Тульский государственный университет, Тула, Россия

А. А. Пасынков, доцент кафедры механики пластического формоизменения (МПФ), канд. техн. наук, эл. почта: sulee@mail.ru
П. В. Романов, аспирант кафедры МПФ

ООО НПФ «Техполиком», Москва, Россия
Г. А. Нуждин, зам. генерального директора, канд. техн. наук, эл. почта: nuzhdin.65@mail.ru

Рассмотрена операция высадки части прутковой заготовки, позволяющая получить значительную разницу в поперечных сечениях относительно вертикальной оси. Данная формообразующая операция распространена и находит реальное применение при получении переходных элементов узлов различной техники. Процесс прост и не требует серьезного обоснования. Однако при штамповке ряда деталей специальной техники имеются сложности в реализации процесса, связанные с особенностями механических характеристик применяемого материала заготовки. Как правило, в узлах транспортной техники специального назначения применяют либо титановые, либо алюминиевые высокопрочные сплавы. Требуется теоретическое обоснование технологии высадки заготовок из высокопрочных сплавов. Как правило, штамповку таких материалов необходимо осуществлять в горячих условиях формоизменения. При этом скорости деформирования оказывают значительное влияние на усилие штамповки и напряженно-деформированное состояние. Верхнеграничная теорема пластичности позволяет адекватно описать процесс высадки. Ввиду этого выполнено моделирование операции высадки трубы из титанового сплава ВТ6 на базе решения уравнения равновесия внешних и внутренних сил. Считаем схему деформаций осесимметричной, поле скоростей — нестационарным. В результате моделирования операции высадки получены выражения для оценки давления и значений сплошности материала заготовки. С использованием количественных результатов математического моделирования выполнена регрессионная оценка величины давления и сплошности. Получены уравнения регрессии в натуральных значениях для оценки влияния ключевых параметров технологии на силу и повреждаемость при высадке. Достигнутые результаты могут быть полезны при назначении технологических режимов высадки титановых сплавов.

Работа выполнена в рамках гранта РНФ 23-29-00470.

1. Demin V. A., Larin S. N., Riskin R. V., Rizkova A. A. Study the influence of anisotropy of the drawing cylindrical part // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 16. P. 25–28.
2. Ларин С. Н., Платонов В. И., Ларина М. В. Влияние геометрии деформирующего инструмента на напряженнодеформированное состояние при комбинированном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 5. С. 451–456.
3. Zhichao Sun, Jing Cao, Huili Wu, Zhikun Yin. Inhomogeneous deformation law in forming of multi-cavity parts under complex loading path // Journal of Materials Processing Technology. 2018. Vol. 254. P. 179–192.
4. Springer P., Prahl U. Characterisation of mechanical behavior of 18CrNiMo7-6 steel with and without under warm forging conditions through processing maps analysis // Journal of Materials Processing Technology. 2016. Vol. 237. P. 216–234.
5. Krusel V., Birnbaum P., Kunke A., Wertheim R. Metastable material conditions for forming of sheet metal parts combined with thermomechanical treatment // CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2016. Vol. 65, Iss. 1. P. 301–304.
6. Aksenov S. A., Chumachenko E. N., Kolesnikov A. V., Osipov S. A. Determination of optimal gas forming conditions from free bulging tests at constant pressure // Journal of Materials Processing Technology. 2015. Vol. 217. P. 158–164.
7. Kyung-Hun Leea, Byung-Min Kim. Advanced feasible forming condition for reducing ring spreads in radial–axial ring rolling // International Journal of Mechanical Sciences. 2013. Vol. 76. P. 21–32.
8. Малинин Н. Н. Ползучесть в обработке металлов. — М. : Машиностроение, 1986. — 216 с.
9. Пасынков А. А., Борискин О. И., Ларин С. Н. Теоретические исследования операции изотермической раздачи труб из труднодеформируемых цветных сплавов в условиях кратковременной ползучести // Цветные металлы. 2018. № 2. С. 74–78.
10. Larin S. N., Pasynkov A. A. Analysis of forming properties during the isothermal upsetting of cylindrical workpieces in the viscous-plasticity mode // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 441, Iss. 1. 012026.
11. Унксов Е. П., Джонсон У., Колмогоров В. Л. и др. Теория пластических деформаций металлов. — М. : Машиностроение, 1983. — 598 с.
12. Панфилов Г. В., Недошивин С. В., Перминов Д. А. Применение статистического машинного эксперимента для исследования теоретической модели штамповки сердечников пуль // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технические науки. 2014. № 6. С. 61–73.