Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 3 2019 59 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование изменения сопротивления деформации низкоуглеродистой стали в процессе ротационной вытяжки с утонением стенки Александр Удалов 1, a, * , Андрей Удалов 2, b 1 Вятский государственный университет, ул. Московская, 36, г. Киров, 610000, Россия 2 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия a https://orcid.org/0000-0003-0210-5423, a.v.udalov1960@gmail.com , b https://orcid.org/0000-0003-0886-3014, a.a.udalov1992@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 3 с. 59–71 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.3-59-71 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Ротационная вытяжка с утонением стенки относится к процессам обработки металлов дав- лением с созданием локального очага деформа- ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.774 История статьи : Поступила: 28 апреля 2019 Рецензирование: 16 мая 2019 Принята к печати: 26 июня 2019 Доступно онлайн: 15 сентября 2019 Ключевые слова : Ротационная вытяжка Конический ролик Твердость Сопротивление деформации Кривая упрочнения АННОТАЦИЯ Введение. Основным параметром, определяющим эффективность и качество процесса ротационной вытяжки с утонением стенки, является значение и характер распределения сопротивления деформации материала по толщине стенки заготовки. В технической литературе, посвященной изучению данного процесса, содержится недостаточно информации, позволяющей корректно назначать технологические режимы и условия обработки. Статья посвящена экспериментальному исследованию изменения сопротивления деформации низкоуглеродистой стали в процессе ротационной вытяжки с утонением стенки в зависимости от степени деформации и угла конусности деформирующего ролика. Целью работы является определение неравномерности распределения сопротивления деформации низкоуглеродистой стали по толщине стенки заготовки после ротационной вытяжки с утонением в зависимости от степени деформации и угла конусности деформирующего ролика. Методы исследования. Процесс ротационной вытяжки заготовок, имеющих исходную толщину стенки 6,5 мм и наружный диаметр 203 мм, осуществлялся на трехроликовом горизонтально-раскатном станке СРГ-0,6-1500 по прямому способу. Пластическое формоизменение материала заготовок выполнялось при различных степенях деформации на оправке диаметром 190 мм деформирующими роликами диаметром 260 мм с углом конусности равным 20 и 30°. Сопротивления деформации материала по толщине стенки определялось на продольных образцах, вырезанных из обработанных заготовок, методом внедрения индентора с измерением твердости наконечником Виккерса. Неравномерность распределения сопротивления деформации оценивалась коэффициентом, определяемым как отношение сопротивления деформации наружной поверхности к сопротивлению деформации внутренних объемов стенки заготовки. Результаты и обсуждения. Наибольшие значения сопротивления деформации были получены на наружной поверхности заготовок, обработанных роликом, а наименьшие значения зафиксированы во внутреннем объеме стенки заготовок. Оценка неравномерности распределения сопротивления деформации по толщине стенки заготовки выполнена с помощью коэффициента неравномерности, равного отношению сопротивлений деформации наружного слоя и внутренних объемов стенки заготовки. Выявлено, что наиболее опасными зонами, подверженными разрушению в процессе ротационной вытяжки, являются внутренние объемы материала, прилегающие к наружному поверхностному слою заготовки. Установлено, что коэффициент неравномерности распределения напряжений при обработке роликом с углом конусности α = 30° примерно на 10 % больше, чем с углом конусности α = 20°. С увеличением степени деформации коэффициент неравномерности распределения напряжений возрастает, но очень незначительно. Полученные закономерности объясняются, в частности, наплывом, который образуется перед роликом. По полученным результатам даны общие рекомендации по назначению степени деформации и угла конусности ролика при выполнении ротационной вытяжки. Кроме того, получены эмпирические зависимости деформационного упрочнения материала для различных объемов заготовки. Предлагаемая методика определения неравномерности распределения напряжений может быть использована при разработке процессов обработки давлением и в проектировочных расчетах элементов конструкций. Для цитирования: Удалов А.В., Удалов А.А. Исследование изменения сопротивления деформации низкоуглеродистой стали в процессе ротационной вытяжки с утонением стенки // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 3. – С. 59–71. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.3-59-71. ______ *Адрес для переписки Удалов Александр Викторович , к.т.н., доцент Вятский государственный университет, ул. Московская, 153-35, 610048, г. Киров, Россия Тел.: +7 (922) 930-72-45, e-mail: a.v.udalov1960@gmail.com