Вовченко Арменак Владимирович, профессор кафедры «Технологии формообразования и художественная обработка материалов», доктор технических наук, доцент
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Vovchenko, Armenak V., professor of the Shaping Technologies and Material Working Art Department, Dr.Sci. (Eng.), associate professor
344000, Rostov-on-Don, Gagarin sq., 1
Костенко Константин Александрович, инженер кафедры «Технологии формообразования и художественная обработка материалов»
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Kostenko, Konstantin A., engineer of the Shaping Technologies and Material Working Art Department
344000, Rostov-on-Don, Gagarin sq., 1
Катрич Оксана Игоревна, аспирант, старший преподаватель кафедры «Технологии формообразования и художественная обработка материалов»
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Katrich, Oksana I., postgraduate student, senior lecturer of the Shaping Technologies and Material Working Art Department
344000, Rostov-on-Don, Gagarin sq., 1
Introduction. The die stamping (DS) process of the compound cross-section in an open die is considered. The work objective is to determine the form and number of operating steps to obtain the limiting conditions by the adopted parameters. During the investigation, the following lower parameters are determined: uneven strained condition of the considered section of the finished forging; metal consumption on the forging flashes; relative length of the stage of stamping finishing (metal flow only to the flash).
Materials and Methods. The study is based on the use of the numerical finite element method (FEM) for the solution to direct and inverse problems of the component forming under die forging. QForm package is used as a software tool.
Research Results. It is shown that the metal consumption can be reduced from 13-17% of the forging volume in the selected section to the values of 1.8 to 3.5%. The relative length of the stamping finishing stage can be reduced from 17% to 0.4%. The nonuniformity of the distribution of the cumulative deformation along the cross-section is estimated by the corresponding criterion. It can be reduced to the limits typical for optimization-level tasks (when using a profile piece-part) or a level of rational values (under the introduction of a single blanking pass).
Discussion and Conclusions. The quantification of stamping processes considered in this paper can be applied in the generalized type to any form of DS products. This allows improving the quality of forgings and significantly reducing their production cost.
Введение. Исследуется процесс объемной штамповки (ОШ) поковки сложного сечения в открытом штампе. Цель работы — определение формы и числа технологических переходов штамповки для достижения условий ограничения по принятым параметрам. При проведении изысканий определялись следующие снижаемые параметры: неравномерность деформированного состояния в рассматриваемом сечении готовой поковки; расход металла на облойную часть поковки; относительная протяженность стадии доштамповки (течение металла только в облой).
Материалы и методы. Исследования базируются на применении численного метода конечных элементов (МКЭ) к решению прямых и обратных задач формоизменения в процессе объемной штамповки. В качестве программного средства использован комплекс QForm.
Результаты исследования. Показано, что расход металла может быть снижен с 13–17 % от объема поковки в выбранном сечении до 1,8–3,5 %. Относительная протяженность стадии доштамповки может быть сокращена с 17 % до 0,4 %. Неравномерность распределения накопленной деформации по сечению оценивалась по соответствующему критерию. Он может быть снижен до пределов, характерных для задач оптимизационного уровня (при использовании заготовки фасонной формы) или уровня рациональных значений (при введении одного заготовительного перехода).
Обсуждение и заключения. Рассматриваемая в работе количественная система оценки процессов штамповки может применяться в обобщенном виде к любым формам изделий ОШ. Это позволяет повысить качество поковок и существенно снизить их технологическую себестоимость.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.