ОЦЕНКА ДЕФОРМАЦИЙ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ В ДЕТАЛИ ПРИ ОБРАТНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ

УДК 621.7.043

ОЦЕНКА ДЕФОРМАЦИЙ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ В ДЕТАЛИ ПРИ ОБРАТНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ

Л.В. Каркач

При проведении процесса обратного выдавливания было исследовано влияние температуры штамповки на различные параметры операции: интенсивность деформаций, сопротивление деформациям, повреждаемость. Определены более благоприятные режимы для проведения данного метода обработки металлов давлением.

Ключевые слова: деформации, исследование, сопротивление деформациям, формоизменение повреждаемость, экструзия.

Оценка деформаций и повреждаемости в процессах обработки металлов давлением являются важными исследованиями, так как от этих параметров существенно зависит качество изделия, полученного обработкой давлением [1-3]. При моделировании изготовления детали возможно прогнозирование того, как в процессе обработки поведет себя материал, какая будет форма конечного изделия и возможно определить некоторые параметры протекающего процесса, которые прямо или косвенно влияют на качество изделия [4-7]. Параметров, косвенно или прямо показывают их качество изделия не так много, большая часть из них основана на определении исчерпания ресурса пластичности, например, параметр Кокрофта-Латэма, или модель Колмогорова. Также возможно определение полей Гартфилда, изучение интенсивности деформаций и средних напряжений или прогнозирование структуры материала. При этом на качество изделия могут влиять многочисленные факторы:

- температура штамповки;

- геометрия начальной заготовки или инструмента;

- трение;

- материал, из которого изготавливается заготовка;

- скорости деформаций.

В данной работе будет рассмотрен процесс обратного выдавливания при разных температурах для оценки влияния этого фактора на повреждаемость в изделии (по параметру Ко-крофта-Латэма) и на величины деформаций. Для это проведено моделирование в программе конечноэлементного анализа, в которой формоизменялась стальная цилиндрическая заготовка методом обратного выдавливания с дальнейшим получением втулки. Были получены сведения о величинах параметра Кокрофта-Латэма при трех режимах штамповки: 20, 800 и 1150 градусов по Цельсию, представленные соответственно на рис. 1.

а б в

Рис. 1. Величины параметра Кокрофт-Латэм в полуфабрикате

Для всех режимов характерно примерно одинаковая величина этого параметра и его распределение в объеме материала. Так в нижней части величина повреждаемости равна 0, что объясняется практически отсутствующими деформациями в данной области. Наибольшая повреждаемость определяется на внутренней поверхности полости, где достигает 0,5.

Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 11

1«

3

а б в

Рис. 2. Деформации

Деформации также являются важной характеристикой процесса, в данном случае с ростом температуры деформации при штамповке одной и той же детали с равными начальными параметрами уменьшается величина деформаций с 5,45 до 4,4, что составляет примерно 20%. На рис. 3 приведены картины сопротивления деформации.

а бв

Рис. 3. Сопротивление деформации

Распределение величин сопротивления деформированию имеют одинаковую картину, и уменьшаются с ростом температуры.

Таким образом, было установлено:

1. Повреждаемость при реализации такого процесса достигает лишь 0,45, что практически исключает возможность потери устойчивости изделия.

2. С увеличением температуры падает величина деформаций, также деформации присутствуют только в верхней части втулки.

3. Сопротивление деформированию падает с ростом температуры.

4. По совокупности факторов данная технологическая операция подходит для штамповки втулок с такими формами и рассматриваемых режимов. Возможно использовать любой из оцениваемых режимов, однако стоит принимать выбор исходя из возможностей прессового оборудования.

Список литературы

1. Подтягин В.Э. Напряженное и деформированное состояние при штамповке втулки с глухим отверстием // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 5. С. 143-145.

2. Богданов С.Б. Комплексная оценка процесса получения детали методом комбинированного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 8. С. 36-38.

3. Яковлев С.С., Чижов И.А., Павлушин В.О. Напряженно-деформированное состояние при изготовлении трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 172-177.

4. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572-576.

5. Ларин С.Н., Пасынков А.А., Яковлев С.С. Оценка напряженно-деформированного состояния заготовки при вытяжке через сложнопрофильную матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 10. С. 466-470.

6. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977. 317 с.

7. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение.1979.

520 с.

Каркач Леонид Витальевич, студент, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет.

ASSESSMENT OF DEFORMATION AND DAMAGE IN THE PART DURING REVERSE

EXTRUSION

L.V. Karkach

When carrying out the process of back extrusion, the effect of the stamping temperature on various parameters of the operation was investigated: the intensity of deformations, resistance to deformations, and damageability. More ^ favorable conditions ^ for carrying out this method of metal working by pressure have been determined.

Key words: deformations, research, resistance to deformations, deformation, damageability,

extrusion.

Karkach Leonid Vitalevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.77; 621.7.043

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ОРЕБРЕННЫХ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Н.М. Чекмазов

В статье даны результаты исследований влияния степеней деформации, трения, скоростей деформирования и геометрических характеристик инструмента на величины сил формирования рельефа на плитах.

Ключевые слова: деформирование, горячая штамповка, цветные сплавы.

Процессы деформирования, основной операцией которых является выдавливание характеризуются значительными величинами сил. В данной статье рассматривается процесс деформирования плоских толстых заготовок пуансоном с рабочей поверхностью в виде комбинации квадратных элементов. Данный процесс справедлив для деформирования плит из цветных сплавов, характеризующихся высокими прочностными характеристиками [1-4]. Соответственно велики силовые режимы деформирования таких заготовок. Ввиду этого деформирование осуществляется в горячих условиях при низких скоростях и постоянной температуре заготовки. Предполагается на базе моделирования данного процесса выполнение исследований влияния степеней деформации, трения, скоростей деформирования и геометрических характеристик инструмента на величины сил формирования рельефа на плитах.

На рис. 1 дана схема процесса. На рис. 2 представлен эскиз заготовки (а) и готового изделия (б) с иллюстрацией их разбивки на элементы.

471