Аннотация
Разработана методология модернизации технологии горячей объемной штамповки поковок из алюминиевых сплавов компьютерным моделированием. Реализация методологии показана на действующей технологии штамповки поковки «Диск» из сплава АВ. При этом ставилось условие, что модернизация должна обеспечить повышение экономичности процесса и не сопровождаться заменой оборудования, существенной переделкой прессового инструмента, а также изменением формы и размеров штампованной поковки. Анализ технологии-аналога позволил сформулировать задачу сокращения количества переходов при штамповке путем оптимизации условий трения при штамповке и скоростных условий штамповки. После анализа по чертежам в программе SolidWorks создавали трехмерные модели штампованной поковки и штампа, которые загружали в препроцессор компьютерной программы DEFORM-3D в виде файлов. После этого вводили температурные, скоростные и силовые режимы деформирования, которые согласно параметрам заводского технологического процесса составляли: температура нагрева штампа 360–450°С, температура нагрева заготовок 400–470°С, скорость штамповки 2–10 мм/с, а сопротивление деформации бралось из литературы. На выходе получали базу данных процесса штамповки. В результате установили, что равномерное заполнение гравюры штампа за один переход достигается при показателе трения по верхней торцевой и боковым поверхностям составляющим 0,3–0,4, а скорость рабочего хода пресса при этом не должна превышать 5 мм/с. Возможности программы позволили также изучить течение металла и проследить заполнение штампа с привязкой к изменению усилия штамповки на разных этапах. В результате штамповки по новой технологии в производственных условиях за один переход были получены поковки, геометрия и свойства которых удовлетворяли требованиям нормативных документов при уменьшении себестоимости поковок не менее чем на 10%.
Ключевые слова
Алюминиевые сплавы, горячая объемная штамповка, компьютерное моделирование, штампованная поковка.
1. Элингхаузен Т., Стебунов С.А. QForm 7 – новое слово в моделировании процессов обработки металлов давлением // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2014. №2. С. 31–34.
2. Лисунец Н.Л., Соломонов К.Н., Цепин М.А. Объемная штамповка алюминиевых заготовок. М.: Машиностроение, 2009. 171 с.
3. Кононов B.B., Егорова Л.И. Новые возможности в области моделирования процессов штамповки // Кузнечно-штамповочное производство. 2000. № 7. С. 35–38.
4. Оптимизация процесса горячей объемной штамповки путем моделирования в программном комплексе QFORM / Шмаков А.К., Колесников А.В. Максименко Н.В., Станиславчик А.С. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2013. №4. С. 28–31.
5. Вакалов А. А. Применение компьютерного моделирования при разработке процессов горячей штамповки поковок лопаток // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2012. № 1. С. 36–41.
6. Константинов И.Л., Губанов И.Ю., Горохов Ю.В. Компьютерное моделирование технологического процесса изотермической штамповки сложнопрофильных панелей из алюминиевых сплавов // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2013. №2. С. 46–50.
7. Моделирование процесса горячей объемной штамповки поковки из алюминиевого сплава АК6 / Константинов И.Л., Губанов И.Ю., Астрашабов И.О., Сидельников С.Б., Белан Н.А. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2015. № 1. С. 45–48.
8. Константинов Д.В., Корчунов А.Г. Мультимасштабное компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. № 1. С. 36–43.
9. Кинзин Д.И., Рачков С.С. Использование программного комплекса DEFORM-3D при моделировании процессов сортовой прокатки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2011. №2. С. 45–49.
10. Реологические модели как основной элемент моделирования процессов обработки металлов давлением / Смирнов О.М., Тулупов С.А., Цепин М.А., Лисунец Н.Л., Бегнарский В.В., Нгуен Чыонг Ан // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. №3. С. 45–52.
11. Микляев П.Г., Дуденков В.М. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1973, 183 с.