CC BY
5
3. Евсюков С. А., Яковлева Е.О. Совмещения операций раздачи, обжима, вытяжки и отбортовки в одном штамповочном переходе // Состояние и перспектива развития отечественных технологий обработки металлов давлением и оборудования куз-нечно-прессового машиностроения: Сборник научных статей и докладов XIII Конгресса «Кузнец-2017». Рязань, 2017. С. 61 - 66.
4. Попов Е.А., Ковалев В.Г., Шубин И.Н. Технология и автоматизация листовой штамповки: учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. 480 с.
5. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1968. 283 с.
Луканова Евгения Олеговна, аспирант, xpymkaainbox.ru, Россия, Москва, Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана,
Евсюков Сергей Александрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, mt6evs@yandex.ru, Россия, Москва, Московский Государственный Технический Университет им. Н. Э. Баумана
STRESS ANALYSIS FOR COMBINA TION OF EXPANSION, CRIMPING, DRA WING AND FLANGING
E.O. Lukanova, S.A. Evsyukov
Stress analysis for combination of such operations as expansion, crimping, drawing and flanging are presented. Relations for the radii of the draw glass and the hole punched in the bottom are obtained to get the part with specific dimensions.
Key words: sheet forming, combining operations, stress, radius, expansion, crimping, drawing, flanging.
Lukanova Evgeniya Olegovna, postgraduate, xpymkaa inbox.ru, Russia, Moscow, Moscow Bauman State Technical University,
Evsyukov Sergey Aleksandrovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, mt6evs'a yandex.ru, Russia, Moscow, Moscow Bauman State Technical University
УДК 621.983; 539.374
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОКОВКИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО СПЛАВА
А.С. Астахов, Н.А. Шамин
Рассмотрена возможность формоизменения поковки цилиндрической поковки детали типа «Стакан» с отверстием в дне. Для чего было выполнено конечно-элементное моделирование процесса. Были рассмотрены различные режимы выдавливания трубных и прутковых заготовок, в частности разные температурно-скоростные режимы выдавливания. По результатм исследования даны рекомендации.
Ключевые слова: обратное выдавливание, трубные заготовки, сила, изотермическое деформирование, напряжения.
Процессы выдавливания относятся к прогрессивным методам обработки металлов давлением и позволяют значительно сократить расход материалов, повысить качество и эксплуатационные свойства изделий, достичь высокой производительности
342
труда путем использования быстроходных прессов. Номенклатура изделий, полученных выдавливанием, может быть разнообразной. В качестве исходных заготовок в технологических процессах холодного выдавливания применяются прокат, труба, лист или лента, проволока, слитки.
Рассмотрим возможность формоизменения поковки цилиндрической поковки детали типа «Стакан» с отверстием в дне. Предполагается, что поковка изготовлена из алюминиевого сплава АМг6, и имеет следующие соотношения размеров
внеш = 0,85 ; Ъотв /Ъвнеш = 0,67 ; Н /Ъ = 1,2 . Наружный диаметр детали с°-ставляет 300 мм, т.е. деталь весьма габаритна. Наиболее рациональным методом получения поковки является объемная штамповка, а именно обратное выдавливание на гидравлическом прессе.
Обратное выдавливание поковки можно реализовать либо из прутковой заготовки (рис. 2) (в дальнейшем требуется удаление перемычки), либо из толстостенной трубы (рис. 3). Рассмотрим подробнее эти варианты.
Рис. 2. Схема обратного выдавливания Рис. 3. Схема обратного выдавливания прутка: 1 — матрица; 2 — пуансон; трубы: 1 — матрица; 2 — пуансон;
3 — заготовка 3 — заготовка
Для выбора наилучшей схемы выдавливания поковки выполним конечно-элементной моделирование процесса. Кривая упрочнения алюминиевого сплава АМг6 представлена на рис. 3. В качестве оборудования выбран гидравлический пресс силой 50МН. Условием окончания расчета является достижения необходимых габаритов изделий и полуфабрикатов.
Были рассмотрены различные режимы выдавливания трубных и прутковых заготовок, в частности разные температурно-скоростные режимы выдавливания. Рассмотрим напряженное состояние поковки на конечной стадии деформирования трубных и прутковых заготовок. Схема к оценке напряжений показана на рис. 4.
д
Рис. 4. Распределение напряжений в поковке: а — холодное деформирование
прутковой заготовки; б - горячее деформирование прутковой заготовки; в - холодное деформирование трубной заготовки; г - горячее деформирование трубной заготовки; д - изотермическое деформирование трубной заготовки
Из представленных схем видно, что наиболее сильно различаются напряжения при разных температурно-скоростных режимах деформирования, так при изотермическом деформировании напряжения на 80 % меньше чем при холодном деформировании. При выдавливании трубных заготовок напряжения несколько больше (20 %), чем при выдавливании поковок из прутка.
Рассмотрим теперь значения силы процесса выдавливания трубных и прутковых заготовок. На рис. 5. представлены графические зависимости изменения силы в течении выдавливания.
Р, мн
а
Р, мн
б
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12.00 14,00
д
Рис. 5. К оценке изменения силы в течении выдавливания: а — холодное деформирование прутковой заготовки; б - горячее деформирование прутковой заготовки; в - холодное деформирование трубной заготовки; г - горячее деформирование трубной заготовки; д - изотермическое деформирование трубной
заготовки
Из представленных рисунков видно, что силы процесса при горячем деформировании на 10% меньше чем при холодном. Однако же, эта разница незначительна. Очевидно ввиду температур, возникающих в поковке при выдавливании при холодном деформировании силы, незначительно отличаются от горячего. Наиболее заметна разница при выдавливании трубных и прутковых заготовок. Она составляет примерно 90 %. Так же при обеспечении процесса изотермического выдавливания силы становятся на 70 % меньше чем при горячем и на 90 % меньше чем при холодном выдавливании.
На основании полученных результатов можно сделать выводы, что наиболее рациональным методом изготовления цилиндрических поковок с отверстием в дне, относительно тонкой стенкой и большими габаритами является изотермическое выдавливание трубной заготовки, которое позволяет добиться сокращение промежуточных операций, повышение коэффициента использования материала, а так же значительное снижение силы процесса.
Список литературы
1. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я. А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 2003. 427 с.
г
в
2. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. 200 с.
3. Джонсон В., Кудо Х. Механика процессов выдавливания металлов. М.: Металлургия. 1965. 197 с.
Астахов Андрей Сергеевич, студент, mpf-tiila a ramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Шамин Никита Андреевич, студент, mpf-tulaa ramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EVALUATION OF OPPORTUNITIES FOR DEFORMATION BY A LARGE GAB CYLINDRICAL FORGING FROM A HIGH-STRENGTH ALLOY
A.S. Astakhov, N.A. Shamin
The possibility of changing the forging of a cylindrical forging of a "glass " type part with a hole in the bottom is considered. Why was the finite element modeling of the process performed. Various modes of extrusion of pipe and rod blanks were considered, in particular, different temperature and speed extrusion modes. According to the results of the study recommendations.
Key words: reverse extrusion, tube blanks, force, isothermal deformation, stresses.
Astahov Andrey Sergeevich, student, mpf-tнlaa ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
Shamin Nikita Andreevich, student, mpf-tнlaa ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983
ВЛИЯНИЕ УГЛА ПОДЪЁМА КЛИНОВЫХ СПИРАЛЬНЫХ ВЫСТУПОВ МАТРИЦЫ НА СИЛОВЫЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ РИФЛЕНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
С. С. Яковлев, А. С. Архипцев, И. А. Чижов
Выполнено компьютерное моделирование процесса получения на внешней поверхности заготовки сетки рифлей на втором переходе вытяжки с локальным утонением стенки за счет клиновых многозаходных спиральных выступов. Проведен анализ влияния угла подъёма выступов матрицы на величины технологической силы, интенсивности напряжений и интенсивности деформаций.
Ключевые слова: интенсивность напряжений, интенсивность деформаций, технологическая сила, клиновые многозаходные спиральные выступы, угол подъёма, рифля.
Ранее было проведено исследование влияния угла подъёма клиновых многозаходных спиральных выступов матрицы на силовые и деформационные параметры вытяжки с локальным утонением на первом переходе [1]. В данной же работе рассматривается второй переход вытяжки с локальным утонением стенки заготовки, в результате которой на наружной поверхности формируется окончательная сетка рифлей. Полуфабрикаты, получаемые на первом и втором переходе представлены на рис. 1.
346
