Московский политехнический университет, кафедра «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии», Москва, Россия:

С. А. Типалин, профессор, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: tsa_mami@mail.ru
Р. Л. Шаталов, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: mmomd@mail.ru
В. Б. Белоусов, аспирант, эл. почта: 1736113@rambler.ru

Приведены результаты исследований влияния размеров и механических свойств латунных (сплав Л63) листовых заготовок на силовые показатели штамповки и размеры детали «Таз» при осесимметричной вытяжке. Для этой детали из латуни Л63 представлены расчеты различных вариантов технологий и параметров предварительного упрочнения листа. В качестве заготовок для компьютерного моделирования использовали результаты опытных прокаток квадратных листов 380×380 мм и толщиной 1,5–1,7 мм с накопленной деформацией, проведенных на двухвалковом стане 350×450 ООО «Кольчугинский завод по обработке цветных металлов» с разворотом заготовок перед вторым проходом. Свойства материала отожженного листа варьировались, что привело к увеличению предела текучести практически в 2 раза (с 145 до 280 МПа), это также повлияло на снижение пластичности материала. В ходе моделирования было установлено, что материал, предварительно деформируемый в процессе прокатки листов за счет упрочнения на 10 %, деформируется при штамповке детали «Таз» из латуни Л63 более равномерно, минимальное утонение детали в опасных зонах снижается. Это технологическое решение позволило уменьшить толщину заготовки с 1,7 до 1,6 мм. Кроме снижения утонения торовой части детали, произошло незначительное утолщение кромки ее фланца. Предложена схема деформации вытяжкой, позволяющая за счет увеличения диаметра заготовки на 5 мм (что приведет к увеличению площади заготовки только на 3 %) снизить число операций в 2 раза. Использование предварительного упрочнения листового материала дает возможность получать изделия с меньшим разбросом значений толщины по сечению в процессе формоизменения при вытяжке осесимметричных деталей. Для реализации технологической операции рекомендовано применить пресс простого действия П2228А силой 630 кН.

1. Guo X.-N., Huang H.-Q., Gong D.-Y., Xu J.-Z., Wang D.-Q. Size effect of tensile strength of H65 brass sheet rolled at cryogenic temperature // Transactions of Materials and Heat Treatment. 2017. Vol. 38, No. 10. P. 23–28. DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2017-0180.
2. Anand D., Kumar D. R. Prediction of flow curves of very thin brass sheets incorporating size effect in hardening model // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 651. No. 1. P. 012028. DOI: 10.1088/1757-899X/651/1/012028.
3. Michel J. F., Picart P. Size effects on the constitutive behaviour for brass in sheet metal forming // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 141, Iss. 3. P. 439–446.
4. Belousov V. B., Tipalin S. A., Kalpin Y. G. How the material thickness affects 0,08 % carbon cold-rolled sheet steel // Materials Engineering and Technologies for Production and Processing V. Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. 2020. P. 409–417.
5. Tipalin S. A., Belousov V. B., Lyubetskaya S. I. Testing the cross-sectional microhardness in sheets with A 0,08 % carbon concentration // Materials Engineering and Technologies for Production and Processing VI. Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. P. 269–275.
6. Шаталов Р. Л., Типалин С. А., Медведев В. А. Распределение обезуглероженного слоя и твердости сосудов из стали 50 после горячей штамповки на прокатно-прессовой линии // Черные металлы. 2020. № 5. С. 26–30.
7. Шпунькин Н. Ф., Типалин С. А. Исследование свойств многослойных листовых материалов // Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 1. С. 28–31.
8. Алдунин А. В., Шумеев А. В. Исследование распределения пластической деформации по толщине стальных полос // Технология машиностроения и материалы. Известия МГТУ «МАМИ». 2014. Т. 2, № 4. С. 4–8.
9. Bor-Tsuen Lin, Cheng-Yu Yang. Applying a punch with microridges in multistage deep drawing processes // Sprin ger Plus. 2016. No. 5. P. 1–13. DOI: 10.1186/s40064-016- 3371-2.
10. Lin B. T., Huang K. M., Kuo C. C., Wang W. T. Improvement of microdeep drawability by using punch surfaces with microridges // Journal of Materials Processing Technology. 2015. Vol. 225. P. 275–285. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2015.06.012.
11. Hassan M., Hezam L., El-Sebaie M., Purbolaksono J. Deep drawing characteristics of square cups through conical dies // Procedia Engineering. 2014. Vol. 81. P. 873–880. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.10.091.
12. Tipalin S. A., Petrov M. A., Morgunov Y. A. Theoretical investigation of the bending process of the pre-strained metal Sheet // Materials Engineering and Technologies for Production and Processing V. Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 351–358.
13. Лисунец Н. Л., Деметрашвили И. С., Хоанг Мань Жой. Разработка и исследование процесса изготовления цилиндрических заготовок из сплавов цветных металлов для штамповки на основе моделирования // Цветные металлы. 2018. № 5. С. 82–85. DOI: 10.17580/tsm.2018.05.12.
14. Shatalov R. L., Maksimov E. A., Kalmykov A. S. Improving the method of calculating the critical stresses and strains in strips rolled in the edging rolls of a universal mill // Metallurgist. 2018. Vol. 62, No. 5–6. P. 549–558.
15. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Крутина Е. В. Методика расчета деформированных и энергосиловых параметров при совмещенной ротационной вытяжке и поперечной прокатке дисков колес // Черные металлы. 2019. № 1. С. 34–38.
16. Типалин С. А., Белоусов В. Б., Шпунькин Н. Ф. Моделирование обтяжки с растяжением листового металла // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 12. С. 180–182.