Аннотация. Среди изделий общего и специального машиностроения широко представлены различные полые осесимметричные детали, изготавливаемые из сортового проката круглого сечения. В большинстве случаев в технологическом процессе их изготовления применяют простые схемы операций объемной штамповки, в частности продольное выдавливание с истечением (обратное выдавливание). Главным недостатком простой схемы является крайне высокое рабочее давление на пуансон, которое резко ограничивает технологические возможности операции. При этом величина средней степени деформации материала заготовки относительно невелика, что не позволяет прорабатывать структуру заготовки. Одним из направлений решения этой проблемы может служить переход на применение комбинированных схем выдавливания, например, продольно-поперечное выдавливание. При внедрении новых схем операций обработки металлов давлением важной является задача не только сохранения целостности заготовок, но и предварительного определения максимальной технологической силы и сохранения прочности рабочего инструмента. В материалах статьи приведены данные о влиянии характерных геометрических параметров схемы комбинированного продольно-поперечного выдавливания на абсолютную величину силы деформации заготовки и рабочее давление на пуансоне и контрпуансоне. Сравнение результатов расчетов по ранее предложенной зависимости и схеме метода баланса мощностей (МБМ) показали высокую погрешность уже существующих рекомендаций к выбору размеров инструмента и заготовок. Также отмечена необходимость проведения расчетов технологической силы для контрпуансона. По результатам проведенного компьютерного моделирования предложены поправочные коэффициенты для расчета силы деформации на пуансоне и контрпуансоне с применением расчетной зависимости и МБМ, которые позволяют при расчетах в рамках ранее сформулированных рекомендаций на выбор геометрии инструмента и заготовок получать результаты с приемлемой точностью.

Ключевые слова: холодная штамповка, комбинированное выдавливание, технологическая сила, рабочее давление, продольно-поперечное выдавливание, рекомендации к расчету

Для цитирования: Филин Д. С., Тихонова Е. С., Куницын К. А., Хоревский К. К. Рекомендации к расчету максимальной технологической силы операции продольно-поперечного выдавливания // Аэрокосмическая техника и технологии. 2026. Т. 4, № 1. С. 198–214. https://doi.org/10.52467/2949-401X-2026-4-1-198-214 ; https://elibrary.ru/CKYEAX

Библиографический список
1. Лясников А. В., Агеев Н. П., Кузнецов Д. П. и др. Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к процессам обработки давлением. Санкт-Петербург: Внешторгиздат-Петербург, 1995. 527 с. https://elibrary.ru/TQOIPH
2. Воронцов А. Л. Теория и расчеты процессов обработки металлов давлением: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений в 2 томах. М.: Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2014. Т. 1. 400 с.
3. Воронцов А. Л. Теория и расчеты процессов обработки металлов давлением: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений в 2 томах. М.: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2014. Т. 2. 448 с.
4. Gronostajski Z., Pater Z., Madej L., Gontarz A., Lisiecki L., Lukaszek-Solek A., Luksza J., Mróz S., Muskalski Z., Muzykiewicz W., Pietrzyk M., Sliwa R. E., Tomczak J., Wiewiórowska S., Winiarski G., Zasadzinski J., Ziólkiewicz S. Recent development trends in metal forming. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2019. Vol. 19, no. 3, рр. 898–941. https://doi.org/10.1016/j.acme.2019.04.005; https://elibrary.ru/CSKNAJ
5. Pasynkov A. A. Evaluation of the possibility of manufacturing the cylindrical case-shaped products of hard-to-deform non-ferrous alloys by reverse extrusion. Non-Ferrous Metals. 2020. Vol. 48, no. 1, рр. 49–51. https://doi.org/10.17580/nfm.2020.01.08; https://elibrary.ru/LHPFLH
6. Хомяк Б. С. Инструмент для холодновысадочных автоматов. М.: Науч.-исслед. ин-т информации по машиностроению, 1972. 119 с.
7. Gurulev D., Levin Yu., Rogachev S., Vodovatov V. Investigation of stresses and deformation forces in energy-intensive pressing processes with backflow of metal. E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 515, рр. 20–23. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202451502023 ; https://elibrary.ru/KSZBJO
8. Капустин А. И. Штамповка поковок типа стакан. Учебное пособие по курсу «Технология ковки и штамповки». М: МГТУим. Баумана. 1991. 239 с.
9. Danilin G. A., Filin D. S., Volzhin S. G. Longitudinal–transverse extrusion of hollow components from bar. Russian Engineering Research. 2016. Vol. 36, no. 10, рр. 836–840. https://doi.org/10.3103/S1068798X16100075; https://elibrary.ru/XFUOEN
10. Данилин Г. А., Филин Д. С., Лукин С. А. Возможность применения способов холодного выдавливания при изготовлении полых изделий ответственного назначения из прутка // Металлообработка. 2017. Т. 102, № 6. С. 17–23. https://elibrary.ru/YNMPTR
11. Филин Д. С., Федоров Д. В. Обоснование рациональной формы инструмента для процесса продольно-поперечного выдавливания полых полуфабрикатов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 8. С. 294–301. https://elibrary.ru/YLHSZF
12. Филин Д. С., Соболев И. А., Абу Фадда Т. М. Уточнения рациональной формы инструмента для операции продольно-поперечного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 3. С. 141–147. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2023-3-141-148; https://elibrary.ru/UMTWLB
13. Глезер А. М. О природе сверхвысокой пластической (мегапластической) деформации // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2007. Т. 71, № 12. С. 1764–1772. https://elibrary.ru/IBMRNX
14. Beyerlein I. J., Tóth L. S. Texture evolution in equal-channel angular extrusion. Bulk Nanostructured Materials. 2009. рр. 387-421. https://doi.org/10.1002/9783527626892.ch18
15. Newbery A. P., Han B. Q., Lavernia E. J. et al. Mechanical alloying and severe plastic deformation. Materials Processing Handbook. 2007. pp. 273–300. https://elibrary.ru/QPYSKM
16. Агеев Н. П., Терещенко В. Г. Исследование технологических возможностей применения предварительной, до термообработки, интенсивной холодной пластической деформации способом уширяющей экструзии для упрочнения стержневых деталей // Металлообработка. 2012. № 5–6(71–72). С. 40–44. https://elibrary.ru/RKWMBH
17. Иванов А. М., Петрова Н. Д., Лепов В. В. Влияние экструзии и винтового прессования на структуру и механические свойства низколегированной стали // Наука и образование. 2015. Т. 80, № 4. С. 87–90. https://elibrary.ru/UZJTQP
18. Yin X., Deng W., Zou Y., Zhang J. Ultrafine grained Al 7075 alloy fabricated by cryogenic temperature large strain extrusion machining combined with aging treatment. Materials Science and Engineering: A. 2019. Vol. 762. pp. 138106. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138106; https://elibrary.ru/XOFEUY
19. Nagasekhar A. V., Yoon S. C., Yoo J. H., Kang S. Y. Plastic flow and strain homogeneity of an equal channel angular pressing process enhanced through forward extrusion. Materials Transactions. 2010. Vol. 51, no. 5. pp. 977–981. https://doi.org/10.2320/matertrans.M2009407; https://elibrary.ru/MYYYOV
20. Matsubara K., Miyahara Y., Horita Z., Makii K. Using extrusion and ECAP processing to achieve low temperature and high strain rate superplasticity. Materials Science Forum. 2003. Vol. 419–422, No. I., pp. 497–502. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.419-422.497; https://elibrary.ru/LYJWAN
21. Naizabekov A. B., Lezhnev S. N., Volokitina I. E. Change in copper microstructure and mechanical properties with deformation in an equal channel stepped die. Metal Science and Heat Treatment. 2015. Vol. 57, no. 5–6. pp. 254–260. https://doi.org/10.1007/s11041-015-9870-x; https://elibrary.ru/XLGOXR
22. Степанский Л. Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.
23. Данилин Г. А., Огородников В. П. Теория и расчеты процессов комбинированного пластического формоизменения. БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова. Санкт-Петербург, 2004. 304 с.
24. Данилин Г. А., Затеруха Е. В., Филин Д. С., Терещенко В. Г. Проектно-технологическое обеспечение надежности функционирования патронов стрелкового оружия. БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова. Санкт-Петербург, 2017. 493 с.
25. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с.
26. Кузнецов Д. П., Нестеров Н. И., Иванов К. М. Теория пластичности и теория обработки металлов давлением: лабораторный практикум. БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова. Санкт-Петербург, 2007. 77 с.