CC BY
6
Zhernosek Vladimir Nikolaevich, undergraduate, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77; 621.7.043
ОЦЕНКА ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗАГОТОВКИ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ПЛИТ
Н.М. Чекмазов
В статье приводятся результаты исследований процесса деформирования плит из деформируемых цветных сплавов рельефным пуансоном. Выявлено влияние технологических параметров на деформированное состояние заготовок.
Ключевые слова: деформирование, горячая штамповка, цветные сплавы.
Процессы пластического формоизменения являются одним из вариантов изготовления плоских изделий с ребристой поверхностью [1-4]. Область применения в машиностроении таких изделий может быть весьма широка. Пластическим деформированием можно добиться значительного сокращения потерь металла. В статье рассмотрено деформирование плит из титановых и алюминиевых сплавов. Однако ввиду их механических характеристик штамповку таких заготовок можно осуществлять лишь в горячих условиях.
На рис. 1 дана схема процесса. На рис. 2 представлен эскиз заготовки (а) и готового изделия (б) с иллюстрацией их разбивки на элементы.
Процесс моделирования осуществлялся в программе DEFORM. Заготовка представляла собой квадратную в плане плиту со стороной a = 150 мм. Толщиной s = 10 мм. Деформирование осуществлялось до достижения выдавливаемого ребра высоты 15 мм. Ширина выдавливаемого ребра исследовалась в диапазоне b = 2...10 мм. Скорость деформирования 1...100 мм/мин. Температура нагрева 900°C для титана ВТ6 и 450°C для сплава В95.
Выполнена оценка влияния варьируемых параметров ан повреждаемость, величины деформаций и интенсивностей деформаций. На рис. 3 дана схема заготовки с иллюстрацией выбора контрольных точек.
Выполнена оценка изменения величин повреждаемости материала заготовки от ширины выдавливаемого ребра и скорости деформирования для титана ВТ6 и алюминиевого сплава
а б
Рис. 4. График зависимости Ю от b, мм: 1 - V = 1 мм / мин ; 2 - V = 100 мм / мин; а - ВТ6; б - В95
Из рис. 3 видно, что для рассматриваемого диапазона параметров повреждаемость не достигает критической величины. Рост скоростей деформирования не приводит к росту повреждаемости для ВТ6. Для сплава В95 рост скорости деформирования ведет к росту величины повреждаемости на 10%. Увеличение степени деформации приводит к снижению величины повреждаемости на 35 % для сплава В95 и на 30 % для ВТ6.
Выполнена оценка влияния степеней деформации и скоростей перемещения нажимных плит на значения интенсивностей деформаций в выбранных точках на поверхности плиты. На рис. 5 даны полученные из анализа результатов графики зависимости.
Из рис. 5 видно, что для точки 1, расположенной на вершине формируемого ребра увеличение степени деформации ведет к снижению интенсивности деформаций в 3...5 раз. Для точек 2 и 3, расположенных по углу ребра увеличение степени деформации ведет вначале к росту интенсивности деформаций на 20 %, а затем к снижению в 3.4 раза. Для точки 4, расположенной под деформирующим пуансоном увеличение степени деформации ведет к росту интенсивности деформаций в 2.4 раза. Рост скоростей деформирования приводит к росту интенсивности деформаций на 20.30%.
Исследовано влияние ширины выдавливаемого ребра и скоростей деформирования нажимным пуансоном на значения максимальных деформаций в выбранных точках. На рис. 5 представлены полученные результаты.
м 1 о,в о,ь 0,4 0,2 О
I 1,5 1 0,5 О
■-__
/ *
] г
я а ь,
/ !
/ 1 /
/ 1 2'
?
1,5 1 0,5
6/ п,г,
ОИ ИЗ 0,2 0,1 О
/ ■ \
V 2' \\
N
/), ММ
7
_______
У - / /
/ 1
1 2
Ь, ЛШ
лш
Рис. 5. График зависимости 8г- от Ь, мм (ВТ6): 1 - V = 1 мм / мин; 2 - V = 100 мм / мин ; а - точка 1; б - точка 2; в - точка 3; г - точка 4
6, мм
Ъ„ мм
£
0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0
ММ
е
0,3 0,25 0,2 ОД 5 ОД 0,05
о
/
17 2'
6 г
Ь,мм
Рис. 5. График зависимости 8 от Ь, мм (ВТ6): 1 - V = 1 мм / мин; 2 - V = 100 мм / мин ; а - точка 1; б - точка 2; в - точка 3; г - точка 4
б
в
г
б
а
в
Из рис. 6 видно, что для точки 1 увеличение степени деформации ведет к снижению величин деформаций в 4.5 раз. Для точек 2 и 3 увеличение степени деформации ведет вначале к росту деформаций в 5 раз, а затем к снижению в 2,5 раза для точки 2 и на 10 % для точки 3. Для точки 4 увеличение степени деформации ведет к росту деформаций в 3 раза. Рост скоростей деформирования приводит к росту деформаций на 30% для точки 1. Для точек 2-4 деформации растут на 3.5%.
Список литературы
1. Чудин В.Н. Расчетная модель нестационарного деформирования // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. М. 2016. №5. С. 20-23.
2. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я.А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 2003. 427с.
3. Чудин В.Н., Соболев Я.А., Пасынков А.А. Изотермическая осесимметричная осадка в условиях вязкопластичности // Заготовительные производства в машиностроении. М. 2015. №6. С. 22-25.
4. Пасынков А.А. Изотермическое выдавливание ребер на плите // Заготовительные производства в машиностроении. 2020. Том 18. № 4. С. 158-161.
Чекмазов Никита Михайлович, студент, olya-gurova-2016@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ESTIMATION OF THE DEFORMED STATE OF THE BILLET DURING ISOTHERMAL
DEFORMATION OF PLATES
N.M. Chekmazov
The article presents the results of studies of the process of deformation of plates from de-formable non-ferrous alloys with a relief punch. The influence of technological parameters on the deformed state of the blanks is revealed.
Key words: deformation, hot stamping, non-ferrous alloys.
Chekmazov Nikita Mikhailovich, student, olya-gurova-2016@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983(045); 621.01:531.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-429-436
ШТАМПОВКА С ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ
С.А. Морозов, А.С. Морозов, А.В. Щенятский
Рассмотрены способы штамповки, основанные на локализации очага деформации. Это штамповка обкапыванием и торцевая раскатка. Разница между ними в различной кинематике процесса. Рассмотрены преимущества штамповки с локализацией очага деформации по сравнению с обычной штамповкой. Приведена классификация процессов штамповки обкатыванием и торцевой раскатки.
Ключевые слова: штамповка обкатыванием, торцевая раскатка, кинематика процесса, пуансон, матрица, локализация очага деформации.
В условиях рыночной экономики проблемы экономии металла, повышения качества и надежности изделий, увеличения производительности и переналаживаемости оборудования выдвигаются на первый план.
В решении этих задач ведущая роль будет принадлежать обработке металлов давлением (ОМД). Однако использование традиционно сложившихся методов ОМД не всегда является возможным. Так, снижение массы изделия за счет уменьшения относительной^ толщины заготовок, использование высокопрочных с малым ресурсом пластичности материалов ставит перед заготовительным производством задачи все большей сложности.
В связи с этим неуклонно растет интерес к технологиям, базирующимся на процессах обработки металла пластическим деформированием с более широкими технологическими возможностями, достигаемыми, например, локализацией очага пластической деформации [1]. Как было отмечено в «Ассоциации лиги содействия оборонным предприятиям» для выполнения задач по импортозамещения и диверсификации производств оборонного комплекса торцевая раскатка и штамповка обкатыванием может сыграть значимую роль в решении этих задач. Это отражено в «Стратегии развития тяжелого машиностроения на период до 2020 года и на перспективу до 2030 года».
