автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка технологических процессов радиального выдавливания с контурной осадкой для стержневых деталей с широким утолщением

РГ6 03 ,

- 5 ДО?

МОСКОВСКИЙ АВТОМЕХАНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЗЫОНГ ЗА МА1Ъ

УДК 621.777.04.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАДИАЛЬНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ С КОНТУРНОЙ ОСАДКОЙ ДЛЯ СТЕгаНЕВЦХ ДЕТАЛЕЙ С ШИРОКИМ УТОЛЩЕНИЕМ

Специальность 05.03.05. Процессы и машины обработки

давлением

АВТОРЕФЕРАТ

пиг.сертлции ни соискллио ученой степени канпипата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена на кгфедре сопротивления материалов Винницкого политехнического института и кафедре "Обработка металлов паьлением" Краматорского индустриального института.

Науедый руковопигель - доктор технических наук, профессор

Огородников В.А.

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент

Сиаак И.О. - кяязидат технических наук, лоцент

Алиев И.С.

Официальные оппоненты -доктор технических наук,профессор

Кплпин Ю.Г. - кандидат технических наук,доцент

Шестаков H.A.

Велуцее~прелпр!мтТ!е"^~Ш0^''Д1£!ИТ;М11;''

Защита диссертации состоится " " (.¿¿¿ItiiS 1993г. в JJtL. ч. на заседании специализированного совета К.063.49.03. при Московском автомеханическом институте в аул. Б.301 /105023, Москва, Е.23, Большая Семеновская ул. , 38/.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенный j печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу. ; ■'Ij-j.d

''Vfi'rli

С диссертацией можно ознакомиться в (библиотеке Московского^

i51 '."г

автомеханического института. , j:

1 t ■ ^

Автореферат разослан "_" _______I9S3r."

Учены,! секретарь специалнзиропанного. совета, доцент, к.т.н. А,

В.С.Сидоров

ОБЩАЯ :САРАКТЕРИСТИКА РАБОТА !

Актуальность проблемы. Одним из основных направлений со- |

вершенствования технологических процессов обработки металлов |

давлением является разработка и освоение новых способов дефор- I

мирования, обладающих более широкими технологическими возмож-;

' I 1

ностяыи. При изготовлении широко применяемых в различных от- '

раслях машиностроения стержневых деталей с фланцами или.утол- |

щениями различной конфигурации перспектива технология холодного \

радиального выдавливания. Особенностью технологии радиального

!

выдавливания является возможность активного регулирования де- '

формационных и силовых параметров процесса посредством изменением кинематики движения формообразующего инструмента. Исследованиям процесса радиального вылавливания посвящено довольно много работ. Однако практически по сих пор не рассматривалось влияние немонотонного деформирования в процессах холодного радиального внпавливяния. Практически не разработаны и исследо- | ваны новые совмещенные способы радиального выдавливания! которые сами способствуют залечиванию повреждений металлов во время деформирования. Получаемый вследствие этого пробел тормозит внедрение технологических процессов холодного радиального выдавливания для изготовления стержневых деталей с широким флан- [ цем. Одним из таких новых совмещенных способов холодной обьем- I ной штамповки является способ радиального выдавливания.с контурной осадкой, разработающийся с учетом эффективного использования немонотонного деформирования. При разработке новых 1 совмещенных способов выдавливания необходимо определить силовой режим , оценить деформируемость заготовки и выясндть их преимущество. В настоящее время еще не исследовались техноло-

1 ~ ^^

гические процессы радйального выдавливания с контурной осанкой.

В связи с этим исследование' технологического процесса радиального вылавливания с контурной осанкой ярляется актуальной проблемой.

У§ль_£§боты. Разработка нового способа радиального выдавливания с учетом немонотонного деформирования, анализ силового режима, оценка деформируемости, заготовки и рекомендации по «разработке схемы штамповки нового технологического процесса.

Силовой режим процесса выдавливания с контурной осадкой получен энергетическим методом. Достовер-; ность аналитических зависмост^й проверена экспериментами.

Напряженно-деформированное состояние исслепопанр метопом делительных сеток, измерением твердости деформированного металла. Расчет кинематики деформирования основан на аппроксимации экспериментальных данных сплайнами одного аргумента пполь осей -координат ~и~по~времениГ~Расчёт~напряжений~поизнестной кинематике деформирования основан'на базе метода И - функций. Оценка деформируемости металла проведена на основе теории деформи-| руемости.

Наушая.швизна. Разработан новый способ выдавливания с учетом немонотонного деформирования с целью повышения деформируемости. Получены аналитические зависимости определения силового режима для предлагаемого способа, достоверность которых проверена экспериментальными исследованиями. Разработана методика определения напряженно-деформированнооо состсяния на основании применения метода теории Е -функций для предлагаемого процесса. Произведено экспериментально-расчетное исследование напряженно-деформированного состояния и пеформируе-

мости заготовки. Разработана методика оценки деформируемости заготовки с учетом немонотонного деформирования для рассматриваемого процесса.

Пракгическая_ценность. Доказано, что предлагаемый способ j

имеет возможность повышать деформируемость заготовок и упрос- , i

t '

тить конструктцропание штампа. I

На основе теоретических и экспериментальных исследований i

разработаны рекомендации по разработке технологических процес- ¡

con для предлагаемого способа. j

На уровне изобретения предложены различные схемы штампа с ) подвижной матрицей по предлагаемому способу для изготовления сложных стержневых деталей с широким фланцем.

На залщту выносятся: j

- новый способ радиального вылавливания, разработанный с учетом ) немонотонного деформирования ( палее называется процессом ра- i пиального вылавливания с контурной осадкой I ;

г

- аналитические выражения'определения силового режима для j процесса радиального выдавливания с контурной осапкой; I

- аналитические выражения определения силового режима для про- j цесса радиального выдавливания с учетом влияния угла прямой Í переходной кромки; < |

- результаты экспериментально-расчетного исследования напря- j женно-деформированного состояния, и деформируемости заготовки i процесаа; ¡ j

- методика определения предельной деформации заготовки процес- ]

са; : J

- рекомендаций по разработке технологических процессов выдав- [ ливания с контурной осадкой.. ___

- 4 -

Полученные,

выражения определения силового режима, результаты исследования НДС заготовки, методики оценки деформируемости, технологические рекомендации, были использованы при разработке промышленной технологии изготовления 6олтое со специальным подголовком автором во Вьетнаме.

Большой экономический эффект получен за счет внедрения нового, процесса.

АпЕобауия,работы. уатериаль| диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях "Экономичность технологических процессов и оборудования в кузнечно-штампоЕОЧ-ном производстве" (г.Пенза, 1987г.) , на областных научно-технических конференциях "Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на предприятиях машиностроения"^г. Винница, март и октябрь, 19Бйг. ) , на областных научно-технических конференциях "Прогрессивные технологические процессы обьемной штампорки" ( г.Краматорск, 1989 ) , на областных научно-технических конференциях "Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на предприятиях машиностроения" ( г.Кишинев, 1988), на республиканской научно-технической конференции "Теоретические и прикладные проблемы развития наукоемких и малоотходных технологий обработки металлов давлением"^ г.Винница,

май, 1991 г.), на ежегодных научно-технических конференциях

»

Винницкого политехнического института в 198?-1992г. г., на семинарах кафедры МиТОМД МАШ и кафедры ОВД ЗИЛ-ВТУЗ ( г.Москва, 1993). '

Л^бщкации, По результатам исследований опубликовано шесть

печатных работ.

CTgvKTvpa и_обьем_диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений. Работа ЕнпоЛнена на 139 страницах машинописного текста, содержит 76 рисунков, 5 таблиц, и список литературы из 131 наименования и приложения.

I

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ.

Во_ввепен^им. Обоснована актуальность темы исследования,

выяснена необходимость разработки и исследования процесса выпапливания с учетом немонотонного деформирования и сформулированы цель работы, метопы исследования, основные результаты, практическая ценность работы, сведения о публикациях и апробациях работы.

Первая_глава. Дан анализ работ Алиева И.С., Алшина Ю.А., Акаро И.Л., Артеса А.Э., Быкова H.A., Головина В.А., Гусинского В.И., Евстрптопа В.А., Куравлева А.З, Кудо X., Кузнецова Д.Г.', Овчинникова А.Г., Огоропникова В.А., Савченко О.К, Ребельского Д.В., Чулакова П.Д. и других авторов, посвящен -ных процессам выдавливания. Преобладающая часть имеющихся исследований процессов выдавливания по простым схемам как прямым , обратным или поперечным.

Проведен анализ возможности активного регулирования деформационных и силовых параметров процесса выдавливания по различным известным способам. Простейшие кинематические варианты реализуются при радиальном вылавлипании" с односторонней подачей металла в рабочую полость неподвижной матрицы. Поперечное выдавливание с совмещенной подачей металла осуществляется встречным движением пуансонов и принудительным

- в -

перемещением матрицы. Такие варианты выдавливания исследованы И.С.Алиевым, А.Г.Овчинниковым, Д.П.Кузнецовым, И.А.Быковым. На основании таких исследований в ближайшее время появляются новые способы (схемы ) , основанные на сочетании прямого, обратного и поперечного выдавливания.

Простые схемы прямого, обратного и поперечного выдавливания комбинируют е различных вариантах. Сочетание простых схем может быть совмещенным или послеповательным как по времени, так по пути деформирования. Очаги деформации ( истечения) могут быть совмещенными или локализованными как подвижными, так и неподвижными. Проведенный анализ известных схем показывает, что, хотя существуют различные комбинированные схемы, но практически не разработаны и исследованы новые совмещенные способы, которые сами способствуют залечиванию повреждений металлов во время деформирования. Разработка и исследование новых технологических способов выдавливания с учетом эффективности влияния немонотонного деформирования - одно из наиболее важных направлений интенсификации процессов радиального выдавливания.

Новый способ радиального выдавливания разработан на принципах деформирования, предложенных Евстратовым В.А. Это принцип управления процессами с двумя степеньями свободы течения металла и принцип объединения локальных очагов пластической деформации.

Новый процесс радиального выдавпинания разделяется ка две стадии (рис.I ) ;

- на первой стадии производят деформирование металла движением пуансона со скоростью \/а для того, чтобы образовать утолщение в какой-то части изделия;

Рис. I Кинематический вариант способов радиального вылавливания с контурной осапкой

- на второй стадии производят деформирование только такого отдельного утолщения с принудительным перемещением матрицы со скоростью \/ при условии освобождения (снятия ) пуансона. Именно снятие пуансона на второй стадии создает возможность управлять путем деформирования. В связи с тем, что на второй стадии осаживается только контурная часть утолщения, такой процесс носит название "процесс выдавливания о контурной осадкой".

Проведен анализ теоретического исследования силового режима, исследования НДС и деформируемости процессов выдавливания.

Установлено, что при исследовании силового режима и деформируемости для процесса радиального выдавливания (как первой стадии вылавливания с- контурной осадкой) недостаточно вы-

яснено влияние угла прямой переходной кромки.

Из приведенного анализа обоснован выбор метопа исследования силового режима, НДС и деформируемости металла для процесса вылавливания с контурной осадкой. В заключительной части первой

Вторач_главч_писсеотапии. посвящается теоретическому исследованию процессов выдавливания с контурной осадкой. Анализ силового режима процессов вылавливания с контурной осадкой произведен энергетическим методом.

Весь процесс деформирования выдавливанием с контурной осадкой разделен на две стадии:

а/ первая стадич происходит как обычное радиальное выдавливание и носит название "высадка выдавливанием". Для первой стадии произведен анализ силового режима с учетом влияния угла

прямой- -псрохопной-кромки;-----------------

Энергетический метоп позволяет учесть основные особенности процесса и одновременно определить как активное деформирующее усилие, развиваемое пуансоном, так и реактивное,усилие, воспринимаемое неподвижными инструментами. Верхняя оценка ' таких усилий может <5ыть получена'из энергетического баланса, если в него включены мощности, развиваемые реактивными усилиями на виртуальных скоростях перемещений, соответствующих частей инструмента, и проведена линеаризация всех мощностей относительно виртуальных и заданных скоростей инструмента.

Решения выполнялись с использованием следующий допущения:

- нормальная компонента вектора скорости неразрыва, разрывы имеют только компоненты, направленные вдоль границ блоков;

- удельные силы контактноготрениг на поверхности контакта

сформулированы основные задачи исследования.

постоянны и пропорциональны сопротивлению текучести материала;

- материала лаготорки олноропен и неупровдяем;

- скорость п!'ияпним инструмент*» постоянна.

Принимаем следующие кинематические возможные поля скоростей, состоящие из отпельних жестких блоков и удовлетворяющие кинематическим граничим условиям и уклонит несжимаемости С рис. ?. ) .Принимаемые кинематически возможные поля скоростей основаны на установленных в результате экспериментальных исследований формы и очага пластической деФормаиии ( гл.4).

Усилия деформирования и раскрытия определялись из уран-нения баланса мощностей внешних и внутренних сил на кинематически возможных скоростях перемещений:

/г < *)

где: - мощность пластического Формоизменения в зонах 2,2,4:

- мощность сил среза на поверхностях разрыва скоростей между зонами 1-2, 2-6, 3-4:

- мощность ^ил контактного трения на поверхностях контакта с инструментом: I и 5, 3 и 5, 4 и 5:

4=21 \УГ~ ЫС.

-

А /

Гт /

№

\ , \

\ \ \ \ \ ^ \ N Ч ч

Л

Рис. 2. Расчетная схема процесса радиального выдавливания

Вычислив мощности сил пластического формоизменения,, среза и

контактного трения, подставив найденные значения мощностей и

7г

уравнение баланса мощностей I, разделяя члены содержащие

и €

'и получаем:

% '' ИГ/ 4 ' »А .

/V

+¿¿Г* то +

+ 4/4-(гг<п + о, 5у - ) +,

') * - i)+_ _ ' Т * I" - ^г + <3)

I

г«е У-!*-'! ъ"

б/ вторая стадия процесса выдавливания с контурной осадкой представляет собой ятаны контурной осадки оформленного на первой сталии утолщенря при условии подвижного пуансона. Расчетные схемы приведены ( на рис. З^.Из анализа экспериментальных исследований установлено, что изменение размеров заготовки

- 12 -

происходить ь два этапа:

I- соапкп загот&гки без изменения длины стержня заготовки ^размера ¿J, пока размеры заготовки или условия трения тяконы, что ^ - радиус границы разделения течения металла ) .

Это начальный этап в случае большой высоты полости. 2 - соьмещение опалки кольцевой части заготовки с формированием стержня, общая высота которого непрерывно увеличивается, если размеры заготовки приводят к величине ^о • Это со-

ответствует последним этапам с уменьшением высоты полости (или по хопу сближения матриц) .

Пропепен анализ силового режима пля второго этапа, имевшегося более важные значения пля анализа технологических характеристик данного процесса. Использованы рассмотренные выше допущения. Принимаем следующие, кинематические возможные поля

скоростей, состоящие из отпельшга жестких блоков и_уловлетво-_

ряшие граничным условиям и условию несжимаемости. Принимаемые кинематически возможные поля скоростей основаны на установленных в результате экспериментальных исследований формы и очага пластической деформации ( гл.4 ) .

Уравнение энергетического баланса запишется в виде:

/г iZsfrf-tih + (А)

гпе U^ - мощность пластического формоизменения в зонах I и 2

-—1

© 1 ч

© \ • -е.-

1

// / , / уи'' ©

Рис. 2. Расчетная схема для второй стадии.

- мощность пил среза на поверхностях разрыва скоростей между зонами 1-2; 2-3 и 2-4;

- мощность сил контактного трения на поверхностях контакта I и 3 с инструментом 5.

IУ^Еы^-Х^МГи],^.

Попстявив в уравнение энергетического баланса (4 ) все найденные значения мощностей и преобразований, получили формулу для определения относительно удельного усилия сформирования:

л =___,_

63 ■

3

Варьируемый радикс опоепеления разделения металла ^ опое-—

^ п

пеляется путем решения уравнения —- = О

- р а

В этой главе приведены графики зависимостей — и — от геометрических параметров процесса, которые получены расчетами на 33М с минимизацией приведенных давлений по варьируемых параметрам — , — и .

Показано, что на первой стадии наибольшее влияние на — ока/4, Г 6* зывает параметр п^ — —- . Уменьшение п и увеличение

угла ¿С приводит к возрастанию давлений раскрытия и деформиро-

панин.

В_тоетьей_главе. описывается методика проведения экспериментальных исследований и пксперимгнтальная оснастка. Экспериментальные исследования были проведены с целью получения данных пля проверки расчетных зависимостей силового режима, полученных в результате теоретического анализа а также, пяя обоснования выбора рациональных схем и режимов деформирования.

Варьируемые параметры: относительная высота фланца, относительный пиаметр фланца, угла переходной кромки, В качестве исследуемого материала использовали образцы из свинца с1 , алюминиевых сплавов АДТ.АМЦ, АМГб, медных М1, стальных -сталь. 10, сталь 20, сталь 45. В качестве смазки применяли пля алюминиевых ,и медных сплавов -технический вазелин, животный жир, воск с миниральным маслом, пля остальных - фосфатол. Для про-

ведения экспериментов были разработаны к изготовлены несколько специальных штампов со сменными рабочими матрицами, конструкции которых позволяют определять силовой режим иыпам л и пол и я с контурной озапкоЛ я исследовать Формоизменения заготовки в процессе выпавлипамич. Усилие ле+ормирорання измеряли при псмоши верхней и нстней чеспоэ с наклеенными по схеме полумоста теплойат-чиками. 3 качестве регистрирующей аппаратуры использог-али-усилитель 10-ти канальный "Тог.аз - 401", сретолучевой осциллограф Н—145. Для проведения экспериментальных исследований было использовано оборудование: гидравлический пресс ДБ242СА усилием Г>30кН, испытательные машины МЗ-П00, '1С-2СОО усилием 500 и "ООО кН. Предстпвлены результаты экспериментальных исследований силового режима. На первой стадии процесса исследован характер изменения усилий деформирования и-раскрытия матриц. На пергой стадии процесса как гысалка виплвлипанием усилие пгЛ ормиро!а-ния по ходу, у.ак прярило, возрастает, причем наиболее интен"ш<-но р начально?. стапии. Характер измерения усилий раскрчтия матриц носит более сложный вид. Показано, что усилие матрица

действует не с самого начала процесса рчдавлирания, а лишь

о

начиная с момента, когла отношения —г постигает оппеделен-

Ыс

ной величины, зависящей от отношения — . Установлено: -О

И = 0,6-^(1,8 отсутствует усилия раскрытия. Это пает оскога-ние для разработки штампа с подвижной натричеЯ.

Представлены графики силового режима радиального ьидав-лиЕания флани.ч из стали 10. Показано, что усилие деформирования в значительной степени зависят от размера высоты полости. Рас-хожпение рассчитанных и ¡экспериментальных данных в большинстве случаев не превышало 20*- 25^.

- 16 - •

Определено глияние угла'прпмой переходной кромки на значение усилия деформирования. 'Установлено, что с увеличением угла ¡¡С переходной кромки усилие пеФормиронания у!еличирается. Оптимальное значение угла в пределах 15^- соответствует теоретическим расчетам. На второй гтадии выяснен характер изменения усилия деформирования по ходу матрицы. Выяснено, чтс усилие деформирования в процессе выпазливания с контурной осадкой на первой стадии меньше чем в процессе высадки выдавливанием. Это связано с тем, что на первой стадии высота полости увеличивается в два - три раза чем обычное радиальное выдавливание. А в конечном этапа второй стадии усилие деформирования вылавливания с контурной осадкой оказалось выше чем усилие выдавливания г.ри одинаковом размере высоты полости и ходе пуансона. Сопоставление теоретических решений и экспериментальных данных по силовым режимам процесса пает удовлетворительную сходимость.

В_четвертой_г\лаве проведено исследование деформируемости металла в процессе выдавливания с контурной осадкой. В начале главы описано исследование механических характеристик материала заготовок: построение кривых упрочнения металлов, построение тарировочных графиков „ —ЯУ~ , построение диаграмм пластичности по общим методам. НДС процесса выдавливания с контурной осадкой исследовано методом делительных сеток. Проведены эксперименты для измерения искажения делительных сегок по этапам. Процесс выдавливания с кэнтурнсй осадкой разделяют на ряд этапов, соответствующих на две стадии. Для каждого этапа подготавливают одинаковые образцы из сурьмянистого свинца. Все такие образцы изготовлены из двух симметричных

V,» ч/.

гсоряч стзл'/ч

17 -

птсгчч стадия

Рис. 4. К определен™ кинематики деформирования.

п0л01и1!, п.ч поли)ю1"1п!ш' 11л')''|(1)'"ги р'ги.сма иоторы/ и 1и о'" иг

сетку с помошью иглы на инструментальном микроскопе. Затем образцы спаиналт, и по этапам проипгоппт деформирование образцов. Экспериментальные данные препстамлоны в пиле таблично заданных функций (массивов) текущих (эйлеровых,) координат г , А от начальных ( лчгрпнмп'мх.) коорпинат 2а ^ и времени (номера этапа) .(рис.-1 ) . Даш.нейпая обработка информации "проведена по-методике, разработанной М.А.?ва"ёвым и его учениками. Методика включает р себя слепуюшие этапы.

I. Контроль и предварительная обработка даннн;:, которая основана на несжимаемости материала. Эта операция предотвращает появление случайных ошибок считывания.

Расчет кинематики деформирования, основанный на аппроксимации экспериментальных данных сплайнами одного аргумента

вдоль осей координат и по времени. Условия симметрии функций и начальные условия удовлетворяются за г чет задания соответствующих крчсы« условия и |1СС0пнх коэффициентов сплайна.

3. Расчет напряжений на базе метопа Р - функций, которая позволяет строить статически возможные поля напряжений, тш-песгсеннл удовлетворявшие дифференциальным урщ-ненизм равновесия в лг>бой течке области и граничным услоьиям^Аппраксимагия кинематики, найденной из эксперимента, указанными полями позволяет корректно определить напряжения плп нестационарных процессов как процесса выпагливания с контурной осадкой в области с слскной конфигурацией границ. Исследование напряженно-деформированного состояния процесса вылавливания с контурной осадкой позволило выяснить ряя закономерностей.

В целом поля скоростей течения соответствуют Физическим представлениям о характере течения металла для каждой стадии. Построены графики изменения — , ^ по сечениям заготовки

- _ % V, у

2 0,5; 2 - I и по этапам. Показано, что имеет разрыв пои

\/ Уа

и -Е меняет знак при Л=л£- . Из экспериментальных

° о V

данных можно определить . Имеем _£ = 0,5 найдем

= 1,215 из Формулы "

Vе ' ^

Анализ распределения — на торце утолщения приводит к выводу,

Уо

что периферийная кольцевая зона можно разделить на две зоны (зона скольжения и зона торможения ) . Рассмотрение интенсивности

Уг V,

изменения —у , —в точках цен-ра утолшения и на крае торца утолщения по этапам д-ает возможность определить закономерность формоизменения торца. Показано, что примеиекие технического приема с контурной осанкой дает возможность исправлять

- 19 -

бочкообразнуг llopljly утслиюнич f 1'лпни'х ) .

Анализ результатов расчета компонент деформаций показывает, uto применением контурной осадки можно на второй стапии обеспечивать боль тур рамюмерность деформации и уменьшать зоны локализации. ^то спаяно с тем, «то на первой "талии зона максимальной деформации ^непрерывно смекается »кия, а нл ртссоЛ стали;1 зона чаксичалн-юЛ деформации переметается к-;ерх. В то же время пронес выдавливание с контурноЛ сладкой повышает предельную интенсивность деформации.

На основе гипотезы о независимости кинематики деформирован ия от механических свойств материала заготовки ряполннли расчет напряженного состояния я деформируемости лл= стали 10. Анализ полей напряжений показал, что на второй стадии наблюдается сугаестренное изменение полей налретениЛ. Показано, что на последних этапах второй стадии 6^ меняет знак и преобладающей является напряжение сжатия. Таксе изменение знака создает возможность залечить части'шые повреждения '-'еталла.

Рассмотрено изменение полей напряжения &г , 6, и Показано влияние и 6Г на качество изделия, получаемого выдавливанием с контурной осадкой. Проведено исследование распределения показателя напряженного состояния j? определяемого отношением среднего напряжения к интенсивности напряжении ^ = —gr^—J. С переходом ~ первой стадии на вторую стадию показатель напряженного состояния меняет знак ^ положительного на минус.

На контуре утолаени" на первой стадии значение /> находится в пределах р = 0,9 - 2,1. А на второй стадии Изменение знака g на птиро.1 стадии дает возможность повышать

пефоркируемость металла.

Опенка пефэриируемости мат.члла I- процессе выдавливания с контурно.! осазкой проведена по современным критериям деформируемости металлов, разработанным 5.Л.Колмогоровым, 5-А.Ого-родникоЕым, Г.£.Лелек, А.А.Есгатовнм. Разработаны методики оценки деформируемости металлов при слояном нагружении и при немонотонном пе* ормиро;-.;и|ии.

Построены пути пе'! ормиронания частик материала в зависи-

/4 ^

мости от варьируемого параметра ^ и . получены формулы, по которым оценивается пре полька.! деформация по стадиям.

Провепьна оценка деформируемости металлов по критерию Г.Л.Леля, учитывающему направленный, характер повреждения

По экспериментальным панным вычисляли псе величины, входящие в ( 61и определяли значения предельной деформацииг-Полученная— предельная интенсивность деформации оказалась заы.шшиноП на 2У-> по отношению к полученным экспериментально. Проведено исследование зависимости деформируемости заготовок от неравномерности дй+ориэциЯ. Получены формулы пля опрепеления средней деформации при выдавливании с контурной осалкой.

В конце главы изложены результаты определения интенсивности деформации по метопам измерения твердости пля проверки достоверности эксперименталвно-расчетных результатов.

Установлен профиль фильера матрицы на основании теории деформируемости металла. Опрепелена угол кромки аС пля уменьшения бочкообразности контура утолщения.

(Ч

гпе:

_ - 21 -

Исследование ^ормоипменения позволило устяноЕить характер искажения 'нормы Фланца. Влияние материчла заготогки на формоизменение незначительно.

3_лятой_глаге паж«' рекомендации пл= рачрчботки технологических пропетой вит слипания с контурной ог-опкоЯ. Показана последовательность проектирования технологического процесса. Даны рекомендации: гм определению высотч полости, угла кромки, по определен!™ о^ьлмч тбо рп металла. Л тля иослепог'птельно',ть рясчетч усилил деформирования, определения предельной дгфор-маиии. Разработаны схемы штампа с подв;«ннми матрицами для изготовления тержнерых деталей г. широким фланцем, для стэлеЛ со плотным фланцем ( тип?» деталей ооссбым подголовком ; для деталей с то"нмм фланцем ) .

Разработанные схемы штампа с полезными матрицами имеют большое практическое значение. Разработанные рекоменпации и процесс Енлачлираяия г контурной осяпкоЗ опробованы н лроиз-еодстренных условиях и приняты к использовании на несколько промыталенных предприятиях ( во Вьетнаме) .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ 'Л ВИЗОД^

Провепеннке теоретические и экспериментальные исследоЕа-ьиь, и также выполненнне на их основе технологические разработки позволяет сформулировать олеяувд'ие оено?нь.'е результаты и практи"еские выводы.

¡.Разработан ношА способ ныпаилинанис с контурной осанкой, ъ котором использоьан положительны/. яВДект влияния немонотонности пеФормирогания на препельное Формоизменение заготовк. Основные технологические параметры пропессон устанавливаются на основе исследований силового режима, напряленно-пеФормиро-вянного состояния и пеФормируемос.ти заготовок.

Полученн расчетные соотношения для определения силового режима е различных стадиях процесса энергетическим метопом.

3. ПроЕедены пкеперименты по силовым режимам для проверки достоверности теоретического расчета. Расхождение расчетных

и экспериментальных данных ь большинстве случаев не превышало 20г 25"..

4. Показано, что усилие пеформиропания в значительной-степени зависят от высоты полости и в меньшей степени от геометрии переходных кромок.

Определено влияние угла переходной кромки на значение усилия пеформироЕания. Установлено, что с увеличением угла о£ переходной кромки усилие деформирования увеличивается.

5. Показано, что усилие раскрытия матрицы действует не с

самого начала радиального выдавливания, а лишь начиная с моя

мента, когда отношение -г- постигает определенной величины,

а —- 6 -

зависящей от отношения . Установлено: А=— = ¿7,$

а0

я

к--с 1,8 то отсут^т!ует уилие раскрыт;?*. ито лает оснору дл= разработки штампа с голгжноП матрицей пр;: вылавливании с контурной опалкой.

Г. Проведено пкспери\(ентально~ра""етное исследование наг.рчченно-пе^ормирозачного состояния г.ри ртг.пльном рьшзрли-раиии с контурно^ осадкой метолом пел::тельн?.п< сеток.

Развита методика расчета напряженно-ле'1орм!ф01>анного состояние пля чногопереходных нептапиональньгх "роцессоБ ка Сазе сглаживающих кубических гплайн-функиий одного аргумента и на базе метода Я - функций.

'Выяснены ряд закономерностей измёнения~деформаций и _няпрчхений при пнданлинанин <" контурной охапкой исследованием напряженно-де^ормироранного состояния. Показано, что применение принципа контурнол ос.апки приводит к смене знака окружн!« растягигллгаих м-шрятсмий, "лепор.тгслыю частицы металла г опасных точках заготовки попадают в более "мягкуи" схему напряженного состояния. Это обстоительглво пряпопит к попытениг ресурса пластичности деформируемого металла.

Показано, что с применением технического приема контурной осадки обеспечивается больпая равномерность деформации, что обеспечивает уменьшеннп бочкообр.-ззногт;? фланца и погшэет деформируемость заготочок.

8. С помощью соьремекнигх феноменологических критериев де-*орм1фуеилсти без разрушен:н оценена деформируемость заготовок; получены формула, по которым оцениваете«? предельная деформация.

Впервые выяснено, ^то в рассматриваемом процессе траектория пе'Ьормироглния имеет п'гролом, с изменением "направления" траектории (^^ С?) .В отом случае пеформируемоетть за-

гсторки существенно повышается. ~

С. Проьелено «"слепоьание ле1ормируимссти металлов при выяааликанни от нерчьномерности деформаций. Получены формулы для определения лрелнеП пеФормации при вылавливании с контур-нон осадкоЛ.

Вчинен с влияние угла прямой г.ерехояной кромки на деформируемость металла.

10. Даны рекомендации по разработке технологических процессов выдавливания с контурной ссалкой нл основании полученных теоретически и экспериментальных результатов. •

Разработаны различные схемы штампа с подвижными матрицами для изготовления тинистых стерннеЕь-х деталей со сложным фланцем по принципу выдавливания с контурнсЛ осадкой.

Внедрение новых технологических процессов с контурной осадкой позволило получить болыпоЛ экономический эффект.

Осноыше содержании исследований отраден..' ь следующих работах:

I. И.О.Сивак, В.Т.Иеацко и сыонг 2а Мань. Исследование по оценке деформируемости металлов при трехосном н&прякенном состоянии //Прогрессивные технологические процессы обьемной штамповки. Тезисы научно-технической конференции. - Краматорск, 19£9. с.65-66.

Э.В.А.Огородникоь, И.С.Алиев и Зыонг За Мань. Исследование способа выдавливания с контурной осадкой // Теоретические и прикладные проблемы развития наукоемких и малоотходных технологий обработки металлов давлением. Тезисы республиканской научно-технической конференции. - Винница. 1991. - с. 73-81 .

3. И.О.Сивак, Г.В.Бунатян и Зыонг За Мань. Приложение теории деформируемости к разделительным процессам обработки давлением // Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на предприятиях машиностроения. Тезисы научно-технической конференции. - Кишинев, I988.-c.I2I - 123.

4. В.А.Огородников, Зыонг За Мань, И.О.Сивак. Интенсификация процессов гипроттамловки на основе анализа предельного состояния деформируемых заготовок // Экономичность технологических процессов и оборудования в кузнечно-штамповочном производстве. Тезисы научно-технической конференции. - Пенза, 1987. сЛСб-168. ' *

5. В.А.Огородников, Зыонг За Мань,'Г.З.Бунатлн, И.О.Сивак. Приложение теории деформируемости ;к разделительным процессам обработки давлением // Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на предприятиях машиностроения. Тезисы научно-технической конференции. - Винница, 198е. 1

6. И.О.Сивак, В.Т.Пвацко, Зыонг За'Мань. Оценка деформируемости металлов при холодной высадке шаровых ¡пальцев //Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на автомобильных и машиностроительных предприятиях. Тезисы научно-технической конференции - Зинница, 1963.

^Г*" I

3:ю:1Г За

"Газрг.ботга тегспстзгачеспк процессов радиального зндавллваипя с контурно.*, осад;:;.: для стерг.незих деталей. с широким утолшегагег.:" Авторе ерат диссертают на сонс::апиз ученой степени кандидата технические наук. . ' - ~_

Под—::оно з начать 22.02.93 Зси:аз 72-33 Ткрах 1СЭ Объе:.: 1,1 г..л. Е;,тт::пег;эа:гс1:2д. Бесплатно. . ?ОТ?~"!Т ."Lv.II.' Е. ^ЗГ.ЮНСГЗГ.ЗЛ, 23.