ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ НА ДЕФОРМИРУЮЩИХ ИНСТРУМЕНТАХ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОШИВКЕ

EFFECT OF MECHANICAL, PHYSICAL AND GEOMETRIC INHOMOGENEITY OF BLANK ON THE DEEP-DRA WING PARAMETERS

V.A. Demin, A.A. Ryzhkova

The simulation of the deep-drawing process was carried out in order to determine the effect of the mechanical, physical and geometric non-uniformity of the blank on the deep-drawing process. A regression model of the deep-drawing process was constructed, taking into account the influence of the variation in the properties of the blank on the deep-drawing parameters.

Key words: metal forming, sheet punching, deep-drawing, modeling.

Demin Viktor Alekseevich, doctor of technical sciences, professor, va deminabk. ru, Russia, Moscow, Bauman Moscow State Technical University,

Ryzhkova Aleksandra Aleksandrovna, postgraduate, alexandraryzhkova@yandex. ru, Russia, Moscow, Bauman Moscow State Technical University

УДК 621.77; 621.7.043

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ НА ДЕФОРМИРУЮЩИХ ИНСТРУМЕНТАХ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОШИВКЕ

М.К. Чистяков, С.Н. Михальченко

Выполнено исследование получения отверстий посредством изотермической прошивке отверстий в титановых тройниках. Установлено влияние степеней деформации на величины сил на деформирующих инструментах.

Ключевые слова: прошивка, сила, исследование, изотермическое деформирование.

В статье выполнена оценка влияния относительного диаметра рабочих пуансонов на силы изотермической прошивки. Прошивка является процессом создания отверстий в цилиндрических отростках. Схема прошивки которой изображена на рис. 1. Для расчетов привлекался программный комплекс DEFORM с использованием основных положений теории пластичности упругопластического, несжимаемого, упрочняющегося материала. Материал заготовки - титановый труднодеформируемый сплав ВТ6. Его

обработка ведется при температуре 900 °С, что обеспечивает специальные условия деформирования. Скорость перемещения деформирующих инструментов, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях - 3 мм/мин. Диаметр горизонтальных отростков Dq = 40 мм. Диаметр вертикального отростка Dj = 40 мм. Диаметры пуансонов в горизонтальном направлении D2 = 28, 32, 35 мм; в вертикальном направлении D3 = 28, 32, 35 мм.

Выполнено моделирование данного процесса. Анализируя результаты моделирования, было установлено влияние величин степени деформаций ( d = D3 /Dj) на силы на деформирующих элементах штамповой оснастки. На рис. 2-4 представлены результаты исследований в виде графических зависимостей.

Рис. 1. Схема прошивки

РЛ

120000

80000

40000

1ч

2

0,7

0,75

0,8

0,85

d

Рис. 2. Зависимость сил на вертикальном

РД

40000

0,7 0,75 0,8 0,85 Д

Рис. 3. Зависимость сил на вертикальном

РД

200000

0,7

0,75

0,8

0,85

d

Рис. 4. Зависимость сил на вертикальном

На рис. 5 представлены результаты исследований, показывающие влияние температуры нагрева заготовки на силы прошивки.

Р,н

1600000

1200000 800000 400000 0

300 400 500 600 700 800 ^ °С

Рис. 5. Влияние температуры нагрева заготовки на силы прошивки

Установлено, что несоблюдение температурного режима формоизменения ведет к многократному изменению сил на деформирующих пуансонах. Установлено, что снижение температуры заготовки до 400°С ведет к росту сил деформирования в 20 раз.

Установлено, что рост относительной величины диаметра верхнего отростка с 0,7 до 0,9 приводит к росту сил на горизонтальных инструментах на 15 % и к росту на 50 % для вертикального инструмента при относительном диаметре нижнего отростка 0,7. При относительном диаметре нижнего отростка 0,8 рост относительной величины диаметра верхнего отростка с 0,7 до 0,9 приводит к росту сил на горизонтальных инструментах на 40 % и к росту на 35 % для вертикального инструмента. При относительном диаметре нижнего отростка 0,9 рост относительной величины диаметра верхнего отростка с 0,7 до 0,9 приводит к росту сил на горизонтальных инструментах на 70 % и к росту на 35 % для вертикального инструмента.

Кроме того, выявлено, что силы деформирования на вертикальном пуансоне при меньших значениях относительном диаметре нижнего отростка больше на 10 % чем на горизонтальных пуансонах. С ростом относительного диаметра нижнего отростка деформирования на вертикальном пуансоне становятся меньше чем на горизонтальных пуансонах.

Работа выполнена в рамках гранта ректора ТулГУ под руководством Па-сынкова А. А.

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

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

4. Чудин В. Н., Пасынков А.А. Верхнеграничные оценки давления при плоском нестационарном деформировании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 3. С. 56-63.

Чистяков Михаил Константинович, студент, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Михальченко Сергей Николаевич, аспирант, aspirant_tsu@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

STUDY OF FORCES ON DEFORMING TOOLS DURING ISOTHERMAL PUSHING

M.K. Chistyakov, S.N. Mikhalchenko

A study was carried out to obtain holes by isothermal piercing of holes in titanium tees. The influence of the degrees of deformation on the magnitude of the forces on deforming tools is established.

Key words: piercing, force, research, isothermal deformation.

Chistyakov Mikhail Konstantinovich, student, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Mikhalchenko Sergey Nikolaevich, postgraduate, aspirant_tsu@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 539.374

АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛА ПРИ ВЫДАВЛИВАНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОРПУСНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СПЛОШНЫХ ЗАГОТОВОК

В.Ю. Травин, Н.Д. Тутышкин, А.А. Рыбина

Приводится анализ распределения деформаций и структурных параметров материала при выдавливании цилиндрических корпусных изделий из сплошных заготовок. Для определения деформаций в меридиональных сечениях детали использовался метод делительной сетки. В связи с сильной нестационарностью процесса выдавливания для расчета деформаций и их приращений по этапам использовались фундаментальные соотношения через базисные компоненты делительной сетки как сопутствующей системы координат. Для расчета структурных параметров, - деформационной повреждаемости, величины зерна поликристаллических агрегатов и внутренней энергии упрочнения, - использовались определяющие соотношения, включающие параметры деформаций и наапряжений. Полученные результаты свидетельствуют о существенной неравномерности распределения деформаций и структурных параметров в донной части изделия.

Ключевые слова: деформации, делительная сетка, структурные параметры, поврежденность, величина зерна, внутренняя энергия упрочнения.

Распределение деформаций и структурных параметров материала при его обработке давлением (ОД) оказывает сильное влияние на эксплуатационные свойства готовых изделий [1-6]. Это влияние несомненно должно учитываться в технологии ОД (обоснованного выбора и расчета формоизменяющих и сопутствующих операций, режима обработки, прогнозирования механических и структурных характеристик обрабатываемых материалов). В системах точного машиностроения часто встречаются осесимметричные корпусные изделия, эксплуатирующиеся в жестких режимах,