ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 2 2022 42 ТЕХНОЛОГИЯ Для оценки ситуации, возникающей на начальной стадии прессования, применен программный модуль DEFORM-2D и сформулирована следующая постановка краевой задачи. Напряженно-деформированное состояние является осесимметричным, материал прессового инструмента – абсолютно жесткий, материал слитка рассматривается как пластичный. Заданы параметры вычислительной постановки: количество элементов сетки – 26 000, размер элемента в объеме слитка 1,0…1,2 мм; вблизи инструмента 0,5…0,7 мм. Тепловые граничные условия максимальным образом приближены к производственным показателям: температура слитка 470 °С; температура контейнера 450 °С; температура матрицы и пресс-шайбы 380 °С; температура окружающей среды при выходе из матрицы 20 °С; коэффициент конвекции в окружающую среду 0,02 Н/с/мм/°С; коэффициент теплопередачи 11 Н/с/мм/°С. Коэффициенты и их размерности заимствованы из интерфейса программного модуля. Скоростные граничные условия также привязаны к производственной обстановке: скорость движения пресс-штемпеля равна 3,66 мм/с, остальной прессовый инструмент неподвижен. Граничные условия трения в отличие от прокатки, где применяется закон Кулона, заданы законом Зибеля при показателе трения, a б Рис. 2. Передняя часть прутка на выходе из матрицы(a) и поверхности реза прутков (б) Fig. 2. The front of the rod at the exit of the die (a) and the cutting surface of the rods (б) равном 0,7 [21], что обусловлено высоким уровнем нормальных напряжений, характерным для прессования [22, 23] Диаметр контейнера равен 800 мм, диаметр матрицы 355,6 мм, коэффициент вытяжки в этом процессе равен 5,06, т. е. это случай прессования с малым обжатием. В соответствии с формулами (1) и (2) можно оценить другие показатели деформации: = 1,62, % Свойства деформируемой среды описываются моделью из интерфейса программы AL6061 Machining-Johnson: диапазон степени деформации (strain) 0…5; диапазон скорости деформации (strain rate) 0…100 000 с–1; диапазон температур 20…550 °С. Дополнительно эти данные сверены со свойствами, приведенными в источнике [24]. Результаты и их обсуждение На рис. 3, a отображен результат решения задачи в виде областей равного уровня степени деформации в стационарной стадии прессования для продольного сечения прутка. Соответственно на рис. 3, б представлен график распределения степени деформации вдоль радиальной координаты r. Здесь видно, что степень деформации распределяется неравномерно: в центре прутка степень деформации равна 1,1, а на периферии 4,5, отличие составляет 100(4,5…1,1)/1,1 = 309 %.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1