МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ДЕФОРМУВАННЯ ПУСТОТІЛИХ ЗАГОТОВОК БЕЗ ОПРАВКИ

  • О. В. Герасименко Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ
Ключові слова: кування, товстостінна труба, протяжка без оправки, заковування отвору, подовження, потовщення стінки

Анотація

Розроблено та досліджено новий спосіб кування товстостінних труб. Запропонований спосіб полягає в деформуванні пустотілої заготовки без оправки. Розроблено методику експериментального моделювання. Змінним параметром був відносний внутрішній діаметр пустотілої заготовки, який змінювався в діапазоні 0,30; 0,55; 0,80. За результатами експериментів визначався діаметр отвору труби, який утворюється після кування цим способом. Для аналізу отриманих теоретичних і експериментальних даних побудовані графіки залежності інтенсивності подовження (f), відносного потовщення стінки (S1/S0) і відносної зміни діаметра заготовки (d1cp/D). Встановлено, що зі збільшенням діаметра отвору заготовки подовження труби збільшується і знижується інтенсивність заковування отвору. Отримані результати дозволили встановити, що зі збільшенням відносного діаметра отвору вихідної заготовки d0/D до 0,6 збільшується товщина стінки поковки S1/S0. З подальшим збільшенням діаметра отвору (d0/D > 0,6) знижується товщина стінки. Це дозволяє зробити висновок про неефективність співвідношень розмірів заготовки з d0/D = 0,6 для кування без оправки, внаслідок інтенсивного збільшення товщини стінки заготовки. Загальною закономірністю досліджених схем протягування є те, що величина подовження пустотілої заготовки несуттєво змінюється для різних ступенів деформацій за постійних відносних розмірів заготовки. Це дозволило встановити рекомендовану подачу для збільшення подовження труби і зменшення ступеня заковування отвору. Раціональна подача повинна становити (0,05...0,15)D. Встановлені закономірності дозволяють визначати остаточний діаметр отвору труби. За результатами дослідження встановлено, що протягування пустотілих заготовок без оправки можливе. Цей спосіб розширює технологічні можливості процесів кування труб. Запропонований спосіб виготовлення пустотілих заготовок придатний для виготовлення довгомірних товстостінних труб з діаметром отвору меншим 300 мм. Кування труб без оправки дозволяє зменшити кількість підігрівань заготовок за рахунок виключення охолодження (в результаті зменшується час кування та витрати енергії на підігрівання заготовки). Запропонований спосіб кування без оправки дозволяє виключити використання спеціальних оправок з жароміцної сталі. Під час кування труб без оправки змінюється плин металу пустотілої заготовки (в результаті при обтисканні метал тече не тільки вздовж осі, але й перпендикулярно до осі заготовки).

Біографія автора

О. В. Герасименко, Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ

канд. техн. наук, доцент, докторант кафедри комп’ютеризованого дизайну та моделювання процесів і машин

Посилання

L. Fan, Z. Wang, and H. Wang, “3D finite element modeling and analysis of radial forging processes,” Journal of Manufacturing Processes, 16, pp. 329-334, 2014.

S. P. Burkin, E. A. Korshunov, V. L. Kolmogorov, N. A. Babailov, and V. M. Nalesnik, “A vertical automated forging center for the plastic deformation of continuously cast ingots,” Journal of Materials Processing Technology, 58, pp. 170-173, 1996.

Q. Zhang, K. Jin, D. Mu, P. Ma, and J. Tian, “Rotary swaging forming process of tube workpieces,” 11th International Conference on Technology of Plasticity, Nagoya, Japan. Procedia Engineering, 81, 2014, pp. 2336-2341.

M. Sanjari, P. Saidi, A. K. Taheri, and M. H. Zadeh, “Determination of strain field and heterogeneity in radial forging of tube using finite element method and microhardness test,” Materials and Design, 38, pp. 147-153, 2012.

Z. G. Wang, “The theory analysis and numerical simulation for the radial forging process of gun barrel,” Nanjing University of Science and Technology, pp. 28-30, 2011.

F. Knauf, P. J. Nieschwitz, A. Holl, H. Pelster, and R. Vest, “Latest Development in Railway Axle and ThickWalled Tube forging on a Hydraulic Radial Forging Machine Type SMX,” 18th International Forgemasters Meeting. Market and Technical Proceedings. Pittsburgh, USA. September 12-15, 2011, pp. 215-220.

R. Koppensteiner, and Z. Tang, “Optimizing Tooling And Pass Design For Effectiveness On Forged Product,” 18th International Forgemasters Meeting. Market and Technical Proceedings. Pittsburgh, USA. September 12–15, 2011, pp. 225-229.

J. J. Sheu, S. Y. Lin, and C. Y. Hsien, “Optimum die design for single pass steel tube drawing with large strain deformation,” 11th International Conference on Technology of Plasticity, 19-24 October. Nagoya, Japan. Procedia Engineering, 81, 2014, pp. 688-693.

О. Jaouen, F. Costes, P. Lasne, and M. Barbelet, “From Hollow Ingot to Shell with a Powerful Numerical Simulation Software Tool,” 18th International Forgemasters Meeting. Market and Technical Proceedings. Pittsburgh, USA. September 12-15, 2011, pp. 513-518.

Y. Li, T. He, and Z. Zeng, “Numerical simulation and experimental study on the tube sinking of a thinwalled copper tube with axially inner micro grooves by radial forging,” Journal of Materials Processing Technology, 213, pp. 987-996, 2013.

Опубліковано
2019-04-26
Як цитувати
[1]
О. Герасименко, МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ДЕФОРМУВАННЯ ПУСТОТІЛИХ ЗАГОТОВОК БЕЗ ОПРАВКИ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2, с. 105-110, Квіт 2019.
Номер
Розділ
Машинобудування і транспорт