РОЗРОБКА ТА ВИКОРИСТАННЯ КІНЕМАТИЧНИХ МОДУЛІВ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ПОПЕРЕЧНО-ПРЯМОГО ВИДАВЛЮВАННЯ
Ключові слова:
моделювання, поперечно-пряме видавлювання, енергетичний метод верхньої оцінки, кінематичний модуль, модульний підхід, навантаження на інструментАнотація
У роботі представлено результати моделювання силового режиму процесу поперечно-прямого видавлювання порожнистих виробів з глухим отвором із суцільних заготовок на основі енергетичного методу верхньої оцінки. Показано, що використання для холодного видавлювання таких виробів комбінованими процесами дозволяє не тільки скоротити кількість необхідних операцій, а й знизити навантаження на інструмент, що деформує. Протестовано та описано спеціально розроблені криволінійні кінематичні модулі, застосування яких дозволяє підвищити оперативність методу верхньої оцінки для дослідження процесів комбінованого видавлювання. Продемонстровано можливість коректного використання кінематичних модулів для аналізу складних схем процесів із кількома зонами. Моделювання проведено як для розрахункової схеми поперечно-прямого видавлювання заготовки зі змінною висотою фланця (загальний випадок), так і для схеми заготовки з фланцем постійної висоти. Встановлено, що розроблені криволінійні трикутні модулі за рахунок зниження величини розриву швидкостей на їх межах дозволяють знизити верхню оцінку навантажень на інструмент порівняно з варіантами моделей, які раніше базувалися на модулях прямокутної форми. Використання розроблених криволінійних модулів краще відповідає реальній кінематиці течії металу та забезпечує більш точний розрахунок силового режиму процесів комбінованого видавлювання. Розрахунки показали, що уточнені значення приведеного тиску для процесів поперечно-прямого видавлювання на 18…30% нижчі, ніж одержувані при використанні модулів з прямолінійними контурами. Досліджено також вплив на силовий режим процесу послідовного поперечно-прямого видавлювання основних технологічних параметрів. Встановлено, що при збільшенні відносної товщини дна деталі з 0,2 до 0,8 для коефіцієнта тертя μs = 0,08 тиск знижується до 20…30%, а для μs = 0,2 – до 40%, збільшення відносного радіусу порожнини від 1,2 до 2,5 призводить до збільшення силових параметрів на 33%, зміна відносної товщини стінки деталі від 0,5 до 0,2 збільшує приведений тиск на 19%.
Посилання
Евстратов В.А. Основы технологии выдавливания и конструирования штампов. Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те. 1987. 144 с.
Алиева Л.И., Чучин О.В, Гнездилов П.В. Способы снижения сил деформирования при выдавливании. Вісник ХНТУ. Херсон, 2016. № 1 (56). С. 18 25.
Tae-Wan Ku. A Combined cold extrusion for a drive shaft: a parametric study on tool geometry. Materials. 2020. 13. P. 2244. DOI: https://doi.org/10.3390/ma13102244.
Унксов Е.П., Джонсон У., Колмогоров В.Л., Огородников В.А. и др. Теория ковки и штамповки. Под ред. Унксова Е.П., Овчинникова А.Г. Москва: Машиностроение. 1999. 598 с.
Алиев И.С. Технологические возможности новых способов комбинированного выдавливания. Кузнечно-штамповочное производство. 1990. 2. С. 7–10.
Kalyuzhnyi V.L., Aliieva L.I., Kartamyshev D.A., Savchinskii I. G. Simulation of Cold Extrusion of Hollow Parts. Metallurgist. 2017. 61. 5-6. P. 359–365. https://doi.org/10.1007/s11015-017-0501-1
Дмитриев А. М., Воронцов А. Л. Технология ковки и объемной штамповки. Часть 1. Объемная штамповка выдавливанием: учебник для вузов. Москва : Машиностроение–1. 2005. 500 с.
Алиева Л. И. Совершенствование процессов комбинированного выдавливания : монография. Краматорск: ООО «Тираж–51». 2018. 352 с. ISBN 978-966-379-846-2.
Алієв І.С. Методи пошуку нових технологічних способів видавлювання. Теорія та практика обробки матеріалів тиском. Колективна монографія. Запоріжжя: Мотор-Сiч. 2016. С. 364–485. ISBN 978-966-2906-60-8.
Алиева Л.И. Технологические возможности процессов комбинированного радиально-продольного выдавливания. Технологические системы. 2017. 1 (78). С. 31–40. URL: http://technological-systems.com/images/journal/2017/files/ts78_4.pdf.
Balendra R., Qin Y., Mater J. Research dedicated to the development of advanced metal-forming technologies. Process. Technol. 2004. 2, рр. 144-152.
Розов Ю. Г. Технологии изготовления прецизионных трубчатых изделий холодным пластическим деформированием : монография. Херсон: Изд–во ХНТУ, 2013. 336 с.
Mletzko Ch., Liewald M., Felde A., Schiemann T. Napf–Fließpressen mit mehreren bewegten Werkzeugelementen zur Reduzierung der Stempelkraft. Schmiede JOURNAL. 2012. September S. 30–33.
Алиева Л.И. Деформирование заготовок способом радиального выдавливания с противодавлением. Вісник ХНТУ. Херсон, 2016. № 2 (57). С. 29–36.
Jafarzadeh H., Zadshakoyan M., Sobbouhi E. Abdi. Numerical studies of some important design factors in radial–forward extrusion process. Materials and Manufacturing Processes. 2010. 25, pp. 857–863.
Chang Y.S., Hwang B.B. A study on the forming characteristics of radial extrusions combined with forward extrusion. Transactions of materials processing. 2000. 9. 3. P. 242–248.
Ренне И.П., Сумарокова А.И. Технологические возможности процесса свободного выдавливания (без матрицы) полых деталей. Кузнечно-штамповочное производство. 1987. №6. С. 25–26.
Алиев И.С., Носаков А.А., Махмудов К.Д. Метод кинематических модулей для анализа процессов точной объемной штамповки. Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні. Зб. наук. пр. Краматорськ: ДДМА. 2001. С. 142–146.
Hrudkina N., Aliieva L., Markov O., Kartamyshev D., Shevtsov S., Kuznetsov M. Modeling the process of radial-direct extrusion with expansion using a triangular kinematic module, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 105. No. 3/1. P. 17–22, 2020. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203989
Aliieva L., Hrudkina N., Aliiev I., Zhbankov I., Markov O. Effect of the tool geometry on the force mode of the combined radial-direct extrusion with compression. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 2 1 (104). Р. 15–22. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433.
Hrudkina Natalia S., Aliieva Leila I. Modeling of cold extrusion processes using kinematic trapezoidal modules. FME Transactions. 2020. Vol. 48. No. 2. Р. 357–363. doi:10.5937/fme2002357H.
Грудкина Н.С., Алиева Л.И., Малий К.В. Проектирование процессов холодного выдавливания на основе энергетических расчетных модулей. Обработка материалов давлениeм. Краматорск: ДГМА. 2020. 1 (50). С. 67–76.
Алієва Л.І., Левченко В.М., Картамишев Д.О., Таган Л.В. Аналіз процесів поперечно-поздовжнього видавлювання методом кінематичних модулів. Матеріали VII міжнародної науково-практичної конференції "Сучасні технології промислового комплексу – 2021", випуск 7. Херсон: ХНТУ. 2021.С. 37–39.
