CC BY
3
ANALYSIS OF THE PROCESS OF OBTAINING THE STEPPED PART
L.V. Karkach
Computer modeling has been carried out for a comprehensive assessment of the process of extrusion of a stepped part from steel. A study of the influence of the punch shape on the force, the shape of the resulting stepped semi-finished product, and the voltage in the tool is carried out.
Key words: steel, stepped part, extrusion, process, alloy, pressure treatment.
Karkach Leonid Vitalevich, student, mpf-tula@,rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043
К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТА СО СТУПЕНЧАТОЙ НАРУЖНОЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ
Я.В. Грибачев
В работе рассматривается повреждаемость в детали при ее изготовлении методом комбинированного выдавливания, также проведена оценка качества изделия и напряжений в инструменте. Исследование выполнено при помощи аналитического метода обработки компьютерных данных, полученных из программных комплексов.
Ключевые слова: повреждаемость, полуфабрикат, качество, инструмент, ступени, обработка давлением.
Изготовление ступенчатых деталей является сложной задачей, решение которой заключается в использовании современных методов обработки металлов давлением, например комбинированного выдавливания. Эта технология позволяет получить требуемое изделие без значительных трудозатрат [1-3]. Для повышения энергоэффективности и улучшения качества изделий может применяться различный по форме инструмент. В работе будет рассмотрено влияние формы заходной поверхности на возможность образования поверхностных дефектов, повреждаемость и износ инструмента на основе проведенного компьютерного моделирования в программе QForm [4-9]. Были подвержены сравнению два инструмента, пуансона, которые отличаются формой поверхности, которая осуществляет внедрение в металл (рис. 1).
б
Рис. 1. Схемы перед началом операций 141
а
Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 12
По приведенным схемам проводилось компьютерное моделирование штамповки, стального полуфабриката и были получены поля Gartfield (рис. 2), величины Cockcroft Latham (рис. 3), а так же износ инструмента (рис. 4). Данное моделирование проходило при одинаковых начальных условиях, за исключением формы пуансона.
б
Рис. 2. К оценке полей Gartfield
Поля Gartfield (рис. 2) показывают возможность образования на поверхности деформируемого изделия повреждения, и чем выше величина, тем больше вероятность дефектообра-зования в рассматриваемой области. В данном случае поля расположены в краевой части ступени, а также в верхней части стенки. Большее значения Gartfíeld наблюдаются при деформировании вторым типом пуансона и составляет 0,5, при деформировании пуансоном первого типа рассматриваемая величина на 30% ниже и составляет 0,36.
а б
Рис. 3. К оценке параметра СвсксгвА Latham
Наибольшее значение Cockcroft-Latham наблюдается в области перехода стенки во фланцевую часть (ступень), а также во внутренней полости полуфабриката. Наибольшая величина и характер распределения одинаковы для приведённых случаев штамповки.
Также были исследованы параметры износа инструмента, в результате которых было установлено, что наибольшему износу подвергается ребро пуансона, при этом износ плоского пуансона выше на 17%.
Рис. 4. Износ выпуклого пуансона - вид снизу 142
а
Проведенное исследование показало:
1. На характер распределения и величину Cockcroft-Latham значительного влияния форма инструмента не оказывает.
2. Плоский пуансон подвержен более значительному износу (больше на 15%), чем выпуклый.
3. Большее значения Gartfield наблюдается при деформировании выпуклым типом пуансона и составляет 0,5.
По совокупности факторов выпуклый пуансон имеет больше преимуществ, относительно плоского, при этом также значительно отличаются технологические силы процессов. Таким образом более целесообразно применять выпуклый пуансон.
Данное моделирование показало, что использование компьютерных исследование положительным образом сказывается на научную и технологическую деятельность за счет значительного сокращения времени на исследования, а также благодаря возможности проведений оценок большого числа факторов на протекание различных технологических операций и процессов обработки металлов давлением.
Список литературы
1. Колмогоров, В. Л. Механика обработки металлов давлением. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. техн. ун-та - УПИ, 2001. 836 с.
2. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов : учебник для вузов / А. В. Зиновьев, А. И. Колпашников, П. И. Полухин [и др.]. М.: Металлургия, 1992. 512 с.
3. Сторожев, М. В. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. М.: Машиностроение, 1977. 423 с.
4. Алексеев А.В. Горячая объемная штамповка сложнопрофильной детали // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 6. С. 406-409.
5. Богданов С.Б. Комбинированное выдавливание детали при различных геометриях инструмента // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 6. С. 384-386.
6. Жерносек В.Н. Анализ формы детали и течения материала при комбинированном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12.
7. Юрков И.В. Анализ процесса комбинированного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 564-568.
8. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для студентов электротехнических и электромеханических спец. ВУЗов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. М. Высшая школа, 2004. 518с.
9. Larin S.N., Tregubov V.I. Spinning of axially symmetric shells made of anisotropic materials with a divided deformation zone // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2020. Т. 55. № 1.С. 134-139.
Грибачев Ярослав Васильевич, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
TO THE QUESTION OF QUALITY ASSESSMENT AND DAMAGE IN THE PROCESS OF MANUFACTURING A SEMI-FINISHED PRODUCT WITH A STEPPED EXTERNAL SURFACE
Y.V. Gribachev
The paper considers the damageability in the part during its manufacture by the method of combined extrusion, and also assesses the quality of the product and the stresses in the tool. The study was carried out using the analytical method of processing computer data obtained from software systems.
Key words: damageability, semi-finished product, quality, tool, steps, pressure treatment.
Gribachev Yaroslav Vasilevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
