Дослідження МСЕ способу протяжки пустотілих поковок з дном без оправки
Анотація
Марков О. Є., Хващинський А. С., Мусорін А. В., Лисенко А. А. Дослідження МСЕ способу протяжки пустотілих поковок з дном без оправки.
Досліджено спосіб протягування товстостінних пустотілих заготовок. Запропонований спосіб полягає в деформуванні пустотілої заготовки без оправки. Розроблено методику проведення теоретичних досліджень МСЕ. Методика призначена для визначення теплового, деформованого стану та формозміни заготовки при деформуванні пустотілих заготовок без використання оправки. Змінними параметрами були внутрішній діаметр пустотілої заготовки, який варіювався в інтервалі 0.30; 0.55; 0.80. На основі скінчено-елементного моделювання були встановлені: розподіл температур і інтенсивності логарифмічних деформацій в об’ємі пустотілої загото
вки після протягування без використання оправки. Визначався діаметр отвору пустотілої заготовки, який утворюється при протягуванні даним способом. Встановлювалися залежності інтенсивності подовження і потовщення стінки пустотілої заготовки. Був розроблений спеціальний показник для оцінювання подовження пустотілої заготовки. Було визначено, що при збільшені внутрішнього діаметру подовження пустотілої заготовки збільшується та знижується інтенсивність зменшення отвору. Загальною залежністю змодельованих схем протягування є те, що величина подовження пустотілої заготовки несуттєво змінюється для різних ступенів обтискань при сталих відносних розмірах пустотілої заготовки. Це дозволило встановити рекомендовану подачу для збільшення подовження пустотілої поковки та зменшення ступеня закриття отвору. Раціональна подача повинна складати (0.05...0.15)D. Результати скінчено-елементного моделювання перевірялися експериментальними дослідженнями на свинцевих зразках. Була запропонована методика експериментального моделювання. Встановлено, що при внутрішньому діаметрі заготовки (0.5...0.6)D, спостерігається максимум потовщення стінки. Встановлено, що результати з формозмінення заготовки, які отримані у теоретичному досліджені МСЕ, на 9...14 % більше за експериментальні. Достовірність результатів теоретичного моделювання підтверджується даними експерименту зі зменшення внутрішнього діаметру пустотілої заготовки. Різниця теоретичних результатів й експериментальних складає 9...12 %. Встановлені закономірності дають можливість визначати остаточний діаметр отвору пустотілої заготовки. За результатами моделювання встановлено, що протягування трубних заготовок без оправки цілком можливе. Цей спосіб розширює можливості техпроцесів виготовлення трубних заготовок
Посилання
Markov O., Zlygoriev V., Gerasimenko O., Hrudkina N., Shevtsov S. Improving the quality of forgings based on upsetting the workpieces with concave facets. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. 5(1-95). рр. 16-24. http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.142674
Markov O., Gerasimenko O., Aliieva L., Shapoval A., Kosilov M. Development of a new process for expanding stepped tapered rings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. 2. рр. 16-24. http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160395
Markov O., Gerasimenko O., Aliieva L., Shapoval A. Development of the metal rheology model of high-temperature deformation for modeling by finite element method. EUREKA: Physics and Engineering. 2019. 2. рр. 52–60. https://doi.org/10.21303/2461-4262.2019.00877
Baoguang S., Xiuhong K., Dianzhong L. A novel technique for reducing macrosegregation in heavy steel ingots. J. Materials Processing Technology. 2010. 210. рр. 703–711.
Zhu Baiqing, Lu Haixing, Tong Yifei, Li Dongbo, Xia Yong Research on Charging Combination Based on Batch Weight Fit Rule for Energy Saving in Forging. Mathematical Problems in Engineering. Volume 2015. Article ID 531756, 9 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2015/531756
Kun Chen, Yitao Yang, Guangjie Shao Strain function analysis method for void closure in the forging process of large sized steel ingot. Computational Materials Science. 2012. 51. рр. 72–77.
Yunjian Wu, Xianghuai Dong, Qiong Yu Upper bound analysis of axial metal flow inhomogeneity in radial forging process. International Journal of Mechanical Sciences. 93 (2015). рр. 102–110.
Sizek H. W. Radial Forging . Metalworking : Bulk Forming. 2005. рр. 172–178.
Ghaei А., Movahhedy M.R., Karimi A. Taheri Ghaei, А. Finite element modelling simulation of radial forging of tubes without mandrel. Materials & Design. 2008. 29. рр. 867–872.
Fan L., Zhigang Wang, He Wang 3D finite element modeling and analysis of radial forging processes. Journal of Manufacturing Processes. 2014. 16. рр. 329–334.
Burkin S. P., Korshunov E. A., Kolmogorov V. L., Babailov N. A., Nalesnik V. M. A vertical automated forging center for the plastic deformation of continuouslycast ingots. Journal of Materials Processing Technology. 1996. 58. Рр. 170–173.
Qi Zhang, Kaiqiang Jin, Dong mu, Pengju Ma, Tian Jie Rotary swaging forming process of tube workpieces. 11th International Conference on Technology of Plasticity. ICTP 2014, 1924 October 2014. Nagoya Congress Center, Nagoya, Japan. Procedia Engineering. 81 (2014). рр. 2336–2341.
Sanjari M., Saidi P., Karimi A. Taheri, Hossein Zadeh M. Determination of strain field and heterogeneity in radial forging of tube using finite element method and microhardness test. Materials and Design. 2012. 38. рр. 147–153.
Wang Z. G. The theory analysis and numerical simulation for the radial forging process of gun barrel . Nanjing University of Science and Technology. 2011. рр. 28–30.
