CC BY
6
The article presents the results of studies of the stress state of products during orthogonal hot deformation of titanium billets. Research is based on finite element modeling. Key words: hot deformation, orthogonal to the squeezing, pressure, study.
Mikhalchenko Sergey Nikolaevich, postgraduate, aspirant_tsu@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Maltseva Antalya Sergeevna, student, sulee@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043
КОМПЛЕКСНОЕ СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ПРЯМОГО
ВЫДАВЛИВАНИЯ
С. С. Яковлев
В работе проведено комплексное исследование процесса прямого выдавливания. Исследование проводится аналитически и с использованием метода конечноэле-ментного анализа. Рассмотрено напряженное и деформированное состояние и технологическая сила.
Ключевые слова: выдавливание, прямое выдавливание, напряжения, деформации, сила, комплексный анализ.
Комплексная оценка необходима для всех процессов обработки металлов давлением, так как многие операции являются весьма сложными, а изменение одной из многих характеристик процесса (например, трение, форма заготовки, материал изделия, геометрия оснастки, температурный режим, скорость деформирования, тип операции, оборудование для штамповки и др.) приводит к изменению течения формоизменения [1-5]. Вот почему необходимо проводить исследования напряженно-деформированного состояния силовых характеристик процесса и другие исследования.
В работе будет проведено комплексное сравнение разных форм матриц для выдавливания. Для этого были проведены моделирования в программе QForm, и были получены следующие данные:
- схематичные изображения процесса деформирования (рис. 1);
- технологическая сила (рис. 2)
- интенсивность напряжений (рис. 3);
- средние напряжения (рис. 4);
- интенсивность деформаций (рис. 5).
Второй вид матрицы имеет фаску на рабочей кромке, а первый вид матрицы не имеет фаски, данное обстоятельство в значительно мере меняет характер течения материла и влияет на все характеристики процесса. Начальные условия процесса:
- материал заготовки: сталь 10, изотропный;
- температурный режим: холодное деформирование;
- диаметр цилиндрической заготовки: 48 мм;
- диаметр выдавленного полуфабриката 30 мм;
- смазка: минеральное масло.
Исследование показало, что материалу «проще» деформироваться через плавно сужающееся отверстие матрицы, это показывает и график технологической силы.
б
Рис. 1. Процесс прямого выдавливания: а - через первый вид матрицы; б — через второй вид матрицы
з.ыо 0.053 сж 0:0.0122? о,оя>
Бремя с б
Рис. 2. Технологическая сила при выдавливании: а - через первый вид матрицы; б — через второй вид матрицы
Исследование показало, что материалу «проще» деформироваться через плавно сужающееся отверстие матрицы, это показывает и график технологической силы.
Наибольшая интенсивность деформаций наблюдается в верхней деформируемой части заготовки, наименьшая деформация - в нижней.
Рис. 3. Интенсивность напряжений в заготовке при выдавливании: а - через первый вид матрицы; б — через второй вид матрицы
Рис. 4. Средние напряжения при выдавливании: а - через первый вид матрицы; б — через второй вид матрицы
При исследовании растягивающих и сжимающих напряжений было установлено, что в верхней части, той, которая еще не вошла в полость матрицы наблюдаются сжимающие напряжения, а после сужения диаметрального размера в полуфабрикате преобладают растягивающие напряжения, однако их величина не значительная для образования трещин или разрушения материала.
а б
Рис. 5. Интенсивность деформаций на поверхности при выдавливании: а - через первый вид матрицы; б — через второй вид матрицы
Наибольшая интенсивность деформаций характера для зоны, в которой осуществляется изменение диаметрального размера, при этом как и для первой, так и для второй матрицы деформации отличаются не значительно, но у второй матрицы этот параметр больше на границе заготовки, соприкасающейся с матрицей.
Таким образом, для выдавливания предпочтительнее матрица, в которой выполнена фаска на рабочем пояске. Это связано с меньшими технологическими усилиями штамповки и меньшими интенсивностями напряжений, однако интенсивности деформаций в данном случае повышаются.
Список литературы
1. 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.
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. Чижов И. А. Силовые параметры и износ инструмента при боковом выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 5. С. 481-483.
4. Яковлев С.С., Подтягин В.Э., Никишкин А.Е. Исследование распределения температур в процессе горячей объемной штамповки трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 191-193.
5. 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.
Яковлев Сергей Сергеевич, аспирант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPREHENSIVE COMPARISON OF DIFFERENT DIRECT EXTRUSION MODES
S.S. Yakovlev
A comprehensive study of the direct extrusion process is carried out in the work. The research is carried out analytically and using the method of finite element analysis. The stressed and deformed state and technological force are considered.
Key words: extrusion, direct extrusion, stress, deformation, force, complex analysis.
Yakovlev Sergey Sergeevich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77; 621.7.043
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ С ВЫВОРАЧИВАНИЕМ
С.С. Абрамов, Н.С. Мальцева
Представлены результаты моделирования второй операции вытяжки цилиндрического стального габаритного полуфабриката. Установлено влияние степени деформации на силовые режимы вытяжки.
Ключевые слова: реверсивная вытяжка, сила, исследование, холодное деформирование.
В статье рассмотрена операция реверсивной вытяжки габаритного стального цилиндрического полуфабриката. Данная операция представляет собой последующий переход вытяжки, при котором происходит деформирование заготовки в торец с последующим выворачиванием полуфабриката относительно матрицы под действием пуансона. Применение такой схемы деформирования позволяет значительно увеличить степени деформации. На рис. 1 представлена схема вытяжки с выворачиванием.
541
