Розмір шрифту:
Розробка кінематичних модулів для моделювання процесів комбінованого видавлювання
Остання редакція: 2021-05-18
Анотація
Процеси комбінованого послідовного поперечно-повздовжнього видавлювання характеризуються витіканням металу заготовки в поперечному (переважно у радіальному) напрямку, заповненням поперечної порожнини роз’ємної матриці (з формуванням фланця на цьому етапі процесу) і подальшим розворотом течії в поздовжньому (в прямому або зворотному) напрямку з формуванням порожнистої деталі типу стакану або гільзи з глухим отвором [1, 2].
При використовуванні енергетичного методу верхньої оцінки (балансу потужностей) для аналізу силового режиму процесів видавлювання було розглянуто можливості кінематичних модулів, які б точніше описували реальну картину течії при видавлюванні за рахунок вибору полів швидкостей більш складних конфігурацій і аналіз яких можна виконати окремо незалежно від суміжних пластичних зон (модулів) і жорстких зон.
Розрахункова схема в загальному варіанті включає центральний (осьовий) трикутний модуль, перехідний модуль, модуль для фланцевої зони і модуль розвороту течії металу.
У разі відсутності зони 3, кінематично можливе поле швидкостей (КМПШ) для модулів 2 і 4, які представляють собою в загальному випадку циліндричну і кільцеподібну зони, меридіональні перерізи яких до і після деформації залишаються прямокутними, відносяться до найпростіших полів паралельної течії. Для такого варіанту з КМПШ прямокутної форми можна використати у межах 1–4 зон залежність для першого етапу процесу.
Однак, рішення на основі простих прямокутних кінематичних модулів дають завищені оцінки силових параметрів і не дозволяють розглянути течію матеріалу в деталях і осередках більш складної форми [2, 4]. Для осьового модулю 2 (радіального видавлювання) можна прийняти формули для розрахунку тисків деформування для трикутного модулю з криволінійною стороною, яке дає мінімальні верхні оцінки [4]. Було встановлено, що в зоні розвороту 5 найменше значення приведеного тиску дає кінематичне поле у формі криволінійного трикутника і опуклий (параболічний) трикутний модуль був обраний як той, що більш підходить для вирішення задачі радіально-прямого видавлювання з роздачею.
Оптимізація параметра α в модулі 5 показала, що при значенні α приведений тиск деформування металу в модулі 5 приймає найменше значення. На приведений тиск всього комбінованого видавлювання найбільший вплив мають такі параметри процесу, як відносна товщина стінки порожнистої деталі, радіус порожнини, відносна товщина дна і коефіцієнт тертя.
При використовуванні енергетичного методу верхньої оцінки (балансу потужностей) для аналізу силового режиму процесів видавлювання було розглянуто можливості кінематичних модулів, які б точніше описували реальну картину течії при видавлюванні за рахунок вибору полів швидкостей більш складних конфігурацій і аналіз яких можна виконати окремо незалежно від суміжних пластичних зон (модулів) і жорстких зон.
Розрахункова схема в загальному варіанті включає центральний (осьовий) трикутний модуль, перехідний модуль, модуль для фланцевої зони і модуль розвороту течії металу.
У разі відсутності зони 3, кінематично можливе поле швидкостей (КМПШ) для модулів 2 і 4, які представляють собою в загальному випадку циліндричну і кільцеподібну зони, меридіональні перерізи яких до і після деформації залишаються прямокутними, відносяться до найпростіших полів паралельної течії. Для такого варіанту з КМПШ прямокутної форми можна використати у межах 1–4 зон залежність для першого етапу процесу.
Однак, рішення на основі простих прямокутних кінематичних модулів дають завищені оцінки силових параметрів і не дозволяють розглянути течію матеріалу в деталях і осередках більш складної форми [2, 4]. Для осьового модулю 2 (радіального видавлювання) можна прийняти формули для розрахунку тисків деформування для трикутного модулю з криволінійною стороною, яке дає мінімальні верхні оцінки [4]. Було встановлено, що в зоні розвороту 5 найменше значення приведеного тиску дає кінематичне поле у формі криволінійного трикутника і опуклий (параболічний) трикутний модуль був обраний як той, що більш підходить для вирішення задачі радіально-прямого видавлювання з роздачею.
Оптимізація параметра α в модулі 5 показала, що при значенні α приведений тиск деформування металу в модулі 5 приймає найменше значення. На приведений тиск всього комбінованого видавлювання найбільший вплив мають такі параметри процесу, як відносна товщина стінки порожнистої деталі, радіус порожнини, відносна товщина дна і коефіцієнт тертя.
Ключові слова
Комбіноване видавлювання; метод верхньої оцінки; кінематичні модулі; силовий режим; тиск деформування; поле швидкостей; оптимізація
Посилання
1. Алиев И. С. Технологические возможности новых способов комбинированного выдавливания. Кузнечно-штамповочное производство. 1990. 2. С. 7–10.
2. Алиева Л. И. Совершенствование процессов комбинированного выдавливания : монография. Краматорск: ООО «Тираж–51». 2018. 352 с.
3. Алиева Л. И., Титов А.В., Корденко М. Ю. Моделирование процессов поперечного бокового выдавливания. Обработка материалов давлением. Краматорск : ДГМА. 2019. 1 (48). С. 35-44.
4. Hrudkina N., Aliieva L., Markov O., Kartamyshev D., et all. Modeling the process of radial-direct extrusion with expansion using a triangular kinematic module, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 105. 3/1, pp. 17–22. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203989
2. Алиева Л. И. Совершенствование процессов комбинированного выдавливания : монография. Краматорск: ООО «Тираж–51». 2018. 352 с.
3. Алиева Л. И., Титов А.В., Корденко М. Ю. Моделирование процессов поперечного бокового выдавливания. Обработка материалов давлением. Краматорск : ДГМА. 2019. 1 (48). С. 35-44.
4. Hrudkina N., Aliieva L., Markov O., Kartamyshev D., et all. Modeling the process of radial-direct extrusion with expansion using a triangular kinematic module, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 105. 3/1, pp. 17–22. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203989