Формування фланців в тубчастих заготовках в штампах з активною дією сил тертя

Abstract

Запропоновано ефективну схему процесу холодного об’ємного формування фланців в трубчастих заготовках, що забезпечує зменшення енергосилових параметрів процесу завдяки використанню активних сил тертя. Методом скінченних елементів, за допомогою програмного середовища «DEFORM», встановлено, що зусилля деформування на пуансоні зменшується під впливом активних сил тертя, які викликані рухом оправки на якій установлена трубчаста заготовка. Таким чином, зусилля зменшуються при збільшенні швидкості оправки. Оптимальна швидкість оправки вдвічі більша, ніж швидкість течії здеформованого металу. Зі зменшенням товщини стінки виробу, зменшується зусилля процесу. За розробленою схемою видавлювання без руху оправки зусилля сягало 215тс. Схема з рухомою оправкою, де швидкість дорівнювала швидкості течії з деформованого металу зусилля сягало 190тс, що свідчить про те що, за рахунок активних сил тертя спостерігається зниження зусилля на 11.6%. Також було проведено модулювання де швидкість оправки у 2 рази більше швидкості течії здеформованого металу, зусилля падало на 13.4%. Проаналізувавши характер розподілу напружень σ_ρσ_zσ_θ, визначено що максимальнї значення напруження досягають в зоні під пуансоном та зменшується за рахунок збільшення руху оправки. Показник інтенсивності деформації e_ i, вказує на те що найбільш інтенсивно деформація протікає в об'ємі який контактує з пуансоном та збільшується зї швидкістю оправки. Використання ступеню ресурсу пластичності ψ, у випадку коли оправка не рухома сягає 0,078 та збільшується під час руху оправки до 0,156. А також при збільшені руху оправки у двічі, показник досягає відмітки 0.155. Данні результати вказують на те, що формоутворення буде проходити без руйнування.An effective scheme of the process of cold forming of flanges in tubular billets is proposed, which ensures a reduction in the energy-power parameters of the process due to using active forces of friction Using the method of finite element, using DEFORM software environment, it was established that the deformation forces on the punch are reduced under the influence of active friction forces caused by an increase in the mandrel speed. Thus, the forces decrease with increasing mandrel speed. The optimal mandrel speed is twice as much as the flow rate of a deformed metal. With a wall thickness decreasing in the product, the power of process decreases. Due to the developed scheme of reverse extrusion without movement of the mandrel, the force is 215 tf. A scheme with a movable mandrel, where its speed is equal to the speed of the flow of the deformed metal, the forces has risen to 190 tf, which indicates that due to the active friction forces, the force is reduced for 11.6%. The process was also simulated when the speed of the mandrel was 2 times higher than the flow rate of the deformed metal, the force dropped in 13.4%. After analyzing the nature of the stress distribution σ_ρ σ_z σ_θ, it is determined that the maximum stress values reach in the zone under the punch and decreases due to an increase in the movement of the mandrel. The strain intensity index e_i indicates that the most intense strain occurs in the volume that is in contact with the punch, and increases with the speed of the mandrel. Using the degree of plasticity resource ψ, in the case when the mandrel is motionless reaches 0.078 and increases when the mandrel moves to 0.156. And also when the movement of the mandrel is doubled, the indicator reaches 0.155. These results indicate that the shaping is going to without destruction.