CC BY
7
УДК 621.77
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-9-468-470
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СТАЛЬНОЙ ЗАГОТОВКИ
В ПРОЦЕССЕ ОСАДКИ
Я.В. Грибачев
В настоящей работе проводится анализ напряженного и деформированного состояния в заготовке при ее осадке при различных температурах штамповки. Приводятся результаты компьютерного моделирования, схемы распределения интенсивности деформаций и средних напряжений.
Ключевые слова: заготовка с фланцем, напряжения, деформации, металлический, деталь, штамповка, температура, горячая штамповка, холодная штамповка.
Создание цилиндрических деталей с фланцем возможно различными методами, например, механической обработкой, обработкой давлением или литьем. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, так, например, недостатком мехобработки является большой отход металла, а при литье деталь имеет в ряде случаев недостаточные механические характеристики [1-4]. Поэтому часто описанные детали производят обработкой давлением.
Цилиндрические детали с фланцем можно изготавливать операцией под названием осадка [5-7]. Это довольно простая и весьма изученная операция, однако для получения данной детали необходимо, чтобы нижняя часть заготовки находилась в специальном углублении матрицы. При этом диаметр нижней части может как совпадать с диаметром полости, так может быть и меньше его.
В настоящей работе будет проанализировано напряженное и деформированное состояние в процессе (рис. 1) осадки при разных температурах заготовки: холодной, полугорячей и горячей. Данное исследование поможет определить наиболее подходящие режимы штамповки такого изделия.
ц
/ / Заготовка Матрица
Рис. 1. Схема процесса
Анализ операции будет проведен с применением программного комплекса DeForm. Заготовка - цилиндр из стали 20 высотой 70 мм, диаметром 42 мм. Были получены схемы распределений интенсивности деформаций (рис. 2) и средних напряжений (рис. 3)
Для рис. 2 и 3 характерно, что под буквой а - холодная штамповка, б - полугорячая, в - горячая штамповка. Наибольшая интенсивность деформаций расположена в зоне перехода нижней части детали во фланцевую. В целом распределение средних напряжений и деформация для всех режимов штамповки схожи. Однако величины их несколько разнятся. Так интенсивность деформаций уменьшается в зоне перехода с увеличением температуры. Такая же ситуация и со средними напряжениями, увеличение температуры штамповки дает спад в величине растягивающих напряжений во фланцевой части на 15%.
468
Технологии и машины обработки давлением
в
Рис. 2. Интенсивность деформаций
Ягам - Мет <МР») Яги* - Мели
в
Рис. 3. Средние напряжения
Если же сравнивать интенсивность деформаций и средние напряжения для деталей, полученных из большой по диаметру заготовки и из меньшей, то разница будет не существенной и не может являться преимуществом или недостатком какого из описанных метода. Таким образом, исходя из напряженного и деформированного состояния в заготовках, применение детали отличной по диаметру от нижней части матрицы также возможно.
Список литературы
1. 1. Яковлев С.С., Подтягин В.Э., Никишкин А.Е. Исследование напряжений в инструменте при горячей объемной штамповки трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 186-188.
469
2. Гололобова Л.Е., Чупеткин И.В., Чижов И.А. Оценка напряженного состояния при одновременной реализации осадки и обратного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 138-141.
3. Никишкин А.Е. Анализ характера поведения материала при холодном обратном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 340-342.
4. Ло Синь, Евсюков С.А., Юй Чжунци. Исследования процесса вытяжки в коническую матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 9. С. 513-520.
5. Яковлев С.С. Анализ силовых режимов при рифлении внутренней поверхности оболочки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 13-16.
6. Яковлев С.С., Платонов В.И., Черняев А.В. Математическое моделирование операции изотермического обратного выдавливания анизотропных трубных заготовок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. Вып. 1. С. 75-84.
7. Жерносек В.Н. Анализ формы детали и течения материала при комбинированном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 555-557.
Грибачев Ярослав Васильевич, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STRESS-STRAIN STATE OF STEEL BILLET DURING SLEEPAGE
Y.V. Gribachev
In this work, we analyze the stressed and deformed state in the workpiece during its upsetting at different temperatures of stamping. The results of computer modeling, distribution patterns of the intensity of deformations and average stresses are presented.
Key words: billet with a flange, stresses, deformations, metal, part, stamping, temperature, hot stamping, cold stamping.
Gribachev Yaroslav Vasilevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-9-470-472
АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ КОМБИНИРОВАННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ
В.Н. Жерносек
В данной работе рассматривается влияние формы инструмента для выдавливания на интенсивности напряжений и деформаций в металлической заготовке при ее штамповке.
Ключевые слова: комбинированное выдавливание, напряжения, метал, сталь, инструмент, деформации, исследование.
Обработка металлов давлением является одним из наиболее используемых способов придания заготовке конечной формы [1-3]. Поэтому оценка и исследование данных процессов является важной задачей. На величины напряжений и деформаций в заготовке могут оказывать влияние различные факторы, в числе которых можно назвать [4-7]: температура штамповки; форма инструмента; размер и форма заготовки; скорость деформирования.
