CC BY
5
Key words: drawing, pushing, square blanks, shaping.
Samsonov Nikita Alekseevich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula state University,
Blagochinnov Roman Sergeevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК 621.7.043
СРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ В ДЕТАЛЯХ ПРИ ИХ ФОРМИРОВАНИИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
Я.В. Грибачев
Проведено исследование состояния, возникающего при формировании детали методом объемной штамповки, а именно обратного выдавливания с целью сравнения полученных данных с формоизменением детали методов комбинированного выдавливания.
Ключевые слова: деформации, сопротивление деформациям, выдавливание, обработка металлов давлением, горячая штамповка, сталь.
Для разных процессов получения одинаковых деталей характерно отличающееся напряженное и деформированное состояние. Поэтому необходимо подбирать для каждой детали оптимальную технологию ее получения для улучшения напряженного и деформированного состояния в заготовке [1-7]. Для этого необходимо проводить сравнение разных способов с целью определения наилучшего результата.
В частности, деталь «Втулка» можно получать литьем, резанием, обработкой давлением. Однако в данном случае будут сравниваться 2 метода обработки металлов давлением, оба связанных с горячим объемным деформированием. Первый заключается в использовании открытого штампа и комбинированного выдавливания, а второй - обратного выдавливания с применением осадки. Данные операции являются весьма распространенными, поэтому и были выбраны для исследований.
Исследования проводятся в программе QForm и сравниваются интенсивности деформаций, напряжений и сопротивление деформации. Штамповка в обоих случаях проводилась за одну операции, использовалась сталь марки 10, считающаяся жесткопластической. Так как рассматривается горячая объемная штамповка, то температура инструмента и заготовки составляла 1150 градусов. В последующем после операции предполагается, что полуфабрикаты будут подвержены механической обработке, резанию, для устранения возможных внешних дефектов и приведения заготовки к необходимой форме.
Так были оценены интенсивности напряжений (рис. 1), деформаций (рис. 2) и сопротивление деформации (рис. 3).
Рис. 1. Интенсивности напряжений
Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 11
Распределение интенсивностей напряжений для обоих методов существенно отличаются. При реализации первого способа наибольшие напряжения в середине высоты заготовки, а во втором методе - в верхней части, при этом наибольшая величина интенсивности напряжений отличается на 75%.
Рис. 2. Деформации
При штамповке втулки вторым методом деформации значительно ниже по максимальной величине, чем у первого метода, разница примерно составляет 30%. При этом во втором методе деформации распределены в верхней части заготовки, а в первом методе основные деформации претерпевает материал в районе нижней части глухого отверстия.
Рис. 3. Сопротивление деформации
Картина распределений сопротивления деформации в целом повторяет картину интенсивностей напряжений и по характеру распределения и по величинам. При реализации первого способа наибольшие сопротивления в середине высоты заготовки, а во втором методе - в верхней части, при этом наибольшая величина отличается на 75%.
Таким образом, исходя из проведенных моделирований, можно привести следующие выводы. От метода формоизменения в значительной мере зависит напряженно-деформированное состояние в полуфабрикате. Было установлено, что величина интенсивности напряжений выше в 1,5 раза при обратном выдавливании, относительно комбинированного. Деформации имеют обратный характер распределения, так, при комбинированном деформировании выше на 35%, относительно обратного. Также существенно отличается характер их распределения. Однако в данном случае лучше применять второй метод (обратное выдавливание), т.к. это позволит значительно уменьшить величину максимальных деформаций.
Список литературы
1. Богодухов С.И. Материаловедение и технологические процессы в машиностроении: учеб. пособие для студ. Вузов / С.И. Богодухов, А.Д. Проскурин, Р.М. Сулейманов и др.; под общ. ред. С.И. Богодухова. Старый Оскол: ТНТ (Тонкие наукоемкие технологии), 2010. 559 с.
2. Колесов С.Н., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для студентов электротехнических и электромеханических спец. ВУЗов. М.: Высшая школа, 2004. 518 с.
3. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. 520 с.
4. Ковка и штамповка: справочник. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка. 2-е изд., перераб. и доп. / под общ. ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 2010. В 4 т. Т. 1. 717 с.
5. Ковка и штамповка: справочник. Горячая объемная штамповка. Ковка. 2-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 2010. В 4 т. Т. 2. 720 с.
6. Ковка и объемная штамповка стали. 2-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. М.В. Сторожева. М.: Машиностроение, 1967. В 2 т. Т. 2. 450 с.
7. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572-576.
Грибачев Ярослав Васильевич, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARISON OF THE CONDITION OF PARTS IN THEIR FORMATION BY DIFFERENT
METHODS
Y.V. Gribachev
A study of the state arising during the formation of a part by the forging method, namely, reverse extrusion, in order to compare the data obtained with the shaping of a part by combined extrusion methods, has been carried out.
Key words: deformation, resistance to deformation, extrusion, metal forming, hot stamping,
steel.
Gribachev Yaroslav Vasilevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77; 621.7.043
ОЦЕНКА НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКЕ
ОРЕБРЕННЫХ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Н.А. Чекмазов
Выполнено моделирование изотермического деформирования плоских изделий с наружным рельефом в виде сетки. Установлено влияние степеней деформации и технологических параметров на напряжения в изделии.
Ключевые слова: деформирование, горячая штамповка, цветные сплавы.
Плоские плиты с наружной рельефной поверхностью в виде сетки применяются в качестве элементов корпуса некоторых видов транспортной техники. Данные изделия должны обладать определенным сочетанием массы и прочности. Процессами горячего деформирования с поддержанием постоянной температуры можно добиться получения данных деталей. При выдавливании оребренной поверхности на плитах из цветных деформируемых сплавов возникают значительные усилия [1-4]. Кроме того, данный процесс характеризуется сложным напряженным состоянием. Ввиду этого выполнено моделирование выдавливания рельефа на плитах в целях оценки напряженного состояния.
