Підвищення якості заготовок, отриманих способом ломки згином при статико-динамічному навантаженні на прес-молоті
Анотація
Карнаух С. Г. Підвищення якості заготовок, отриманих способом ломки згином при статико-динамічному навантаженні на прес-молоті
Із усіх способів поділу сортового прокату на мірні заготовки, застосовуваних у сучасних заготівельних виробництвах, найбільш продуктивними й економічними є безвідхідні способи поділу сортового прокату: відрізка зсувом і холодна ломка згином. Метою роботи є підвищення якості заготовок способом ломки згином прокату шляхом дослідження процесу поділу при статико-динамічному навантаженні на прес-молоті. Комбіноване статико-динамічне навантаження при холодній ломці згином дозволяє знизити високочастотні коливання системи «інструмент – зразок – опори», виключити порушення контакту зразка з опорами, зменшити пікові величини сил з боку бойка й опор. Наявність статичної сили в момент удару забезпечує певний вихідний рівень напружень розтягання у зоні концентратора напружень, що підвищує керованість тріщиною. Передбачається, що руйнуюча тріщина при цьому завжди буде поширюватися в області напружень розтягання, що підвищує якість поділюваних заготовок. Більш відчутне підвищення якості заготовок буде проявлятися при поділі зразків великих поперечних перерізів. Реактивні сили з боку опор від дії статичної сили збігаються з напрямком інерційних сил половинок зразка й додатково доламують зразок. При цьому зі збільшенням довжини зразка зменшується величина його відриву від опор у початковій фазі навантаження, що позитивно позначається на якості розділяемих заготовок. Результати експериментів показують, що величина статичної сили, яка необхідна для виключення відриву зразка від опор, залежить від жорсткості контакту бойка із проміжним пуансоном і збільшується з ростом жорсткості проміжного пуансона. Величину жорсткості контакту бойка із проміжним пуансоном слід вибирати оптимальною за рахунок спеціальної конструкції пуансона. Експериментально встановлене, що величина попередньої статичної сили повинна бути не менш 40 % від сили, при якій відбувається руйнування зразка. Аналіз геометричної точності заготовок дозволив зробити висновок про те, що з підвищенням швидкості деформування якість заготовок поліпшується. Але найбільш висока якість заготовок спостерігається при статико-динамічному навантаженні. Отримані результати можуть бути використані для вдосконалювання технології процесу поділу сортового прокату на мірні заготовки способом холодної ломки згином.
Посилання
Liu Y., Hua L., Mao H. et al. Finite element simulation of effect of part shape on forming quality in fine-blanking process. Procedia Engineering. № 81 (2014). Р. 1108–1113.
Zheng Q., Zhuang X., Zhao Z. et al. State-of-the-art and future challenge in fine-blanking technology. Production Engineering. № 13 (2019). Р. 61-70.
Hu X. H., Choi K. S., Sun X. et al. Edge fracture prediction of traditional and advanced trimming processes for AA6111-T4 sheets. Journal of Manufacturing Science and Engineering. № 136 (2014). 021016 (11 pages).
Zhao P. J., Chen Z. H., Dong C. F. et al. Experimental and numerical analysis of micromechanical damage for DP600 steel in fine-blanking process. Journal of Materials Processing Technology. № 236 (2016). Р. 16–25.
Wang S., Chen Z., Dong C. et al. Tearing failure of ultra-thin sheet-metal involving size effect in blanking process: Analysis based on modified GTN model. International Journal of Mechanical Sciences. № 133 (2017).
Р. 288–302.
Barik J., Sonkamble V., Narasimhan K. et al. Burr formation and shear strain field evolution studies during sheet metal blanking. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. № 418 (2018). 012068 (8 pages).
Tanaka T., Hagihara S., Tadano Y. et al. Application of finite element method to analysis of ductile fracture criteria for punched cutting surfaces. Materials Transactions. № 54 (2013). Р. 1697–1702.
Sergii G. Karnaukh, Nataly V. Chosta, Oleg E. Markov et al. Development and research of the press operating mechanism, made in the form of the wedge-joint mechanism with a curving wedge for separation operations. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol. 116(2021). Р. 3305–3314. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07718-8.
Karnaukh S. G., Markov O. E. , Aliieva L. I. et al. Designing and researching of the equipment for cutting by breaking of rolled stock. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. T. 109. Issue 9-12. 2020. Р. 2457–2464. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05824-7.
Solovcov S. S. Bezothodnaya razrezka sortovogo prokata v shtampah. Moskva: Mashinostroenie. 1985. 176 р. (in Russian).
Lisunets N. L. Usage of physical and mathematical simulation for improvement of the processes of metal shear cutting. CIS Iron and Steel Review. № 17(2019). Р. 34–38.
Finkel V. M., Golovin Yu. I., Rodyukov G. B. Holodnaya lomka prokata. Moskva: Metallurgiya. 1982. 192 р. (in Russian).
Karnaukh S. G. Studying the process of static-dynamic loading of a preform according to the scheme of three-point breaking by bending in press-hammers. Kuznechno-Shtampovochnoe Proizvodstvo (Obrabotka Metallov Davleniem). № 2 (2001). Р. 8–12.
Karnaukh S. G., Markov O. E., Kukhar V. V. et al. Research of the rolled stock separating into workpieces using breaking by bending with dynamic and static-dynamic force. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol. 120 (2022). Р. 2763–2776. https://doi.org/10.1007/s00170-022-08902-0.
Karnaukh S., Karnaukh D. Research of the influence of deformation speed on energy and power adjectives of the process of three-point cold bend breaking and on alignment integrity of raw parts. Metallurgical and Mining Industry. № 3(7). 2011. Р. 107–114.
Karnaukh S.G., Markov O.E., Kukhar V.V. et al. Classification of steels according to their sensitivity to fracture using a synergetic model. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol.119 (2022). Р. 5277–5287. https://doi.org/10.1007/s00170-022-08653-y.
