Московский политехнический университет, Москва, Россия

С. А. Типалин, профессор кафедры обработки материалов давлением и аддитивных технологий (ОМДиАТ), канд. техн. наук, эл. почта: tsa_mami@mail.ru
Ю. Г. Калпин, профессор кафедры ОМДиАТ, докт. техн. наук
Н. А. Куприянова, аспирант кафедры ОМДиАТ

В процессе раскроя листового материала, предварительной обработки и транспортировки листовых заготовок возможно их искривление. Для восстановления их формы применяют операцию правки сжатием при давлении, меньшем предела текучести материала полуфабриката. Рассмотрен процесс правки биметаллической заготовки малой кривизны из слоев, имеющих различные физические свойства, без учета упрочнения материала, эффекта Баушингера и трения полуфабриката о поверхность штампа ввиду малости пластических деформаций при правке. При этом полагаем, что нейтральный слой по напряжениям и деформациям при распрямлении изогнутой заготовки совпадают друг с другом, а исходные остаточные напряжения в слоях отсутствуют. В результате анализа напряженно-деформированного состояния получены математические зависимости для расчета деформации, напряжения в различных слоях полуфабриката при сжатии плоскими бойками, а также остаточной кривизны детали после операции и необходимой силы давления для выбора соответствующего оборудования. Выполнен анализ изменения картины распределения напряжений в процессе увеличения давления инструмента на заготовку, представлены особенности математического расчета для нахождения возникающей деформации. Показана графическая зависимость изменения момента изгиба от приложенного сжимающего давления между плоскими бойками на биметаллическую заготовку при различных начальных радиусах изгиба. В качестве примера рассмотрен процесс правки используемой в химической промышленности детали «крышка бака» из биметалла, состоящего из слоев стали 45 и 65Г. В данном материале соотношение толщин мягкого и твердого слоев составляет 4:1 при общей толщине биметаллической заготовки 20 мм. В ходе расчетов установлено, что при создании давления, близкого к пределу текучести мягкого слоя, прогиб детали с 3,5 мм уменьшается до 2,4 мм.

1. Слоним А. З., Сонин А. Л. Правка листового и сортового металла (технология и оборудование). — М. : Металлургия, 1981. — 232 с.
2. Kotov K. A., Bolobanova N. L., Nushtaev D. V. Modeling the stress state of a steel strip with a roller leveling machine under cyclic alternating deformations // Steel in Translation. 2020. Vol. 50. No. 11. P. 750–755.
3. Шинкин В. Н. Предварительная правка стальной полосы // Черные металлы. 2018. № 5. С. 34–40.
4. Mathieu N., Potier-Ferry M., Zahrouni H. Reduction of flatness defects in thin metal sheets by a pure tension leveler // International Journal of Mechanical Sciences. 2017. Vol. 122. P. 267–276.
5. Liu Z., Wang Y., Yan X. A new model for the plate leveling process based on curvature integration method // International Journal of Mechanical Sciences. 2012. Vol. 54. No. 1. P. 213–224.
6. Kokhan L. S., Morozov Yu. A., Krutina E. V. Choice of criteria to find deformation zone regions during lengthwise rolling // Russian Metallurgy (Metally). 2018. No. 13. P. 1279–1281.
7. Дигельман Ф., Цвикель Х., Ульрих М., Гоувейя Х. и др. Новый процесс для независимого формирования механических и топографических свойств полосы // Черные металлы. 2014. № 7. С. 36–41.
8. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Устиновский Е. П. Разработка методики расчета зазора при правке листового проката на роликовой правильной машине // Металлург. 2021. № 1. С. 56–61.
9. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л. Математическая модель расчета параметров правки сортовых профилей на роликовой правильной машине // Черные металлы. 2021. № 6. С. 14–18.
10. Ремнев К. С. Устойчивость тонкой полосы из анизотропного материала при правке растяжением // Известия Тульского государственного университета. Серия Технические науки. 2013. № 4. С. 96–107.
11. Норицын И. А., Калпин Ю. Г., Бойченко А. И. Определение удельных усилий при правке листовых заготовок в штампах // Вестник машиностроения. 1967. № 3. С. 63–66.
12. Рябов В. А. Определение напряжений в слоях листовой детали при правке давлением // Известия МГТУ МАМИ. 2013. Т. 2. № 2 (16). С. 175–178.
13. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 1. Springback coefficient // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 3. P. 149–153.
14. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 2. Residual stress // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 11. P. 718–723.

15. Быков А. А. Развитие производства биметаллов // Металлург. 2009. № 8. С. 70–75.
16. Chernov V. V., Andreeva L. P. Heat exchange in heating units when highemissivity-factor coatings on heat-absorbing surfaces are used // Russian Metallurgy (Metally). 2021. Vol. 6. P. 685–688.
17. Типалин С. А., Шпунькин Н. Ф., Колесов А. В. Упругий изгиб биметаллического листа // Известия МГТУ МАМИ. 2013. Т. 2. № 1 (15). С. 103–106.
18. Типалин С. А., Кучковский Ю. П., Сапрыкин Б. Ю., Типалина А. В. Исследование деформирования биметалла с использованием про граммного комплекса AutoForm // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2017. № 8. С. 34–37.

19. Плохих А. И., Сафонов М. Д., Колесников А. Г., Карпухин С. Д. Механизм релаксации межслойных напряжений в многослойных стальных материалах // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2 (51). С. 26–32.
20. Калпин Ю. Г., Перфилов В. И., Петров П. А., Рябов В. А., Филиппов Ю. К. Сопротивление деформации и пластичность металлов при обработке давлением. — М. : Машиностроение, 2011. — 244 с.