Моделювання процесу радіально-прямого видавлювання з роздачею з використанням трикутного кінематичного модуля

Автор(и)

  • Natalia Hrudkina Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-0914-8875
  • Leila Aliieva Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-5283-925X
  • Oleg Markov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-9377-9866
  • Dmytro Kartamyshev ТОВ ЛЕКР вул. Олекси Тихого, 10, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0003-3240-8919
  • Serhii Shevtsov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0003-4905-2170
  • Mykola Kuznetsov Донбаська національна академія будівництва і архітектури вул. Героїв Небесної Сотні, 14, м. Краматорськ, Україна, 84333, Україна https://orcid.org/0000-0001-5121-3194

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203989

Ключові слова:

моделювання процесів комбінованого видавлювання, кінематичний модуль, енергетичний метод, процес деформування

Анотація

Запропоновано у якості осьового використовувати розроблений трикутний кінематичний модуль 2а з криволінійною похилою межею, що дозволяє описувати характер течії металу в зоні розвороту до радіального видавлювання. На основі енергетичного методу отримано величини потужності сил деформування всередині побудованого кінематичного модуля 2а, потужності сил тертя на межі контакту заготовки з інструментом та потужності сил зрізу із суміжними кінематичними модулями. В результаті отримано аналітичний вираз приведеного тиску деформування осьового трикутного кінематичного модуля 2а з похилою межею, форма якої залежить від параметра . Проаналізовано можливості оптимізації приведеного тиску деформування за параметром  за різних співвідношень геометричних параметрів модуля та умов тертя. З урахуванням форми суміжного кінематичного модуля 3а запропоновано використання отриманих залежностей приведеного тиску для розрахунків силових режимів процесів комбінованого послідовного радіально-поздовжнього видавлювання з розвиненою радіальною складовою течії металу.

Здійснено порівняльний аналіз розрахункових схем ЕМ-2а з розробленим осьовим трикутним кінематичним модулем 2а та ЕМ-2 із використанням осьового прямокутного кінематичного модуля 2 та експериментальними даними моделювання процесу комбінованого радіально-прямого видавлювання з роздачею. Перевищення даних за зусиллям деформування, отриманих на основі схеми ЕМ-2а (із розробленим трикутним модулем з криволінійною межею 2а) та ЕМ-2, від експериментально отриманих складає 12–15 % та 15–20 % відповідно. Це підтверджує раціональність використання розробленого осьового кінематичного модуля 2а з криволінійною межею замість осьового прямокутного кінематичного модуля при моделюванні процесів послідовного радіально-прямого видавлювання з розвиненою радіальною складовою течії металу.

Отримані залежності приведеного тиску деформування модуля 2а можуть бути вбудовані у інші розрахункові схеми процесів послідовного радіально-поздовжнього видавлювання. Завдяки цьому зниження отриманих силових параметрів процесу може становити 7–10 % по відношенню до схем, що містять осьовий прямокутний кінематичний модуль 2

Біографії авторів

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

Кандидат технічних наук

Кафедра обробки металів тиском

Leila Aliieva, 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

Dmytro Kartamyshev, ТОВ ЛЕКР вул. Олекси Тихого, 10, м. Краматорськ, Україна, 84313

Інженер

Serhii Shevtsov, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Кандидат технічних наук

Кафедра вищої математики

Mykola Kuznetsov, Донбаська національна академія будівництва і архітектури вул. Героїв Небесної Сотні, 14, м. Краматорськ, Україна, 84333

Кандидат технічних наук

Кафедра машинобудування

Посилання

  1. Aliev, I. S. (1988). Radial extrusion processes. Soviet Forging and Sheet Metal Stamping Technology, 6, 1–4.
  2. Bhaduri, A. (2018). Extrusion. Springer Series in Materials Science, 599–646. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-7209-3_13
  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., 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.
  5. Cho, H. Y., Min, G. S., Jo, C. Y., Kim, M. H. (2003). Process design of the cold forging of a billet by forward and backward extrusion. Journal of Materials Processing Technology, 135 (2-3), 375–381. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(02)00870-1
  6. 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
  7. 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
  8. Farhoumand, A., Ebrahimi, R. (2009). Analysis of forward–backward-radial extrusion process. Materials & Design, 30 (6), 2152–2157. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.08.025
  9. Seo, J. M., Jang, D. H., Min, K. H., Koo, H. S., Kim, S. H., Hwang, B. B. (2007). Forming Load Characteristics of Forward and Backward Tube Extrusion Process in Combined Operation. Key Engineering Materials, 340-341, 649–654. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.340-341.649
  10. Choi, H.-J., Choi, J.-H., Hwang, B.-B. (2001). The forming characteristics of radial–backward extrusion. Journal of Materials Processing Technology, 113 (1-3), 141–147. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(01)00703-8
  11. Perig, A. V. (2014). 2D upper bound analysis of ECAE through 2θ-dies for a range of channel angles. Materials Research, 17 (5), 1226–1237. doi: https://doi.org/10.1590/1516-1439.268114
  12. Perig, A. (2015). Two-parameter Rigid Block Approach to Upper Bound Analysis of Equal Channel Angular Extrusion Through a Segal 2θ-die. Materials Research, 18 (3), 628–638. doi: https://doi.org/10.1590/1516-1439.004215
  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. Alyushin, Yu. A. (2012). Mehanika tverdogo tela v peremennyh Lagranzha. Moscow: Mashinostroenie, 192.
  16. Alieva, L. I., Kartamyshev, D. A., Grudkina, N. S., Chuchin, O. V. (2018). Tehnologicheskie protsessy izgotovleniya polyh detaley na osnove sposobov kombinirovannogo vydavlivaniya. Obrabotka materialov davleniem, 1 (46), 22–28.
  17. Hrudkina, N., Aliieva, L. (2020). Modeling of cold extrusion processes using kinematic trapezoidal modules. FME Transactions, 48 (2), 357–363. doi: https://doi.org/10.5937/fme2002357h
  18. 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
  19. Shestakov, N. A. (1998). Energeticheskie metody rascheta protsessov obrabotki metallov davleniem. Moscow: MGIU, 125.
  20. Chudakov, P. D. (1992). Verhnyaya otsenka moshchnosti plasticheskoy deformatsii s ispol'zovaniem minimiziruyushchey funktsii. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 9, 13–15.
  21. Chudakov, P. D. (1979). O vychislenii moshchnosti plasticheskoy deformatsii. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 7, 146–148.
  22. Stepanskiy, L. G. (1979). Raschety protsessov obrabotki metallov davleniem. Moscow: Mashinostroenie, 215.
  23. 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
  24. Aliieva, L., Hrudkina, N., Aliiev, I., Zhbankov, I., Markov, O. (2020). Effect of the tool geometry on the force mode of the combined radial-direct extrusion with compression. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (104)), 15–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Hrudkina, N., Aliieva, L., Markov, O., Kartamyshev, D., Shevtsov, S., & Kuznetsov, M. (2020). Моделювання процесу радіально-прямого видавлювання з роздачею з використанням трикутного кінематичного модуля. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(1 (105), 17–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203989

Номер

Том 3 № 1 (105) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Natalia Hrudkina, Leila Aliieva, Oleg Markov, Dmytro Kartamyshev, Serhii Shevtsov, Mykola Kuznetsov

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.