Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 4 2018 9 TECHNOLOGY Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Значения параметров физических и механических свойств металла Physical and mechanical metal properties Параметр / Parameter Единица измерения / Unit Значение / Value Модуль упругости / Young modulus E , МПа / E , MPa 2 ∙ 10 5 Плотность / Density  , кг/м 3 /  , kg/m 3 7800 Коэффициент Пуассона / Poisson ratio  0,3 Коэффициент трения / Friction ratio  0,21 Экстраполированный предел текучести / Extrapolated yield strength  эт , МПа /  es , MPa 366 Тангенциальный модуль / Tangential module T мод , МПа / T mod , MPa 2596 Рис. 2. График билинейной аппроксимации кривой течения Fig. 2. Metal flow curve bilinear approximation diagram погрешность, поскольку размеры возникающего при обработке очага деформации значительно меньше моделируемого фрагмента. 7. Обкатной ролик заданного профильного радиуса моделировался как абсолютно жесткая окружность, поскольку многочисленными ис- следованиями доказано, что при обработке ППД деформирующие инструменты подвергают- ся весьма малому износу, при этом каких-либо значимых деформаций роликов или шариков не фиксируется. На основании результатов исследований процессов ППД, представленных в работе [25], была использована плоскодеформированная по- становка: процесс моделировался в плоскости подачи, проходящей через ось вращения об- рабатываемой заготовки. В рассматриваемой модели использовались следующие значения основных параметров режима обработки: про- фильный радиус R пр = 5 мм, заданный натяг h з = 0,05 мм, подача S = 0,1 мм/об; в дальнейшем диапазон варьирования составил: R пр = 2..10 мм, h з = 0,03..0,07 мм. В качестве обрабатываемой поверхности моделировался фрагмент плоскости главных деформаций цилиндрической детали длиной L = 50 мм и высотой h = 20 мм, нижняя и бо- ковые границы которой жестко закреплялись по обеим осям (рис. 3). Для разбиения модели на конечные элементы использовался плоский четырехузловой элемент Visco106, поддерживающий большие значения упругопластических деформаций (рис. 4) [29]. Для удобства дальнейших расчетов на модели обрабатываемой детали генерировалась сетка квадратных элементов размером 0,5 мм. При моделировании контактной пары (Con- tact pair) был выбран тип контакта «поверх- ность-поверхность» (Surface to surface), в ка- честве контактного алгоритма – расширенный метод Лагранжа (Argmented Lagrange method). Важным параметром в настройках контакт- ной пары является значение допуска взаимного проникновения моделируемых тел друг в друга (Penetration tolerance), значения которого могут задаваться как постоянные (constant) величины и как функции (factor) от размеров элемента. С некоторой долей погрешности с помощью этого параметра можно моделировать величину упругого отжатия инструмента от обрабатывае- мой поверхности. В представленной работе для значений заданного натяга h з = 0,05 мм было