CC BY
7
CALCULATION OF THE DURABILITY OF THE STAMPING TOOL USED IN THE PRODUCTION OF SPECIAL PRODUCTS
S.A. Kisvyantsev, T.A. Komarova
This article provides a calculation of the durability of a stamping tool used in the manufacture of special products according to empirical formulas and coefficients specified in the reference book [1] «Cold stamping», and also proposes an option for determining the durability by calculating wear of the working surfaces of the tool.
Key words: calculation, tool life, stamping tools, special products, caliber, matrix,
punch.
Kisvyantsev Sergey Anatolyevich, candidate of technical sciences, leading engineer, constructor, mastersee2582@gmail.com, Russia, Tula, JSCNPO SPLAVim. A.N. Ganichev,
Komarova Tatyana Anatolyevna, leading design engineer, mas-tersee2582@gmail.com, Russia, Tula, JSC NPO SPLAV im. A.N. Ganichev
УДК 621.7.043
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-8-23-26
КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО
ВЫДАВЛИВАНИЯ
А.В. Алексеев
Проводится исследования влияния температуры инструмента и заготовки на следующие параметры процесса прямого выдавливания: интенсивность напряжений и деформаций, средние напряжения, температуры в заготовке и инструменте.
Ключевые слова: прямое выдавливание, оценка, исследование, напряжения, деформации.
Комплексное и всестороннее исследование какого-либо процесса в ОМД позволяет получить общие и при этом необходимые сведения о рассматриваемых процессах [1-3]. Основными показателями формоизменения могут являться:
- сила формоизменения;
- температура заготовки;
- температура инструмента;
- интенсивность напряжений;
- интенсивность деформаций;
- средние напряжения.
В данной работе будет проводиться исследование описанных выше характеристик в процессе объемной штамповки металлической заготовки, а именно прямого выдавливания детали типа «Втулка» по схеме (рис. 1).
Процесс выдавливания может осуществляться при различной температуре, поэтому исследовались разные комбинации температур заготовки и инструмента, а именно рассматривались следующие варианты:
1 - температура заготовки 20°C, температура инструмента 20°C;
2 - температура заготовки 20°C, температура инструмента 600°C;
3 - температура заготовки 1100°C, температура инструмента 600°C.
23
Рис. 1. Схема процесса
Для исследования было проведено математическое моделирование [4-7], а полученные данные занесены в табл. 1 и 2. Также полученные характеристики приведены на графиках (рис. 2 и 3).
Таблица 1
Напряжения и деформации в заготовке__
Температурный режим, № Максимальная среднее напряжение, МПа Минимальное среднее напряжение, МПа Интенсивность напряжений, МПа Интенсивность деформаций
1 195 -2127 601 6,5
2 151 -932 283 5,1
3 71 -551 164 4,4
1000
500
к -500 х
| -1000 а
-1500
-2000
Максимальная среднее напряжение, МПа
лальное среднее МПа
Интенсивность напряжений, МПа
-2500
■ 1 В2 В3
Рис. 2. К анализу напряжений
Максимальная величина растягивающих напряжений наблюдается при штамповке по первому варианту и снижается с 195 МПа до 71 МПа при формоизменении при нагретом и инструменте, и заготовке. Подобная тенденция наблюдается и для минимальных величин сжимающих напряжений. Для холодной деформации в данном случае наибольшее сжимающее напряжение составляет 2127 Мпа, а при горячей - 551, отличие в данном случае составило четырехкратное.
Интенсивность напряжений при формоизменении также падает с увеличением температуры штамповки.
0
Таблица 2
Параметры технологического процесса_
Температурный режим, № Технологическая сила, МН Максимальная температура в заготовке, градус Максимальная температура в инструментах, градус
1 1,08 741 457
2 0,44 395 219
3 0,24 1190 916
I. .. II
12 3
Максимальная температура в заготовке, градус Максимальная температура в инструментах, градус
Рис. 3. К анализу температур и силы
Согласно данным из табл. 1 технологическая нагрузка кардинально снижается при увеличении температуры штамповой оснастки и заготовки. А согласно данным о температурах, в заготовке в результате формоизменения температура существенно повышается относительно начальной температуры. При этом температура заготовки всегда на 20...50% выше температуры инструмента. Также стоит учитывать, что температура заготовки в результате холодного формоизменения достигает в некоторых точках отметки 741 градус, при этом начальное значение составляло 20 градусов, что свидетельствует об интенсивном нагреве металла и значительных степенях деформации, приведших к интенсивному пластическому течению материала.
Список литературы
1. Пасынков А.А., Гурова О.Ю. Анализ напряженно-деформированного состояния при изотермическом обратном выдавливании прутковых заготовок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 382387.
2. Яковлев С.С., Подтягин В.Э., Никишкин А.Е. Износ инструмента и критерий разрушения материала при объемной штамповке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 141-143.
3. Жерносек В.Н. Анализ формы полуфабриката и технологической силы при обратном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 8. С. 3-6.
4. 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.
5. Пасынков А.А., Гололобова Л.Е. Исследование силовых и деформационных параметров при боковом выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 370-375.
25
1400
и 1200
>
го о 1000
|_
га 800
а.
>
1- га 600
ш
с 400
S
<L
I- 200
0
6. Чижов И.А. Напряженно-деформированное состояние в заготовке при прямом выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 524-526.
7. Юрков И.В., Пасынков А.А. Влияние геометрии пуансона на его износ // Инновационные наукоемкие информационные технологии: доклады студентов, аспирантов, молодых ученых на научно-техн. конференции / под общ. ред. В. Ю. Анцева. Тула: Изд-во ТулГУ. 2020. С. 30.
Алексеев Александр Владимирович, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
INTEGRATED STUDY OF THE DIRECT EXTRUSION PROCESS
A.V. Alekseev
Research is carried out on the influence of the temperature of the tool and the work-piece on the following parameters of the direct extrusion process: stress intensity, average stresses, deformation intensity, temperatures in the workpiece and the tool.
Key words: direct extrusion, assessment, research, stresses, deformations.
Alekseev Aleksandr Vladimirovich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-8-26-28
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРУТКОВОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ
В.А. Тушина
Данная работа посвящена анализу способов возможного совершенствования изготовления сложнопрофильных деталей на примере латунных гильз и оболочек.
Ключевые слова: латунь, штамповка, пруток, технологический процесс.
В современном мире производится огромное количество разнообразных стрелковых систем, в числе которых пневматическое, нарезное и гладкоствольное оружие. Для использования всего этого многообразия вооружения необходимы боеприпасы, производство которых также носит массовый характер.
Одним из основных элементов патрона является гильза, которая обеспечивает постоянство расположения патрона в патроннике, является «объединяющим» элементом всех частей патрона, обеспечивает обтюрацию пороховых газов при выстреле. К гильзе предъявляются особенные требования - она должна обеспечивать надежность функционирования боеприпаса, быть прочной, обеспечивать обтюрацию пороховых газов и надежную экстракцию из патронника. Гильзы бывают стальные, биметаллические латунные, а также алюминиевые и мельхиоровые. На долю латунных гильз приходится огромное количество различных наименований, а так как латунь является дорогим и дефицитным материалом, то к технологии изготовления гильз предъявляются повышенные требования.
