CC BY
11
3. Семенов Е.И. Ковка и штамповка. Горячая объемная штамповка: справочник. М.: Машиностроение, 1985. Т. 2. 592 с.
Никишкин Александр Евгеньевич, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF THE CHARACTER OF THE BEHAVIOR OF THE MATERIAL DURING
COLD REVERSE EXTRUSION
A.E. Nikishkin
The process of reverse extrusion is described, distribution patterns of stress intensities and strains during extrusion by various punches of a steel billet are given.
Key words: stress, strain, material behavior, character, extrusion, volumetric deformation.
Nikishkin Alexandr Evgenevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
ОПАСНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ЗАГОТОВКИ И ИЗНОС ИНСТРУМЕНТА ПРИ ГОРЯЧЕМ ОБРАТНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ
В.Э. Подтягин
Проведено компьютерное исследование опасности разрушения заготовки при обратном ее выдавливании, приведены схемы этого параметра. Были получены данные об износе пуансона и матрицы выдавливания.
Ключевые слова: обратное выдавливание, штамповка, износ инструмента, опасность разрушения, заготовка.
Горячей объемной штамповкой получают широкую номенклатуру разнообразных деталей, среди которых присутствуют и детали типа стакан с искаженной геометрией стенки и дна. На практике, для получения такой детали применяют обратное выдавливание [1-5].
Однако при таком процессе происходит интенсивный износ инструмента, а также разрушение или образование дефектов в материале детали. Поэтому такие исследования являются необходимыми при проектировании технологии.
В данном случае рассмотрим получение стаканообразных деталей путем обратного горячего выдавливания двух видов заготовок, отличающихся геометрическими размерами, высоты соответственно равны 22 и 40 мм, а диаметры 40 и 30 мм соответственно. Материалом обеих заготовок является сплав 1050А (АД0). Алюминий является одним из наиболее распространенных материалов, применяемых в машиностроительном производстве. Такая популярность обуславливается значительными
342
достоинствами металла, среди которых можно выделить низкую массу, высокую пластичность, коррозионную стойкость при отсутствии контакта с другими металлами.
Для исследования было выбрано ПО Deform, все последующие значения были получены с применением данной программы. При расчете учитывался коэффициент трения 0,08 (Зибель). Заготовка, как и матрица с пуансоном были предварительно нагреты до температуры 400°C.
В качестве исследуемых параметром и характеристик выступают опасность разрушения заготовки (рис. 1) и износ инструментов (рис. 2 и 3). При этом на рис. 2 и 3 под буквами А и В показаны расчеты для заготовки высотой 22 мм, а под буквами Б и Г - для заготовки высотой 40 мм.
а б
Рис. 1. Опасность разрушения
а
Tool wear - Interface pressure (MPa) 396
I
в г
Рис. 2. Износ матрицы выдавливания по параметру: а и б - зависящему от скорости скольжения материала вдоль инструмента; в и г - давления
343
Tool wear - Sliding velocity (mm/sec)
а
б
Tool wear - Interface pressure (MPa) 396
Ш
в г
Рис. 3. Износ пуансона по параметру: а и б - зависящему
от скорости скольжения материала вдоль инструмента;
в и г - давления
Разрушение материала в процессе пластического формоизменения всегда является неблагоприятным исходом, задача избежать которое стоит очень остро. Для решения данной проблемы применяют как экспериментальные исследования, так и математические модели. Поэтому в данной работе и рассматривается опасность разрушения. Как видно на рис.1, повышенное значение исследуемой величины наблюдается на краю стенки детали. При этом наибольшее значение характерно для заготовки высотой 44 мм. Для наименьшей по высоте заготовки опасность разрушения имеет среднее значение на краю стенки 0,34 ед., а для высокой заготовки - 0,54 ед.
Износ инструмента, участвующего в формообразующих операциях также является проблемой, решение которой позволит снизить финансовые и временные издержки при производстве. В данном случае анализируется износ матрицы обратного выдавливания и пуансона по двум параметрам: давлении и скорости движения материала заготовки в зоне контакта с инструментом.
На матрице износ по скоростному параметру при деформировании заготовок с разными размерами показывает практически одинаковую величину, варьирующуюся в диапазоне от 17 до 18 мм/с. На пуансоне наблюдается схожая картина. Что касается износа по параметру, завися-
344
щему от давления, то наибольшая его величина наблюдается на матрице, в которой происходит операция выдавливания более высокой заготовки (130 МПа), а для заготовки высотой 22 мм - 120 МПа.
Данное исследование показывает, что для заготовки с большим диаметром и меньшей высотой характерно меньшее значение опасности разрушения и износа инструмента, следовательно, именно такую заготовку следует применять при данных условиях и параметрах формоизменения.
Список литературы
1. Леванов А.Н., Колмогоров В.Л., Буркин С.П. [и др.]. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976. 257 с.
2. Сторожев М.В. Ковка и объемная штамповка стали. Справочник. М.: Машиностроение, 1967. Т.1. 435 с.
3. Семенов Е.И. Ковка и штамповка. Справочник. М.: Машиностроение, 1985. Т. 1. 567 с.
4. Дмитриев А.М., Шибаков В.Г., Панкратов Д.Л. Восстановление деталей пластической деформацией (теория, технология, оборудование). Научное издание. М.: Academia, 2012. 387 с.
5. Панкратов Д. Л., Владимирова С.Г. Проектирование технологических процессов холодной объемной штамповки. Набережночелнинский институт КФУ. 2017. 168 с
Подтягин Валентин Эдуардович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
HAZARD OF DESTRUCTION OF THE WORKPOINT AND THE WEAR OF THE TOOL
DURING HOT REVERSE EXTRACTION
V.E. Podtyagin
A computer study of the danger of destruction of the workpiece during its reverse extrusion was carried out, the schemes of this parameter are given. Data were obtained on the wear of the punch and extrusion matrix.
Key words: reverse extrusion, stamping, tool wear, danger of destruction, billet.
Podtyagin Valentin Eduardovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
