CC BY
5
УДК 621.983
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-6-387-389
ПРЯМОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ СО СЛОЖНЫМ ПРОФИЛЕМ
А.В. Алексеев
Рассматривается процесс прямого выдавливания сложнопрофильного изделия в специальной матрице. Сравнивается несколько видов матриц, отличающихся скруглениями кромки. Рассматриваются интенсивности напряжений, интенсивности деформаций и технологическая сила для каждой из матриц для прямого выдавливания.
Ключевые слова: напряжение, технологическая сила, прямое выдавливание, прессование, деформации, горячая объемная штамповка.
Сложнопрофильные изделия производят различными методами, среди которых обработка резанием, давлением, электрохимические способы. Наиболее производительными можно назвать методы обработки давлением [1-7]. На рис. 1 представлена схема сечения заготовки. Подобное изделия можно получить с помощью прямого выдавливания (прессования) или горячей объемной штамповки в закрытом штампе. Прессование отличается значительной производительностью, однако требует впоследствии резку на изделия требуемой длины.
Прессование проводится в матрицах, при этом в матрицах возможно использование различного инструмента с разным закруглением кромок. В данной работе рассмотрено 3 вида кромок: без закруглений, с закруглением 2 и 5 мм. Также были определены технологические силы для каждой из матриц (рис. 1) с помощью моделирования программе QForm процесса прессования полуфабриката при температуре 1100 градусов. Выполнена заготовка из стали 10 и представляет собой цилиндр.
Наибольшая сила требуется для придания формы заготовке, которая деформируется в матрице без закруглений кромок, наименьшая сила характерна для матрицы с закруглением 5 мм, при этом разница составляет примерно 15%. В целом результат закономерен, так как металлу легче перераспределяться в матрице с большими закруглениями кромки отверстия из-за постепенно сужения отверстия.
Также основными для исследования параметрами являются интенсивность напряжений и деформаций, которые представлены на рис. 3 и 4 соответственно.
63
69
Рис. 1. Схема сечения заготовки
Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 6
2,5 2
х
^ 1,5 га
I 1
и
0,5 0
0,2
0,4 0,6 0,8 1
Время, с
Без закруглений 2 мм 5 мм
Рис. 2. График силы
1,2
1,4
а
б
Рис. 3. Интенсивности напряжений
а
б
Рис. 4. Интенсивности деформаций
0
в
в
В зоне очага деформации наблюдается наибольшая по величине интенсивность напряжений, при этом ее величина и характер распределения одинаков для всех рассматриваемых случаев. Наибольшая интенсивность деформаций, выявленная при моделировании, равняется 87 МПа.
Деформации распределены в целом схожим образом для всех рассматриваемых вариантов формоизменения. Однако их величина существенно отличается. Так максимальная интенсивность деформаций при прессовании через матрицу без скруглений составляет, 7,05, а при прессовании через матрицу с закругления 5 мм - 4,6. Таким образом наличие скруглений снижает максимальную интенсивность деформаций более чем на треть.
Таким образом, благодаря меньшему значению технологической силы, а также меньшей интенсивности деформаций лучшим из рассматриваемых вариантов является прессование через матрицу с закруглёнными с радиусом 5 мм кромками отверстия.
Список литературы
1. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572576.
2. Яковлев С.С. Комплексное сравнение различных режимов прямого выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 538-541.
3. Юрков И.В. Анализ процесса комбинированного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 564568.
4. Чижов И.А. Напряженно-деформированное состояние в заготовке при прямом выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 524-526.
5. Подтягин В.Э. Прямое выдавливание полуфабриката с фланцем при различных температурных условиях // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 547-549.
6. Жерносек В.Н. Анализ формы детали и течения материала при комбинированном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 555-557.
7. Подход к оценке повреждаемости при деформировании стрингерных конструкций с цилиндрическими каналами по различным теориям ползучести и повреждаемости / Ларин С.Н., Платонов В.И., Куприн Е.П., Яковлев С.С. (мл.) // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 3. С. 3-14.
Алексеев Александр Владимирович, студент, mpf-tula@,rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DIRECT EXTRUSION WITH A COMPLEX PROFILE A.V. Alekseev
The paper deals with the process of direct extrusion of a complex-shaped product in a special matrix. Several types of matrices are compared, differing in edge rounding. The stress intensities, strain intensities and technological force are observed for each of the dies for direct extrusion.
Key words: stress, technological force, direct extrusion, pressing, deformation, hot
forging.
Alekseev Aleksandr Vladimirovich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
