CC BY
4
УДК 621.771
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ИНСТРУМЕНТА НА ВЕЛИЧИНЫ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ СОВМЕЩЕНИИ ОСАДКИ И ВЫДАВЛИВАНИЯ
С.С. Абрамов, М.К. Чистяков
Выполнен анализ влияния рабочей геометрии инструмента, степени деформации на изменение интенсивностей напряжений в теле поковки при реализации совмещенной процесса осадки и бокового выдавливания.
Ключевые слова: выдавливание, осадка, интенсивности напряжений, изотермическое деформирование.
В статье рассмотрена операция, заключающаяся в совмещении за один рабочий ход инструмента бокового выдавливания и осадки в выдавливаемой части [1-3]. Процесс проходит в изотермических условиях. На рис. 1 представлен схема процесса. Исследование выполнено в комплексе DEFORM. Материал заготовок - цветные сплавы на основе титана и алюминия ВТ6 и АМг4. Заготовки подвергаются нагреву до температур 450°С и 930°С для АМг4 и ВТ6 соответственно. Заготовкой принимался пруток диаметром D = 70,100 мм и высотой H 0 =100 мм. Анализ выполнялся для значений рабочего хода пуансона Dh = 70, 60, 50, 40 мм. Этому ходу соответствовала высота заходной части H = 15, 25, 35, 45 мм. Изменение трения оценивалось по закону Зибеля. Скорость движения инструмента соответствовала медленному деформированию V = 1...10 мм/мин.
Рис. 1. Схема процесса
На рис. 2 и 3 показаны, эскизы детали после исследуемой операции, позволяющие оценить интенсивности напряжений для разных значений величины хода и диаметров заготовок для рассматриваемых сплавов.
359
ВТ6С АМг4
г
Рис. 2. Схемы к оценке интенсивностей напряжений
(Dзаз = 70 мм, Hзаг = 100 мм): а - h = 15 мм; б - h = 25 мм; в - h = 35 мм; г - h = 45 мм
Из рис. 2 и 3 видно, что максимальные значения интенсивностей напряжений наблюдаются в выдавливаемой части детали недалеко от перехода недеформируемой цилиндрической части заготовки в формоизме-няемый элемент. Значения интенсивностей напряжений для титанового сплава в среднем на 50 % больше чем для рассматриваемого алюминиевого сплава.
ВТ6С
АМг 4
а
б
в
Рис. 3. Схемы к оценке интенсивностей напряжений
(Dзаз = 100 мм, Hзаг = 100 мм): а - h = 15 мм; б - h = 25 мм; в - h = 35 мм; г - h = 45 мм
Сравнивая результаты, представленные на данных рисунках, стоит заметить, что увеличение рабочего хода инструмента и диаметра заготовки в среднем не приводит к закономерному изменению интенсивностей напряжений.
г
На рис. 4 показаны эскизы детали после исследуемой операции, позволяющие оценить распределение величины интенсивности напряжений в теле поковки для исследуемых металлов при разных скоростях перемещения инструмента.
в г
Рис. 4. Схемы к оценке интенсивностей напряжений (Взаз = 70 мм, Нзаг = 100 мм, И = 25 мм): а - ВТ6С, V = 1 мм/мин; б - ВТ6С, V = 10 мм/мин; в - АМг4, V = 1 мм/мин; г - АМг4, V = 10 мм/ мин
Рассматривая рис. 4 можно сделать выводы о том, что снижение значений скорости перемещения нажимного инструмента позволяет добиться снижения величины интенсивности напряжений на 20 % для сплава ВТ6 и на 13 % для АМг4. Кроме того в теле поковки со снижением скорости наблюдается меньшая неравномерность интенсивностей напряжений.
Анализ полученных результатов позволяет сказать, что увеличение степени деформации, подразумевающей собой увеличение рабочего хода не приводит к закономерному и заметному изменению интенсивностей напряжений. Изменение скорости деформирования, наоборот, приводит к снижению интенсивностей напряжений и снижению их неравномерности по телу поковки. Ни на одной из рассмотренных схем не наблюдается превышений допустимых величин интенсивностей напряжений.
Работа выполнена в рамках гранта НШ-2601.2020.8.
362
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. Черняев А.В., Чудин В.Н., Тесаков Д.М. Последовательно-совмещенная вытяжка заготовки при вязко-пластическом деформировании // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 1 (91). С. 3-7.
3. Ларин С.Н., Платонов В.И., Коротков В. А. Проектирование матрицы для вытяжки материалов, обладающих плоскостной анизотропией механических свойств // Цветные металлы. 2018. №7. С. 83-87.
Абрамов Сергей Сергеевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Чистяков Михаил Константинович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
NFLUENCE OF TOOL GEOMETRY ON THE VALUES OF VOLTAGE INTENSITY A T THE COMBINA TION OF SEDIMENT AND EXPLOSION
S.S. Abramov, M.K. Chistyakov
The analysis of the influence of the working geometry of the tool, the degree of deformation on the change in the stress intensity in the body of the forging during the implementation of the combined process of upsetting and lateral extrusion.
Key words: extrusion, sediment, stress intensity, isothermal deformation.
Abramov Sergey Sergeevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Chistyakov Mikhail Konstantinovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
