Набережные Челны, Республика Татарстан, Россия
Цель исследования: выявление причин разрушения угловых элементов кронштейна транспортной тележки механизма сдвижной крыши в процессе их эксплуатации. Задача, решению которой посвящена статья: выявление влияния способа получения заготовки вырубкой на прессе и лазерной резки на качество гибки угловых элементов при радиусах, близких к толщине листопроката и угле изгиба на 90 по отношению к верхней поверхности основания кронштейна. Методы исследования: визуальный и измерительный контроль, профилографический анализ, спектральный анализ, металлографический анализ, измерение твердости и микротвердости. Новизна работы: исследование влияния вырубки и лазерной резки заготовок из листопроката на возникновение дефектов в процессе их гибки при радиусе, близком к толщине листа и угле изгиба, близком к 90. Результаты исследования: шероховатость поверхности после лазерной резки (Rz=8,032 мкм в зоне выдува), в 3-4 раза меньше, чем после вырубки (Rz=21,34 мкм в зоне долома). Глубина зоны термического влияния после лазерной резки 0,17-0,23 мм. Утонение материала в месте гибки 0,25 мм. Микротвердость слоя по глубине изменяется от 170-204 HV15, сердцевины 94 НВ. Марка стали деталей полученных вырубкой 20КП, лазерной резки 08КП. На основе анализа применения различных методов исследования установлено негативное влияние лазерной резки заключающееся в возникновении дефектов после гибки металла с радиусом равным толщине листа при угле гибки элементов на 90. После гибки деталей, заготовки которых изготовлены лазерной резкой выявлены значительные микротрещины глубиной до 0,7 мм. и полученных вырубкой наблюдаются единичные микротрещины глубиной до 0,15 мм. Выводы: причинами поломок в эксплуатации угловых элементов кронштейна является холодная пластическая деформация литой структуры, боковой поверхности угловых элементов, в месте гибки листа и приводящая к возникновению микротрещин, являющимися концетраторами напряжений. В местах гибки по краям листовой заготовки детали не рекомендуется использовать лазерную резку.
листопрокат, холодная гибка, вырубка, лазерная резка, трещины, шероховатость, микроструктура, твердость
1. Мальцев, Н. Р. Дефекты гибки, возникающие при изготовлении корпусных элементов нефтезаводского оборудования / Н. Р. Мальцев, М. А. Бикмухаметова, А. М. Забатурин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2025. № 5. С. 242-249
2. Верхов, Е. Ю. Анализ и разработка технологии изготовления гнутых толстолистовых деталей / Е. Ю. Верхов, Ю. А. Морозов // Вестник Московского государственного открытого университета. Москва. Серия: Техника и технология. 2011. № 4. С. 14-19
3. Томило, В. А. Исследование процесса гибки высокопрочных сталей / В. А. Томило, М. Л. Нестерович // Литье и металлургия. 2020. № 3. С. 71-78.
4. Томило, В. А. Технология и инструмент для гибки листов из высокопрочных сталей / В. А. Томило, М. Л. Нестерович // Литье и металлургия. 2020. № 1. С. 50-55
5. Особенности и опыт применения высокопрочных сталей для холодной листовой штамповки деталей автомобилей / В. И. Астащенко, Д. Т. Сафаров, Т. В. Швеева, Т. В. Соченко // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2024. Т. 26, № 3. С. 74-81
6. ОСТ 26.260.758-2003. Конструкции металлические. Общие технические требования / М., 2003. 86 с.
7. ОСТ 1 00286-78. Радиусы сгиба листовых материалов из сталей. Взамен 19СТ53 (в части сталей). М., 1978. 5 с.
8. Исследование способности высокопрочной стали к пластической деформации при изгибе на угол 90° / М. В. Чукин, П. П. Полецков, Д. Ю. Алексеев [и др.] // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2016. Т. 9, № 8. С. 1326-1332
9. Разработка оценочной методики определения ресурса пластичности в процессах листовой гибки / Ю. А. Морозов, Е. Ю. Верхов, Е. В. Крутина, А. А. Фролов // В мире научных открытий. – 2015. – № 12-3(72). – С. 882-896
10. Патент № 2568887 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/20, G01N 3/40. Способ определения пригодности стали для холодной пластической деформации : № 2014148855/15 : заявл. 03.12.2014 : опубл. 20.11.2015 / В. И. Астащенко, Э. Р. Галимов, А. И. Швеев [и др.] заявитель федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВПО КФУ)
11. Феоктистов, С. И. Оценка верхнего и нижнего уровней допустимых деформаций при изготовлении листовых и тонкостенных деталей на основе диаграммы предельных деформаций / С. И. Феоктистов, И. К. Андрианов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. С. 136-148
12. Диаграмма предельных деформаций при горячей листовой штамповке металлов. Обзор моделей материала, критериев вязкого разрушения и стандартных испытаний / И. Э. Келлер, Д. С. Петухов, А. В. Казанцев, В. Н. Трофимов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. 2018. Т. 22, № 3. С. 447-486
13. Вилимок, Я. А. Сравнительный анализ предельной штампуемости при двуосном растяжении / Я. А. Вилимок, А. К. Евдокимов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 7. С. 71-75
14. Козлов, Е. Д. Компьютерное моделирование гибки детали «Скоба» / Е. Д. Козлов, А. В. Боткин // Молодежный вестник УГАТУ. 2024. № 1(30). С. 60-65
15. Клочков, В. Н. Моделирование технологического процесса гибки листовых деталей на этапе проектирования штампового оборудования / В. Н. Клочков, М. Э. Подымако, И. А. Колесов // Вестник Брестского государственного технического университета. 2024. № 2(134). С. 98-103
16. Нестеренко, Е. С. Моделирование процесса гибки детали "уголок" с углом гиба больше 90 градусов в усовершенствованном штампе с упругими элементами / Е. С. Нестеренко, М. И. Щербов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 6. С. 380-383
17. Федорина, Е. В. Кластер номенклатуры листоштамповочных деталей при проектировании раскроя металлопроката / Е. В. Федорина, И. Ф. Дьяков // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2018. № 1(25). С. 203-219
18. Федорина, Е. В. Моделирование технологических процессов раскроя с целью минимизации затрат / Е. В. Федорина, И. Ф. Дьяков, В. Н. Кокорин // Упрочняющие технологии и покрытия 2016. № 4. С. 39–43
19. Амбос, Э. Экономия сырья и материалов / Э. Амбос, А. Нойбауер, Ю. Освальд и др. М.: Металлургия, 1989. 255 с.
20. Бабаев, Ф. В. Оптимальный раскрой материалов с помощью ЭВМ / Ф. В. Бабаев. / М. : Машиностроение, 1982. – 168 с.
21. Патент № 2695715 C1 Российская Федерация, МПК B23K 26/38. Способ формирования упрочненного приповерхностного слоя в зоне лазерной резки деталей : № 2018140047 : заявл. 14.11.2018 : опубл. 25.07.2019 / И. В. Минаев, Н. Н. Сергеев, И. В. Тихонова [и др.] ; заявитель общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие «ТЕЛАР» (ООО НПП «ТЕЛАР»). 10 с.
