Використання програмного комплексу DEFORM для оптимізації операцій листового формування
Анотація
Орлюк М. В., Піманов В. В. Використання програмного комплексу DEFORM для оптимізації операцій листового формування
Використання при розробці технології виготовлення деталей зі складною геометрією з листового матеріалу та проектуванні відповідного штампового оснащення лише практичних рекомендацій з довідникової літератури не гарантує отримання якісних деталей та відсутність браку за результатами штампування, оскільки ці рекомендації не можуть врахувати усі особливості деформування за конкретних умов. У випадку появи під час штампування браку розроблений технологічний процес або існуюче штампове оснащення потребує доопрацювання. Подібна проблема, пов’язана з руйнуванням матеріалу, виникла при штампуванні корпусної деталі великокаліберного кулемету із листової заготовки із сталі 30ХГСА. З ціллю усунення браку в роботі була досліджена ефективність використання програмного комплексу DEFORM для встановлення особливостей листової формовки складних просторових деталей та оптимізації параметрів процесу деформування. Процес деформування досліджувався за допомогою комп’ютерного моделювання з використанням методу скінченних елементів у середовищі DEFORM 3D та перевірки отриманих результатів експериментальним шляхом. Під час моделювання в якості оптимізаційного параметру в роботі використовувались граничні значення критерію руйнування Normalizet Cockcroft-Latham, визначені для операцій вісесиметричного витягування без потоншення. За результатами досліджень були виявлені негативні фактори, що призводили до перенавантаження матеріалу заготовки в процесі деформування та його руйнування. Отримані результати дозволили оптимізувати форму вихідної заготовки та деформуючого інструменту. Оптимізація геометрії деформуючого інструменту та заготовки велась за умови, що за результатами моделювання у найбільш здеформованих ділянках заготовки розраховані значення критерію руйнування Normalizet Cockcroft- Latham не мають перевищувати граничного значення 0,6, визначеного для операції вісесиметричного витягування. Результати натурного експерименту підтвердили правомірність прийнятих припущень. Після внесення відповідних змін у геометрію вихідної заготовки та деформуючого інструменту проблема появи браку під час штампування була успішно вирішена.
Посилання
Romanovskii V.P. Cold Forging Handbook. 6th edition revised and expanded. Leningrad: Machinebuilding. 1979. 520 р. (in Russian).
Die design Handbook: Sheet Metal Stamping. Under the general editorship of L.I. Rudmana. Moscow: Machinebuilding. 1988. 496 р. (in Russian).
Stebliuk V.I., Orliuk M.V, Shkarluta D.B. Axisymmetric drawing of thin-walled products made of stainless steel 04Cr18Ni9Ti. Improvement of pressure processing processes and equipment in metallurgy and mechanical engineering: Thematic collection of scientific papers. Kramatorsk: DSEA. 2007, pp. 268-270. (in Ukrainian).
Kaliuzhnyi V.L., Yarmolenko O.S., Marchuk K.L.. Stamping of mild steel blank of medium cartridge case. Mechanics and Advanced Technologies. 2021. 5. 1, pp. 113–121. (in Ukrainian).
Kaliuzhnyi V.L., Bisyk S.P, Kaliuzhnyi O.V., Hornostai V.M. Productivity increasing and metal consumption reducing while large length brass sleeves stamping. Armament and military equipment. Kyiv. 2021. 2(30), pp.85-95. (in Ukrainian).
Stebunov S., Vlasov A., Biba N. Prediction of the fracture in cold forging with modified Cockcroft-Latham criterion. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978918309594
Vlasov A.V. Metal damage calculation while cold radial forging according to the results of finite element simulation in Deform 3D software package. State, problems, and prospects for the development of forging engineering and metal forming processes: Reports and materials collection of the IX Congress "Blacksmith-2009". Ryazan. 2009, pp. 204–218. (in Russian).
Orliuk M.V. Limit values of fracture criteria while sheet drawing process simulating in DEFORM software package. Materials Working by Pressure. Kramatorsk: DSEA. 2017. 2(45), pp.22-29. URL: http://www.dgma.donetsk.ua/science_public/omd/omd_2(45)_2017/article/6.pdf (in Ukrainian).
