Получение потайной конической головки за два перехода Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК. 621.7, 539.3

Л.П. Семёнова, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-18-32, ludmilacemenova@yandex.ru, (Россия, Тула, ТулГУ),

А.Н. Пасько, д-р. техн. наук, доц., (4872) 35-18-32, aleksey.n.pasko@mail.ru, (Росси, Тула, ТулГУ)

ПОЛУЧЕНИЕ ПОТАЙНОЙ КОНИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ ЗАДВАПЕРЕХОДА

Представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния заготовки на двух переходах высадки потайной головноо частя.

Исследования проводились при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) номер 08-08-99036-р_офи.

Ключевые слова: высадка головной части, напряженно-деформированное состояние, кинематика течения, силовые параметры процесса.

При изготовлении крепежных изделий в зависимости от геометрически параметров и количества металла, идущего на образование головной чети, возможны различные схемы деформировани образцов. Число переходов в основном зависит от отношения дины свободной, не поддержиаемой части заго-

и л —

товки п к ее диаметру а , т.е. от —.

й п

По опытным данным [1] установлено, что при — < 2,8 требуется оди

й п

переход; при — <5,5 требуются два перехода. В этом случае технология пой

лучени головной чети сводится к следующему процессу: осадка предварительным пуансоном, высадка чистовым пуансоном.

Рассмотрим формиование потайной головной чети за два перехода, геометриеские параметры изделия приедены на рис. 1.

Отношение — составио ве-

а

личину, равную 4,9.

Для реализации процесса высадки были смоделиовали расчетные схемы двух технологиеских переходов, представленных на рис. 2.

022,?

011

Рис. 1. Схема изделия с потайной конической головной частью

Движение узлов, расположенных на свободной поверхности, ничем не ограничено и происходит в соответствии с заданными характеристиками материала, контактное трение на границах инструмента определяется по закону Кулона. Осадка предварительным пуансоном составляла треть от первоначальной свободной длины заготовки [1].

а

б

Рис. 2. Схема многопереходной холодной высадки головной части: а - осадка предваритхьным пуансоном; б - формирование головной части

Для восстановления ресурса пластичности предполагалось введение промежуточных термохимических операций (отжиг), которые позволяют получить после осадки предварительным пуансоном начальные механические свойства материла.

Картина течения материала заготовки свидетельствует о различном перемещении металла на переходах. Если на первом переходе узлы свободной поверхности движутся в радиальном направлении, то на втором - в осевом, и лишь у границы инструмента - в радиальном направлении.

Рис. 3 наглядно показывает равномерность распределения интенсивности деформаций на свободной поверхности образца при деформировании предварительным пуансоном. На втором переходе область максимальных деформаций сосредоточена у торца формируемой потайной головной части. Отметим, что деформации на втором переходе вдвое выше, чем на первом.

Для исследования напряженно-деформированного состояни рассмотрим области образцов, представленные элементами 1, 2 и 3 на рис. 3.

г

а

б

Рис. 3. Распредхение интенсивности деформаций и положение рассматриваемых элементов: а - первый переод; б - второй переход

Проанализировав распределение компонент напряжений при осадке предварительным пуансоном, установим, что осевая компонента напряжений о 2 является сжимающей, прием её наибольшее значение соответствует области на оси симметрии свободной части образца (рис. 4, а). Радиальная ог и окружная од компоненты напряжений в элементе 1 являются

сжимающими, а в области, обозначенной элементом 2, эти напряжения находятся в фае растяжения. Наибольшее номинальное значение этих компонент приходятся на область оси симметрии (рис. 4 а).

Проведенный анализ графиков, представленных на рис. 4, б, показа, что осевая компонента напряжений о2 также является сжимающей для всех рассматриваемых элементов, причем её наибольшее значение соответствует центру головной части образца (элемент 1). Радиальная ог и окружная Од компоненты напряжений близки к нулю, но в элементах 2 и 3 немного распространяются в зону растяжения. Укажем, что на втором переходе максимальные значени компонент напряжений на 33 % выше, чем при осадке предварительным пуансоном.

Рис. 4. Распределение компонент напряжений в элементе 1 при деформировании: а - первый переод; б - второй переод; од,ог,о 2 - окружное, радиальное, осевое напряжения

Рис. 5 представляет распределение компонент деформаций при высадке чистовым пуансоном потайной головки. Выявлено, что осевые деформации е2 являются сжимающими, а деформации окружные вд и радиальные ег - растягивающими. Укажем, что для элементов, принадлежащих торцу потайной головки, характер распределения компонент деформаций и их значения одинаковы и максимальны. Причем компоненты деформации на втором переходе в три раза больше значений компонент на первом технологическом переходе.

Рис. 5. Распределение компонент деформаций при формировании окончатеьным пуансоном: а - элемент 1; б - элемент 2; eg, er, ez - окружная, радиальная и осевая деформации

Проанализировав диаграммы пластичности материла для исследуемых элементов, сделали вывод, что метал имеет достаточный ресурс запаса пластичности для деформировани головной части без разрушения. Однако отметим, что наиболее опасная область с точки зрения возможного разрушения находится на торце потайной головной части на втором переходе деформирования (рис. 6).

Л pi

f f

f ■ ■

;

■ 1" JU M! ».< Ml i«i “II ■ 111*" mm

Рис. 6. Сила высадки чистовым пуансоном потайной головной части

Сила деформирования стержневой заготовки при высадке чистовым пуансоном на порядок выше, чем осадка предварительным пуансоном.

Библиографический список

1. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технологи холодной вы-

садки металлов. М.: Машгиз, 1951. 307 с.

Semenova L.P., Pasko A.N.

The obtention of the hidden cone head by two stages

Results of research is intense-deformed with-standing preparation on two transitions of disembarkation of a secret head part are presented.

Получено 05.08.09