ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МАЛООТХОДНОЙ БЕЗУКЛОННОЙ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОЙ СХЕМЫ ДЕФОРМАЦИИ «РАЗДАЧА-ВЫДАВЛИВАНИЕ»

В. А. Иванов, С. С. Стругов, А. А. Авраменко, М. Д. Таркаленко

Аннотация


В данной работе представлено продолжение темы по разработке технологии малоотходной безуклонной горячей объемной штамповки осесимметричных деталей, в частности воротниковых фланцев, на основе схемы деформации «раздача-выдавливание». В настоящей статье приведен вывод общего вида функции энергосиловых параметров процесса на основе предыдущих работ, заключающихся в определении граничных условий и определения кинематических характеристик операции. Исходя из условий и схемы процесса деформации, принимаем торовую систему координат. Вывод общего вида функции осуществлен по методике А.Л. Воронцова. Так как процесс осесимметричный, то рассматриваем плоское напряженное состояние очага деформации. Приведенная математическая модель разработана с целью верхней оценки усилия деформации, что связано с необходимостью проведения технологических расчетов на производстве. Также в данной работе представлено моделирование по новой схеме деформирования с целью качественной оценки пластического течения материала. По результатам моделирования подтверждена практическая применимость метода на практике, что подтверждает предыдущие предположения. Также рассмотрен график зависимости усилия штамповки от перемещения. В данном конкретном случае график имеет куполообразную форму, что обусловлено изменением площади контакта рабочего инструмента с заготовкой. С целью получения более достоверной картины процесса деформации проведен лабораторный эксперимент на базе лаборатории кафедры ПиМОМД на гидравлической установке ВЖМ-2М, материал – свинец марки С2С ГОСТ 3778–98. Гидравлическая установка ВЖМ-2М отличается удобством применения и приемлемым усилием. Данный эксперимент дал положительные результаты, подтвердив тем самым моделирование при помощи метода конечных элементов. Для полноценной проверки корректности математической модели планируется проведение неполнофакторного эксперимента. Разработан пакет конструкторской и технологической документации, на данном этапе проекта оснастка находится на изготовлении в НОЦ «Машиностроение». Также планируется освоение опытной партии фланцев на ООО «ЧТЗ-УралТрак» на типоразмере с диаметром условного прохода D50.

Ключевые слова


энергосиловые параметры; математическое моделирование; раздача-выдавливание; воротниковые фланцы

Полный текст:

PDF

Литература


GOST 12820–80. Flantsy stal’nyye ploskiye privarnyye na Py ot 0,1 do 2,5 MPa (ot 1 do 25 kgs/sm2) [State Standard 12820–80. Flat Welded Steel Flanges]. Moscow, IPK Izdatel’stvo standartov Publ., 1993. 43 p. (in Russ.)

Bakulina A.A., Tikhonov I.A., Ter-Mateosyants I.T. [Overview of the Russian Pipeline Valves Market in 2014]. Armaturostroyeniye, 2015, no. 4, pp. 40–45. (in Russ.)

Semenov E.I. Kovka i shtampovka [Forging and Stamping]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1986, vol. 2. 592 p. (in Russ.)

Storozhev M.V. (Ed.). Tekhnologicheskiy spravochnik po kovke i ob’yemnoy shtampovke [Forging and Die Forging Technology Guide]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1958. 643 p.

Bryukhanov A.N. Kovka i ob’yemnaya shtampovka [Forging and Die Stamping]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1975. 402 p.

GOST 7505–89. Pokovki stal’nyye shtampovannyye: dopuski, pripuski i kuznechnyye napuski [State Standard 7505–89. Pressed Steel Forgings: Tolerances, Allowances and Blacksmithing]. Moscow, Izdatel’stvo standartov Publ. 37 p.

Kaplunov B.G., Pavlovich Z.S., Plaksin A.V., Tyazhel’nikov V.M. Sposob shtampovki pokovok flantsev vorotnikovykh [The Method of Stamping Forgings Collar Flanges]. Patent RF, no. 2352431, 2011.

Strugov S.S., Ivanov V.A., Tarkalenko M.D. [Kinematic State of the Workpiece in the Process of Undeviating Hot Volumetric Stamping of Collar Flanges According to the Combined “Distribution-Extrusion” Scheme]. Forging and Stamping Production. Metal Forming, 2018, no. 5, pp. 33–38 (in Russ.)

Storozhev M.V., Popov E.A. Teoriya obrabotki metallov davleniyem [Theory of Metal Forming]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1977. 424 p.

Gun, G.Ya. Teoreticheskiye osnovy obrabotki metallov davleniyem [Theoretical Foundations of Metal Forming]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1980. 456 p.

Kolmogorov V.L. Mekhanika obrabotki metallov davleniyem [Mechanics of Metal Forming]. USTU–UPI Publ., 2001. 835 p.

Strugov S.S., Ivanov V.A., Sherkunov V.G. Comparison of Methods of Stress-Strain State Estimation in the Upset of a Cylindrical Workpiece. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2016, vol. 16, no. 4, pp. 140–146. (in Russ.) DOI: 10.14529/met160416

Vorontsov A.L. Tekhnologicheskiye zadachi teorii plastichnosti [Technological Problems of the Theory of Plasticity]. Moscow, Mashinostroyeniye-1 Publ., 2006, vol. 3. 475 p.

Dal’skiy A.M., Gavrilyuk V.S., Bukharkin L.N. et al. Tekhnologiya konstruktsionnykh materialov [Engineering Materials Technology]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1990. 352 p.

GOST 3778–98. Svinets. Tekhnicheskiye usloviya [State Standard 3778–98. Lead. Technical Conditions]. Moscow, Izdatel’stvo standartov Publ. 11 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met190307

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share