Прогнозування формоутворення деталей з фланцем та осьовим відростом в процесі комбінованого суміщеного радіально-прямого видавлювання

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
  • Khrystyna Malii Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-9046-4268
  • Liudmyla Sukhovirska Донецький національний медичний університет вул. Привокзальна, 27, м. Лиман, Україна, 84404, Україна https://orcid.org/0000-0003-0353-9354
  • 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/10.15587/1729-4061.2020.212018

Ключові слова:

моделювання процесів комбінованого видавлювання, кінематичний модуль, енергетичний метод, формоутворення напівфабрикату

Анотація

Запропоновано у якості розрахункових схем процесу комбінованого суміщеного радіально-прямого видавлювання деталей з фланцем та осьовим відростком використовувати РС-1 (з наявністю трапецеїдального модуля) та РС-1а (з прямокутними кінематичними модулями). Використання трапецеїдального кінематичного модуля дозволяє описати характерні зони течії металу, наближені до реального протікання процесу на основі викривлення координатних сіток. На основі енергетичного методу отримано величини приведеного тиску деформування із використанням верхньої оцінки потужності сил деформування всередині трапеціїдального кінематичного модуля. Оптимізація проводиться за параметром , що визначає положення поверхні розподілу течії металу в осьовий відросток та фланцеву зону. Проведено порівняльний аналіз теоретичних розрахунків величини приведеного тиску деформування та влив геометричних співвідношень та умов тертя на якісні та кількісні відмінності в характері змінення отриманих кривих. Перевищення даних щодо оцінки силового режиму за схемою РС-1а по відношенню до розрахунків за схемою РС-1 може досягати 50 % та вказує на раціональність використання останньої. Це пояснюється обмеженням у використанні оптимізації (відсутність оптимізації висоти осередку деформації) за схемою, що містить елементарні прямокутні кінематичні модулі. Відхилення теоретичних розрахунків від експериментально отриманих приростів осьового відростка не перевищує 7–10 %, що вказує на правомірність використання розрахункової схеми РС-1 з трапеціїдальним кінематичним модулем. Таким чином, можна стверджувати про правомірність визначення положення границі поверхні розподілу течії металу у осьовий відросток і фланцеву зону та отриманої в результаті оцінки формоутворення напівфабрикат

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

Khrystyna Malii, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра обробки металів тиском

Liudmyla Sukhovirska, Донецький національний медичний університет вул. Привокзальна, 27, м. Лиман, Україна, 84404

Кандидат педагогічних наук

Кафедра медичної фізики та інформаційних технологій № 2

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

Кандидат технічних наук

Кафедра машинобудування

Посилання

  1. Dragobetskii, V., Zagirnyak, V., Shlyk, S., Shapoval, A., Naumova, O. (2019). Application of explosion treatment methods for production Items of powder materials. Przegląd Elektrotechniczny, 1 (5), 41–44. doi: https://doi.org/10.15199/48.2019.05.10
  2. Markov, O. E., Aliiev, I. S., Aliieva, L. I., Hrudkina, N. S. (2020). Computerized and physical modeling of upsetting operation by combined dies. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 55 (3), 640–648. Available at: https://dl.uctm.edu/journal/node/j2020-3/23_19-275_p_640-648.pdf
  3. Kukhar, V., Kurpe, O., Klimov, E., Balalayeva, E., Dragobetskii, V. (2018). Improvement of the Method for Calculating the Metal Temperature Loss on a Coilbox Unit at The Rolling on Hot Strip Mills. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 35–39. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19548
  4. Markov, O., Gerasimenko, O., Aliieva, L., Shapoval, A. (2019). Development of the metal rheology model of high-temperature deformation for modeling by finite element method. EUREKA: Physics and Engineering, 2, 52–60. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2019.00877
  5. Anishchenko, O. S., Kukhar, V. V., Grushko, A. V., Vishtak, I. V., Prysiazhnyi, A. H., Balalayeva, E. Y. (2019). Analysis of the Sheet Shell’s Curvature with Lame’s Superellipse Method during Superplastic Forming. Materials Science Forum, 945, 531–537. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.945.531
  6. Aliev, I. S. (1988). Radial extrusion process. Soviet Forging and Metal Stamping Technology, 3, 54–61.
  7. Zhang, S. H., Wang, Z. R., Wang, Z. T., Xu, Y., Chen, K. B. (2004). Some new features in the development of metal forming technology. Journal of Materials Processing Technology, 151 (1-3), 39–47. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.04.098
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. Alieva, L. I. (2018). Sovershenstvovanie protsessov kombinirovannogo vydavlivaniya. Kramatorsk: OOO «Tirazh - 51», 352.
  17. Aliieva, L. I., Goncharuk, K. V., Shkira, A. V. (2016). Bar forming parts with flanges radial direct extrusion. Bulletin of NTU «KhPI». Series: Innovative technologies and equipment handling materials in mechanical engineering and metallurgy, 30 (1202), 5–10. Available at: http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/29268/1/vestnik_KhPI_2016_31_Alieva_Formoizmenenie.pdf
  18. Soyarslan, C., Tekkaya, A. E. (2009). Prevention of Internal Cracks in Forward Extrusion by Means of Counter Pressure: A Numerical Treatise. Steel Research International, 80 (9), 671–679. doi: https://doi.org/10.2374/SRI08SP170
  19. Dereven'ko, I. A. (2012). Deformiruemost' i kachestvo zagotovok v usloviyah kombinirovannogo formoizmeneniya. Obrabotka metallov davleniem, 3 (32), 87–96.
  20. 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
  21. 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
  22. Aliiev, I. S., Solodun, E. M., Kryuger, K. (2000). Modelirovanie protsessov kombinirovannogo vydavlivaniya. Mehanika deformirovannogo tverdogo tela i obrabotka metallov davleniem. Tula: Tul'skiy gos. un-t., 21–27.
  23. Levchenko, V. M., Aliiev, I. S., Sukhovirska, L. S. (2020). Modeliuvannia protsesiv vydavliuvannia z rozdilenym oseredkom deformatsiyi. Universitetskaya nauka – 2020: Mezhdunarodnaya nauchno-tehnicheskaya konferentsiya: tezisy dokladov. Vol. 1: fakul'tety: metallurgicheskiy, energeticheskiy GVUZ «PGTU». Mariupol': PGTU, 80–81.
  24. Shestakov, N. A. (1998). Energeticheskie metody rascheta protsessov obrabotki metallov davleniem. Moscow: MGIU, 125.
  25. Stepanskiy, L. G. (1979). Raschety protsessov obrabotki metallov davleniem. Moscow: Mashinostroenie, 217.
  26. Chudakov, P. D. (1992). Verhnyaya otsenka moshchnosti plasticheskoy deformatsii s ispol'zovaniem minimiziruyushchey funktsii. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie, 9, 13–15.
  27. Filippov, Yu. K., Ignatenko, V. N., Golovina, Z. S. et. al. (2011). Teoreticheskoe issledovanie kombinirovannogo protsessa radial'nogo i obratnogo vydavlivaniya v konicheskoy matritse. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. Obrabotka materialov davleniem, 7, 3–7.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Hrudkina, N., Aliieva, L., Markov, O., Malii, K., Sukhovirska, L., & Kuznetsov, M. (2020). Прогнозування формоутворення деталей з фланцем та осьовим відростом в процесі комбінованого суміщеного радіально-прямого видавлювання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (107), 110–117. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212018

Номер

Том 5 № 1 (107) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Natalia Hrudkina, Leila Aliieva, Oleg Markov, Khrystyna Malii, Liudmyla Sukhovirska, 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.