Розрахунок початкової стадії процесу радіально-зворотного видавлювання з використанням трикутного кінематичного модуля

Автор(и)

  • Наталія Сергіївна Грудкіна Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0000-0002-0914-8875
  • Володимир Миколайович Левченко Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Відділ поширення радіохвиль у природних середовищах, Україна https://orcid.org/0000-0002-2411-4198
  • Іграмотдін Сєражутдінович Алієв Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0000-0002-4248-8214
  • Юрій Григорійович Дьяченко Донбаська державна машинобудівна академія, Україна https://orcid.org/0000-0003-0711-8354
  • Роман Іванович Сивак Вінницький національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-7459-2585
  • Людмила Павлівна Суховірська Донецький національний медичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0353-9354

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254867

Ключові слова:

комбіноване видавлювання, моделювання процесів, енергетичний метод, кінематичний модуль, силовий режим, формоутворення

Анотація

Складні за формою деталі із суцільних або порожнистих заготовок доцільно виготовляти способами комбінованого радіально-поздовжнього видавлювання. Однак використання процесів комбінованого видавлювання з декількома ступенями свободи течії вимагає попередньої оцінки формоутворення, що відповідає дійсності, з урахуванням особливостей формування осередків деформації на різних етапах деформування. При деформуванні високих заготовок може спостерігатися наявність проміжної жорсткої зони, що відокремлює два автономних осередки деформації. При побудові розрахункової схеми початкової стадії процесу комбінованого радіально-зворотного видавлювання порожнистих деталей з фланцем враховано наявність проміжної жорсткої зони. Необхідність удосконалення розробленої розрахункової схеми викликана суттєвими відхиленнями прогнозованих приростів деталі від експериментально отриманих розмірів деталі. У якості альтернативи осьовому прямокутному кінематичному модулю нижнього осередку деформації запропоновано використання осьового трикутного модуля, ефективність застосування якого продемонстрована при моделюванні процесу радіально-поздовжнього видавлювання з роздачею. Виявлено раціональність запропонованої заміни, як із прогнозування силового режиму процесу деформування, так і поетапного формозмінення деталі. Це дозволило знизити прогнозовані оцінки до 10 % за приростами розмірів деталі згідно порівняльного аналізу з експериментально отриманими даними. Рекомендовано використання розробленої схеми для моделювання початкової стадії процесу для відносно високих заготовок при H0/h1>4..6, обмеженням є виродження проміжної жорсткої зони. Це сприятиме виробленню рекомендацій щодо розширення можливостей використання комбінованого радіально-зворотного видавлювання порожнистих деталей з фланцем на виробництві

Біографії авторів

Наталія Сергіївна Грудкіна, Донбаська державна машинобудівна академія

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра математики та моделювання

Володимир Миколайович Левченко, Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Відділ поширення радіохвиль у природних середовищах

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ поширення радіохвиль у природних середовищах

Іграмотдін Сєражутдінович Алієв, Донбаська державна машинобудівна академія

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра обробки металів тиском

Юрій Григорійович Дьяченко, Донбаська державна машинобудівна академія

Кандидат технічних наук

Кафедра технологій та обладнання ливарного виробництва

Роман Іванович Сивак, Вінницький національний аграрний університет

Доктор технічних наук

Кафедра загальнотехнічних дисциплін та охорони праці

Людмила Павлівна Суховірська, Донецький національний медичний університет

Кандидат педагогічних наук

Кафедра фундаментальних дисциплін

Посилання

  1. Kukhar, V. V. (2015). Producing of elongated forgings with sharpened end by rupture with local heating of the workpiece method. Metallurgical and Mining Industry, 6, 122–132. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/MMI-6/016-Kukhar.pdf
  2. Shapoval, A., Drahobetskyi, V., Savchenko, I., Gurenko, A., Markov, O. (2020). Profitability of Production of Stainless Steel + Zirconium Metals Combination Adapters. Key Engineering Materials, 864, 285–291. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.864.285
  3. Markov, O., Kukhar, V., Zlygoriev, V., Shapoval, A., Khvashchynskyi, A., Zhytnikov, R. (2020). Improvement of upsetting process of four-beam workpieces based on computerized and physical modeling. FME Transactions, 48 (4), 946–953. doi: https://doi.org/10.5937/fme2004946m
  4. Zhbankov, I., Aliieva, L., Malii, K. (2020). Simulation of microstructure changes of steel during the open die forging process. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 55 (3), 523–529. Available at: https://dl.uctm.edu/journal/node/j2020-3/4_19-278_p_523-529.pdf
  5. Kukhar, V., Balalayeva, E., Hurkovska, S., Sahirov, Y., Markov, O., Prysiazhnyi, A., Anishchenko, O. (2019). The Selection of Options for Closed-Die Forging of Complex Parts Using Computer Simulation by the Criteria of Material Savings and Minimum Forging Force. Intelligent Communication, Control and Devices, 325–331. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8618-3_35
  6. Gribkov, E. P., Malyhin, S. O., Hurkovskaya, S. S., Berezshnaya, E. V., Merezhko, D. V. (2022). Mathematical modelling, study and computer-aided design of flux-cored wire rolling in round gauges. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 119 (7-8), 4249–4263. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-022-08662-x
  7. Kulagin, R., Beygelzimer, Y., Estrin, Y., Ivanisenko, Y., Baretzky, B., Hahn, H. (2019). A Mathematical Model of Deformation under High Pressure Torsion Extrusion. Metals, 9 (3), 306. doi: https://doi.org/10.3390/met9030306
  8. Bhaduri, A. (2018). Extrusion. Springer Series in Materials Science, 599–646. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-7209-3_13
  9. Marini, D., Cunningham, D., Corney, J. R. (2017). Near net shape manufacturing of metal: A review of approaches and their evolutions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 232 (4), 650–669. doi: https://doi.org/10.1177/0954405417708220
  10. 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
  11. Alieva, L. I. (2018). Sovershenstvovanie protsessov kombinirovannogo vydavlivaniya. Kramatorsk: OOO «Tirazh - 51», 352.
  12. Aliev, I. S. (1988). Radial extrusion processes. Soviet Forging and Sheet Metal Stamping Technology, 6, 1–4.
  13. 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
  14. 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
  15. Alyushin, Yu. A. (2012). Mekhanika tverdogo tela v peremennykh Lagranzha. Moscow: Mashinostroenie, 192.
  16. Shestakov, N. A. (1998). Energeticheskie metody rascheta protsessov obrabotki metallov davleniem. Moscow: MGIU, 125.
  17. Hu, Y., Lai, Z., Zhang, Y. (2007). The study of cup-rod combined extrusion processes of magnesium alloy (AZ61A). Journal of Materials Processing Technology, 187-188, 649–652. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.11.054
  18. Lee, D. J., Kim, D. J., Kim, B. M. (2003). New processes to prevent a flow defect in the combined forward–backward cold extrusion of a piston-pin. Journal of Materials Processing Technology, 139 (1-3), 422–427. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(03)00515-6
  19. Lee, H. I., Hwang, B. C., Bae, W. B. (2001). A UBET analysis of non-axisymmetric forward and backward extrusion. Journal of Materials Processing Technology, 113 (1-3), 103–108. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(01)00666-5
  20. Aleksandrov, A. A., Evstifeev, V. V., Koval'chuk, A. I., Evstifeev, A. V. (2012). Matematicheskoe modelirovanie protsessa poperechnogo vydavlivaniya konicheskikh flantsev na trubnoy zagotovke. Vestnik SibADI, 6 (28), 93–98.
  21. Golovin, V. A. et. al. (2005). Razrabotka i issledovanie protsessov kholodnoy obemnoy shtampovki polykh osesimmetrichnykh detaley slozhnoy formy. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. Obrabotka materialov davleniem, 11, 35–38.
  22. Lee, H. Y., Hwang, B. B., Lee, S. H. (2012). Forming load and deformation energy in combined radial backward extrusion process. Proceedings of the Int. Conf. “Metal Forming 2012”. Krakow, 487–490.
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. Hrudkina, N. S., Markov, O. E., Shapoval, A. A., Titov, V. A., Aliiev, I. S., Abhari, P., Malii, K. V. (2022). Mathematical and computer simulation for the appearance of dimple defect by cold combined extrusion. FME Transactions, 50 (1), 90–98. doi: https://doi.org/10.5937/fme2201090h
  28. 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
  29. 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
  30. Jafarzadeh, H., Barzegar, S., Babaei, A. (2014). Analysis of Deformation Behavior in Backward–Radial–Forward Extrusion Process. Transactions of the Indian Institute of Metals, 68 (2), 191–199. doi: https://doi.org/10.1007/s12666-014-0441-4
  31. Hrudkina, N., Aliieva, L., Markov, O., Malii, K., Sukhovirska, L., Kuznetsov, M. (2020). Predicting the shape formation of parts with a flange and an axial protrusion in the process of combined aligned radial-direct extrusion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (107)), 110–117. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212018
  32. Hrudkina, N. (2021). Process modeling of sequential radial-direct extrusion using curved triangular kinematic module. FME Transactions, 49 (1), 56–63. doi: https://doi.org/10.5937/fme2101056h

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-28

Як цитувати

Грудкіна, Н. С., Левченко, В. М., Алієв, І. С., Дьяченко, Ю. Г., Сивак, Р. І., & Суховірська, Л. П. (2022). Розрахунок початкової стадії процесу радіально-зворотного видавлювання з використанням трикутного кінематичного модуля. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (116), 51–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254867

Номер

Том 2 № 7 (116) (2022): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Natalia Hrudkina, Vladymyr Levchenko, Igramotdin Aliiev, Yurii Diachenko, Roman Sivak, Liudmyla Sukhovirska

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.