CC BY
6
The results of theoretical studies of power modes of isothermal radial extrusion of inner flange thickenings on pipe billets are presented. The condition of the hot deformed material is accepted visco-plastic. Dependences of the operation pressure on the speed of the tool movement, the geometric parameters of the workpiece and the product and the friction conditions on the contact surfaces are received.
Key words: extrusion, visco-plasticity, pressure, power, velocity.
Chernyaev Aleksey Vladimirovic, doctor of technical sciences, docent, mpf-tulaarambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Charm Aleksandr Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, mpf-tulaarambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Gladkov Vyacheslav Aleksandrovich, design engineer, slaviqa91@,mailru, Russia, Tula, JSC «Tula Arms Plant»
УДК 621.77; 621.7.043
ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ПРУТКА В КВАДРАТНУЮ МАТРИЦУ
Д.И. Котов, М.К. Чистяков
Выполнен анализ изменения средних нормальных напряжений в теле изделия в процессе горячего обратного выдавливания цилиндрической заготовки в матрицу квадратного сечения. Установлено влияние величин скруглений рабочих кромок инструмента на напряжения.
Ключевые слова: изотермическое обратное выдавливание, напряжение, обработка давлением.
Ввиду особенностей формоизменения очень важен мониторинг напряженного состояния изделий в процессе обратного выдавливания. Особенно когда речь идет о деформировании высокопрочных сплавов. Современные компьютерные технологии [14] позволяют выполнить анализ напряженного состояния изделий в любой момент процесса. В статье выполнен анализ изменения средних нормальных напряжений в теле изделия в процессе изотермического выдавливания цилиндрической заготовки в матрицу квадратного сечения. Схема процесса приведена на рис. 1.
В качестве заготовки принимался пруток диаметром 70 мм и высотой 60 мм. Материалом ее являлся сплав АМг5. Рабочее пространство матрицы представляет собой квадрат с длинной стороны 70 мм. Пуансон также представляет собой квадрат с шириной 60 мм. Расчёты выполнены в программе DEFORM. В процессе моделирования менялся радиус скругления кромок инструмента.
На рис. 2 представлены поэтапные схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации пуансоном с радиусом скругления кромок, равным 3 мм и скоростью деформирования 50 мм/с.
На рис. 3 представлены поэтапные схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации пуансоном с радиусом скругления кромок, равным 10 мм и скоростью деформирования 50 мм/с.
Рис. 1. Схема процесса формоизменения
Рис. 2. Схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации
Из данных рисунков видно, что как сжимающие, так и растягивающие напряжения увеличиваются в процессе деформирования. Максимальное значение сжимающих напряжений для первого случая составляет 499 МПа, для второго - 418 МПа. Максимальное значение растягивающих напряжений для первого случая составляет 229 МПа, для второго - 233 МПа. В целом можно сказать что увеличение скругления кромок пуансона приводит к малозаметному росту растягивающих напряжений и снижению сжимающих.
На рис. 4 представлены поэтапные схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации пуансоном с радиусом скругления кромок, равным 3 мм и скоростью деформирования 3 мм/с.
Рис. 3. Схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации
Рис. 4. Схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации
447
На рис. 5 представлены поэтапные схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации пуансоном с радиусом скругления кромок, равным 10 мм и скоростью деформирования 3 мм/с.
Рис. 5. Схемы изменения напряжений в изделии в процессе деформации
Уменьшение скорости деформирования приводит к заметному снижению сжимающих напряжений (до 15 % в первом случае и в два раза во втором). Растягивающие напряжения практически неизменны.
Анализируя полученные результаты можно сказать, что увеличение скругления кромок приводит к снижению сжимающих напряжений, что особенно заметно при снижении скоростей деформирования и малозаметному росту сжимающих напряжений. Таким образом увеличение скругления кромок влияет лишь на сжимающие напряжения, что в свою очередь оказывает влияние на силы деформирования.
Работа выполнена в рамках гранта РФФИ 20-08-00541.
Список литературы
1. Чудин В.Н., Пасынков А.А. Нестационарные процессы изотермической штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2018. №6. С. 23-28.
2. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я.А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 2003. 427 с.
3. Голенков В.А., Яковлев С.П., Головин С.А., Яковлев С.С., Кухарь В.Д. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / под ред. В.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
4. Чудин В.Н., Пасынков А.А. Верхнеграничные оценки давления при плоском нестационарном деформировании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 3. С. 56-63.
Котов Дмитрий Игоревич, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Чистяков Михаил Константинович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVALUATION OF VOLTAGE CHANGES IN THE PROCESS OF BACK EXPRESSION
OF A BAR INTO A SQUARE DIE
D.I. Kotov, M.K. Chistyakov
The analysis of the change in the average normal stresses in the body of the product in the process of hot reverse extrusion of a cylindrical blank into a matrix of square cross-section is carried out. The influence of the values of the rounding of the working edges of the tool on the stresses is established.
Key words: isothermal back extrusion, stress, pressure treatment.
Kotov Dmitry Igorevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Chistyakov Mikhail Konstantinovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
