TY - JOUR

T1 - ОЦЕНКА СХЕМЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ ПРУТКОВ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ

AU - Логинов, Юрий Николаевич

AU - Замараева, Юлия Валентиновна

N1 - Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Давление» № АААА-А18-118020190104-3. Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034).

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Введение. Обработка малопластичных материалов требует создания высокого уровня сжимающих напряжений в процессе деформации. Это требование реализуется, например, в процессе равноканального углового прессования (РКУП). Однако продукция, получаемая методом РКУП, имеет сечение, идентичное исходной заготовке, что является одним из недостатков этого способа. Метод неравноканального углового прессования (НРКУП) в отличие от РКУП дает возможность изменить форму исходной заготовки в сторону приближения к форме готового продукта. Однако известное устройство НРКУП позволяет получить продукцию только в виде тонкой полосы прямоугольного поперечного сечения. Известные устройства для многоканального прессования не углового типа также имеют недостаток - их реализуют только на прессах горизонтального типа, где есть возможность приема длинномерных изделий на площадях цеха. Цель работы: оценка схемы многоканального углового прессования прутков, сочетающей в себе изменение формы исходной заготовки в поперечном сечении, а также накопление в процессе деформации высокого уровня деформации. Методы исследования: конечно-элементное моделирование с помощью программного модуля DEFORM. Результаты и обсуждение. В работе рассмотрена схема процесса углового прессования с применением устройства, позволяющего получать, например, магниевые прутки диаметром d = 4,1 мм при количестве каналов матрицы n = 3 из заготовки круглого поперечного сечения. Контейнер данного устройства в своей нижней части имеет прямоугольный паз, куда вставлена матрица. Моделирование исследуемого процесса с применением матрицы при расположении осей ее каналов в плоскости, ортогональной оси контейнера, и в первом варианте - вдоль оси прямоугольного паза, а во втором - вдоль радиуса контейнера позволило осуществить оценку распределения среднего напряжения. Установлено, что на металл заготовки в обоих вариантах процесса деформации воздействуют напряжения сжатия на высоком уровне (-1600 МПа). Оценка степени деформации отпрессованных прутков позволила выяснить, что в обоих вариантах процесса на начальной стадии максимум степени деформации может достигать значения 2,6, а на установившейся стадии - 5,0. Установлено, что в случае применения первого варианта матрицы уровень деформации по длине прутков ниже, чем при применении второго варианта матрицы. Разница достигает 20 %. Посредством оценки распределения степени деформации в поперечном сечении отпрессованных прутков вблизи очага деформации установлено, что в случае применения первого варианта матрицы отпрессованные прутки первого и третьего канала имеют неравномерность, причем большее значение степени деформации находится на периферийной части прутков со стороны, граничащей с центральным прутком. Это различие степени деформации достигает 20 %. При размещении второго варианта матрицы эта неравномерность уменьшается до 12 %. Таким образом, в случае применения матрицы с расположением осей каналов вдоль радиуса контейнера степень деформации распределяется более равномерно по сравнению со степенью деформации при применении матрицы с расположением осей каналов вдоль оси прямоугольного паза.

AB - Введение. Обработка малопластичных материалов требует создания высокого уровня сжимающих напряжений в процессе деформации. Это требование реализуется, например, в процессе равноканального углового прессования (РКУП). Однако продукция, получаемая методом РКУП, имеет сечение, идентичное исходной заготовке, что является одним из недостатков этого способа. Метод неравноканального углового прессования (НРКУП) в отличие от РКУП дает возможность изменить форму исходной заготовки в сторону приближения к форме готового продукта. Однако известное устройство НРКУП позволяет получить продукцию только в виде тонкой полосы прямоугольного поперечного сечения. Известные устройства для многоканального прессования не углового типа также имеют недостаток - их реализуют только на прессах горизонтального типа, где есть возможность приема длинномерных изделий на площадях цеха. Цель работы: оценка схемы многоканального углового прессования прутков, сочетающей в себе изменение формы исходной заготовки в поперечном сечении, а также накопление в процессе деформации высокого уровня деформации. Методы исследования: конечно-элементное моделирование с помощью программного модуля DEFORM. Результаты и обсуждение. В работе рассмотрена схема процесса углового прессования с применением устройства, позволяющего получать, например, магниевые прутки диаметром d = 4,1 мм при количестве каналов матрицы n = 3 из заготовки круглого поперечного сечения. Контейнер данного устройства в своей нижней части имеет прямоугольный паз, куда вставлена матрица. Моделирование исследуемого процесса с применением матрицы при расположении осей ее каналов в плоскости, ортогональной оси контейнера, и в первом варианте - вдоль оси прямоугольного паза, а во втором - вдоль радиуса контейнера позволило осуществить оценку распределения среднего напряжения. Установлено, что на металл заготовки в обоих вариантах процесса деформации воздействуют напряжения сжатия на высоком уровне (-1600 МПа). Оценка степени деформации отпрессованных прутков позволила выяснить, что в обоих вариантах процесса на начальной стадии максимум степени деформации может достигать значения 2,6, а на установившейся стадии - 5,0. Установлено, что в случае применения первого варианта матрицы уровень деформации по длине прутков ниже, чем при применении второго варианта матрицы. Разница достигает 20 %. Посредством оценки распределения степени деформации в поперечном сечении отпрессованных прутков вблизи очага деформации установлено, что в случае применения первого варианта матрицы отпрессованные прутки первого и третьего канала имеют неравномерность, причем большее значение степени деформации находится на периферийной части прутков со стороны, граничащей с центральным прутком. Это различие степени деформации достигает 20 %. При размещении второго варианта матрицы эта неравномерность уменьшается до 12 %. Таким образом, в случае применения матрицы с расположением осей каналов вдоль радиуса контейнера степень деформации распределяется более равномерно по сравнению со степенью деформации при применении матрицы с расположением осей каналов вдоль оси прямоугольного паза.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=55829060

UR - https://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=tsmetrics&SrcApp=tsm_test&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&KeyUT=001126339400001

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?partnerID=8YFLogxK&scp=85181732637

U2 - 10.17212/1994-6309-2023-25.4-90-104

DO - 10.17212/1994-6309-2023-25.4-90-104

M3 - Статья

VL - 25

SP - 90

EP - 104

JO - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

JF - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

SN - 1994-6309

IS - 4

ER -