Математичне моделювання процесів холодного видавлювання зі складною конфігурацією інструменту

Анотація

Актуальність теми дослідження. Процеси холодного видавлювання забезпечують високу якість поверхні й точні розміри штампованих заготовок і деталей та завдяки цьому демонструють стійку тенденцію до розширення технологічних можливостей та впровадження на виробництві. Отримання інженерних формул розрахунків оптимального силового режиму, уявлення про характерні зони і межі розподілу течії металу та зон контакту деталі з інструментом, прогнозування формоутворення є актуальними завданнями, що потребують вирішення.
Постановка проблеми. Складні за формою деталі із суцільних або порожнистих заготовок доцільно виготовляти способами поперечного і комбінованого радіально-поздовжнього видавлювання. При цьому конфігурація інструменту (наявність фасок, заокруглень) дозволяють сформувати необхідний профіль деталі та суттєво впливають на
деформаційний та силовий режими деформування. Визначення оптимального силового режиму у вигляді інженерних формул з урахуванням впливу конструктивних особливостей інструменту сприятиме більш активному впровадженню наведених процесів на виробництві.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. На основі аналізу публікацій за останні роки було встановлено, що дослідження процесів холодного поздовжньо-поперечного видавлювання переважно проведені експериментально, методом скінченних елементів та стосуються визначення силового режиму, особливостей формозмінення та дефектоутворення напівфабрикату.
Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Невирішеними залишаються питання щодо отримання
інженерних формул розрахунку силового режиму (особливо за наявності складної форми інструменту), що вказує на
недостатню придатність отриманих результатів для використання на виробництві.
Метою статті є розширення технологічних можливостей процесів холодного видавлювання на основі розробки нових кінематичних модулів складної форми та вироблення відповідних рекомендацій щодо їх використання для отримання оцінки силового режиму деформування та визначення оптимальної конфігурації інструменту.
Виклад основного матеріалу. У роботі запропоновано використання наближеної кривої у якості заміни чверті кола, що відображає заокруглення матриці. Встановлено, що відхилення довжини дуги наближеної кривої та площі криволінійної трапеції, що обмежена нею, не перевищує 0,8 %, що вказує на адекватність запропонованої заміни. Проведено розрахунки приведеного тиску деформування всередині кінематичного модуля із заокругленням. Встановлено, що радіус заокруглення можна використовувати у вигляді параметра оптимізації конфігурації інструменту за величиною приведеного тиску деформування.
Висновки відповідно до статті. Розроблений новий кінематичний модуль із заокругленням дозволяє розширити можливості енергетичного методу для моделювання процесів холодного видавлювання із складною формою інструменту. Це дозволить надалі використовувати наведені розрахунки в нових схемах та сприятиме отриманню оцінки силового режиму та формозмінення і, як наслідок, виробленню рекомендацій щодо оптимальної конфігурації інструменту та більш активному впровадженню цих процесів на виробництві.