Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.17073/0021-3438-2020-6-24-31

Ключевые слова: hot die forging, aluminum alloys, computer simulation, Die set, internal combustion engine piston, горячая объемная штамповка, алюминиевые сплавы, компьютерное моделирование, Deform-3D, штамп, поршень двигателя внутреннего сгорания

Аннотация: Проведено моделирование процесса горячей объемной штамповки поковки из алюминиевого сплава АК4-1 для поршня двигателя внутреннего сгорания (ДВС) беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с помощью программного комплекса Deform-3D. Объектом исследований служил поршень ДВС, устанавливаемый на один из типов БПЛА российского производства. При моделировании использовались следующие параметры: температура оснастки и заготовки составляла 450 °C, скорость движения пуансона - 5 мм/с, показатель трения по Зибелю - 0,4. В качестве модели материала была выбрана жесткопластическая среда. Количество элементов (6000) было выбрано таким образом, чтобы в наименьшем сечении поковки их умещалось не менее 3. На примере штампованной поковки поршня показано, что с помощью компьютерного моделирования с использованием программы Deform-3D можно разрабатывать технологию горячей объемной штамповки заготовок из алюминиевых сплавов для изготовления поршней для ДВС БПЛА. При этом компьютерное моделирование позволяет произвести оценку энергосиловых параметров процесса горячей объемной штамповки, изучить характер формоизменения заготовки при штамповке, внести необходимые корректировки в виртуальный технологический процесс, а также разработать конструкцию штампового инструмента, что дает возможность при проектировании реального процесса подобрать наиболее эффективные технологические решения. Изложенная методика компьютерного моделирования может быть рекомендована для анализа и проектирования технологии изготовления других штампованных поковок из алюминиевых сплавов. The process of hot die forging of AK4-1 aluminum alloy billets for the piston of an internal combustion engine (ICE) for an un- manned aerial vehicle (UAV) was simulated using the Deform-3D software package. The object of research was an ICE piston mounted on oneof the UAV types of Russian production. Simulation was performed using the following parameters: tooling and billet temperature was 450 °C, ambient temperature was 20 °C, punch speed was 5 mm/s, and Siebel friction index was 0.4. Rigid plastic medium was chosen as a material model. The number of elements (6000) was selected so that at least 3 elements fit in the narrowest section of the part. Thus, as illustrated by the piston die forging, computer simulation in the Deform-3D software makes it possible to develop hot die forging processes for making aluminum alloy billets for UAV ICE pistons. At the same time, computer simulation can be used to evaluate the power parameters of the hot die forging process, study the nature of billet forming in die forging, make necessary adjustments to the virtual process, and develop the design of a die forging tool in order to select the most effective process solutions when designing a real process. The described computer simulation technique can be extended to other aluminum alloy die forgings.

Журнал: Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

Выпуск журнала: № 6

Номера страниц: 24-31

ISSN журнала: 00213438

Место издания: Москва

Издатель: Калвис

• Константинов И.Л. (Сибирский федеральный университет)
• Потапов Д.Г. (ООО «Красноярский металлургический завод»)
• Сидельников С.Б. (Сибирский федеральный университет)
• Ворошилов Д.С. (Сибирский федеральный университет)
• Горохов Ю.В. (Сибирский федеральный университет)
• Катрюк В.П. (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК