Використання профільованого деформуючого інструменту при гарячому обтиску осесиметричних порожнистих заготовок
Анотація
Калюжний О.В., Горностай В.М., Левченко В.М. Використання профільованого деформуючого інструменту при гарячому обтиску осесиметричних порожнистих заготовок
Методом скінченних елементів створено математичні моделі та проведено дослідження прямого і зворотного способів гарячого обтиску з використанням традиційного деформуючого інструменту та деформуючого інструменту спеціального профілю. Для обтиску використано порожнисті заготовки із високовуглецевої сталі зі змінною за висотою товщиною стінки та з нагрівом до температури гарячої деформації частини стінки, яка підлягала деформуванню. При моделюванні процесу методом скінчених елементів використано пластичну модель суцільного середовища, задачу розглядали в циліндричній системі координат. Встановлено, що прямим і зворотним обтиском традиційним інструментом отримати виріб потрібних розмірів за один перехід неможливо. Проведені розрахунки показали, що застосування матриці і контейнеру спеціального профілю з деформуючими поверхнями, виконаними з кільцевими виступами і впадинами, дозволяє отримати виріб за один перехід завдяки зменшенню впливу сил тертя при формоутворенні. Визначено швидкість деформування, необхідну для дотримання режиму гарячої деформації на протязі процесу обтиску, та наведено кінцевий розподіл температури металу. Отримано залежності осьової сили на деформуючому інструменті від переміщення пуансону при прямому обтиску і матриці при зворотному та розподіл питомих зусиль на контактуючих поверхнях. Встановлено, що застосування прямого обтиску призводить до пом’якшення силового режиму і зниження питомих зусиль на інструменті. Також визначено кінцевий напружено-деформований стан металу, форму і розміри виробу. За розподілом інтенсивності деформації проведено оцінку пропрацювання структури металу пластичною деформацією. Наведено розроблену на основі результатів моделювання конструкцію загального виду штампового оснащення для виконання прямого обтиску.
Посилання
Romanovskiy V.P. Reference book on cold stamping. Leningrad: Mechanical Engineering. 1979. 520 p. (in Russian)
Forging and stamping: Reference book: In 4 vol. Т. 4. Sheet Forging / Edited by A.D. Matveev; Editorial Board: E.I. Semenov (pred.) et al. Moscow: Machine building. 1985–1987. 544 p. (in Russian)
Averkiev Yu.A., Averkiev A.Yu. Cold forging. Moscow: Mechanical Engineering. 1989. 304 p.
Popov E.A., Kovalev V.G., Shubin I.N. Technology and automation of sheet forging. Moscow: Bauman Moscow State Technical University. 2000. 480 p. (in Russian)
Sosenushkin, E.N., Yanovskaya E.A., Khachatryan D.V. Theoretical and technological aspects of crimping in a conical die. Izvestiya MSTU. Moscow: "MAMI". 2013. 2. 1(15), pp. 139–145. (in Russian)
Krivoshein, V.A. Comparative analysis of theoretical and experimental data in the study of the crimping process in the die with ring grooves. Izvestia Vuzov. Mechanical Engineering. 2014. 5, pp. 10–12. (in Russian)
Kaliuzhnyi, O.V. Open and closed crimping of the tubular workpieces with different height in the die of a special profile. Materials Working by Pressure. Kramatorsk: DSEA. 2014. 2 (39), pp. 144–150. (in Ukrainian)
Kalyuzhniy, O.V., Kaliuzhnyi V.L. Intensification of forming processes of cold sheet stamping / O.V. Kalyuzhniy, V.L. Kalyuzhniy. Kyiv: Sik Group Ukraine, LLC. 2015. 292 p. (in Ukrainian)
Shlyapugin N.I. Features of simulation of the process of crimping and expansion of pipe workpieces in DEFORM_2d Izvestiya Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2014. 16. 4, pp. 240–244. (in Russian)
Kaliuzhnyi V.L., Yarmolenko O.S. Intensification of the process of cold crimping of hollow semi-finished products to obtain products with variable wall thickness. Mechanics Advanced Technologies. Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. 2019. 1 (85), pp. 111–117. (in Ukrainian)
Kaliuzhnyi V.L., Kaliuzhnyi O.V., Marchuk K.L. Calculation of the dimensions of the initial hollow workpiece with a thin wall of variable thickness and its crimping in a die with a cone-cylindrical deforming surface. Mechanics Advanced Technologies. Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. 2020. 3 (90), pp. 106–112. (in Ukrainian)
