Розробка кінематичного модуля із заокругленням для моделювання процесів комбінованого радіально-поздовжнього видавлювання іструментом складної конфігурації

It is advisable that parts whose shape is complex and which are made from solid or hollow blanks should be made by means of transverse and combined radial-longitudinal extrusion. The variation of manufacturing modes, tool configurations (in the form of chambers and rounding of the transitional sections of matrices) requires an adequate preliminary assessment of the force regime and the features of part shape formation. This paper has proposed a curvilinear kinematic module of the trapezoidal form for modeling radial-longitudinal extrusion processes in the presence of matrix rounding. Given the impossibility of using a quarter-circle boundary for the kinematically assigned possible velocity field, it has been proposed to use approximate curves in the form of z1(r) and z2(r). Taking into account the slightest deviation in the length of the arc of the approximate curve z1(r) and the area of the curvilinear trapezoid bounded by it relative to a quarter of the circle (not exceeding 0.8 % for any ratio), it has been recommended using this particular replacement. We have performed calculations of the value of the reduced deformation pressure inside the kinematic module with rounding taking into consideration the power of cutting forces at the border with adjacent kinematic modules. As an example, the devised module with rounding embedded in the estimation scheme of radial extrusion was analyzed. A significant impact of friction conditions on the force mode and the corresponding optimal value of the rounding radius have been identified. The resulting kinematic module makes it possible to expand the capabilities of the energy method for modeling cold extrusion processes involving the tools of complex form according to new deformation schemes. That could contribute to preparing recommendations on the optimal tool configuration and more active industrial implementation of these processesСложные по форме детали из сплошных или полых заготовок целесообразно производить способами поперечного и комбинированного радиально-продольного выдавливания. Наличие вариации технологических режимов, конфигурации инструмента (в виде фасок и закруглений переходных участков матриц) на производстве требует наличия адекватной предварительной оценки силового режима и особенностей формообразования детали. Предложен криволинейный кинематический модуль трапецеидальной формы для моделирования процессов радиально-продольного выдавливания с наличием закругления матрицы. Учитывая невозможность использования для заданного кинематично возможного поля скоростей границы в виде четверти круга, предложено использование приближенных кривых вида z1(r) и z2(r). Учитывая наименьшее отклонение длины дуги приближенной кривой и площади криволинейной трапеции, ограниченной ею, относительно четверти круга (не превышает 0,8 % при любых соотношениях), рекомендуется использование именно этой замены. Проведены расчеты величины приведенного давления деформирования внутри кинематического модуля с закруглением с учетом мощностей сил среза на границе со смежными кинематическими модулями. В качестве примера проанализирована встраиваемость разработанного модуля с закруглением в расчетную схему радиального выдавливания. Выявлено существенное влияние условий трения на силовой режим и соответствующее оптимальное значение радиуса закругления. Разработанный кинематический модуль позволяет расширить возможности энергетического метода для моделирования процессов холодного выдавливания со сложной формой инструмента по новым схемам деформирования. Это будет способствовать выработке рекомендаций по оптимальной конфигурации инструмента и более активному внедрению данных процессов на производствеСкладні за формою деталі із суцільних або порожнистих заготовок доцільно виготовляти способами поперечного і комбінованого радіально-поздовжнього видавлювання. Наявність варіації технологічних режимів, конфігурації інструменту (у вигляді фасок та заокруглень перехідних ділянок матриць) на виробництві вимагає наявності адекватної попередньої оцінки силового режиму та особливостей формоутворення деталі. Запропоновано криволінійний кінематичний модуль трапецеїдальної форми для моделювання процесів радіально-поздовжнього видавлювання із наявністю заокруглення матриці. Враховуючи неможливість використання для заданого кінематично можливого поля швидкостей межі у вигляді чверті кола, запропоновано використання наближених кривих вигляду z1(r) та z2(r). З огляду на найменше відхилення довжини дуги наближеної кривої z1(r) та площі криволінійної трапеції, що обмежена нею, відносно чверті кола (не перевищує 0,8 % за будь-яких співвідношень), рекомендовано використання саме цієї заміни. Проведено розрахунки величини приведеного тиску деформування всередині кінематичного модуля із заокругленням із урахуванням потужностей сил зрізу на межі із суміжними кінематичними модулями. У якості прикладу проаналізовано вбудованність розробленого модуля із заокругленням у розрахункову схему радіального видавлювання. Виявлено суттєвий вплив умов тертя на силовий режим та відповідне оптимальне значення радіусу заокруглення. Розроблений кінематичний модуль дозволяє розширити можливості енергетичного методу для моделювання процесів холодного видавлювання із складною формою інструменту за новими схемами деформування. Це сприятиме виробленню рекомендацій щодо оптимальної конфігурації інструменту та більш активному впровадженню даних процесів на виробництв

Designing A Kinematic Module with Rounding to Model the Processes of Combined Radial-longitudinal Extrusion Involving A Tool Whose Configuration is Complex

It is advisable that parts whose shape is complex and which are made from solid or hollow blanks should be made by means of transverse and combined radial-longitudinal extrusion. The variation of manufacturing modes, tool configurations (in the form of chambers and rounding of the transitional sections of matrices) requires an adequate preliminary assessment of the force regime and the features of part shape formation. This paper has proposed a curvilinear kinematic module of the trapezoidal form for modeling radial-longitudinal extrusion processes in the presence of matrix rounding. Given the impossibility of using a quarter-circle boundary for the kinematically assigned possible velocity field, it has been proposed to use approximate curves in the form of z1(r) and z2(r). Taking into account the slightest deviation in the length of the arc of the approximate curve z1(r) and the area of the curvilinear trapezoid bounded by it relative to a quarter of the circle (not exceeding 0.8 % for any ratio), it has been recommended using this particular replacement. We have performed calculations of the value of the reduced deformation pressure inside the kinematic module with rounding taking into consideration the power of cutting forces at the border with adjacent kinematic modules. As an example, the devised module with rounding embedded in the estimation scheme of radial extrusion was analyzed. A significant impact of friction conditions on the force mode and the corresponding optimal value of the rounding radius have been identified. The resulting kinematic module makes it possible to expand the capabilities of the energy method for modeling cold extrusion processes involving the tools of complex form according to new deformation schemes. That could contribute to preparing recommendations on the optimal tool configuration and more active industrial implementation of these processe