Вплив геометрії інструменту на силовий режим комбінованого радіально-прямого видавлювання з обтисненням

Автор(и)

  • Leila Aliieva Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-5283-925X
  • Natalia Hrudkina Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-0914-8875
  • Igramotdin Aliiev Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-4248-8214
  • Iaroslav Zhbankov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-6536-8362
  • Oleg Markov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-9377-9866

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433

Ключові слова:

комбіноване видавлювання, верхня оцінка, кінематичний модуль, енергетичний метод, процес деформування, деталі з фланцем

Анотація

Досліджено можливості використання енергетичного методу для розрахунку енергосилових параметрів процесів холодного видавлювання деталей складної конфігурації. Запропоновано математичну модель процесу комбінованого послідовного радіально-прямого видавлювання з обтисненням з наявністю трикутних кінематичних модулів. Використання кінематичних модулів трикутної форми з криволінійними та прямолінійними межами дозволило описати осередки інтенсивної деформації, що відповідають сталій стадії процесу деформування. Запропоновано використовувати верхню оцінку потужності сил деформування кінематичного модуля трикутної форми зони переходи від радіальної течії металу до прямого видавлювання. Це дозволило отримано величину приведеного тиску деформування в аналітичному вигляді як функцію від геометричних та технологічних параметрів процесу видавлювання. Похибка у порівнянні із чисельними розрахунками без застосування верхньої оцінки не перевищує 0,2–1 %. Роль параметру оптимізації відіграє , що відповідає за форму криволінійної границі внутрішнього трикутного кінематичного модуля. Отримано аналітичний вираз оптимального значення параметра  та проаналізовано змінення величини приведеного тиску деформування за різних співвідношень геометричних параметрів процесу. Встановлено, що оптимальне значення кута нахилу твірної оправлення  знаходиться в межах від 20º до 30º для різних співвідношень процесу деформування.

Обґрунтовано, що використання комбінованого послідовного видавлювання при виготовленні порожнистих деталей з фланцем, у порівнянні з використанням простих схем деформування, підвищує технологічні можливості процесу. Підтверджено недостатню вивченість схем процесу комбінованого радіально-прямого видавлювання з обтисненням деталей типу втулка та брак рекомендацій щодо розрахунку енергосилових параметрів процесу. Розроблена на основі енергетичного методу розрахункова схема даного процесу дозволяє прогнозувати силовий режим  для сталої стадії  для різних технологічних параметрів процесу деформування. Отримані дані щодо оцінки оптимальних параметрів конфігурації інструменту сприятиме розробці відповідних конструкторсько-технологічних рекомендацій

Біографії авторів

Leila Aliieva, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра обробки металів тиском

Natalia Hrudkina, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Кандидат технічних наук

Кафедра обробки металів тиском

Igramotdin Aliiev, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра обробки металів тиском

Iaroslav Zhbankov, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра обробки металів тиском

Oleg Markov, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра комп’ютеризованих дизайну і моделювання процесів і машин

Посилання

  1. Bhaduri, A. (2018). Extrusion. Springer Series in Materials Science, 599–646. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-7209-3_13
  2. Aliiev, I. S. (1988). Radial extrusion processes. Soviet Forging and Sheet Metal Stamping Technology, 6, 1–4.
  3. Saffar, S., Malaki, M., Mollaei-Dariani, B. (2014). On the effects of eccentricity in precision forging process. UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering, 76 (1), 123–138.
  4. Aliiev, I. S., Lobanov, A. I., Borisov, R. S., Savchinskij, I. G. (2004). Investigation of die blocks with split matrixes for the processes of cross extrusion. Kuznechno-Shtampovochnoe Proizvodstvo (Obrabotka Metallov Davleniem), 8, 21–26.
  5. Aliieva, L. I. (2016). Protsessy kombinirovannogo plasticheskogo deformirovaniya i vydavlivaniya. Obrabotka materialov davleniem, 1, 100–108.
  6. Kalyuzhnyi, V. L., Alieva, L. I., Kartamyshev, D. A., Savchinskii, I. G. (2017). Simulation of Cold Extrusion of Hollow Parts. Metallurgist, 61 (5-6), 359–365. doi: https://doi.org/10.1007/s11015-017-0501-1
  7. Jafarzadeh, H., Zadshakoyan, M., Abdi Sobbouhi, E. (2010). Numerical Studies of Some Important Design Factors in Radial-Forward Extrusion Process. Materials and Manufacturing Processes, 25 (8), 857–863. doi: https://doi.org/10.1080/10426910903536741
  8. Xue, Y., Bai, B., Chen, S., Li, H., Zhang, Z., Yang, B. (2017). Study on processing and structure property of Al-Cu-Mg-Zn alloy cup-shaped part produced by radial-backward extrusion. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 95 (1-4), 687–696. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-017-1073-8
  9. Shatermashhadi, V., Manafi, B., Abrinia, K., Faraji, G., Sanei, M. (2014). Development of a novel method for the backward extrusion. Materials & Design (1980-2015), 62, 361–366. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.05.022
  10. Aliieva, L., Zhbankov, Y. (2015). Radial-direct extrusion with a movable mandrel. Metallurgical and Mining Industry, 11, 175–183.
  11. Farhoumand, A., Khoddam, S., Hodgson, P. D. (2012). A study of plastic deformation during axisymmetric forward spiral extrusion and its subsequent mechanical property changes. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 20 (8), 085005. doi: https://doi.org/10.1088/0965-0393/20/8/085005
  12. Murata, M., Kuboki, T., Kobayashi, M., Yamazaki, H. (2012). Influence of Billet Material of Extruded Circular Tube with Spiral Projections on Inside Wall. Influence of billet material of extruded circular tube with spiral projections on inside wall, Metal forming. Krakow, 463–466.
  13. Noh, J., Hwang, B. B., Lee, H. Y. (2015). Influence of punch face angle and reduction on flow mode in backward and combined radial backward extrusion process. Metals and Materials International, 21 (6), 1091–1100. doi: https://doi.org/10.1007/s12540-015-5276-y
  14. Jamali, S. S., Faraji, G., Abrinia, K. (2016). Hydrostatic radial forward tube extrusion as a new plastic deformation method for producing seamless tubes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 88 (1-4), 291–301. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-016-8754-6
  15. Ogorodnikov, V. А., Dereven’ko, I. А., Sivak, R. I. (2018). On the Influence of Curvature of the Trajectories of Deformation of a Volume of the Material by Pressing on Its Plasticity Under the Conditions of Complex Loading. Materials Science, 54 (3), 326–332. doi: https://doi.org/10.1007/s11003-018-0188-x
  16. Noh, J., Hwang, B.-B. (2015). Numerical analysis of tool geometry effect on the wear characteristics in a radial forward extrusion. Journal of Mechanical Science and Technology, 29 (8), 3447–3457. doi: https://doi.org/10.1007/s12206-015-0743-4
  17. Farhoumand, A., Ebrahimi, R. (2016). Experimental investigation and numerical simulation of plastic flow behavior during forward-backward-radial extrusion process. Progress in Natural Science: Materials International, 26 (6), 650–656. doi: https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2016.12.005
  18. Aliiev, I., Aliieva, L., Grudkina, N., Zhbankov, I. (2011). Prediction of the Variation of the Form in the Processes of Extrusion. Metallurgical and Mining Industry, 3 (7), 17–22.
  19. Motallebi Savarabadi, M., Faraji, G., Zalnezhad, E. (2019). Hydrostatic tube cyclic expansion extrusion (HTCEE) as a new severe plastic deformation method for producing long nanostructured tubes. Journal of Alloys and Compounds, 785, 163–168. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.01.149
  20. Ebrahimi, R., Reihanian, M., Moshksar, M. M. (2008). An analytical approach for radial-forward extrusion process. Materials and Design, 29, 1694–1700.
  21. Noh, J. H., Hwang, B. B. (2017). Work efficiency in a double cup extrusion process. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 18 (3), 407–414. doi: https://doi.org/10.1007/s12541-017-0049-9
  22. Alyushin, Yu. A. (2012). Mehanika tverdogo tela v peremennyh Lagranzha. Moscow: Mashinostroenie, 192.
  23. Chudakov, P. D. (1992). Verhnyaya otsenka moshchnosti plasticheskoy deformatsii s ispol'zovaniem minimiziruyushchey funktsii. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 9, 13–15.
  24. Unksov, E. P., Dzhonson, U., Kolmogorov, V. L., Ogorodnikov, V. A. et. al.; Unksov, E. P., Ovchinnikov, A. G. (Eds.) (1992). Teoriya kovki i shtampovki. Moscow: Mashinostroenie, 720.
  25. Hrudkina, N., Aliieva, L., Abhari, P., Kuznetsov, M., Shevtsov, S. (2019). Derivation of engineering formulas in order to calculate energy-power parameters and a shape change in a semi-finished product in the process of combined extrusion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (98)), 49–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160585
  26. Hrudkina, N., Aliieva, L., Abhari, P., Markov, O., Sukhovirska, L. (2019). Investigating the process of shrinkage depression formation at the combined radial-backward extrusion of parts with a flange. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (101)), 49–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179232
  27. Vlasenko, K., Hrudkina, N., Reutova, I., Chumak, O. (2018). Development of calculation schemes for the combined extrusion to predict the shape formation of axisymmetric parts with a flange. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (93)), 51–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131766

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Aliieva, L., Hrudkina, N., Aliiev, I., Zhbankov, I., & Markov, O. (2020). Вплив геометрії інструменту на силовий режим комбінованого радіально-прямого видавлювання з обтисненням. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(1 (104), 15–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433

Номер

Том 2 № 1 (104) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Leila Aliieva, Natalia Hrudkina, Igramotdin Aliiev, Iaroslav Zhbankov, Oleg Markov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.