автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Моделирование процессов теплообмена при полугорячем выдавливании

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РС4СР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СТАНКОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КенЗаев Мак Оейоенйекович

УДК 621.079.043 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ПОЛУГОРЯЧЕМ ВЫДАВЛИВАНИИ

Специальность 05.03.05 - Процессы и машины . обрасктси давлением

Автореферат диссертация на со*текашге ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1092

Работа шлояяена на кафедре "Автоматизированные системы и модуля обработке металлов давлением" Московского ордена Трудового Красного 8на«ени атаикоииструыентапьнога института.

Научный руководитель - ¡Заслуженный деятель науки а техники РСФСР, доктор технических наук, профессор ЛАНСКОЙ E.H.

Официальные оппоненты. - доктор технических наук.

заседали» специализированного оовета Д 063.42.01 Московского отагкойнструмейгального кнотзгтута по адресу*.. 101472, г.тооква, ГСП, Вздкорский пер., За,

С диссертацией можно оонакопиться в библиотеке Московок» -го етанкомяотруыеяталыгого института.

Автореферат разослан »29 " ДАРЕ Aß юа? r.

Ученый секретарь специаякэяроаагшого совет;

профессор ЕЛЕНЕВ С. А. - кандидат технически! наук, БЫКОВ И. А.

Ведуцая организация - ГП "НИИтракторооельхоямаю"

Завита состоится " Р " ИН>И// 1992г. в

часов на

- 1 -ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

"~~~*Ак'гуал^чость про^лекы. Решение задач ресурсосбережения в машиностроении лредпологает <Йолее широко« применение- прогрессивных методев обработки давлением и, л частности, процессов полугорячего деформирования.

Применение процессов полугорячего выдавливания позволяет повысить технологическую деформируемость я на этой основа раскурить номенклатуру оорайагнваеиих сплавов и размерных характеристик поковок, а также повысить точность, ао'еспзчять снижение энергозатрат, Растущее требование к качеству покоьок', стабильности и устойчивости процесса пояугорячего надавливания о<Зус-яавливапт необходимость учета в инкенерных расчетах как температурных изменения, так я напряженного сосгойнн.т 'флркоиаменяя-цего инструмента и дефорнируеиого металла.

Анализ температурного поля я напряженного состояния дефор-«руекого кетаяля и инструмента для обработки давве"ием представляет собой а каздом конкретно?/ случае достаточно с .то глуп задачу, для достоверного решения которой рационально применять детоды теорш тегогоойиена и кзханики сплошных сред. Поэтому ак-гуаяыгой является научная задача - соадяязкч катематичесгсих моделей определение фактических я рациональных темпердтурньис ре-жгоа -работы фэр.'гакэ^е.чяпвдя инструментов при полугоряче» выдавливании,

Цеяыз ргй'дтя является повкигиие стабильности технологячес-сого процесса пояугорячеи иггакпанки выдавливанием.

Научш^^шщзна работм ¡заключается в описании динамики

- г -

тепловых процессов при полугорячем выдавливании с помощью мате магических моделей, основанных на теории теплообмена и числен пых методах: решения задач теплообмена и наирякенного состояния

Методы ясоте/юзанигГ. Работа включает комплекс тгоретичес ких раочетоа, выполненных яа ЭВМ, я экспериментальны* исследо ванкй. Теоретические расчеты базируется на методах теории теп яопроводноати и теории обработки металлов давлением при приме нении метода конечных элемента».<МКЭ>. Экспериментальные иссле дования проводились в производственных и лабораторных условии ка винтами в кри&ошшно-коленком прессах о использованием методов планирован«^ эксперимента и универсально» измерительно« аппаратура.

Практическая ценность. Даны практические рекомендации по режимам технологического процессаv полугорячего выдавливания корпусов, буровыз коронок и других осееимметричных деталей подобного типа.

Реализация работы. Результаты работы переданы для использования на Самаркандском опытном оаводе по производству Сурового инструменте, ожидаемый экономический эффект 40 тыс. руб. в год.

Апробация работы. Основные результаты работы,"а также работа в целок докладывались на заседании кафздры "Автоматизированные системы и модули обработки металлов давлением" Мосстая-кша <1691 г.), на научяо-теяничесхях семинарах "Повышение эффективности горячентамповочного производства" в г.Челябинске в 198Яг и "Пути павкаенкя стойкости штампов и формообразующего инструмента" в г. Москве, в марте 1992г.-

Пуб/гекащи. По результатам проведенных исследовании опубликовано 3 лечатны& работы.

- 3 -

Структура и обьем работу. Диссертация состоят яз введения, 1яти глав, осяовяых аьгводов, списка литературы и приложения, 'аЙота изложена яа страницах машинописного текста, содеркят рисунков, тао'лиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения обоснована актуальность теш дяесертр чиоя/гай тботы, сформулированы основные научные положения, выносимые на 1адиту.

В первой главе дан анализ работ, характерна ушях ссдаремен-!оа состояние вопроса исследования тепловых процессов при горячи к полугорячей штамповке. Приведен ос'эор работ таких яссле-(ователей как Белье кяй Е. И., Довнар С. А., Елензв С. А., Зимин 1.3., Куроедов В. А., Лозинский Я М., Иакуоок Е.К. , Непершин ».И., Поаднеев Б.М., Северденко В. П., Стел а не кий Л. Г., Тшшш !.А., Трзятеяберг Б. Ф. я другие. Рассмотрены основ!'->е ряды выгода кз строя $орш]гзмэня'шде инструментов и влияние температурного регдаз инструмента на процесс разрушения при полугоря-:ея выдавливании. Выявлено, что наиболее существенное значение гкеат следующие параметры гермоиеханического р-ггзгта штамповки: ■ тс:я1ература поверхности инструмента, которая определяет меха -(ичоскне свойства поверхностного слоя и тем саиш влияет яа изгое я смятие поверхности;

- ашшггуда колебании температуры яа поверхности инструмента я i бяикайвдк к ним слоях материала, которая является одним из юновных факторов, ояредеяягядх появление термической усталости I разгара;

- температура и глубяиа прогретого слоя, способного пластичес-

оки деформировать';*.* под воздействием внешних нагрузок; - величины возникавших механических напряжении.

Одной на основных задач наследования процессов теплообмена при пояугорячем деформировании является определение температурных полей, a обк-гы случае- так или иначе связанные о. решение! » системы уравнений, в кот о рун вяодят дифференциальное уравнение теплопроводносгк. При этом обычно вводятся достаточно грубые допущения: к приближения.

Для моделирования твпяоаьга процессов при пояугорячем вылавливании яредяочти те льн о использовать универсальные пакета программ <ПП> и современные ЭВМ. Последние даят возможность смоделировать процесс о максимальным приближенны к реальным пронес, „к.

На основании проведенного обзора основные задачи -работы но гут быть сформулированы в следующем виде:

1. Теоретически установить механические режимы нагрузок при по-яугорячак штаклоаке.

2. Разработать методику расчета температурных полей поковки я инструмента при стационарно« и нестационарном режимах работы.

3. Теоретически в экспериментально выявить влияние технологических параметров процесса на температурный режим поковки и инструмента. *

i. Разработать практические рекомендации по повышение стабильности температурного режима и тезшроцесса в целом применительно к поггугорячеиу выдавливанию.

5. Необходимо била также дать рекомендации по рациональным режимам точной полугорячей вггамповки корпусов буровых коронок.

Б горд я_сяа££!. Наиболее поляке математические модели процессов теплообмена учитывает наличие неравномерных пространс-

- 5 -

•веняо-вре»е«яых т^мперятурвыг попой.

Известные а-!!алгзтг.исследования С. П. Тянооо.чко и Д.*. удьера не схвативапт условий локального нагрева диска или дк-мидра, поэтому от аналитических дктодоо яряшяось отказаться.

Анализ других методов >гатематического моделирования тепло-ад процессов подтвердил, что МКЗ ыохет бить принят в^ качестве <!новы разрабатываемых математических «оделен.

При создании математической модели процессов тепг юбненз ри полугорячем выдавливаний полых деталей типа стакан, анаяо-ичиого поковке буровой коронки, использовались осестшетричные адачи теории поля.

Распределение температур в некотором осесикметричном теле иляндряческой форыы "¡опредеядется решением дифференциального равнения теплопроводности Фурье а цилиндрических координатах г,г):

в Н в 2Т Г(ХГ( —3- 4- > 4. д 1-0. <1)

г а г2 э г3 > у

де Хг - коэффициент теплопроводности катеряалэ, норш«рован-ного по координате г; qY - объетая плотность моадаоати источников теплоты;

ч

Есяй на границе происходит конвективны!* теплообмен (й(Т-> или'садам поток тепла сг5, то граничное условие имеет вид

I *

Э 2Т 2Т

■ Хг - 4- Хг - 1, с,. + «(Г-Т )-0, (2)

' д г 1 1 д 2

де с* - коэффициент теплоотдачи-на границе;

д3 - поверхностная плотность мощности источников теплоты;

1Г, - направлявшие косинусы;

- 6 -

• Т — температура окружаоцей среды.

При решении (1) о условней (2) вариационным методом минимизируется функционал I(T(r,z)) вида

а аТ " д гТ

зТ5" * хг Г?

1[Т-(г,гП - JTr(Xr —g- * Xr -1 - 2qvT)Jdrdz *

s

* J(of(T-T )a- 2qsT>dl (3)

Для определения правильного значения iTffl")[11_1 в узлах система уравнении дополняется усйоаяямн минимума функционала (3):

V?

N «/„,. N

f у т(п)1 — -о. «-1.....М ">

* V j L * Тк ' .

(n)

Для реализации МКЗ глобальная система уравнении для нес-

та фонарной задачи записывается в матричной форме-.

д Т - . .

[С] - ♦ ГСНГ) - Ш-0 (5)

а т ■

где [С) - матриц,« демпфирования;

CG] - глобальная матрица жесткости (теплопроводности) размером ММ;

•СП - вектор - столбец искомых значений температур в М узлах;

- глобальный. вектор - столбец нагрузок (тепловых потоков ).

Укачанный ыатештичесюш аппарат используется в дальнейшем для анализа реальных явлений теплообмена.

В третьей главе изложена методика аналитического ксследо-шшия термического состояния рабочих деталей штампа и покодхл

- ? ~

яри полугорячем вмдзвшшшй. Определен»« температурных жшй ияструментев и паковок <юувд-зтвлй№мь а воиоцьв уштероаяшоге ffll 4!!'.i/mmon анализа Ш IUSA (Ш1Ш)

Предварительна, a тшцьв тркшдарнай граф»ч«*зкой вр^граяш DISPLAY создаются кошчншявштшё paíkmx деталей •

штатта и naxoBitit (pm.l). Яршдаа ттииттргтая wmmetim-квотная ишатруиенгав к яокааки, педаершнней а©эдей4?&йи

скшимметрячнай тепждаэМ иагруаки. Прн атом d;«a ssomf-aoaana раанда комйвдация втшггвв, »шщйхй/г й сЫ/штвкэ Ш NISA,

Сладуввдй етап иэдяедааяйяя - асадшшв ыедаяи лрецеада T0iiJK!odi»«a в оюта:э "такадка-'йеграншш',! «йвй-йногрушят", Длз^того асоь пропето »адамлгзмм увядало раайаг на аяедуиэд!» вршшшкз отадшп

- контакт аагатошш а инетрудантса upa учтакогш аагяомв а

*

кзтрицу а тз'геяка вреданн г ,, при этом теяягаерадача от . опго -тогял is кпотрушчггу протоходт* й оановном шлучагшем!

- ксштйкт поковка о шгстру;шггст при дефоршрешинда s течение аретгаш! та, когда тадагопйрадача ог оагатескк к . датами сгганяа прайоЕодит теплопрсззднаатьа адряа пограпичннН алой-,

- шггак? при c.'SíFnuí д*£ор?шруг»йго уоил;м а таченка »реками г.} яря otoíi тшаепярядача пртйхшп1 аиаяегшша ярадвдудзя ом-дка - тепявгтреводшзтаз, паашльку поксшкэ '«соде «акйтня увяли« до ííc.rííüTa витаякикаиЕп е;цо остаотея над дзмшкем, vtiyunmimt -nn;t упруга» деформацией «агриан!

- сшппдтако ш.'отрукягга ¡r покстн поала выталкивания поалоднм a то'Глййо ерашаа r4 *, «а этой атодия гтрок>зкоди"п гонй^гггкшгыи гопяоойнзи да&ду помркноотьп инструмента я окрукавдей «радон.

Определены OQHomm ппраютры тйнлпратуркого рагима рночик деталей оггампа!

Pu«.!. Оееёимметричние ютчмъытмш мдали

Höhtpr,ydcolia (ft), шрмш (4), тмига (я),

- мак'зкмзлн«!* т?.вд|?}итурч гш-р;!р.а поверхности .ш;трум«>чтя яри

райочич ход:« «штапичч 480... 490 "0, я при к^тиотшип"»' париям р^глме дс-дтегала окоял ГШ. ..010 *<?}

- (н/илцтуда (кщеЯзнхи гшперц-гури ип дар^ркгкк,/я инструмента При переход*? от неузтяиаяявщейоя «тадяи к- квдсн?отяца<>н«»р«ому , ревдму постепенно птд«рт от да 130,.. 150%" « с«» уаетаи затем по'этэетшм.

Ояредеяену дчкдичрокив иоы&нения температур ив'яоперяиаотя и е к ней втпч кявтружнгтм» Разумам кояччоятк*

циклически* ползании тад.товмзг илгруяоя, яеойяоднмых для узт.1" нояленяя стшяотациояаркргт» реднкч ра^огч янатрумй.кта яря раз-яичных доходных дянннч пробоя, Для ко«трпуз«*гоиа « толкфату» рой (1р<'Д11вриг?/'1>тг>з яадм'рсяа рама* '¿'0(1 "О яря яятсшчтн'/соком рекии* рзботн крййойнляого пресса, квязватацконнрнУУ росик ус« ; тадавяярамуа черио 8.. .1?. циклов (рис. 2),

поля инструментов кпяю получить для каждого, конкретная З/ЙЧашя времени цикла (рис.3). При мзмейоич« начально.'! ?ёш<-рзтур ы деформируемой а а готовки картина рас;1р<.< дудения температур и теле инструмента качественно остается почти неизменной. Однако а количественном откояеши яаолодагзтс.Т определенные различия.

При определении температурной эволюции поковки, прнк^даен к неоднородности температурного поля, приняты следушу'й донуце-я'ая:

- считалось, что окончательная флрма поковки сИразу^гад сразу же з начала процесса выдавливания;

- тяф&идеент теплопередачи (и'^) по всей. поверх ткп'И критпкга 15 инструментам» считался одинаковым и -не аапи-злВДН от удолмци о усилия;

ЕРШ! , й

Рме.2» TèVMfêpwjipttiê wp«twä коотрушаема е предварит®®» мш аедегреебм да при (шугорячзд* »вдаогманим на пресс«»: I - гёшкрадра уъж А, на мй^рхмэетй еферчееков гояовки

" - tp»Öi4){

Ц - T«Mft«p%fyp» yw* Bî 3 - tfewftparypa yasn 3,

il -

х - 1С

х- a»

1-485 К

2-50? К

3-550 К

4-594 К

5-660 К

1-632 1Í

2-596 К

3-578 К

4-548 К

5-506 К

6-4Ш К

Т= 2с

Г» еа

1-69Я К

2-647 К 3- 598 К

4-572 К

5-522'К

6-496 К

.1-567 К

2-546 К

3-54'} H

4-515 К

5-494 К

Рие.З» Раепредеярш» яъутърют?*** jwwft m обг<*м\»

sccMtpn^'wvccïtf» дан момгдаоч

xsmnfi.

- 12 -

1 лч1«|.нгура яоксдахи • в<(ят«#аоь распределенным раваа-

Н-щчгьт? гетервтурт? тяз .«чвтружштор ««ужаг- «сходяи* ДЛ>! т*рц»уир}гг«<гги ррн рз 'Ч«* •

Т*1№'№ ценными* 9 тврчи^ки« мпрчдаэдкд.

А^й <Маода д?.фармиревая«РГ!3 с,{«таяния ин-ттруь^'гга при нвиумрячон тшттт,

Рт «мдугецм'кщ ¡га^кшнй ««зрвузаа б/рдоос коровок Ладя спрчшикр^м №шт дяз чфявдш й «фгшого рвдар/гвваич*. В«-* • с.ур ®г0«яомси 4т одою» дна того, »ггмч, од.«нить и** ,

тчк^разиодгь применения того или иного яредедо и тчср&тня •■ »мчннп* раэднту а узлемтс термадюхбйичедом* нагрузки рлйочид дчыл^и )!ри выдамкМнИя. 4 ' . ■(

Ха{«гг-?р.чо1» особенность» вылавяийаияя ШШЧвокоЦ ЛМ9-?7)! » ; ОТЛйЧй« от выдавливания цилиндрических стакаИсШ ФШетея анзчи** ТЗДъмое расширение очаГа пнзотической' деформация, ГЦ не только донну» часть поковки, но и стенки ксшйЧиа&еЙ ЯО» №'ЛИ, ■ ■ .

Теорятическке расчета усилия деформирования были Кроведеш МИЧЩОЧ еархяях оценок с притененном кинематически возможных ногл'и Лкроотей жестких блоков (рио.4). Было принято, что прелая 14*^7чести итампуеыого материала является известной функцией чгеннератя) <г5<Т) и что переход б пластическое состояли« агфяденяечса равенством

сх - ffj.iT) (6)

Лия определения функция о^« сг СТ> был проведен яр-""чдаао-ТДОМмй авопериыент дяя определения завжшшст предо.'!..' ¡%,ту-•кмтм мпгрриаяа покошен (сталь 16Х2Н4МЛ) от температуры. Опре-т^кч^кн-урное поле поковка- к концу хода ползуна, можно

а

^З -

3-

¿067 1017

'Я0 Ой 5

' Ц :

1/1)1 г ("А

Й<в»4» Прямое выдавливание коническое полости я ПЯОСНоР деформации: а- рвачетияя схема;

ШШ4 екоросте»; в^- изложение изотерм на жестка блоки.

- я -

получить сксиу распределения налряШШй 1Шу*1еатй <t ь теле ло-1',<1'\ай. шогарыичйских крйвЫй на Принятые в расчете

»•.\5гкиг блок» исадзынают iraWviHfumo температур в блоках.

В рйс«к»т<\ на огыкуомих гранях <Йяоков j й к, значения (i^ij, скрутя раашшн фвднему значению trs в блоках j и к, в

<<r8>j * «crs)k

-Т----т ;

Jwayc. ловко, что зго иервоа пдоЬшкешю для: ;

удлчышх усилий прге неравномерном термическом пола в проделаг Г о-.ага деформации. При этом расчетные оничзни« удельных усилий на инструмент в уопоьмяк постсянаты» продела текучести по всем^-ольч'йу поковки к с учговяях tTy » ct¿ (Т) аоотвйкди соответственно ШО и 181?. МП«. . .

Дшш оценка уронили напряюзнйк в теле инструмента от сов- . м«отио1Ч> действнл механических и тоглоак* кагрузок. При этаи макокуаямша сжиманаую орогыо напряжения появляется на участке Пч»р-,>хода от галтеяя к опорной часта кэитрпуаноена и составляет примерно 1330 ШаЛЧЬнцодтрацня тпряшш auaur шаге И не участке перехода от к&шчяаяаи контактной ловпрхмоотм к галтаяа контрпуанеша где тгши&пьнио рздаашшэ малряшшя дезтага&т порядкя 1435 Ш1а.

Лдл расчета шштк дофермадии «иотрушита расчетная охс«а системы "икстру«<£(11Г-«оковка" лриаздена к расчетной схокэ даук, последовагвлшо ооадшшиных cwpmati. Суммарная деформация око-темы будет «зависеть от «зесткостй соатваляоаик -шотей (кногру-тчт и поковка) сиатеш,

В принятой сиотемз nomo раоаиатрязап» да варианте наг-

рузки: 1

- деформация инструмента з осевом направления от теплорой u-:¡ грузки может быть определена элементарно:-

Al, - ¡?¿T1K <■&)'

где (i - коэффициент лип. víharo-расширения;

ДТ - разница температур в рассматриваемом объеме янстру-

. мента; 10 - длина пуансона. 1; Поскольку при стационарной стадии процесса вндавлимния усилие деформирования практическая постоянно, то эта величина деформации является и размерчай яогреймочтгьв поковки по высоте, '- деформация инструмента от сови-.-стяого действия те.шовой и- ме-ганической нагрузок. При нестационарной стадия вядаялаааияя усилие дефориировлкия растет с уменьшением толвд<!Ш дна, Поэтому j раокеряая погреютость па высоте кахет о'ыть вычислена по формует

!' тпйси ' .

ЛЬ -----(S)

3 с? р

£>' Р 1

. зь jo

где С;1 - составя тесткостя системы , отяоояадяоя к кон-трпуансояу;

(<? Р/с? Ь>0 - составлявшая хссткости система, ,огнося«яяоя поковке, ■ ' _ ■.

При оценке рзамер'гои «мшости поковок с конической пляса-тью, главным образок, рассмятрииались погрешности высота дна поковки, поскольку сумцщяя деформация крятряусчсоня я направлении приблизительно в 1С1 раз преаытют радиальные деформации и соответственно рямн 0,07 - 0,1 я С),(ЮВш, Ото ъбьигпя-

стоя тем, что при па.тугоряч^м вкдавйагазив конструкций от/шч.иггся значительной яуа#з©>£з2', коитрпуансонсв и вьг-

•шшвзтежк, которая достигает Ш, закрытой высоты.

В пятой главе, наложена методяхо ©Ксй'еряментаЛьн ы>: нооледо-закки и кривсведения- о результатах сравнения теоретических л агслерял<«!н<'альншг данных.

8адэч.-<ии экспериментальных исследования явились:

- определение температурных интервалов пояугорячей штамповки и < режимов термообработке заготовок из сталей 18Х2Н4МА и 35ХГСА;

- опродеяеякй асх^таеляшня rteuneparypuoro баланса поковки с ««- :

I >'

лью разработки методам расчета сре^да» кассовой температура tip и пол/горячем дефориироааяии;

- выявяеяйе оскавнь& скстедгатических и случайных погрешностей^ ji влиявших на размерную точность поковок в яраяаводстаенных уело» ;! вилх;

- определение циклических изменений температуры нагрева и ох- ' яаждения инструментов при пояугорячем выдавливании. ^

Экспериментальная установка состояла иэ пресса для холодного выдавливаний усилием 1бООкК к экспериментаяьяой оснастки -блока штампов для прямого и обратного выдавливания.

* Разницу температурного режима заготовок после нагрева и поковок после деформирования оценивали по их средней ыаооовой температуре, для чего использовалась калориметрическая скотеУЗ, •В производственных условиях наиболее реальным методой ¡Ш!^ троля и измерения температуры поковок является бесколтактйШ иетод, основанный на принципе использования видимой часта спектра излучения нагретого тела. Для измерения температур инструмента используется инфракрасная область спектра излучения нагретого тела, поскольку в интервалах температур нагрева кястру-

/

мента видимая часть спектра но проявляется. Псотому в гсгикн-.пч' основного метода измерения температуры ггокопок и инструмента были использованы электронноцифровые пирометра, кот->рчпред назначены для бесконтактного измерения темпера гур тел ло т ин фракрасному излучении.

Для одновременного измерения усилии деформирования при обратном и прямом выдавливаниях конической полости бипи использованы даттчики марки КФ-С5П1 -10-20<Э--Й2, •¡Ззпяо.киащзя аппаратура состояла из светояучевого шяе.йфзаогзд 11700 и тензоусияитеяя УТ4-1.

| Полученные из осцилагря/ял; значеняя уаияди выдавливал« сопоставлялись о расчетшия данными при принятых .условиях перехода в пластическое состояние (С), которые соответственно равны 435 и 480 кН, Также о помощью осцияограммы определялись продол! гитеявности стадий теплопередачи и зависимость температуры ня-| грева поверхности инструмента от величины кода ползуна {рис.5). Из графика рабочих нагрузок определена работа деформации равная 10 кДя.

Колебание разниц температур нагрева поверхности ннструмен-тов, полученных экс¡Теримеитаяышм и теоретическими методами г неустановивше»ся режиме работ« составило приблизительно 30.. ,70 °С, умен&агаясь затем в квааистациояар.чом режиме работы до.20.. 30 °С.

Установлено, что в температурном интервале полугорячей аггамповки величина среднего удельного теплового потока изменяется в зависимости от условий контакта (условие контакта, зависящее от чистоты поверхности контакта) от 30 кВт/м3 до 500 к&т.-'м3. При свободном охлаждении на воздухе величина удельного теплового потока составляет-всего 20...40 кВт/нэ, что в среддаж

\

Рис,Типовая осцилограмма (а) и график рабочих нагрузок (б) процесса выдавливания.

- 1Й -

в 10 рто меньше, чек лря контактном теллооо'мене б со прилогонил нагрузки..

Установлено, что при пояугорлчем вылгшлн.'еднии us кривошип ных горлчеш-акг.ойомных пресса* допустимые температур» нагрева поверхности инструмента ыогут быть обеспечен^ при выполнении следующего соотношения тц £ <30...40)гк. При этом колф^гнииент использования числа ходов составит 0,25...0,2, а производительность не будет превышать 16..; 20 поковок в минуту. При штамповке на кривоащпно-кояешшх прессах теш итамлогкя не должен превышать 4...5 поковок в минуту, что сникает производительность в А раза по сравнении со пггамповксш на крявоияпных горячекггампо-вочных прессах. Поэтому с точки р^ния температурного режима и максимально» производительности ата.чповкя для полугорячего выдавливания целесообразно использовать кривоиипные прессы. | Также установлено, что предварительный подогрев инсгрумен-

I- та до температур 150. ..200 "С н применение внешнего охлаждения водой обеспечивает стабильность температурного режима инструмента и повысить производительность штамповки на 20. ..30%.

ОСНОВНЫЕ БШ0ДЫ:

1. Установлено, что моделиреванше термического и напряденного состояния при процессах птанповяи,. в частности, полугорячего выдавливания кокет бить при общепринятых допущениях о достаточной достоверностью осуществлено о. помоцыз МКЗ. _ ^ Z. Выявлено, что при пол/горячем выдавливании поковок с развитым очагом деформации возникает неравномерное температурное ноле в поковке. Предложено определение деформирувдих усилий про-. _ водить методом жестких блоков с разными зняченилия сопр&тиме-нил деформации в каждом блоке._

- 20 -

3, Определены -температурные поля рабочих деталей штампа при о'зесимметричнои аташшвкс, Вилюлена существенная неравномерность ¡Ш'рева этих деталей. Даны рекомендации ло рациональным т"«гс.!(1;1тураи предварительного подогрева инструменты.

4, Раарабптана на ciaoe пакета программ HISA методика расчета тепловые дафоршдий рабочих деталей штампа и установлено их влияние на раамернуп точность штамповки.

Даль: рекомендации по методу рациональной шташовки корпусов dyponux коронок.

Основное содержание диссертации опубликовано в работа;-:: 1. Бондарепко М.В., Кенйаев A.C., Серов Е.С., Сосенушкин Е.Н, Малоотходная технология изготовления корпусов Дуровых коронок.

•■'/Поаывение эффективности горячештаыловочного производства;: Тео. докл. науч. ~т&хн. семия, -Челябинск, 1089. -о. 30-33. ?.. KeHdaea A.C. , Сосенушкин E.H. Расчет температурноvo поля и термонапрякений в теле инструмента для пояугорячего выдавливания. Материалы семинара "Пути повышения стойкости штампов к формоофааусдегс инструмента". -И.,ЦРДЗ. 1992.-е.35-41. 3. Кеяйаев А. О.,, Ланской E.H., Сосенуикян E.H. Расчет теплопередачи при пояугорячеи выдавливании. //Куаиечно-ш-амповочноа производство.' -1092, ¡-13, -с. 19-21.