Исследование распределения температур в процессе горячей объемной штамповки трубных заготовок с фланцем

Из представленной зависимости видно, что с ростом относительной высоты высаживаемого фланца с 0,25 до 0,5 удельное давление снижается в среднем в 1,5 раза. Рост коэффициента трения приводит к росту давления на 20%.

Полученные результаты позволили установить влияние геометрических характеристик заготовки, степени деформации, а так же параметров инструмента и оборудование на давление, напряжения и деформации при высадке. Наибольшее влияние на ход процесса высадки оказывает степень деформации. Трение и скорость инструмента так же влияют, но не критично. Поэтому при назначении параметров технологии высадки необходимо руководствоваться требуемой степенью деформации.

Список литературы

1. Чудин В.Н. Расчетная модель нестационарного деформирования // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2016. №5. С. 20-23.

2. Яковлев С.П., Чудин В.Н., Яковлев С.С., Соболев Я. А. Изотермическое деформирование высокопрочных анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 2003. 427 с.

3. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / В.А. Голенков, С.П. Яковлев, С. А. Головин, С.С. Яковлев, В. Д. Кухарь / под ред. В. А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.

Шамин Никита Андреевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

DISPA TCH OF PIPE BILLETS FROM AL UMINUM ALLOYS IN ISOTHERMAL CONDITIONS

N.A. Shamin

The results of modeling the process of isothermal crimping of tube blanks from high-strength aluminum alloys are presented. Based on the simulation results, the dependences of the influence of the degree of deformation, temperature and temperature conditions on the strength of the process and the stress state of the material are obtained.

Key words: upsetting, stress, isothermal stamping, force, degree of deformation.

Shamin Nikita Andreevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.73.01

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК С ФЛАНЦЕМ

С.С. Яковлев, В.Э. Подтягин, А.Е. Никишкин

В данной работе показаны результаты исследования распределения температурных градиентов по объемы материала инструментов в процессе горячей объемной штамповки.

Ключевые слова: температура, нагрев, распределение температур, инструмент, трубная заготовка с фланцем.

Определение температур инструментов в процессе горячей объемной штамповки представляет собой немаловажную и актуальную задачу, которая способна определить условия и режимы штамповки, необходимость в предварительном нагреве оснастки, градиенты распределения нагрева [1-4].

В работе с помощью программного комплекса QForm было продолжено изучение влияния предварительного нагрева инструмента на условия штамповки [5]. В данной статье пойдет речь о распределении температур по толщине оснастки (рис. 1), определению максимальных значений температур на начальном этапе процесса (табл. 1 и рис. 2) и на конечном (табл. 2 и рис. 3).

В работе рассматривались три варианта нагрева оснастки, послужившие отправной точкой для исследования: 1 - до температуры 20°С; 2 - до температуры 250°С; 3 - до температуры 500°С.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 12

Рис. 1. Схема распределения температур на окончательном этапе формоизменения горячей заготовки при температуре предварительного нагрева оснастки до: а - 20°С; б - 250°С; в - 500°С

Таблица 1

Мах значения температур инструментов на начальной стадии при различных их первоначальным температурах

20 250 500

Матрица 549 649 764

Пуансон 130 380 580

20 60 100140180 220 260 300 340 380420460 500 Температура инструмента до начала...

—Матрица —Пуансон

Рис. 2. График максимальной температуры на начальной стадии деформирования

Таблица 2

Мах значения температур инструментов на окончательной стадии _ при различным их первоначальным температурах_

20 250 500

Матрица 611 756 885

Пуансон 663 762 870

ос

аа нр

аа мр

и с

ае

и

1100

е

а т н е

м у

р

т с н и

20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 Температура инструмента до начала.

—Матрица —Пуансон

Рис. 3. График максимальной температуры на окончательной стадии деформирования

На начальной стадии деформирования максимальная температура наблюдается на стенках матрицы. На конечной стадии максимальные температуры наблюдаются на пуансоне и рабочей кромке отверстия матрицы. На заключительном этапе процесса ОМД происходит выравнивание максимальных значений температур на пуансоне и на матрице за счет продолжительного времени контакта оснастки с горячей заготовкой.

Список литературы

1. Брюханов А. Н. Ковка и объемная штамповка. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1975.

2. ГОСТ 18970—84. Обработка металлов давлением. Термины и определения. Операции ковки и штамповки. — М.: Изд-во стандартов, 1986.

3. Мансуров А.М. Технология горячей штамповки. М.: Машиностроение, 1971.

4. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М.: Машиностроение,

1976.

5. Герасимова О.М., Чижов И.А., Павлушин В.О. Влияние температуры штамповой оснастки на нагрузку в процессе получения трубной детали с фланцем // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2019. Вып. 5. С. 333-336.

Яковлев Сергей Сергеевич, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Подтягин Валентин Эдуардович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Никишкин Александр Евгеньевич, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

RESEARCH OF TEMPERATURE DISTRIBUTION IN THE PROCESS OF HOT VOLUME STAMPING OF

TUBE BILLETS WITH A FLANGE

S.S. Yakovlev, V.E. Podtyagin, A.E. Nikishkin

In this paper, we show the results of a study of the distribution of temperature gradients by volume of tool material in the process of hot forging.

Key words: temperature, heating, temperature distribution, tool, pipe billet with flange.

Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Podtyagin Valentin Eduardovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Nikishkin Alexandr Evgenevich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State

University

УДК 621.983; 539.374

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ОБЖИМА ТРУБНЫХ

ЗАГОТОВОК

А. С. Астахов

На базе соотношений для оценки силы было выполнено исследование влияния параметров инструмента и оборудование на удельное давление обжима. Пользуясь готовой математической моделью были выполнены теоретические исследования с помощью которых была сконструирована оснастка для реализации обжима.

Ключевые слова: обжим, ползучесть, напряжения, деформации, сила, сплошность.

В общем и специальном машиностроении часть используются цилиндрические изделия с переменной величиной поперечного сечения. Данные детали представляют цилиндр с узким горлом. Изготовления данных деталей возможно различными методами. Но по совокупности факторов лучшим является обжим труб [1-3]. В зависимости от материала предполагаемой детали существуют разные виды обжима. Но, ввиду того, что предполагается рассматривать обжим цветных труднообрабатываемых сплавов предпочтительным выглядит медленное изотермическое деформирование. Исследования выполнялись по результатам моделирования процесса в программном комплексе QFORM, так и используя данные работы [4].