Тульский государственный университет, Тула, Россия

С. Н. Ларин, заведующий кафедрой механики и процессов пластического формоизменения (МиППФ), докт. техн. наук, профессор, эл. почта: mpf-tula@rambler.ru
В. И. Трегубов, профессор кафедры МиППФ, докт. техн. наук, эл. почта: mpf-tula@rambler.ru
А. А. Пасынков, доцент кафедры МиППФ, канд. техн. наук, эл. почта: sulee@mail.ru

Тонкостенные стальные цилиндрические стаканы принято получать методами пластического формоизменения из листовой или прутковой заготовок. При производстве стаканов большой высоты методами вытяжки листовой заготовки необходима реализация нескольких операций с промежуточными отжигами, что влияет на эффективность технологии. Процессы выдавливания позволяют получать глубокие стаканы за один ход инструмента, однако возникают значительные нагрузки на деформирующем инструменте, влияющие на его стойкость. В целом процессы выдавливания при изготовлении глубоких стальных стаканов более предпочтительны. Ввиду этого важной задачей является снижение нагрузок на рабочий инструмент при выдавливании тонкостенных стаканов из прутковых заготовок. Одним из методов, позволяющих добиться снижения сил, является обеспечение активных сил трения. Рассмотрен метод выдавливания с активным трением и дополнительным очагом деформации на краевых элементах заготовки, что позволяет снизить силовые нагрузки. Приводятся результаты моделирования выдавливания прутковой заготовки с активными силами трения и подталкиванием торцовой части заготовки. Дополнительный очаг деформации при моделировании создан путем предварительного создания утолщения на торце формируемой стенки и дальнейшего его утонения на конусе матрицы, за счет чего осуществлялось подталкивание заготовки. По результатам моделирования выполнены исследования влияния скоростных режимов деформирования, степей деформации и геометрии инструмента на усилия штамповки, давления на контактных поверхностях инструмента и заготовки и повреждаемость материала заготовки. Установлены рациональные характеристики инструмента, обеспечивающие минимальные давления на рабочих поверхностях пуансона.

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. Кухарь В. Д., Коротков В. А., Яковлев С. С., Шишкина А. А. Формирование рифленой внутренней поверхности стальной цилиндрической оболочки локальным деформированием // Черные металлы. 2023. № 5. С. 72–75.
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. 2 November 2018. Vol. 441, Iss. 1. 012026.
11. Пат. 173107 A1 SU. Способ выдавливания металлических деталей / Можейко Ю. П. ; заявл. 07.12.1962 ; опубл. 07.07.1965.
12. Пат. 2 761 507 C2 РФ. Способ выдавливания тонкостенных стаканов с толстым дном и устройство для его осуществления / Дмитриев А. М., Гречников Ф. В., Коробова Н. В., Попов И. П. ; заявл. 17.03.2020 ; опубл. 09.12.2021. Бюл. № 34.
13. Воронцов А. Л. Расчет технологических параметров при стесненном выдавливании неравнополочных швеллеров при наличии упрочнения // Вестник машиностроения. 2024. Т. 103. № 8. С. 682–687.
14. Семёнов Е. И., Айрапетян А. С., Дёмин М. В. Новый способ получения кольца методом сжатия // Заготовительные производства в машиностроении. 2014. № 10. С. 15–18.