of the methods can be called extrusion. Extrusion can produce a wide range of part shapes and sizes, and it is important to study processes in order to improve or optimize them. This paper presents the results of a study of cold reverse extrusion of an aluminum alloy bushing type part. Damageability and the probability of formation of defects on the outer surface of the part are assessed based on the results of computer simulation of stamping. Images are given of how the damage and the probability of defect formation are distributed and what value at different points of the part. Conclusions are drawn about their qualitative and quantitative distribution over the body of the part. This article is a continuation of a series of works devoted to cold reverse extrusion of a part with a complex cross-sectional shape.
Key words: stamping, cold extrusion, volumetric deformation, damageability, defect fields, quality.
Galitsina Ksenia Alekseevna, undergraduate, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific advisor: Platonov Valery Ivanovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-617-620
К ВОПРОСУ О ПОЛУЧЕНИИ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИМ ФОРМОИЗМЕНЕНИЕМ
А.И. Гасанов
Штамповочное производство является неотъемлемой частью промышленных процессов при изготовлении множества металлических деталей, в том числе, и изделий, которые представляют собой полые осесимметричные тела вращения с дном, то есть детали типа стакан. В данной работе рассматривается вопрос о возможности использования метода обратного выдавливания для производства деталей типа стакан при помощи различных по геометрической форме формоизменяющих инструментов. Исследования проводятся при помощи компьютерных моделирований в программах для моделирования процессов обработки металлов давлением. В настоящей работе исследуется обратное выдавливание, технологические силы и форма получаемого изделия при формоизменении несколькими типами пуансонов. Приводятся изображения получаемых деталей исходя из результатов моделирований, графики технологических сил. Проводится оценка того, как влияет форма инструмента на требуемую технологическую силу. Делаются выводы о том, какой из оцениваемых инструментов наиболее оптимальный в данном случае и какой из рассматриваемых лучше подходит для проведения операции.
Ключевые слова: тело вращения, алюминиевый сплав, объемная штамповка, выдавливание, обратное выдавливание.
Изготовление одной и той же детали возможно совершенно разными способами. Так получение изделия типа алюминиевый стакан может проводиться и с помощью обработки резанием, и с помощью литья, и обработки металлов давлением, и другими методами [1-2]. Поэтому необходимо выбрать наиболее оптимальный и доступный метод с точки зрения производительности, качества и стоимости конечного изделия. Для получения полых осесимметричных деталей с дном, как правило, используют обработку давлением, так как она наиболее производительна [3].
617
Штамповочное производство является неотъемлемой частью промышленных процессов при изготовлении множества металлических деталей, встречаемых в машиностроении, авиа- и самолетостроении, потребительском сегменте и пр. Однако и с помощью штамповки деталь типа стакан можно получить несколькими способами, в том числе, ротационной вытяжкой, вытяжкой без утонения, с утонением, выдавливанием. Способы вытяжки изучены довольно обширно [4-6], при этом выдавливанием получение таких деталей изучено не так глубоко, поэтому актуальной задачей является изучение процесса получения подобных деталей с применением технологии холодного обратного выдавливания, и сравнение полученных данных с вытяжкой. На первом этапе, в данной работе будет изучен сам процесс с точки зрения технологической силы и формы получаемого изделия при использовании разного по форме инструмента - пуансона.
Для исследования процесса были проведены компьютерные моделирования получения детали с толщиной стенки 3 мм, дна 4 мм из алюминиевого сплава АД0 в программе QForm [7-10]. В данном случае проводится обратное выдавливание в матрице с помощью пуансонов разной формы. Пуансоны представляют собой цилиндрические продольные тела, у которых имеется плоская давящая поверхности, которая далее сужается и переходит в цилиндрическое тело. Однако в данном случае играет роль высота рабочего пояска, который расположен между давящей поверхностью и началом сужения. В настоящей работе рассмотрено 3 варианта рабочего пояска: 0, 2 мм и 10 мм. И были получены изображения того, как выглядят изделия после штамповки описанными выше инструментами (рис. 1).
в
Рис. 1. Изделия после операции выдавливания
Далее была проведена оценка технологических сил (рис. 2).
В результате исследования установлено, что технологическая сила в рассматриваемых вариантах практически идентична, однако с увеличением высоты рабочего пояска наблюдается небольшой рост силы, примерно на 1%, что связано с увеличением площадки, на которой действует трение. При этом характер графиков одинаков.
Оценка формы изделия показала, что чем больше рабочий поясок пуансона, тем более качественное изделие получается с точки зрения формы, так при отсутствии рабочего пояска происходит интенсивное затекание материала в область пуансона. Таким образом не обеспечивается достаточная точность получаемой внутренней поверхности.
-О мм
-2 мм
10 мм
Перемещение пуансона, мм Рис. 2. График технологической силы
Таким образом из результатов исследования можно сделать вывод о том, что рабочий поясок в пуансоне при выдавливании должен присутствовать, при этом должна обеспечиваться его высота не менее 2 мм, для получения качественного изделия.
Список литературы
1. Яковлев С.С. Ковка и штамповка. В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под общ. ред. С.С. Яковлева; ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 2010. 732 с.
2. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант, 1997. 331 с.
3. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Изд. 5-е, перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.
4. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. / Ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1986. Т. 2. Горячая штамповка / Под ред. Е.И. Семенова, 1986. 592 с.
5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022666249 Российская Федерация. Программа для определения силовых параметров при вытяжке с локальным утонением и интенсивной пластической деформацией: № 2022665610: заявл. 22.08.2022: опубл. 29.08.2022 / С.С. Яковлев, В.А. Коротков, В.Д. Кухарь, С.Н. Ларин; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный университет».
6. Коротков В.А., Чижов И.А., Архипцев А.С. Влияние последовательности переходов при вытяжке с локальным утонением на силовые параметры и напряжённо-деформируемое состояние // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 11. С. 503-511.
7. Вытяжка листовых заготовок переменной толщины для изготовления корпусных деталей электротехнической промышленности / А.Н. Малышев, С.А. Бысов, В.Д. Кухарь [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2021. № 4. С. 30-36.
8. Пасынков А.А., Яковлев Б.С. Теоретические исследования процесса обжима цилиндрических заготовок в условиях вязкопластического течения материала // Заготовительные производства в машиностроении. 2022. Т. 20, № 5. С. 213-217.
9. Каркач Л.В. Исследование процесса обратного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 9. С. 356-358.
10. Грибачев Я.В. Исследование напряженно-деформированного состояния при комбинированном выдавливании латунной заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 9. С. 354-356.
Гасанов Аббас Иса оглы, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
Научный руководитель: Пасынков Андрей Александрович, к.т.н., доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет.
ON THE Q UESTION OF OBTAINING PARTS BY PLASTIC MOLDING
A.I. Gasanov
Stamping production is an integral part of industrial processes in the manufacture of many metal parts, including products that are hollow axisymmetric bodies of revolution with a bottom, that is, glass-type parts. This paper discusses the possibility of using the reverse extrusion method for the production of cup-type
619
parts using shaping tools of various geometric shapes. Research is carried out with the help of computer simulations in programs for modeling metal forming processes. In this paper, reverse extrusion, technological forces and the shape of the resulting product are studied when forming with several types of punches. Images of the obtained parts are given based on the results of modeling, graphics of technological forces. An assessment is made of how the shape of the tool affects the required technological force. Conclusions are drawn about which of the evaluated instruments is the most optimal in this case and which of the considered ones is better suited for the operation.
Key words: body of revolution, aluminum alloy, forging, extrusion, reverse extrusion.
Gasanov Abbas Isa ogly, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific advisor: Pasynkov Andrej Aleksandrovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-620-623
ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНОЙ СТЕПЕНИ УТОНЕНИЯ ПРИ ОТБОРТОВКЕ
Г.А. Вобликов
Процессы обработки металлов давлением являются сложными технологическими процессами заготовительного производства, с помощью которых возможно получение деталей широкой номенклатуры. Настоящая работа посвящена операции отбортовки, которая может отличаться в зависимости от места формоизменения (по внутренней кроме или наружной) по типу применяемого инструмента, по характеру изменения формы, так выделяют отбортовку и отбортовку с утонением. Последняя будет рассмотрена в данной работе. Проводится компьютерное моделирование процесса обработки металлов давлением, а именно отбортовки при помощи программных комплексов. Приводятся коэффициенты утонения, при которых начинает происходить разрушение материала. Приводятся схемы распределений интенсивности деформаций и средних напряжений. Проведена оценка этих параметров и выявлены закономерности протекания процесса, напряженного и деформированного состояния и разрушения материала. Делаются выводы о качественном и количественном распределении интенсивности напряжений и средних напряжений при отбортовке с утонением.
Ключевые слова: отбортовка, утонение, коэффициент утонения, средние напряжения, интенсивности деформаций.
Для операций обработки металлов давлением характерно большое разнообразие применяемых операций для получения конечного изделия, так в основном различают методы объемной и листовой штамповки [1-2]. Листовой штамповкой получают большое разнообразие деталей, при этом для этого вида ОМД характерно получение изделий или полуфабрикатов из листового или фасонного проката без значительного распределения материла в поперечном сечении. Таких процессов существует много: гибка, вытяжка, вырубка, пробивка, раздача, обжим. Настоящая работа посвящена операции отбортовки, которая может отличаться в зависимости от места формоизменения (по внутренней кроме или наружной) по типу применяемого инструмента, по характеру изменения формы, так выделяют отбортовку и отбор-товку с утонением. Последняя будет рассмотрена в данной работе.
Как и в любой другой операции обработке металлов давлением, при отбортовке с утонением имеются предельные возможности изменения формы [3-5], в данном случае же имеются 2 предельных характеристики, одной из которых является предельная возможность отбортовки, а второй - максимально допустимая степень утонения. В работе рассматривается предельные возможности утонения при фиксированных иных параметрах отбортовки. И будут рассмотрены интенсивности деформаций и средние напряжения при разных коэффициентах утонения материала. Для исследования были проведены разные компьютерные моделирования, при следующих начальных условиях: толщина стального (сталь 10) диска составляет 2 мм, использовалась смазка (фосфат-мыло). Компьютерные моделирования проводились в программе QForm [6-10]. Для начала было проведено исследование утонения с 2 мм до 1,35 мм, и после постепенно увеличивалось утонение. Было определено, что при коэффициенте утонения равном 0,5 обрыва не происходило, однако при 0,475 разрыв наблюдался (рис. 1).
