Моделювання силового режиму при боковому видавлюванні у матриці із закругленими ділянками
Анотація
Левченко В. М., Алієва Л. І., Тітов А. В., Абхарі П. Б., Чепеленко О. Ю.
Моделювання силового режиму при боковому видавлюванні у матриці із закругленими ділянками
Для моделювання силового режиму процесу бокового видавлювання методом верхньої оцінки розроблено трикутний криволінійний кінематичний модуль, що дозволило оцінити вплив геометричних параметрів профільованих матриць на тиск деформування. У роботі розглянути властивості і можливості трикутного криволінійного модулю для аналізу процесу поперечного бокового видавлювання відростка у матриці з закругленою перехідною ділянкою. Встановлено, що криволінійний модуль не має властивості інверсійності. Для визначення приведеного тиску розкриття матриць для криволінійного модуля на перехідній кромці матриці застосовано підхід введення віртуального переміщення напівматриць і отримання залежності з використанням рівняння енергетичного балансу потужностей на кінематично можливих швидкостях переміщень. Описана методика побудови годографа швидкостей і отримання розрахункових формул як для тисків деформування, так і тисків розкриття матриць із закругленими ділянками. Графічним аналізом залежностей приведених тисків деформування та розкриття матриць встановлено, що найбільший вплив на рівень тиску має параметр – відносна товщина відростка h/Rm, який характеризує ступінь обтиснення металу на перехідній закругленій кромці матриці. Параметром оптимізації при цьому був кут β, який відповідає положенню лінії розриву швидкості на виходу з осередку деформації. Для інженерних розрахунків силових режимів запропоновано спрощенні формулі, які адекватно описують вплив технологічних параметрів. Рекомендації щодо розрахунку із запропонованим трикутним криволінійним модулем силових параметрів видавлювання можуть бути використані при проектуванні процесів видавлювання як деталей з відростками, так і порожнистих виробів інструментами з закругленими формоутворюючими поверхнями.
Посилання
Forging and stamping. Handbook in 4 v. V. 3. Cold die forging. Ed. E.I. Semenov et al. Moscow: Me-chanical Engineering. 1987. 384 p. (in Russian).
Aliieva L. I. Improvement of combined extrusion processes: monograph. Kramatorsk: LLC "Tiraj-51". 2018. 352 p. ISBN 978-966-379-846-2. (in Russian).
Forging Solutions. Design Engineering Information FIA. Cold Forging. 28 p.
https://www.forging.org/uploaded/content/members/field_document/ColdForgingArticles.pdf
Aliev I. S. Radial extrusion processes. Soviet Forging and Metal Stamping Technology. English Transla-tion of Kuznechno-ShtampovochnoeProizvodstvo. 1988. Part 3, pp. 54–61. ISSN 0891-334x.
Balendra R. Injection forging: Engineering and research. Journal of Materials Processing. 2004. 145, pp. 189–206.
Aliiev I., Aliieva L., Grudkina N., Zhbankov I. Prediction of the variation of the form in the processes of extrusion. Metallurgical and Mining Industry. 2011. 3–7, pp. 17–22.
Lee H. Y., Hwang B. B., Lee S. H. Forming load and deformation energy in combined radial backward extrusion process. Proceedings of the Int. Conf. “Metal Forming 2012” 16-19.09.2012, AGH, Krakow. pp. 487–490.
Wälder J., Liewald M. Hollow lateral extrusion of tubular billets – further development of the cold forg-ing process. Applied Mechanics and Materials. 2015. 794, pp. 160–165. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.794.160
Kalyuzhnyi V. L., Aliieva L. I., Kartamyshev D. A., Savchinskii I.G. Simulation of cold extrusion of hollow parts. Metallurgist. 2017. 61. 5–6, pp. 359–365. https://doi.org/10.1007/s11015-017-0501-1
Farhoumand A., Ebrahimi R. Analysis of forward–backward–radial extrusion process. Materials and Design. 2009. 30, pp. 2152–2157.
Unksov E. P., Johnson U., Kolmogorov V. L., Ogorodnikov V. A., et al. Theory of forging and stamping. Ed. E.P. Unksov, A.G. Ovchinnikov. Moscow: Mechanical Engineering. 1992. 720 p. (in Russian)
Lee Y. S., Hwang S. K., Chang Y. S., Hwang B. B. The forming characteristics of radial-forward extru-sion. Journal of Materials Processing Technology. 2001. 113, pp. 136–140. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00705-1
Jafarzadeh H., Zadshakoyan M., Abdi Sobbouhi E. Numerical studies of some important design factors in radial–forward extrusion process. Materials and Manufacturing Processes. 2010. 25, pp. 857–863.
Choi H. J. Hwang B. B. The forming characteristics of radial–backward extrusion. Journal of Materials Processing Technology. 2001. 113, pp. 141–147. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00703-8
Pepelnjak T., Milutinović M., Plančak M. The Influence of extrusion ratio on contact stresses and die elastic deformations in the case of cold backward extrusion. Strojniškivestnik. Journal of Mechanical Engineering. 2016. 62. 1, pp. 41–50. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2015.3051
Aliev I. S., Lobanov A. I., Borisov R. S., Savchinskij I. G. Investigation of die blocks with split matrixes for the processes of cross extrusion. Forging and Stamping Production (Materials Working by Pressure). 2004. 8,
pp. 21–26.
Abhari P. B., Aliieva L. I., Aliiev I. S., Eremina A. A. Development of dies for extrusion in split dies. Materials Working by Pressure. Kramatorsk: DSEA. 2016. 1(42), pp. 223–231. (in Russian).
Alyushin Yu.A., Elenev S.A. Theoretical foundations of energy methods for calculation of metal form-ing processes: Textbook. RISHM. Rostov on Don. 1987. 106 p. (in Russian).
Aliiev I. S. A technique for analyzing the processes of precise forging using modular velocity fields. Development and research of highly efficient technological processes, tooling and equipment. Metals Forming by Pressure: Thematic collection of scientific works. Kyiv: UMK VO. 1990, pp. 7–17. (in Russian).
Hrudkina N., Aliiev I., Markov O., .Sukhovirska L., Tahan L. Designing a kinematic module with round-ing to model the processes of combined radial-longitudinal extrusion involving a tool whose configuration is com-plex. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 2 (1–110), pp. 81–89. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.227120
Aliieva L. I., Titov A. V., Kordenko M. Yu. Simulation of the processes of transverse lateral extrusion. Materials Working by Pressure. Kramatorsk: DSEA. 2019. 1 (48), pp. 35–44. (in Russian).
Aliieva L. I. Zhbankov Ya. G. Selection of kinematic modules for determining the force parameters of radial extrusion. Bulletin of DSEA. Kramatorsk 2006. 3 (5), pp. 108–113. (in Russian).
Stepanskiy L. G. Calculations of metal forming processes. Moscow: Mechanical Engineering. 1982. 217 p. (in Russian).
