CC BY
5
2. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. 1997. 331 с.
3. Яковлев С.П., Кухарь В.Д. Штамповка анизотропных заготовок. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.
4. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов М.: Машиностроение, 1998. 446 с.
5. Нечепуренко Ю.Г., Яковлев С.П., Яковлев С.С. Глубокая вытяжка цилиндрических изделий из анизотропного материала. Тула: ТулГУ, 2000. 195 с.
Трегубов Виктор Иванович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ларин Сергей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Шадский Геннадий Викторвич, д-р техн. наук, профессор, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MULTI-OPERATION ALUMINUM-BASED ALLOYS V.I. Tregubov, S.N. Larin, G.V. Shadsky
Axisymmetric thin-walled products of complex profile are widely used in special equipment. The main criteria when choosing a material for them are the margin of safety, durability and low weight. Based on the recommendations received earlier on the design of technological processes for the manufacture of stepped parts, the technological process of manufacturing semi-finished products from aluminum alloy AMg6 has been improved.
Key words: drawing, stamping, forming, technology, aluminum alloys.
Tregubov Viktor Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Larin Sergey Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, Russia, Tula, Tula State University,
Shadsky Gennady Viktorovich, doctor of technical sciences, professor, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.73.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-618-619
ОЦЕНКА ОПЕРАЦИИ ОТБОРТОВКИ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ
Г.А. Вобликов
Важным параметром процессов обработки металлов давлением является трение. Высокий коэффициент трения может способствовать повышенному износу инструмента, повышению повреждаемости материала заготовки, увеличению вероятности дефектов и потери устойчивости, поэтому в настоящее время используются различные методы для снижения трения в машиностроении. Одним из самых распространенных является использование смазочных материалов. Однако выбор смазочного материала в итоге влияет на коэффициент трения, поэтому данный параметр будет анализироваться в этой работе при моделировании операции отбортовки. Анализ процесса получения изделия из листового материала был проведен с помощью компьютерного моделирования операции отбортовки с утонением в программе QForm. Приводится изображение требуемой детали, анализируются температуры материала полуфабриката и инструмента. В работе также приводится диаграмма максимальных температур после штамповки. Делаются выводы о том, как влияет коэффициент трения на максимальную температуру инструмента и изделия после отбортовки с утонением.
Ключевые слова: технологическая сила, температура материала, обработка металлов давлением, коэффициент трения.
Одна из наиболее заметных областей, где трение играет важную роль, это движущиеся части механизмов, деталей машин [1-2]. Избыточное трение между движущимися деталями может привести к повышенному износу и перегреву, что в конечном итоге может привести к поломке механизма и его перегреву. Однако не только в деталях машин трение играет важную роль, так в производственных процессах этот фактор в большинстве случаев необходимо учитывать, так как, например, процессы резания характеризуются высокими показателями нагрева режущего инструмента, поэтому требуется применение смазочно-охлаждающих жидкостей для снижения коэффициента трения и отвода тепла из места обработки [3]. Другим примером влияния трения на производственный процесс является обработка металлов давлением, где от трения зависит не только технологическое усилие штамповки, но и качество полученного изделия. Высокий коэффициент трения может способствовать повышенному износу инструмента, повышению повреждаемости материала заготовки, увеличению вероятности дефектов и потери устойчивости [4-6]. Поэтому правильный подбор оптимальной смазки и снижение коэффициента трения должны обеспечивать защиту от повреждений, снижение перегрева в результате высокого трения и пр.
623
Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. Вып. 9
В настоящее время используются различные методы для снижения трения в машиностроении. Одним из самых распространенных является использование смазочных материалов, таких как машинное масло, графитная смазка, стеарат цинка, мыльные эмульсии и других видов смазочных материалов. При этом для разных видов обработки давлением используются свои типы смазки, что обусловлено спецификой операций, так для горячей обработки используются негорючие материалы, для ротационной штамповки - смазочно-охлаждающие жидкости, а для холодной обработки подбор смазки более простой из-за отсутствия особых условий ее применения. Однако выбор смазочного материала в итоге влияет на коэффициент трения, поэтому данный параметр будет анализироваться в этой работе при моделировании операции отбортовки. Трехмерная модель в разрезе требуемого изделия приведена на рис. 1.
Рис. 1. Изображение требуемой детали е разрезе
Анализ процесса получения такого изделия был проведен с помощью компьютерного моделирования операции отбортовки с утонением в программе QForm [7-10]. Было проведено формоизменение листовой металлической заготовки, после которого получается борт по контуру отверстия. В данной работе рассматривается несколько коэффициентов трения, которые были выбраны в ходе моделирования, с целью выявления температур в материале заготовки и в инструменте, в результате чего была получена диаграмма (рис. 2).
140
I II II II
О ОД 0,3
Коэффициент трения
■ Температура заготовки ИТемпература инструмента
Рис. 2. Диаграмма температур
Приведенная диаграмма указывает на то, что в материале заготовки температура выше, чем в инструменте, так как тепло выделяется не только при работе сил трения, но и при пластическом деформировании материала. И далее происходит теплообмен между заготовкой и инструментом. Также выявлено, что с увеличением коэффициента трения повышается температура и заготовки, и штамповой оснастки, при этом разница составляет более 20% при сравнении минимального и максимального коэффициента трения, рассматриваемых в настоящей работе. Таким образом можно сделать вывод, что одной из важных задач при проектировании технологии является снижение трения, что позволит не только снизить температуру системы заготовка-инструмент, но и повысить качество продукции, получаемой методами обработки металлов давлением.
Список литературы
1. Филонов И.П. Инновации в технологии машиностроения. Учебное пособие. Гриф МО Республики Беларусь / И.П. Филонов. М.: Вышэйшая школа, 2009. 762 с.
2. Справочник технолога - машиностроителя. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. Т.1. 656 с., Т.2. 496 с.
3. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами и их применение: Справочник / В.П. Жедь и др. М.: Машиностроение, 1987. 320 с.
4. Теория обработки металлов давлением / Учебник для вузов / В. А. Голенков, С. П. Яковлев, С. А. Головин, С. С. Яковлев, В.Д. Кухарь / Под ред. В.А. Голенкова, С. П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
5. Гасанов А. И. Напряженное и деформированное состояние при получении изделия типа «стакан» // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 5. С. 400-403. EDN: JHKQSE.
6. Яковлев С.С. Исследование напряженного и деформированного состояния при получении продольных ребер на цилиндрической заготовке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 4. С. 357-360. EDN: GXLPAK.
7. Галицина К. А. Изучение влияния трения на процесс листовой штамповки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. Вып. 4. С. 352-354. EDN: RXQIPM.
8. Вобликов Г.А. Влияние параметров инструмента на проведение операции отбортовки с утонением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 4. С. 349-352. EDN: YDFGMS.
9. Implementation of a dual mesh method for longitudinal rolling in QForm V8 / D. Gerasimov, S. Stebunov, N. Biba, M. Kadach // Materials Science Forum. 2016. Vol. 854. P. 158-162. EDN: WQAPYH.
10. Мышечкин А. А., Юсупов В. С., Скрипник С. В. Определение оптимальных параметров процесса горячей объемной штамповки оправки прошивного стана моделированием в программе QForm // Прокатное производство. Приложение к журналу "Технология металлов". 2023. № 21. С. 9-16. EDN: THVBXZ.
Вобликов Григорий Алексеевич, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет.
Научный руководитель: Платонов Валерий Иванович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ASSESSMENT OF FLAMING OPERATION USING COMPUTER SIMULATION IN THE SOFTWARE COMPLEX
G.A. Voblikov
An important parameter in metal forming processes is friction. A high coefficient offriction can contribute to increased tool wear, increased damage to the workpiece material, increased likelihood of defects and loss of stability, so various methods are currently used to reduce friction in mechanical engineering. One of the most common is the use of lubricants. However, the choice of lubricant ultimately affects the friction coefficient, so this parameter will be analyzed in this work when simulating the flanging operation. An analysis of the process of producing a product from sheet material was carried out using computer simulation of the flanging operation with thinning in the QForm program. An image of the required part is provided, and the temperatures of the semi-finished product material and tool are analyzed. The work also provides a diagram of maximum temperatures after stamping. Conclusions are drawn about how the friction coefficient influences the maximum temperature of the tool and product afterflanging with thinning.
Key words: technological force, material temperature, metal forming, friction coefficient.
Voblikov Grigorii Alekseevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Scientific advisor: Platonov Valery Ivanovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 621.7.043
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-620-621
РАЗРАБОТКА НОВОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ ОБОЛОЧЕК С НАРУЖНЫМИ ПРОДОЛЬНЫМИ РЕБРАМИ
С.С. Яковлев
Одним из изделий, которое можно получить пластическим формоизменением являет оребренные цилиндрические оболочки. Которые представляют собой полые трубные детали с наружными продольными ребрами, выполняющие как правило функцию увеличения жесткости и теплообмена конструкции. Был разработан новый метод их получения, который заключается в том, что плоскую листовую заготовку в виде диска укладывают в специальную матрицу, после чего включается пресс и происходит проталкивание заготовки через фасонную матрицу с конической заходной частью, в результате чего одновременно получается цилиндрическая форма с формирование продольных ребер на внешней поверхности. В данной работе подробно описывается этот метод, оцениваются его преимущества относительно уже существующих методов, приводятся схемы процесса и модели детали и матрицы. Делаются выводы о том, возможно ли применение этого способа для изготовления цилиндрических деталей с внешними ребрами и целесообразно ли использовать этот метод для поставленных задач.
Ключевые слова: ребра жесткости, пластическое формоизменение, оребрение, оболочки с продольными ребрами, разработка нового способа.
Штамповка - это процесс, который уже не раз доказал свою эффективность и пользу в различных отраслях промышленности. Одним из основных преимуществ штамповки является возможность решать сложные задачи в области производства. Благодаря использованию специального оборудования и высокотехнологичных методик, создание деталей любой сложности становится возможным [1-2]. Важно отметить, что пластическое изменение формы штамповкой является эффективным методом массового производства. Сочетание высокой скорости и точности позволяет производить большие партии деталей с высоким качеством изделий [3-4]. Это делает штамповку незаменимым методом при создании многих металлических изделий.
Одним из изделий, которое можно получить пластическим формоизменением являет оребренные цилиндрические оболочки. Которые представляют собой полые трубные детали с наружными продольными ребрами, выполняющие как правило функцию увеличения жесткости и теплообмена конструкции. На данный момент существует множество способов их получения, например, некоторые методы литья, обработка резанием, некоторые методы
