CC BY
14
DETERMINA TION OF FORCE REGIMES AND DEFORMA TION PARAMETERS OF ISOTHERMIC FREE DEFORMA TION OF ALL UMINUM ALLOYS
S.N. Larin, V.I. Platonov
The results of the development of a mathematical model for the isothermal free deformation of a sheet billet from an anisotropic material to a square matrix in the creep regime for aluminum alloys are presented, to which the equation of the energy theory of creep and damage is applicable.
Key words: pneumoforming, stresses, deformations, short-time creep, square matrix.
Larin Sergey Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tulaaramhler. ru, Russia, Tula, Tula, Tula State University,
Platonov Valeriy Ivanovich, candidate of technical sciences, associate professor, mpf-tula a ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНЕЙ ДЕФОРМАЦИИ И ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ВЫТЯЖКИ С УТОНЕНИЕМ ЗАГОТОВОК С НАРУЖНЫМИ РИФЛЯМИ
С.С. Яковлев, В. А. Коротков
Приведены результаты компьютерного моделирования вытяжки с утонением, заготовки полученной путем вытяжки с утонением через матрицу, в которых на рабочем пояске имеются периодические клиновые выступы. Моделирование производилось с использованием программного комплекса QForm. Проанализирована зависимость степени деформации и интенсивности напряжений от числа выступов и впадин на внешней поверхность цилиндрической заготовки.
Ключевые слова: вытяжка с утонением, QForm, сдвиговые деформации, интенсивная пластическая деформация, моделирование, матрица с периодически изменяющимся рабочим профилем, число выступов или впадин, интенсивности напряжений и деформаций, клиновая форма выступов.
Одной из актуальных задач при изготовлении цилиндрических оболочек ответственного назначения является повышение их эксплуатационных характеристик путем разработки технологических процессов, основанных на новых способах обработки металлов давлением. Одним из таких способов является вытяжка с утонением и интенсивной пластической деформацией (ИПД). При этом способе вытяжку с утонением производят в матрицах, в которых на рабочем пояске имеются периодические выступы, например, клиновой формы [1]. После вытяжки получается полуфабрикат, в котором на наружной поверхности имеются рифли, а из-за возникших сдвиговых деформаций - корончатость края (рис. 1).
Рис. 1. Эскиз полуфабриката
Для получения детали с гладкой наружной поверхностью на последующих операциях осуществляют формоизменение рифленых заготовок с использованием операции вытяжки с утонением. При этом используются матрицы с гладкой цилиндрической рабочей поверхностью. В процессе вытяжки такой заготовки происходит локальное деформирование выступающих участков, что приводит к возникновению значительных сдвиговых деформаций в окружном и меридиональном направлении. Подтверждением этого является исправление корончатости в готовой детали, а также наличие неравномерного поля напряжений и деформаций. За характеристику неравномерности принята величины:
Д0=100(О мак-^мин)/Оср,
Д5 100(£мак-£мин)/£ср
Для исследования напряжений и деформаций было проведено математической моделирование процесса вытяжки с утонением заготовки из Стали 10, предел текучести которого составляет 205 МПа, предел прочность - 372МПа,Использовалась заготовка (рисунок 1) после первой операции, диаметром 36 мм, имеющая 16 выступов высотой 2 мм на наружной поверхности.
Исследовались степени деформации и интенсивности напряжений в точках, расположенных на гребне и впадине рифли заготовки в зависимости от числа рифлей: 8, 12, 16, 20, 24. В результате исследования были получены следующие результаты, приведенные в таблице.
На основе полученных данных был построены графики характеристики неоднородности,степени деформаций и интенсивности напряжений, показанных на рисунках 2 и 3.
Из графиков следует, что наибольшая неоднородность деформаций и интенсивности напряжений возникает при числе выступов8 и 24 и меньше всего при 16.
Значения интенсивности напряжения и степени деформации на выступе и впадине рифля в зависимости от числа рифлей
Число рифлей Деформации s Напряженияо (МПа)
Выступ Впадина Характеристика Неоднородно-сти,% Выступ Впадина Характеристика неоднород-ности,%
8 1,375 1,485 7,7 621 612 1,5
12 1,474 1,51 2,4 621 610 1,8
16 1,4 1,44 2,8 607 603 0,7
20 1,371 1,463 6,5 617 623 1,0
24 1,283 1,4 8,7 611 615 0,7
1,55
а.
о ■%■
си Cl л X
0J
1,5
1,45
1,4
1,35
1,3
■Выступ Впадина
1,25
10 15 20
Число рисфлей
25
30
Рис. 2. Изменение степени деформации на выступах и впадинах при вытяжке с утонением заготовки с наружной рифлёной поверхностью в зависимости от числа рифлей
258
0
5
Выступ
625
620
х
<и
Не 615 о. с
(И X .0
& 610
х \ / Впадина
со » '
и
| 605
600
0 5 10 15 20 25 30
Число зубов
Рис. 3. Изменение интенсивности напряжений на выступах и впадинах при вытяжке с утонением заготовки с наружной рифлёной поверхностью в зависимости от числа рифлей
Неоднородность степени деформации вызывает сдвиговые деформации, размельчение зерен и образование однородной мелкозернистой структуры в получаемой оболочке. Путем многократного формоизменения в условиях ИПД можно получать высококачественные цилиндрические оболочки с высокими эксплуатационными характеристиками.
Работа выполнена в рамках грантов РФФИ № 16-48-710014 и гранта администрации Тульской области.
Список литературы
1. Яковлев С.С., Коротков В.А. Моделирование интенсивной пластической деформации при вытяжке с утонением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2016. Вып. 5. С. 31-37.
2. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. - М.: Машиностроение, 1977. 423 с.
3. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В. А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. 1997. 331 с.
4. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. 195 с.
5. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1977. 278 с.
Яковлев Сергей Сергеевич, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Коротков Виктор Анатолиевич, канд. техн. наук, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
DEFINITION OF THE DEGREES OF DEFORMA TION
AND EXTENSION STRESS INTENSITIVITY WITH THE DEPTH OF TRAININGS WITH OUTER RIFLS
S.S. Yakovlev, V.A. Korotkov
The results of computer simulation of hoods with thinning, billets obtained by stretching with thinning through the matrix, in which the working belt has periodic wedge protrusions. The simulation was performed using the qform software package. The dependence of the degree of strain and stress intensity on the number ofprotrusions and valleys on the outer surface of a cylindrical billet is analyzed.
Key words: extract with thinning, qform, shear deformations, intensive plastic deformation, modeling, matrix with periodically changing working profile, number of protrusions or valleys, intensity of stresses and deformations, wedge shape ofprotrusions.
Yakovlev Sergey Sergeevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Korotkov Viktor Anatolievich, candidate of technical sciences, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
«КОЖУХ» В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ АО «РСК «МиГ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РАМ-8ТАМР
С.В. Семенов, В.Ю. Лавриненко
В статье приведен анализ существующего технологического процесса изготовления детали ««Кожух» изготавливаемого на АО «РСК «МиГ» а также предложения по его улучшению, разработанные с использованием программного комплекса PAM-STAMP.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, программный комплекс PAM-STAMP, обработка металлов давлением, листовая штамповка, вытяжка, диаграмма предельных деформаций.
Компьютерное моделирование процессов листовой штамповки позволяет проанализировать технологию изготовления детали и оптимизировать технологический процесс, что позволит сократить время и затраты
260
