Вплив температури штампування при видавлюванні порожнистих виробів з високовуглецевої сталі

Анотація

Тітаренко А. Є., Горностай В. М., Святський Ю. Г., Ліподат В. Є. Вплив температури штампування при видавлюванні порожнистих виробів з високовуглецевої сталі

В машинобудівному виробництві порожнистих виробів, використовують гаряче та неповне гаряче деформування. Основними технологіями виготовлення порожнистих виробів є видавлювання (екструзія), кування, штампування та спеціалізовані способи обробки металів тиском (ОМТ). До переваг процесів ОМТ, у порівнянні з процесами лиття, відносяться: мінімальні витрати матеріалів, висока якість матеріалу і поверхонь заготовки (процеси штампування і прокатка на прокатних станах), точність форми і розмірів, висока продуктивність, можливість механізації і автоматизації виробничих процесів. ОМТ на сучасному етапі розвитку технології машинобудування є одним з головних способів виготовлення деталей.

Зокрема, при виготовленні в сучасних умовах порожнистих виробів гостро постає потреба у визначенні параметрів штампового оснащення, його характеристик, технологічних переходів, температурних режимів обробки напівфабрикатів та їх взаємний плив на готовий виріб. Вказані питання розглядалися і продовжують розглядатися різними авторами, тому тема дослідження є актуальною. В запропонованій роботі виконано моделювання методом скінченних елементів процесу видавлювання порожнистих виробів із високовуглецевої сталі (AISI-1060) при гарячій та неповній гарячій деформації. Також виконано порівняння процесів зворотного видавлювання з осаджуванням в умовах гарячої та неповної гарячої деформації при відповідній постановці задачі для моделювання процесу зворотного видавлювання з осаджуванням при гарячій та неповній гарячій деформації. Аналіз результатів моделювання видавлювання дозволяє визначити характеристики отриманого виробу, зменшити час розробки технологічного процесу. Температура нагріву заготовки для моделювання видавлювання при гарячій деформації дорівнювала 1000 ºС, а для моделювання видавлювання при неповній гарячій деформації температура дорівнювала 700  ^̊С. Зазначені температури визначені за допомогою діаграми стану, при температурі вище 760 ºС відбувається повна рекристалізація металу, це характерно гарячим процесам деформування, при температурі деформування нижче 760 ºС відбувається неповна рекристалізація, що характеризує процес неповного гарячого деформування. Результатами моделювання є залежності зусилля видавлювання від переміщення пуансона, величини нормальних напружень, за допомогою яких, встановлено питомі зусилля на контактуючих поверхнях між заготовкою та деформуючим інструментом, визначено розподіл температури в кінці процесу зворотного видавлювання порожнистого напівфабрикату та розглянуто розподіл напруженого та деформованого стану. Визначено потрібне пресове обладнання для отримання напівфабрикату та його кінцеву форму та розміри.