ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 90 ТЕХНОЛОГИЯ Оценка схемы многоканального углового прессования прутков и возможности ее применения на практике Юрий Логинов 1, 2, a, Юлия Замараева 1, 3, b, * 1 Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, ул. Софьи Ковалевской, 18, г. Екатеринбург, 620137, Россия 2 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия 3 ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод», ул. Заводская, 5, г. Каменск-Уральский, 623405, Россия a https://orcid.org/0000-0002-7222-2521, j.n.loginov@urfu.ru; b https://orcid.org/0000-0002-2620-7064, zamaraevajulia@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 4 с. 90–104 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-90-104 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.7.01 История статьи: Поступила: 28 августа 2023 Рецензирование: 07 сентября 2023 Принята к печати: 25 октября 2023 Доступно онлайн: 15 декабря 2023 Ключевые слова: Угловое прессование Малопластичные металлы Прессовый инструмент Скорость деформации Степень деформации Метод конечных элементов Финансирование Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Давление» № АААА-А18-118020190104-3. Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Обработка малопластичных материалов требует создания высокого уровня сжимающих напряжений в процессе деформации. Это требование реализуется, например, в процессе равноканального углового прессования (РКУП). Однако продукция, получаемая методом РКУП, имеет сечение, идентичное исходной заготовке, что является одним из недостатков этого способа. Метод неравноканального углового прессования (НРКУП) в отличие от РКУП дает возможность изменить форму исходной заготовки в сторону приближения к форме готового продукта. Однако известное устройство НРКУП позволяет получить продукцию только в виде тонкой полосы прямоугольного поперечного сечения. Известные устройства для многоканального прессования не углового типа также имеют недостаток – их реализуют только на прессах горизонтального типа, где есть возможность приема длинномерных изделий на площадях цеха. Цель работы: оценка схемы многоканального углового прессования прутков, сочетающей в себе изменение формы исходной заготовки в поперечном сечении, а также накопление в процессе деформации высокого уровня деформации. Методы исследования: конечно-элементное моделирование с помощью программного модуля DEFORM. Результаты и обсуждение. В работе рассмотрена схема процесса углового прессования с применением устройства, позволяющего получать, например, магниевые прутки диаметром d = 4,1 мм при количестве каналов матрицы n = 3 из заготовки круглого поперечного сечения. Контейнер данного устройства в своей нижней части имеет прямоугольный паз, куда вставлена матрица. Моделирование исследуемого процесса с применением матрицы при расположении осей ее каналов в плоскости, ортогональной оси контейнера, и в первом варианте – вдоль оси прямоугольного паза, а во втором – вдоль радиуса контейнера позволило осуществить оценку распределения среднего напряжения. Установлено, что на металл заготовки в обоих вариантах процесса деформации воздействуют напряжения сжатия на высоком уровне (–1600 МПа). Оценка степени деформации отпрессованных прутков позволила выяснить, что в обоих вариантах процесса на начальной стадии максимум степени деформации может достигать значения 2,6, а на установившейся стадии – 5,0. Установлено, что в случае применения первого варианта матрицы уровень деформации по длине прутков ниже, чем при применении второго варианта матрицы. Разница достигает 20 %. Посредством оценки распределения степени деформации в поперечном сечении отпрессованных прутков вблизи очага деформации установлено, что в случае применения первого варианта матрицы отпрессованные прутки первого и третьего канала имеют неравномерность, причем большее значение степени деформации находится на периферийной части прутков со стороны, граничащей с центральным прутком. Это различие степени деформации достигает 20 %. При размещении второго варианта матрицы эта неравномерность уменьшается до 12 %. Таким образом, в случае применения матрицы с расположением осей каналов вдоль радиуса контейнера степень деформации распределяется более равномерно по сравнению со степенью деформации при применении матрицы с расположением осей каналов вдоль оси прямоугольного паза. Для цитирования: Логинов Ю.Н., Замараева Ю.В. Оценка схемы многоканального углового прессования прутков и возможности ее применения на практике // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 4. – С. 90–104. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-90-104. ______ *Адрес для переписки Замараева Юлия Валентиновна, н.с. Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, ул. Софьи Ковалевской, 18, 620137, г. Екатеринбург, Россия Тел.: +7(950)200-56-79, e-mail: zamaraevajulia@yandex.ru Введение При обработке малопластичных материалов часто приходится прибегать к схемам, реализующим высокий уровень сжимающих напряжений [1–3]. Например, авторами работ [4, 5] показано, что посредством напряжений сжатия, достигае-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1