Напружено-деформований стан металу при холодному видавлюванні коробчатих виробів з пластичного алюмінію

Abstract

Методом скінченних елементів створена математична модель та проведений аналіз холодного зворотного видавлювання коробчастого виробу з порожниною 12х12 мм із квадратної заготовки розмірами 20х20х20 мм із пластичного алюмінію Al-2024. Використана пластична зі зміцненням модель металу з врахуванням тертя по Кулону. Встановлені залежність зусилля видавлювання від переміщення пуансона, робота деформації, розподіли питомих зусиль на пуансоні, матриці і виштовхувачі. Виявлений тепловий ефект при холодному формоутворенні та визначена температура здеформованого металу. Встановлений напружено-деформований стан, приведені розподіли компонент напружень і деформацій у здеформованій заготовці. Показані кінцеві форма і розміри виробу. Проведено прогнозування механічних властивостей здеформованого металу у стінках і донній частині виробу. На основі розрахункових даних розроблена конструкція штампу для видавлювання коробчастого виробу на гідравлічному пресі.

A mathematical model was created by the finite element method and the analysis of cold back extrusion of a boxed product with a cavity of 12x12 mm from a square billet of dimensions 20x20x20 mm made of ductile aluminum Al-2024 was carried out. A plastic model with reinforcement was used taking into account the Coulomb friction. The dependence of the extrusion force on the movement of the punch, the work of deformation, the distribution of specific forces on the punch, the matrix and the ejectors are established. A thermal effect was detected during cold forming and a certain temperature of the deformed metal. The stress-strain state is established, the distribution of stress and strain components in the deformed workpiece is given. The final shape and dimensions of the product are shown. The prediction of the mechanical properties of the deformed metal in the walls and bottom of the product is carried out. Based on the calculated data, a die design was developed for extruding a box-like product on a hydraulic press.