ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», Москва, Россия:
Ю. Г. Калпин, докт. техн. наук, профессор кафедры «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии» (ОМДиАТ), эл. почта: kalpin@inbox.ru
Ю. К. Филиппов, докт. техн. наук, профессор кафедры ОМДиАТ, эл. почта: yulianf@mail.ru
С. А. Типалин, канд. техн. наук, профессор, доцент кафедры ОМДиАТ, эл. почта: tsa_mami@mail.ru
А. Г. Зайцев, аспирант кафедры ОМДиАТ, эл. почта: anton.zaitsev@gmail.com

Исследована возможность получения методом выдавливания полой детали типа эксцентрик, используемой в дизельном двигателе автомобиля в насосе высокого давления. Выполнен теоретический анализ деформации операций предварительной высадки заготовки в инструменте со скошенными торцевыми поверхностями матрицы и пуансона. При минимальных допущениях получены кинематические параметры процесса высадки эксцентрика со скошенными поверхностями. Приведена аналитическая зависимость для силы, возникающей при данном процессе. Для сравнения выполнен теоретический анализ процесса прямого выдавливания на эксцентрично расположенную головку на стержне. Определены скорости течения материала в заготовке и силовые параметры процесса при выдавливании. Приведены графики, показывающие область выдавливания или высадки при штамповке деталей в зависимости величины интенсивности деформации от эксцентриситета и размеров деформируемой детали. Рассмотрены три марки стали. Форма зависимости для различных материалов имеет сходный характер, но отличается по величине. Аналитическими расчетами при помощи метода баланса мощности подтверждено, что формообразование фланца с эксцентриситетом полой детали при высадке предпочтительнее, чем процесс выдавливания. Приведенные данные позволяют обоснованно подобрать способ холодной объемной штамповки детали с эксцентриситетом фланца в зависимости от силы воздействия инструмента на заготовку. Проведено моделирование основных формообразующих операций в системе QForm-3D, подтверждающих работоспособность предлагаемого разработанного технологического процесса холодной объемной штамповки полой заготовки с эксцентрично расположенным фланцем. Представлены исходные данные и результаты моделирования. Приведено сравнение результатов энергосиловых характеристик, полученных аналитическими расчетами и экспериментальным путем.

1. Филиппов Ю. К., Игнатенко В. Н., Головина З. С., Рагулин А. В., Анюхин А. С., Гневашев Д. А. Экспериментальное исследование течения металла при комбинированном процессе радиального и обратного выдавливания в конической матрице // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2011. № 9. С. 33-35.
2. Filippov Yu. K., Kalpin Yu. G., Ragulin A. V., Zaicev A. G. Research of deformation and stress state schemes for steel hardness / Papers of the International Conference. New developvents in forging technology 2013, MAT INFO Werkstoff -Informationsgesellschaft (Frankfurt am Main), 2013. P. 281–291.
3. Petrov P. A., Petrov M. A. Numerical Investigation of the Hot Isothermal Process and Force Size-Eff ect of a Clutch-Half Forming // Key Engineering Materials. 2014. Vol. 611–612. P. 1608–1616.
4. Filippov Yu. K., Kalpin Yu. G., Ragulin A. V., Zaicev A. G., Anfimov Yu. N. Developing of technological process for the cold forging of thinwalled bushes with regard of plastic properties // 46^th ICFG Plenary Meeting 2013, 15–18 September, Paris, France. Р. 32–35
5. Колосков Е. В. Разработка типового технологического процесса и методики расчета энергосиловых параметров многопереходной холодной объемной штамповки деталей с эксцентричной головкой: дисс. … канд. техн. наук. — М. : МАМИ, 1990. — 145 с.
6. Игнатенко В. Н. Совершенствование технологии комбинированного выдавливания полых деталей с фланцем с учетом изменения механических свойств: дисс. … канд. техн. наук. — М. : МАМИ, 2009. — 185 с.
7. Молодов А. В. Разработка технологического процесса холодной объемной штамповки детали «Корпус заряда» // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2011. Вып. 5. Ч. 3. С. 213–218.
8. Шаталов Р. Л., Портной В. К., Кац А. М. Зависимость пластических характеристик сплава цинк-титан от температуры при растяжении и кручении // Цветные металлы. 2005. № 7. С. 92–94.
9. Шаталов Р. Л., Алдунин А. В., Зисельман В. Л., Коньков А. О. Усовершенствование режимов прокатки лент из бериллиевой бронзы на основе пластометрического исследования реологических свойств // Цветные металлы. 2006. № 1. С. 74–77.
10. Филиппов А. А., Пачурин Г. В., Кузьмин Н. А., Матвеев Ю. И. Способ формирования структурно-механических свойств стального проката для высадки стержневых изделий // Черные металлы. 2018. № 4. С. 36–40.
11. Тюрин В. А., Чучков А. А., Сапунов А. Л. Повышение ресурса механических свойств металла поковок из стали Х12МФА // Черные металлы. 2017. № 5. С. 47–52.
12. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. — М. : Издательство иностранной литературы, 1955. — 444 с.
13. Tae-WanKu, Lee-HoKim, Beom-SooKang. Multi-stage cold forging and experimental investigation for the outer race of constant velocity joints // Materials & Design. 2013. Vol. 49. P. 368–385.
14. Hirscvogel M., Dommelen H. V. Some applications of cold and warm forging // Journal of Materials Processing Technology. 1992. Vol. 35, Iss. 3-4. P. 343–356.
15. Zhang J., Wang Y., Zan X., Wang Y. The constitutive responses of Ti–6.6Al–3.3Mo–1.8Zr–0.29Si alloy at high strain rates and elevated temperatures // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 647. P. 97–104.
16. Tolaminejad B., Hoseini-Athar M. M. An investigation of microstructure and mechanical properties during ECAE of commercially pure aluminum // Materials Science and Engineering: A. 2016. Vol. 670. P. 146–152.
17. Petrov M. A., Petrov P. A., Yafaev R. R. To the Question on the Friction Assessment Methods Applied for Metal Forming Operations // Key Engineering Materials. 2015. Vol. 651–653. P. 522–529.