автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка и исследование комплексных процессов изготовления в штампах заготовок из сортового проката

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРШНГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Р С О С Р

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗЯАМЕЯИ СТАНК0ШСТРУ?.ЕНТАЛЕКЫ!5 ИНСТИТУТ

ЖУНЕЦ НИКОЛАЯ ЖИВДОВОТ-

УДК 621»965„2.01.073:681.3.068(043,3)

РАЗРАБОТКА И ^СЛЕДОВАНИЕ КОШЕКСНЫХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ В ШТАМПАХ ЗАГОТОВОК КЗ СОРТОВОГО ПРОКАТА

Специальность 05.03.05 - Процессы к машины обработки давлением

АВТОРЕФЕРАТ' диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные системы и модули обработки металлов давлением" в Московском ордена Трудового. Красного Знамени станкоинструментальном институте.

Научный руководитель - Заслуженный изобретатель РСФСР,

доктор технических наук, профессор С.С.Соловцов

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор •

В.А.Тюрин

- кандидат технических наук, старший - , научный сотрудник И.К.Букин-Батырев

Ведущая организация - НПО "НИИТракторсельхозмаш"

Защита состоится "2^" 1990 года в-// час.00 мин. на

заседании Специализированного совета Д.063.42.01 Московского ордена' Трудового Красного Знамени станкоинструментального института по адресу: 101472, Москва, Вадковсккй пер.., д.З-о

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан »^26» ^О 19Э0г.

Ученый секретарь Специализированного совета к.т.н., доцонт

ВД.Староскш

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальности ^омн. Для современного автоматизированного дроге водст па издалий холодной объемной штамповкой (ХОШ) требуется ог-ро?»ноо количество эаготосок пэ сортового проката, имеющих высокое качество поверхности л точность объема, а также элементы формы в ввдв скругленных кромок, фасок, намоток на торцах, облегчающих их дальнейшую обработку. Использовать простые (чисто разделительные') 1роцессн разрезка сдвигом для непосредственного производства гагах заготовок но представляется возможным из-за присущих кя ог-иннченнй. Поэтому заготовка изготовляют преимущественно отрезкой )т проката на станках я пштах или вырубкой из листового полуфабриката с налой производительностью я большими отходами.

Изыскание, разработка я Енодроние в производство малоотходных, шоокопроизнодительных технологических процессов, позволяющих азго-аиливать из сортового проката максимально подготовленные к псполь-овангаэ в ХОШ заготовки является актуальной задачей. Работа посач-эиа решении этой задачи на осново разработки и исследования ксмп-

экс1шх заготовзтельно- разделительных процессов (КЗРП), в которых

«

грезанная одним из простых процессов разрезка заготовка подЕерга-гся пластическому дофэршфовзнип осадкой в закрытой матрице.

Научная задача работа состоит 8 установлении взаимосвязи тех-злогических параметров составляющих переходов комплексных загото-ггельно-разделительных процессов - отрезки сдвигом и осадки.

Целью работы является повышение качества и эффективности про-1Бодства заготовок из сортового проката, а также экономия матал-I прз ах изготовлении.

Матом исследования. В теоретическом анализе применяла зцар-тичэский котод прик адной твориа пластичности, метода рещешзд твьшзашонных задач нелинейного ииограшированая, методы, катила-

. ¡те-доского планирования ахсяершяитов.

В эксперимэитшвдви исследованиях использошлн методы тоизо-иццтрпрованкя» шкрос^оцичэских исследований структуры натаяла, нз-'.;^аре}1ИЯ':твардсюхк в еероховатости поверхности заготовок. Обработку п^ксдерадеитадаж аххжв. цроводшш о применением методов регресеи-о^ацого "аналазд ц математической статистика. Научная иор-з'^ работы заключается в:

- физикочлехедгча^оЕ. природ© огранкчеинй прпьюншюстЕ простых процессов разрезед сдвггой для непосредственного производства точных коротких заголовок ;

- эффективности ^пользования отрззкг едвктои как технологического перехода кошлеиских заготоЕптельЕО-раздолительних процессов на ос. ?юво разргОо^кЕ шс классгфшищиЕ е выявления областей рационального 'Пркг.5эаеЕ£К а

езсшосвязях госи-зтрЕчоекп; а сзловше параметров ЕЗРП п их оптимальных значениях, устшшшшьзоюЕ не основе разработанных штегса-трчееккх моделей ;

- классификаторе заготовок, ирпжаяв1их б ХСЙ, яелязщощся основой дяя разработки САШ? гехгояогеп голоздскгешосотаого ироазсодствз ;

- ыотодакв авгоштЕЗЕровгшюго кгбора Езда КЗРП п опроделеися ого параметров <,

Практическая полезность работи сосуокт 12::

- новых водах !гехЕйяопгческгп щхщэссов югегозлепвл с- сотяоюто проката точнкх коротких заготовок ;

- руководящих технически илтераслаг. по пргзлакепта шлплехепщ за-готовотельно-раэделитшшх процессов в про:£гплашзосто

- типовых копструпцпяг шташос для рэаюецпп КЗРП ;

- предлсаепшп по оргшгвзашш шогоноуешелатурдого иропзкоястЕа кс-роткпх заготовок на основа разрйдогшшоЬ истодах«' ул^ьхвш^ :.схо;;-

них пруткоо {

- прогрзг£з>су обеспочгяиа для автоматйзированного выбора бщй'-КЗК1 и расчета параметров,

Вщтолиешшо разработки переданы для использоваияя в про?ягзлешости. Годовой экономический-эффект от юс внедреиая ораеузает 195 тысяч рублей.

Апробация ряботя. Осношкэ положения я результаты диссертационной работы были долохена а обсуздшш:

- на конференция* молодих ученых а специалистов МОССТАНКИНа в 1987--19§0 г.г.;

- на медвузовской конференции "ТШОЛОГКЯ - 88" Д!оскваД98а г.;

- на научио-твхничвеких сеьганарах а ЩШТП в 1389-90 гич; :

- ка научно-технической конференция "Прогросслпшсг малоотходнне тохнологии кузнечно-шташойочиого пройзиодстда,. Чйлябййок^1388(,г,;

- на теоретическом сешатро кафэдрц ¿С1£С21Д • Шокяа у. 1990 г.;

- ка конференции о международный участием СТВВ НРБ в СССР. Москва, 1930 г»

Публикации. По материалом дпссертацй^ опу<35лтова$5Й-'10ГстатвЙ1 з тезисов докладов, получено 4 авторею» ов^<дзтолх!стей'--СССЕ: на■ 'изо-Зретения.

• И '

Структура п объем работн. Диссертация; состокт-" из'вводенил, штн глав, осношюс выводов, списка использованной- лггзратурц''(/о5 1агиеыований) а приложения. Работа излажена на--//[5 страницах-маши-юписного текста, содэрштт 90 рисунвфп таблиц^|. ' ОСНОШОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во ВВЕДШШ оСис;Ювана актуальность теш. работы, сфорцуЛировага ее цель. Отаечено повышение роли и значения заготовок в.соврэ-сенноы производстве и возрастание требований подготовленности по

форме, разыораы и качеству поверхности к дальнейшему использованию с технологическом процессе металлообработки.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЬОПРОСА. Объектом исследований являются цилиндрические заготовки, изготовляемыо из сортового проката и предназначенные лля использования в ХОШ. Типовые формы заготовок представлены на рис.1. Из них наибольшее применение в ХОШ

находят короткие заготовки (с относительной высотой типов 6*11. Такие заготовки кз пластичных металлов и их сплавов в больших количествах требуются во многих отраслях проинвлонности для холодного выдавливания изделий типа стаканов, корпусов конденсаторов, зкрани-рутих алиментов и контактов.

Рис, I

Наиболее экономичным и проиэводитольша способен разделения сортового прокате на заготовки является его разрезка сдвигом, которая благодаря работам советских и зарубежных .учиных достаточно хорошо изучена и широко првиеияетсл на производства. Однако простые процессы раэрэз8и, в которых изготовление заготовки осуществляется путем поступательного двюкшня подвижного нода относительно неподвижного» наряду со своиш! основными достоинствами- высокой производительностью к безотходаостьв - иною? полый ряд ограничения, которые в совокупности существенно сужают область возш-лого ид лркле-ния дли изготовления точных коротких заготовок.

В глазе рассмотрены и систематизированы ограничения применимости простых процессов разрезки сдвигом дал разделения сортового проката' на точные короткие заготовки (рис.2).

сгивкзсж ттавмссти сроста годахоэ рлгргзкя

Рис. 2

На основе анализа ншвдейся информации выявлена физико-меха-шчоская природа ограничений применимости простых процессов, уста-ювшш их параметры и обосновано заключение о том, что отрезка ¡двигом, как законченный технологический процесс, непригодна для ^посредственного изготовления наиболее широко используемых в ХОШ точных коротких заготовок типов 5*11 (рис.1).

С целью изыскания путей решения задачи иалоотзсодного знсоко-фоизводительиого изготовления указанных заготовок автором во вто->ой части глаШ рассмотрены комплексные зоготовительно-разделитель-[кз процессы, в которых в тоЗ или иной последовательности выполняйся разделительный и фориоизионяюцпа переводы за одну гош нескаль-со технологических операций.

Комплексные процессы уже находят некоторое применение в метал-

лообрабативающем заготовительном производстве. Например» КЗРП роа лизуются в холодновысадочных автоматах для изготовления заготовок из прутков. Исследования и разработка штамловой оснастки для кош лексных процессов в настоящее время проводятся в СТАНКШе, ХПИ, ■ ЭНЯКМАШа, ШО "ЭЛЕКТРОНИКА" и других.организациях»

В главе приводится классификация КЗРП, разработанная в НОССТ-КЯНе и дополненная с участием автора (рис.3). На основе анализа имеющейся литературы для разработки и исследования выбраны комгою! сные процессы К2.2, К2»3„ К2.7 и К2.8, поскольку именно они позволяют наиболее полно использовать достоинства разрезки сдвигом, исключить влияние присущих ей ограничений и обеспечивают изготовление заготовок, удовлетворяющих современным требованиям к технологии ХСШ. Включенные в классификацию процессы К2.7 и К2.8 являются дальнейшим развитием способа, впервые предложенного П.Е.Кислым и В.Б.Чижиком-Полойко, ■

В результате обзора шеюцойся информации установлено, что отсутствуют данные о взаимосвязи технологических переходов комплексных-процессов, не усханоолецц ж>; предельные возможности-и рационах ные области применения» но определены оптимальные технологические параметры. В; главе приводен такие краткий обзор опубликованных работ, имеющих непосредственное отношение :с вопросу о взаимосвязи разделительного и фордокзыенявщего переходов - устойчивости деформация, формокзыенешш при осадке, определению садового режима.

На основе анализа состояния вопроса формулированы следующие задачи исследования:

- выявить предельные возможности и рациональные области применения выбранных КЗРП ;

- установить взаимосвязи параметров разделительного к формоизменяющего переходов, размеров заготовки к прутка ;

А. ПРОСТЫЕ ПРОЦЕССЫ РАЗРЕЗКИ СДВИГОМ

Группы Виды Разновидности

та. II® полностьв открытая П2.1 С пассивным поперечным зажимом прутка П2.2.С активным поперечным зажимом прутка

ПЗ. Не полностью закрытая П3.1.С пассивный поперечным эаяимом прутка п отрезаемой часта 173.1.1. Консольная ПЗ.1.2. Двухопорная

П3.2.С активным поперечныг! зажимом прутка и отрезаемой части ПЗ.2.1. Консольная ПЗ.2.2. Двухопорная

Б. КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАГСГГгаЭТЕЛЬНО-РАЗДЕЖГЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Группы Виды

га. Пластическая деформация прутка и последующая разрезка сдвигом К1.1. Редуцирование - отрезка;

К1.2. Высадка - отрезка

К2. Отрезка заготовка от прутка п после-цуццев пластическое дефоркнрова-нио К2.1. Отрезка сдвигом - осадка открытая

К2.2. Отрезка сдвигом - осадка закрытая К2.3. Отрезка сдвигом - осадка закрытая с вытеснением избиточного металла

К2.4. Отрезка сдвигом - поперечноо выдавливание

К2.5. Отрезка сдвигов - поперечное выдавливание - осадка закрытая

К2.6. Отрезка сдвигом - поперечное выдавливаете осадка закрытая с вытеснением металла

К2.7. Отрезка сдвпгои - осадка, закрытая поперечная

К2.8. Отрезка одвигом - осадка закрытая поперечная с вытеснением избыточного металла

Рно. 3. Клаоспфякацйя простых п комплексшх раэдзлятельвнх троцеосов

установить возможность унификации исходных прутков в многономенк-атурном производстве коротких заготовок;

разработать практические рекомендация по проектированию КЗРП, ма-одлку и программу тття автоматизированного•выбора вида процесса я ггределения ого параыотров;

разработать конструктивные схемы и производственные штампы для эализации исследованных комплексных процессов.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИ?! АНАЛИЗ. В главе поставлена задача разработать теоретические основы для создания методики автоматизированного выбора веда КЗРД цри изготовлении заготовок в условиях многономенклатурного производства, В качестве основного критерия автоматизированного выбора используются конструктивно-технологические признаки заготовок, объединенные в следующем классификаторе

(таблЛ)- Таблица I

ПРИЗНАК ГРЛШЫ ЗАГОТОВОК

I Диаметр Номинал Ъ 1.1. Целое число I .2. Дробное число

2 сечения Л, мм Отклонение ьЪ 2-Ь В пределах доска на пруток 2 о Меньше допуска 'Сщ на пруток

3 Длина заготов- Отклонение ли 3.1. 0,3 3 .2. Не регламентировано

4 ки //, № Относугг ель-пая н*н/о 4.1. 0,1-0,35 4. 2. 0,35-1,3 4.3. >1,0

5 Форма меридаанальио- ГО СбЧОЕЕЛ 5,1. Ш Ф :.5 5.4 'й ср 5.6. ЙЩ 5,7.

6 Отклонение объегл.лК^ 6.1.Не раглакекгироа % 6.2. - 0,5

7 Непсрпевдпкулярность торцов, град. / 7.1. Р +1 7.2. - > +1

8 Качество поверхности торцов 8.1. Гладкие п п С шероховатым участком О , С мелкими °°3'дефектами

В результате исследования КЗРЛ двух видов в^яатыш шс разновидности (рис.4) и создан банк ограничений доя изготовления заготовок различных клаесЕфихацпошшх групп» Определены слодувщпе этапы автоматизированного проектирования КЗРЛ:

1), анализ конструктивно-технологических признаков заготовок ;

2) группирование заготовок по возможным видам КЗРЛ ;

3) выбор рациональных вариантов доя различных групп ;

4) разработка выбранных вариантов и определение параметров процессов;

5). выбор и разработка конструкций пташов.

M о о о

0 а к

1

ь*

Гз

cd о. !

О

О (С!

У

см

<Я «

W С

й

к

"»та

5'S'S/i ass м

ÏZ U 3'S u

:5SS9¿i3SV csrvreg g

юлди isasdanoa вгзагцж» э

. KGzùua виоезгед n

В'г u

-ф..

КСГЗЗГ8* issattTi-acs гжевсоса g

rssMira 5i

Q-Q'S í

еаиьса cktCHMi^pca twiace-ioeiaa q

rsu

ртаааая Q

yxuíizv* «ьягэгаа ex

3"SÜ

S"5U

iy гоктгг£2 *-onic¿i o

CTgrZïj i'ïîricL'HZ^-

O

o

Seo

SÍ • Cid

к

со -rt£N

c. ■

<M

SÍk\

«

o -

OtM

O

£

Предельные возможности и рациональные области применения исс. дованных КЗРП выявлены го анализа устойчивости пластической деформации при отрезке и осадке с учетом взаимосвязи технологических ш раштров отрезанной и осаяекной заготовок. Установлено» что устойчивость пластической деформации продольной осадки в процессах К2.« К2.3 ограничивается неравенствами ^ ^ £ & Ёотах (I)

У^/^Укр (2)

тдо Р. - минимальная относительная длина отразаемой от прутка сдвигои заготовки (без недопустимых искажений формы),

¿е - возможная относительная длина отрезаемой заготовки,

А - наибольшая относительная длина заготовки, осаживаемой "имхх без потери продольной устойчивости,

У - степень поперечной деформации при осадке,

у/ _ степень деформации, при которой на торцах осаживаемой за Т1 готовки образуются дефекты в виде лучевых рисож.

Еыявленц граница щжмэяшости комплексных процессов К2.7 и К2.8 "отрезка сдвнгомнкшречная осадка"0 Верхняя граница определяется максимально возиохзша соотношением гаоиетрическю! паракзтро! отрезанной от прутка с осаженной заготовок. Дня определения »того соотношения решена оптнывзадаошгая задача на условный акстреьду для целевой функции, заданной в трохыэркси пространства пра ограничении типа равенств. В качество цапогой функщш использоезц о6-ъеа заготовки. В соответствия с ограничением £о *3" (гдэ

, /?0 - длина заготовки к высота сочения проката) получеки ресегга, доставляющие максимум целевой функции. С учетоа недоазсеяслэстк зш> чительннх кскаяений формы при отрезке верхней границей рациокгш.-ной области применения принята относительная высота осаженной заготовки //=0,35 для круглого е//=0,45 для квадратного профилей.

Нижняя гр-. • рациональной области применения процессов данного вида (наимаииыая относителышя высота заготовки после поперечной осадаи) определяатся величиной удельных усилий на пуансоне в завершающей стадии.закрытой осадки. В связи с отсутствием зависп-

ости для определения усяяггЯ поперечной осядшт в закрытой цияенд-

етэской гштрвде эта задача реиеяа с применением эноргвтяческого :

этода прикладной творил пласпгшостп. Для расчетов использованы |

одели деформирования пояорочиой осадкой щшматпчоской заготовки, (

зстоядие па подвияш* осаякваегшх блоков (рпс„5)„ Усилия осадаи !

I

гроделеии кэ урашенпя баланса моззтостой всех внешнее п зяутроп- ! и сел на кинематпческя зозкозяшх скоростях:

+Щ: (3) |

;е Щ, - кощяоеть нагрузок деформирования; — мощность внутренних

л; иотостъ, развиваемая гхакспмадьньв.® касательными яапря- ;

нтга на поверхностях разрывов скоростей; мощность сил ксн- [

ктпого трения. '

¡¿обращенные на р;:с.Б ;,:эдели яе*ор:.1прсвйния соответствуют началу проц&сса осадки (а), стадии развитых пластических деформаций (б) 2 моменту завершения осадки (в) с образованием сегментных фасок размера:.::: . Ляя кгддоГ: стадии :тз услов::я несжимаемости и выполнения граничных условии подобраны выражения кинематически возможных скоростей. Б результате расчетов эноргстическим методов получены зависимости безразмерных давлении и удельных усилии попере-ЧЬ'ОГ осадки от параметров процесса. Перехо." от безразмерного давления (к удельно:;у усилия осади: выполнен с использование:.! усредненной оценки упрочнения. Максимальное удельное усилие возникает на завершающей стадии осадки, для которой определяющее его выракение имеет вид

у +(# +

+нЛ<* М МПа' «

где Ье - напряжение точения,^- твдг/с :.:атр;пду, 5 - поверхность до-формирования, у? - значения углов блочной 1.:одэлл,у^~ постоянная тренпх,Я - относительная высота заготовки.

Как показал:: расчеты, Еыпсяненппе по р;.улз (4), с уменьшением относительной высоты удельное усилнэ разно возрастает к при //<0,1 мокет достигать 1500-2500 Ша да~е для алюминия и его пластичных сплавов. Поэтому ашеЯ границей рационально? области применения процессов вида К2.7, К2.Б принято значение И =0,1.

. Для процессов К2.3 и К2.8 установлена взаимосвязь ширины щели Л , в которую вытесняется избыточный металл с величиной нсза-полнения угла /* при осадке заготовки в закрытой матрице

л*(В-А+\1(А*Ь)2+4ни )/2М (5)

где /) , В , М , И - параметры, зависящие от Г , В , И , I ,Л V.

я-

Ь

ш & п-, "Г\ Г г '<1

щ N ! 1! J Îl "i S г

Установлена зависимость удельного yen

!ЛИ

ci ,

лия G на пуансоне от ширины цели Л

г 9 А

d-

ОпхоВ лУ

Рис. 6. Схема закрытой осадки с вытеснением избыточного металла в отход

да

Представлены ссттсвц уни-

фикации исходных прутков для процессов К2.2, К2.3. Возможность ушйккацжт обусловлена

I •t'

ЗаВКСЕ.ГССТЬИ (где К-В Н \), из ко-

торой следует, что для изготовления заготовки с размерами В к И манно использовать множество (¿) исходных прутков с размерами сечений • Однако, выбор размеров прутков ограничен неравенствам (I) и (2).

'Разработаны алгоритм и программное обеспечение для осусэств-ленкя унификации исходных пруткоз в условиях 1лногонс?ленялатурного производства заготовок,

ТША. 3. МЕТОДИКА SKCIIE?::.ŒEÎTAjTE!ÎEÎI ютлздоаший. В процессе исследований использовали образца круглого яг квадратного сечений из технического алпяяпя АД I. Для проведения эксперт?,тентов бита спрсеятпрозана и пзготошгена штаияовая оскасткэ для отрезки от пруткоз заготовок к их продольной а поперечной осадки. Отрезку проводили на кркзоплшем "прессе К2Г30Б усилием ICG0 кН, осадку -с т:а глдраатнческсм прессе П3234А усилием 25С0 гл. Лля исследовсткя стигогсго гэг-има закрытой осадка использовали метод тенземетрирсва-ния.

Для оценки упрочнения металла использовали метод определения твердости по Еринолп, измерения осуществляли па приборе 210-250. Онся.-у -татсстга псворягостл проводили на основа измерения параметров гехоуозатостл на про'тнеметро-лрофплеграфэ "Талксерф". Исследо-; н;гэ г_-:;;.ггил сснотаух ^.актеров хсмплекспнх процессов на их пара-

метры проводили с использованием методов планирования экспериментов., В качества независимых переменных на разных этапах исследований выбирали; относительную длину отрезанной заготовки; -- относительный поперечный зазор; 20 - относительный осевой зазор;

- углы скоса торцов; ^ , - одно- и разносторонне расположенные утяхиньс. Для сокращения общего числа опытов использовали . дробные репликир , тавр- число уровней варьирования факторов, к - число факторов» Использовали двух - и трехуровневые планы.

ГЛА1ЛА 4» ЗКСПЗРШШТАЛЬШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Значительная часть экспериментов посвящена исследованию взаимосвязи параметров разделительного и формоизменяющего переходов.

Экспериментально ксслодовано влияние на устойчивость деформации продольной осадки отклонений от правильной геометрической формы отрезанных от прутков заготовок, что не учитывается в теоретическом анализе» Для этого были проведены сравнительные зкспоркыен-тн по осадке заготовок о правильной и искаяенной (рис.?) формой. В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на продольную-устойчивость оказывает несоосность верхнего и нижнего торцов о Увеличении несоосностн способствуют однонаправленный наклон торцов к разностороннее расположение утяжин на отрезаемых заготовках (типы 2„3,5, рис.7). Эксперименты показали» что расположение утяжин менее существенно влияет на продольную устойчивость, нежели направление г величина углов скоса» Наиболее благоприятны для закрытой осадка заготовку шеющкв односторонние утярины и разнонаправленные скосы торцов (ти-6, рао.-7), углы которых на должны превышать 5°. При эхом максимальная относительная длина заготовки Такие заготовки могут быть изготовлены

двухопорной разрезкой сдаигоы.

Экспериментальные ассладования процесса К2.2 показали, что различия в макроструктуре, твердости и качестве поверхности торцов

и основного металла заготовки способствуют неравномерности деформации при закрытой осадке, что при^^, приводит к образованию ка торцах ороола из лучевых рисок (на образцах из АД1 при $^5:1 „43) глубиной до 45 мкм. В результате поисков эффективного способа улучшения качества торцевых поверхностей заготовок, осаживавшее со значительными степенями деформации (^>1,5) предложен способ осадки с кратковременным нагровсм, осуществляемым в процесса цга-ла штамповки на прессе от кон такта заготовки с пуансоном я выталкивателем,. нагретыми до тошератур горячей деформации обрабатываемого материала. Как показали нши ориентировочные расчеты и подтвердила эксперименты» при осуществления способа прптерцовые зоны заго-тоехз нагревалтея на глубину 0,3+0,5 шл, металл а этих зонах ра-зуорочаязтея, его пластичность возрастает, а сопротивление дефор-о кзрованиэ снижается. В результате контактного кагрева э процессе всадкя происходит интенсивная местная пластичсская деформация пря-горцорых слоев металла я юс выглаживание, шероховатость торцовше ' юворхг.сстей заготовок не пропивает 5*-Ю шел»

В рамках исследования возможностей процессов К2.3, К2.8 била гровэденц эксперимента по опродэленгао усилия закрытой осадки с ш-•еснеп;д;г избыточного металла в цслзвиа.пазы. Тснзометряров&чием "ггрвлолл-'ш зависимость усилия осадки от параметров паза. Экспери-

центы показ аг~ соотвзгсгвие" (12-15£) спытпых к расчетных данных. Установлено, что процессам К2.3 и К2.8 :.:о;лю изготаативать заготовки с отклонением ооъала б пределах с остры: л л крс;.кд-

Значительная часть главы посвящена результата;,! экспериментальных исследований процесса К2.7. Проведено исследование разделптель-ного перехода - не полностью открытой п не полностью закрытой отрезки заготовок плоски цилиндрическим ноаом-пуансоном и определено влияние относительной длани, осевого и поперечного зазоров на деформацию отрезаемой заготовки к качество поверхности разделения. Выявлено, что применение подпора (не полностью закрытой разрезки) существенно уменьшает еснэззния формы заготовок и повышает качество поверхности торцов.

Экспериментально исследовано пластическое формоизменение отрезанной плоским цилиндрическим нсгом заготовки при поперечной осадгее в закрытой матрица. Выявлено влияние формы концов и относительной дошли заготовки на формоизменение, заполнение полости цилиндрической матрицы и ка удзльноа усилие осадки.

Для проверки достоверности расчетов по теоретической зависимости проведено экспериментальное исследование силового режима закрытой поперечной осадки. В результата обработки опытных данных

о

П53-3 получено следуюцее уравнение регрессии для удельного усилия

МП а. (7)

где Х1 =253^-1; хл =8X^1,8V Х^- параметр незапашения^^^Хг-//.

Проверка зависимости (7) по критерию Ошера показала оо адекватность результатам экспериментов. Выявлена удовлетворительная (11-15%) сходимость расчетных и экспериментальных дашшх (рис.8).

ГЛАЗА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОШЩАЦИИ И ШЕДРШИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ Б ПРОИЗВОДСТВО. Изложены результаты работы по создан® при-

гМПа

- яооо

006

8/Я

0,0 г 0,04

Рис. 8

годной в инженерной практике методики выбора вида КЗРП и определения его параметров. Для проведения автоматизированных расчетов на ЭЗЛ разработан обобщенный чэртая заготовки, обладающей полнш набором конструктивно-технологических признаков (рис.9). В Основу методики положены количественные данные и зазксшос-ти, определявшие области

XV

ш

с*

3 §

„ •• \ »•

§

рационального применения исследованных КЗРП. Для автоматизации технологического проектирования комплексных процессов разработаны алгоритм и программ-^' .

Рес. 9 н00 обеспечение. Програм-

ма реализована на алгоритмическом языке "РОЯТЙМ-ЧТ применительно х персональному кслийтеру "ПРАВЕЦ-16" типа 1И РС. 3 программа ас,сто печатания входных V. выходных параметров предусмотрен завод на печать промезуточпиз: результатов - по выбору оптшальпого вята КЗРП для каздоЯ заготовка яля группы, -унификации по доамет-рЯИ щзу'гков ИЛИ ао комплексным ПрОЯОССЭЛ.

При проектирование технологии изготовления из сортового проката коротких цилиндрических заготовок с размерами!? х//может бить использована разработанная номограмма (рис,10), позволяющая выбрат вид КЗРП и определить размеры требующихся пругков.

Рис.10

Б глава сформулирошшы требования к штампово" оснастке для реализации комплексных процессов, Предложены конструктивные охеш штампов, Выявлены способы отрезки заготовок с односторонним расположением утяяин, наиболее благоприятных для последующей продольной осадки, способы фиксации и повышения точности центрирования осаживаемой заготовки в закрытой матрице. Приведены общие зкды разработанных с ■участием автора быстропереналаяиваемых производственных штшшов для осуществления разделительного и формоизменяющего переходов КЗРП. Разработаны руководящие технические материалы по применению исследованных процессов в производстве. РТМ и чертежи штампов переданы для использования в прсмшшенности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Физико-механическая природа простых процессов разрезки сдвигом ограничивает их применение для непосредственного производства точных коротких заготовок, требующихся в больших количествах в технология холодной объемной штамповки.

2. Отрезка сдвигом эффективна !ИК технологический переход в комплексных заготовительно-раэделительных процессах, в которых ее достоинства - высокая производительность и безотходаосуь - дополняются возможностями пластического формоизменения - устранением искажений формы, образованием фасок, начатой на торцах заготовок,

а также повышением точности объема. у

3. Наиболее зрфэктюпкл-йормоизменязг'лил переходом ксмплекс-нгх процессов является последующая осадка отрезанных сдвигом эа-готспох з закрытой патрице. Взаимосвязь параметров разделительного я ср'дояз'.геняэдого переходов комплексных процессов в значительна . га сз-обусловлена устойчивостью продольно3 Я поперечной пласгя-шс.'о: при закрытой ссадно.

V. •>1л".г.г,?) птддопшшюго пргткигечпя гдоялохеного процесса

"отрезка-продольная осадка" является значение относительной высоты заготовок 0,3$/У.$1,3. Наименьшая продольная устойчивость галэ-ет место при разнонаправленном располояении утяяин на отрезанных заготовках и однонаправленных скосах их торцов. При продольной осадке отрезанных сдвигом заготовок из алюшшия АД1 со степенью деформации^ 1,5 наблюдается потеря устойчивости поперечной деформации на торцах, выражающаяся в образовалии ореола из лучевых рисок глубиной до 45 шал. При использовании таких заготовок для холодного обратного выдавливания тонкостенных изделий на их поверхности образуются пятна значительной шероховатости. Для предупреждения потери устойчивости поперечной деформации предложен Новый эффективный способ осадки с кратковременным нагревом от■контакта с горячим инструментом в процессе цикла штамповки на прессе.

5. Область рационального применения процесса "отрезка-поперечная осадка" определяется силовыми и -геометрическими параметрами

и ограничивается относительной высотой 0,1-$М$0,35 - для круглого и 45 - для квадратного профилей проката.

6. Применение комплексных процессов, в которых закрытая осадка сопровождается вытеснением избыточного металла в удаляемый отход, позволяет изготавливать заготовки с колебанием объема не более -0,5 %, Установлена взаимосвязь ширины щели для вытеснения металла в отход о радиусом свдуглэния кромки заготовки.

7. Представленный в работе классификатор заготовок из сортового проката, применяемых в ХОШ, позволяет в условиях шогрномен-клатурного производства осуществлять их группирование и-автоматизировать процесс технологического проектирования КЭШ.

8. Разработанная методика автоматизированного выбора вида КЗРП и определения его параметров обеспечивает сокращение времени на технологически подготовку заготовительного металлообрабатывающего производства и позволяет осуществлять унификацию исходных прутков.

йюдренпа в производство разработанных процессов п итампов эбеспэчило получение годового экономического еффекта бола о 195 гнсяч рублеП.

Осноише положения диссертация опубликовали з слодушнз работах:

1. Коэьмип A.A., Лясунец Н.Я., Соловцов С.С, Бвзотходнра раз-¡аленио прутков //Интенсификация малоотходной технологии в кузнеч-ю-ятамповочнсУ производства: Тездсн докладов.-Челябинск.гУДНТП, :Э85.-с.8-Ю.

2. Козьмин A.A., Лисунец Н.Л., Цухитдшов Т.Д., Соловцов С.С, юзотходное разделения сортового проката на точные короткие заго-овкя //Исследование машин и технологии пузночно-атшятовочного про-зводства: Сб.СТ.-Чалябинск:ЧПИ,1906.-о.З-13.

3. Лисунец Н.Л., Соловцов С.С. Исследования реверсивной раз-озкя сортового проката //Проблемы автоматизация проектирования п зготовлония в машиностроении: Сб.сг./Под ред. ЮДЗ.Соломенцева. 'I. ;М0ССТАНК1!!Н,19Вб.-с ,133-135.

4. Лсеуиен Й.Л., Соловцов С.С. Новый комплексный разделитоль-1? процесс "отрвзка-попоречяая осадка" //Прогрессивные малоотходно технологии холодпоаггбмповочиого пройзводстЕа: Тозпсы докладов. Ззллбянеп : УДНТП, 1988. -с. 65-66.

о

5. Соловпов C.C.j, Лисунец Н.Я. Новое направление развития и эверкоистсования методов эконс!,шчного производства заготовок яз )ртопого проката //Осиогаыа направления эконоизш тталлсяроаата кузисзю-штастовочноа и: -изводстве: !'лторпалц семинара.-II, :ШИЙ !фср.м^ц-п п ТЗЙ, IS89. -с. 24—25.

ï), Солонцов С.С., Козылп A.A., Лясупоп Й.Л, Соворапкстпова-й) прОГОТв :î яогпзрляо ктостгл яйготогоя для послодуз-

.;гг "п<>.-. //С'Х'Оггг'тп.чая тчляадогял и тотиктюкси» пср,к">ор77'»-

ние кузнечного и листоштамповочного производства: Материалы се&ш-нара. -М. гВДНТП,1989. -о. 31-36.

7. Солоацов С.С., Лисунец Н.Л. Состояние в перспективы развития производства точных заготовок ез сортового проката //Перспектива производства точных заготовок в деталей метода® обьенаого деформирования: Материалы семинара.-AJ, :ЦДНТП,1990.-о.76 -61.

8. Солонцов С.С., Крутиков B.C., Лисунец Н.Л. Унификация npj ткоа при изготовлении заготовок отрезков а шташах //Кувнвчаочетаи повочаое произ водство.-1990,К2.-о.14-15.

9. Лисунец Н.Л. Силовой режим закрытой поперечной осадки в цилиндрической матрице //Кузначно-шташовочноэ прогзводство>«1930, №6.0.2-3.

10. Соловцов С,С., Лисунец Н.Л. Приоритетное направление совершенствование производства точных коротких заготовок из сортоао-го проката //Кузнечно-штаыповочное производство.-1990,й7.-о.6-II.

Новизна технических решений защищена следувдван авторе we® свидетельствами СССР на изобретения:

1. А.С.СССР Ä 1274867. Способ разделения сортового проката / С.С.Соловцов, Н.Л.Лисунец, А.А,Козшин.198?,-4с.

2. A.C.СССР № 1346294. Устройство для изготовления коротких заготовок из прутка /С.С.Соловцов, А.А.Козшин, Н.Л.Лисунец. 1987. -4с

3. А.С.СССР * 1424992. Устройство для разделения прутков на ыерные заготовки /Е.Н.Ланской, С.С.Соловцов, Н.Л.Лисунец и др.1988, -Зо.

4. A.C.СССР J» 1532206. Устройство для безотходного изготовления из прутков коротких заготовок /С.С.Соловцов, Н.Л.Лисунец, A.A. Коз ьшш. 1989. -Зо.