автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Разработка технологии и методики проектирования процесса холодного выдавливания изделий с внутренним фланцем из кольцевых заготовок

9 и 9 П1

Мшшстерстпо высшего и среднего специального

образования РСФСР Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт имени Серго Орджоникидзе

На правах рукописи

Шильниковский Сергей Анатольевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ХОЛОДНО' ВЫДАВЛИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ВНУТРР^..;«! ФЛАНЦЕМ ИЗ КОЛЬЦЕВЫХ Ш1ЛШ

Специальность 05.16.05 «Обработка металлов давлением»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк — 1900

'' » !

/ • - ■ у / < ■

Работа р.ыполпенп на кафедре «Машины и технология обработки металлов давленпе.и» Омского политехнического института.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Евстифеев В. В.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и те-

Бахмат В. В.

Ведущее предприятие — указано в решении специализированного совета.

п часов на заседании специализированного совета

К- 063.99.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Сибирском ордена Трудового Красного Знамени металлургическом институте имени Серго Орджоникидзе.

Автореферат разослан « у^? » _199£?г.

хники РСФСР, доктор технических наук, профессор Перетятько В. Н., кандидат технических наук

Защита состоится / А часов на зг

Ученый секретарь сопет к. т. н,. доцент

Я. В. ШАМПЦ.

* I ОБЩАЯ ХАРАКТШЮША РАБОТЫ

у,-р. {Актуальность проблемы. Б принятых на ХЛУП съезде КПСС

~~оггаавных направлениях экономического развития СССР на 1986-1990 роды и на период до '¿ООО года предусматривается значительное увеличение масштабов создания, освоения и внедрения в производство новой техники и технологии, повсеместная автоматизация и механизация проиььодственных процессов, кассовое применение аффективных видов металлопродукции, пластических масс и других прогрессивных материалов. В целом, намеченные на пятилетку мае -штабы освоения новой техники и технологии обеспечат более двух третей прироста производительности общественного труда, снижение себестоимости в промьгшенности на 28 миллиардов рублей. Успешное выполнение поставленных задач в машиностроении и металлургии черных и цветных металлов обеспечивается более щироюш использованием машин и процессов обработки металлов давлением.

В металлообрабатывающем производстве при изготовлении заго -' товок деталей достаточно большое внимание должно быть уделено внедрению холодной объемной; штамповки (ХОШ) , объем применения которой значительно возрос и в некоторых странах достигает 60 % от общего объема поковок, получаемых обработкой металлов давлением.

Несмотря на бесспорные преимущества метода : высокий коэффициент использования металла при высокой чистоте поверхностей получаемы^ изделий, повышение механической прочности за счет упрочнения металла, а также благоприятные условия применения робототехники и автоматизации в массовом производстве, элективное внедрение ЖШ в производство сдерживается недостаточны!.! количеством научно обоснованных методик расчета технологических процессов и оснастки с использованием комбинированных и совмещенных схем деформирования, в том числе и для получения полых осесиммет-ричных деталей с внутренним фланцем и кольцевыми отростками, позво-ляюцдох получать изделия с минимальными нагрузками на инструмент и осуществлять возможность регулирования в определенных пре -делах формоизменения путем варьирования геометрических параметров заготовки и инструмента.

Настоящая работа посвящена вопросам исследования техноло -

гических параметров холодного комбинированного выдавливания осесимметричных изделий из кольцевых заготовок при свободном истечении металла во фланец и кольцевые зазоры, разработке практических рекомендаций по проектированию технологических процессов с использованием Э1Щ.1.

Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование особенностей комбинированного выдавливания изделий из кольцевых заготовок при свободном течении металла во фланец и кольцевые отростки, а такхе разработка научно обоснованных рекомендаций по проектированию технологических процессов холодного выдавливания изделий типа "втулки с внутренним фланцем".

Методы исследования. Теоретическое исследование формоизменения и эксргосиловых параметров комбинированного выдавливания кольцевой заготовки выполнены при помощи энергетического метода с использованием вариационного принципа возможных изменений деформированного состояния. Аналитическое решение задачи выполнено с использованием ЭЦШ ЕСЮ2а, экспериментальное исследование - с применением современных тензометрических приборов и аппаратуры.

Научная новизна. Экспериментально выявлены и теоретически обоснованы общие закономерности формоизменения и силового ракима при комбинированном выдавливании изделий с внутрешам фланцем из кольцевых заготовок. Показана возможность использования для анализа и сравнения процессов обобщенных расчетных- схем, разработанное на основе типового расчленения всего объема заготовки на объемы - зоны простой геометрической формы. Получены расчетные формулы и разработаны алгос«?:' к программа расчета на 5ЦЯ.! текущей и конечной формы изделия, ч ¡гасительного удельного усилия на пуансоне, приведенных хомпокс:>~ работ внутренних сил и сил трения в любой момент да^оршровашш кольцевой заготовки в зависимости от соотношений размеров инструмента и заготовки, а такие и от условий трения на поверхностях контакта.

Практическая ценность. Предложенная инженерная методика проектирования технологических процессов комбинированного выдавливания изделий с внутренним фланцем из кольцевых заготовок с использованием ЬЦВ'Л обеспечивает получение изделий без дефек-

о

тсв внутреннего Сланца, предусматривает шбор рациональной схе-.цеАор.шровашя, а такса количества переходов туш достпсешя заданной fopinj изделия при ¡.апсимальних удельных нагрузках на инструмент. Методика может быть использована в системах автоматизированной технологической подготовки производства.

Реализация работы в промышленности. Результаты исследований использова1Ш при проектирован!«! технологических процессов комбинированного выдавливания точных заготовок деталей на предприятиях: г. Омска. Годовой экош>.шческий оофект от внедреиш составил £3,5 тыс. рублей.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и

обсуждались на научных конференциях и Днях науки Омского политехнического института, научно-технических совещаниях Омского Дощ техники IPGB - I98ö годов, научно-техническом семинаре "Пути повкяения эффективности холодно-иташювочпого производства", г. Ленинград, 1987г. По теме диссертации имеется две публикации.

Пбьеп диссертации. Диссертационная работа состоит из введения четырех глав, заклячешш и прило-нения. Работа изложена на IIO страницах машинописного текста, содержит S5 рисунков и 9 таблиц, список использованной литературы из 93 наименований.

ШДЖШШЕ РАЮТЫ И ЗАДАЧИ 1ШВД0ВАШЯ

Во введении приведено обоснованна актуальности темы диссертации, сформулированы цель работы, основные поло-нения и результаты, вынесенные на заг(иту.

В первой разделе показано, что при разработке технологических процессо получения изделий методами XDW целесообразно использовать классификации способов обработки, таблицы возмоздых вариантов технологических процессов, алгоритмы и программы для расчета на ЭЦВ'л технологических параметров, позволждарсх учитывать взаимное влияние большого числа Факторов и сократить время вычислений.

Ш основе анализа работ советских и зарубежих исследователей: O.A. Панаго, Р. Гейгера, В. Джонсона, В.А. Еэстратова, В.В. Евсти^еева, D.M. Колесникова, f>.A. Коммеля, А.Г. Овчинникова, Л.Д. Оленина, В.II. Перегятько , Л.Г. Степанского, II.Я. Тарковского, Г. /ерольда, К. Херольда, Л.А. !'Ьфмана и др. освежено современное состояние теории и практики получения сплоаннх и полых изделии ;.ie-

тощ ли холодного комбинированного с^да^лнвання при свободном течении металла в двух ллл нескольких направлениях.

Установлено, что ограниченное применение 1:о:.:5шкпозаншх процессов де'орг.ирозания с истечением металла в трех направлениях обеясияетоя слабом ;i:c язучалг'"гыо. '¿еореетчесюй анализ таких процессов, в основном . выполнен методам верхней оцснгки и линий скольжения, дающих хороаее пфкбттьс'з з •. лрс..-;.дз:к.. г,е-£оршрую-т:: уснлл.':. Перспектив;^:! спосо : ..зготовлеиия пзде-лий с внутренним (Гшанцеи является ксг.бпн-ированлое выдавливание из кольцевой ■ заготовки со свободным течением металла в полости лтогаа, обеспечивающее сшгеешю удельные нагрузок на пнетру-цент и псе теше его сто.лгосгп.

Показано, что для определения конечного ормоаклеиамя наиболее активным является шриационннГ. :.:зтод, который в условие прш.юнелгля шчкелателыю« тешиги позволяет релать практачос-кп любце задачи с достаточно;! для практики точностью.

Исходя из иэдо-хонного, поставлены сле^/кпие задачи исследования:

- разработка обойденной рвсчитиоС с-tet.ii вцдавливашк изделии с внутренним Гмщои из г.ольцевих заготовок для определения парамет!юв силового регяпла и формоизменения :ia основе типового расчленешя объема заготовки на объеми-зо;ш простой геометрической ^"орги;

- разрабоиа алгоритма и програмш расчета на сЦЗ'Л технологических параметров процесса, а также геометрических размеров заготовки на кадцом гаге де'ор-шровашя;

- экспериментальная проверка результатов теоретического аналиэя процесса;

- разработка практических рекокедяацкй по проекгпровашио технологических процессов miiiuctpoiioii'.oro видавливажя изделий из кольцешх заготовок m основе экспериментальных ;; теоретичес-

вк исследовании

Во мора;: -т. я доле наполнено теоретическое исследование параметров гориопзмснения и силового ротпма при дс"ог:.;;:розг-.:1,::: кольцсеых заготовок, ра.споло~екшх внутри 1>:л;;н\.л:ческс.. : ■: гр;я;:",

д

с- применением гладких; пуансонов и оправок.

Изучение картин искажения координатных сеток, нанесенных

на меридианалъдах поверхностях разрезных образцов,показало, что при деформировании кольцевых заготовок образуется два независимых: очага пластической: деформации ( один под горцем пуансона, второй над горцем оправки ) , особенность образования которых состоит в следующем: пуансон, воздействуя на кольцевую

заготовку, переменяет ее * относительно Неподвижных оправки и матрицы, одновременно внедряется в заготовку. Из сказанного следует, что перемещение пу-; ансона относительно матри-| цы на д Н связано с его J внедрением в заготовку на ; величину ih„ и одновремен-; нш перемещением заготовки i относительно оправки на j величину i h0 соотношением | Л Н» дЬп +лИо (ряо.1)

Информация об особен-1 ностях искажения координатных сеток и механизме образования очагов пластической деформации позволила разработать обобщенную расчетную схему для расчета и анализа формо^менения и силового реяима при комбинированном выдавливании изделий из кольцевых заготовок.

Согласно разработанной расчетной схемы (рис. '¿), весь объем металла заготовки раочленен на объема зоны простой геометрической формы с зонами пластической деформации Г,II, Ш, в очаге под торцем пуансона и зонами 1У, У, У1 в счаге над горцем оправки. В промежутке меяду очагами пластической деформации, на промежуточной стадии выдавливания (рис. 2 а; . находится.жесткая зона IX, которая отсутствует при смыкании очагов пластической

деформации (рис. 2 б) . Кроме того,на всех стадиях вдавливания

&

7"

S

г

u

IS

/

/ ul

Рис. I Схема выдавливания изделий из кольцевых заготовок

имеются зоны УП и УТИ, в которых уже закончилась пластическая деформация.

Рис. 2 Обобщенная расчетная схет комбинированного выдавливания изделий из кольцевых заготовок .

Размеры пластических областей в любой момент дефоркшрования зависят от соотношений размеров заготовки и инструмента, а также пяти неизвестных варьируемых параметров Нп; Ь0 5 Я*п > Я ко' А (Ьп,Ьо -соответственно глубины очагов пластической деформации под торцем пуансона и над торцем оправки; .'-радиусы ус-

ловных цилиндрических поверхностей раздела течения металла в очагах пластической деформация под горцем пуансона и над торцем оправки; Д ¿^-параметр, характеризующий соотношение ыатду величинами внедрения пуансона в заготовку и величинами перемещения заготовки относительно оправки ) .

Для определения неизвестных варьируемых параметров использован энергетический метод, основанный на вариационном принципе возможных изменений деформированного состояния. При этом варь-

ируемые параметры h„ ; ha ; RKn ; R,0 ; Д должны прит'мать значения, соответствующие минимальным значениям усилия на пуансоне и удовлетворять граничным условия),i для перемещения частиц металла.

Для упрощения уравнений составляющих работ всех внешних и внутренних сил на возможных перемещениях около состояния равновесия принимается, что материал заготовки жесткопластичный, а инерционные силы и упругие деформации инструмента отсутствуют. При этом полная работа деформации на бесконечно-малом перемещении пуансона ¿f-/ определяется как

An = hn * Ьср + Атр\ lxJ •

где - работа внутренних сил;

Аср - работа сил среза; Атр " работа сил трения.

После подстановки значений полная работа деформации имеет

вид

An^TsSJfrdV +Tjjtlc? dS +ß&JiLLrPd$fc) ■ V. 6 s

где Г - интенсивность деформаций сдвига в пластических зонах;

Цтр- разрывы в перемещениях на поверхностях контакта материала с инструментом; Uep-разрывы в перемещениях на поверхностях среза; Л - коэффициент трения; Т^а^Й - сопротивление сдвигу при условии текучести Мизеса. Выражение (Z j является функционалом, в котором неизвестные искомые функции Г ; LLrр ! Licf> зависят от искомых варьируемых параметров,' определяющих как формоизменение, так и потребное усилие деформирования.

Исходя из принятых условий определены компоненты перемещений и деформаций частиц металла, интенсивности деформаций сдвига для каждого участка на промежуточной и конечной стадиях процесса. Подставив их в уравнение (2), получим выражение для определения удельного усилия на пуансоне в каждый момент времени как функцию вида

= / (х, У, m, И, А, о(, Л, b, h, к); (з)

где X, V, m,n,A\Ms К.£>С> У ' эначения варьируемых

параметров, размеров деформирующего инструмента и размеров исходной заготовки, отнесенные к радиусу матрицы. При этом компоненты перемещений металла относительно матрицы и пуансона в зонах очага деформации под пуансоном, а также перемещение металла относительно матрицы и оправки в зонах очага деформации над оправкой принципиально отличаются друг от друга. Так для участка УН полное перемещение металла относительно пуансона имеет вид :

Irl1); (4)

Так как нижняя граница участка УН переменяется вместе с заготовкой и торцевой поверхностью пуансона относительно матрицы на величинудh0f- то фактическое перемещение точек металла участка УН относительно матрицы определяется как

Uun,~lAho-&hn RjCfcf" Ь (5)

Учитывая, _что й Ьп-&,ш hn 11лЬ0=АлЬп получим

i/fcw = 4/»nM <6)

1 fis-Rf

На участке III закон изменения перемещений относительно матрицы определен на основании граничных условий ( Hz\nf, upul'hniUi<M)=ühQ и линейной зависимости Ц от 2.) в виде

Дл^ жесткой зоны IX перемещение точек металла относительно матрицы имеет вид

На участке У1 закон изменения перемещений записывается_на основании граничных условий ( при2= hz; ц|* Ц®» .а также линейной зависимости U. от Z) в виде

Ui = £&hof ; О)

Аз~«2

На участке У1И, так как матрица и оправка являются неподвижными относительно друг друга, перемещение металла относительно оправки и матрицы имеют вид ;

Uw) *bho а (Ю)

"3- Кг

На конечной стадии выдавливажя, когда смыкаются очаги пластической деформации и отсутствует жесткая зона IX , образуется поверхность среза с пятью специфическими зонами. В каящой из этих зон разрывы в перемещениях определяются в зависимости от соотношений размеров К,!^; К«п:й*(|. Например, для случая когда радиус условной цилиндрической поверхности раздела течения Яко может находиться в трех зонах »

а для случая когда (ив зонах

. Учитывая, что работа сил среза в обцем виде определяется • как Аср<ц = ЛЦсрЖЬ получены выражения для определения работы сил среза по поверхности контакта двух очагов пластической деформации {2«/^} для каждого иэ пести вариантов соотношений размеров инструмента и и радиусов раздела течения металла/?кпи Як0 .

На рис. 3 представлены две ситуации соотноаений размеров радиусов инструмента и радиусов раздела течения металла при смыкании очагов пластической деформации.

Рис. 3 Поверхность среза при смыкании очагов пластической деформации: а - для случая?когда б - для случая, когда ; ¡¡¿<Вкп $ /?, Выявленные особенности рассматриваемой расчетной-схемы били учтены при разработке блок-схемы алгоритма и программ расчета на ЭЦЗ-! геометрических размеров, приведенных компонент работ и силовых параметров да промежуточной и конечной стадиях надавливания. Расчеты, проведенные на ЗЦЕМ ЕС1022, позволили получить значения !/?*■>АI &/>о/Я5;

зависимости от относительного перемещения

пуансона лН/Иу

Установлено, что при деформировании кольцевых заготовок ^ наблюдается три стадии:

- стадия распрессовки, когда происходит заполнение зазоров мезду заготовкой и внутренней поверхность» матрицы;

- стадия деформирования металла во внутренний фланец, когда отсутствует перемещение металла в кольцевой зазор между наружной повер-ностью пуансона и внутренней поверхностью матрицы, а такие, когда отсутствует перемещение металла в зазор между наружной поверхностью оправки и внутренней поверхностью матрицы; ,

- стадия комбшшрованшго вцдавливания, когда наблюдается одновре- ; менное течение металла во внутренний фланец и в кольцевые зазоры.

№1 этой стадии высота изделия постоянно увеличивается, в то время, как на первых двух стадиях высота изделия не изменяется.

Выявлено, что при деформировании кольцевых заготовок с использованием пуансона и оправки одинакового диаметра (рис. 4) , глубина полости, оформленная пуансоном больше, чем глубина полости, образованная при перемещении заготовки относительно оправки на :

протяжении всего процесса деформирования. . '

На первых двух стадиях вцдавливания перемещения металла относительно матриц научастках III, УН, У1,УН^ рав!ш между собой * и| <м)=А,А^™ как = ##=0(с,!- *°Р"УЛЫ "

6, 7, 9, 10) . А из уравнения внешних сил

Рп = Ро+-Ртр (П)

видно, что внешняя сила-рп ) приложенная со стороны пуансона больше, чем внешняя сила Ро , возникающая при перемещении заготовки относительно оправки на величину силы трения Ргр , препятствующей перемещению заготовки относительно матрицы. Поэтому, там,где приложена большая внешняя сила, там и более интенсивнее происходит процесс формоизменения, так как внешние силы £„ и Р0 уравновешивак>-тся внутренними силами соответствующих очагов' пластической деформации.

На третьей стадии вцдавливания неравномерность формоизменения в очагах под пуансоном и над оправкой объясняется тем, что перемещение металла из под пуансона в кольцевой зазор между вну-. тренней поверхностью матрицы и наружной поверхностью пуансона

противоположно перемещении заготовки относительно матрицы на ве-

г

Рис. 4 Диаграмма изменения И1Я3 и в зависимости от относительного перемещения пуансонаЛ#///$при деформировании заготовки инструментом с размера«! (?,= Крпвие I и 4 -

приЯ*0,1 ; 2 и 5 - приЛгй«3 и 6" прн//*0,-/ кривые 8 и 9 - экспериментальные; 7 - график перемещения пуансона.

личину А^о» в то время как перемещение металла в кольцевой зазор мевду внутренней поверхностью матрицы и наружной поверхностью оправки совпадает с перемещением заготовки да. л Ь0 • При использовании эффективных смазок сила третш Ртр снимется до нуля, тогда перемещение заготовки относительно оправки и внедрение пуансона в заготовку равны между собой (Д = .

Подставив в форг.гулы (б, 7, 9, 10) значения й^п'^Ьо из р^венстваН-^^ + К^-Ука получим, что для т&го? чтобы были тавны перемещения Иг^-и^), а также и^н) шЦ.Шм) необходимо, чтобы выполнялось неравен-

Из уравнения II видно, что увеличивая, или уменьшая силу трения й-р можно изменить силуР0. , с которой заготовка воздействует на оправку. Поэтому при некоторых соотношениях размеров инструмента и условиях трения силаРо монет быть весьма малой. В этом случае будет отсутствовать формоизменение заготовки, осуществляемое относительна оправки..

)

Установлено, что степень деформации в процессе выдавливания можно определить по изменению высоты внутреннего фланца. Топда накопленная логариАшческая степень деформации на ступени,

нагружешш определяется как _

& = £ (12)

где -высота исходной заготовки; Л -шаг деформации.

Поэтому, рри определении усилий выдавливания с учетом упрочнения можно использовать зависимость истинного напряжеш!я течения (¡, от логарифмической степени деформации ( для предварительно неупрочненньк холодной пластической деформацией иеталлав) в процессе холодной деформации

$ (13)

где (3^* -напряжение течения при

Л -коэффициент деформационного упрочнения. Тогда удельное усилие "выдавливания с учетом упрочнения определяется гак ^ _ ,

1м)

а полное усилие выдавливания с учетом упрочнения

(15).

где /* -площадь пуансона.

В третьем разделе изложена методика и результаты экспериментальных исследований, проведенных с целью проверки результатов теоретического анализа.

Изучение текущего и конечного формоизменения кольцевой • заготовки и силовых параметров в процессе выдавливания осуществлялось на установке, состоящей из гидравлического пресса Д0436 усилием 4'ДН, экспериментального штампа с встроенными тензорезисторны-ми преобразователями, тензометрического усилителя ТА - 5 , магнитоэлектрического осциллографа Н-П5 с блоком питания и устройства для включения масштабных тензорезисторов.

Для экспериментов использованы заготовки из алюминиевого сплава АД1 и стали 20. Размеры заготовок выбирались с таким расчетом, чтобы при выдавливании наблюдались все стадии деформирования.

При изучении закономерностей формоизменения и силового режима последовательно изменялись диаметры пуансона и оправки при постоянные размерах кольцевой заготовки.

j3 результате рас:зи*ровки полученных осциллограмм построене диаграмм зависимости относительных росстоянг-'! от jopua оправки

до верхнего ^¡А^ и нижнего горцев изделия, а так ;о зависимости относительного удельного усилия на пуансоне и зависимости от величины относительного переме чс:гля пуансона •

эксперименты подтвердили, что г.ри деформировании кольцево.'; .Tirorcoi.%: :й5лг-ютоя тр;1 стадии: -сгадля ртспрссеовк:!,1 -стадия ihí-»•звлтгчш :.:07сляа во энугреншй ''-лакец; -стадия ш£кшровон;г?го ьцдазликмил. Г»..а ovcm показано, что продолтштеяы¡ость сучостиова-ния сга.дк:; зависит от (*аккиески возникающих сопро1»влелт'. цстечо-:пп металла в кольцевые зазора к во внутренний фланец, на которкс влияет ссотно'лэние размеров депортирующего инструмента и заготовки, высоты гллнЗрую'тнх поисков на пуансоне и оправке, а таюхе и условия трения. В результате экспериментов устгновлсмо, ч?ч 'поцолчительноегь существовашя стадиЛ и переход одной стадии в другую происходит не одновременно в очагах декорации под г.уансонои и над опрвькоД.

Сравнение расчетных и экспериментальных завкс;п:оствй показало достаточную для практического использования сходимость, чио подri>í;¡>---.ддет г;риго;иость предложенной методика теоретического исслодова:л:л ¡ ?аз j: \-oп:е технологических процессов.

ú че^ергем -аздече приведена методика проектирования технологических процессов холодного выдавливания кэдели» :;з кольцевых заготовок.

При cp.íopo ягрконтп технологического процесса ж-обхоцлмо учитывать и возможность заковки складки во п.т/-треннем шланце. Установлено, что при де.'оргаповон;:;! изделия с еоотагояешяш размеров гагс-тевки и инструмента, опргдел;::з

точку с коорд,чшта?-Д1^j (cu. pie. 5} , которая лемнт ^ ir.где криво!.

("I

где »/flj -отн6.:онас (Эд.уео внутреннего отверстия заготовки к радиусу катркцы; Hs/S* -отпоге-

няе высоты исхс."учо:1 заготовки к тол'ддно оло,> ^еТ-орыруокого

05'аспь

oSfxiiaíaHun

складок

"V.C. О ПоЗ'ЮЛЬНЭЯ КРИВЕЯ устоичи-оон доберман;:;! рнутрепнего <í;ía¡na.

Í3

металла, прогете? устойчивая деформация внутреннего "ланца, а если эта точка летит вила криво'.';, то наблючается заковка складки во внутреннем фланце. При этом толщина слоя деформируемого металла определяется со стороны инструмента пуансона или оправки , имен ¡его меньший радиус.

Сопоставив данные об устойчивости внутреннего фланца выбираются размеры исходной заготовки и осуществляется расчет силового режима, й формоизменешш на ЗЦВМ. Пршенение ЗЦВМ дает технологу информацию о характере истечения металла в кольцевые зазоры и во внутренний фланец и не претендует на то, чтобы в результате расчета получить идеального совпадения размеров с размерами чертежа поковки, так как изменяя высоту и внутреншй радиус исходной заготовки, при истечении металла в грех направлениях, практически невозможно получить качественного совпадения размеров. Поэтому, основываясь на полученных результатах, технолог, при необходимости, корректирует алгоритм и прогребу, пли предусматривает дополнительные мероприятия, обеспечивание качественное совпадение размеров изделия с размерами чертежа поковки, основанные на конструктивных особенностях деформирующего инструмента (см. рис. б)

Рассмотрены ситуации несовпадения размеров расчетной поковки с размерам! чертежа поковки реальной детали:

Рис. 6 Схема с ограниченным течением металла в один из коль-

цевых зазоров и внутренний фланец

-при вычислении (прий,?^ получено, что радиус внутреннего фланца соответствует радиусу- внутреннего фланца поковки, а высота полости, образованная оправкой, больгае, чем соответствующая полость покоит!. Тогда, для получения полости требуемой величи-чиш следует предусмотреть ограничение течения металла в коль-

ценой зазор между оправкой и матрицей и во внугрешмй сланец. 1!апример, используя конструкцию инструмента, как показано на рис. 6а.

- при расчете процесса, когда диаметр пуансо!гШпили диаметр оправки й0 равен внутреннему диаметру матрицы, необходимо иметь ввиду, что в процессе деформирования возмохчо истечение металла во внутренний фланец и в один из кольцевых зазоров. Поэтому, если в результате расчета имеется какое-либо несовпадение размеров изделия реальны;.! размерам чертежа поковки, то необходимо ограничить перемещение металла в том направлении, г^е расчет показывает чрезмерное перемещение металла (рис. 6 5).

- при расчете процесса, когда , нео-оц/.мо иметь в виду, что больтя по глубине полость оформляется со стороны пуансона. Вели при этом расчет показывает такое-либо несовпадение размеров изделия размерам чертега поковки, то необходимо изменить конструкцию инструмента, предусмотрев ограничение течежя металла аналогично, как показано на рис б.

Приведенные ситуация несовпадения размеров являются* наиболее вероятными при деформировании заготовок, но не всеохваты-вакгдими. Расчет процесса деформирования с применением йЦН.! дает технологам значительный материал для выявления влияния различных факторов на формоизменение и силовой режим, а именно: проследить за характером изменения усилия на пуансоне, установить влияние состояния контактных поверхностей и смазки на силовой режим и формоизменение, определить влияние высот калибрующих поясков пуансона и справки, проанализировать изменение всех составляющих компонент работ на какдом шаге деформирования.

Приведен порядок разработки технологии выдавливания деталей "втулка" материал - сталь ¡¿О и детали "корпус" материал-алимлнпевый сплав ЛД1, с использованием изложенной методики.

ощж шзода

I. Детали типа "втулка с полил внутренним фланцем и кольцевал; отростками" целесообразно изготавливать комбинированным выдавливанием из кольцевых заготовок при свободном истечении металла в кольцевые отростки и внутренний фланец. Основные преицу-

щества - увеличение стойкости инструмента, сокращение количества переходов штамповки, повышение коэфулщиента использования металла

2. Проведено теоретическое исследование ^.ориоизменения и силового режима с виявлениеи особенностей комбинированного выдавливания на промежуточной и конечной стадиях выдавливания. Проанализировано влияние геометрических параметров заготовки, инструмента и условий трения на формоизменение и силовой ретна.1 при комбинированном вцдавливанин.

3. Разработани алгоритм и программа вычислении на 5ЦШ параметров формоизменения, силового режима и приведенных компонент рз-бит на каждом шаге деформирования.

4. Разработана методика экспериментального исследования процесса комбинированного выдавливания изделий из нольцевы заготовок, позволящрл изучать характер формоизменения к силовой реки.).

5. Изучено влияние соотношешй размеров заготовки и инструмента на формоизменение и силовой режим в процессе выдавливания изделий с внутренним фланцем.

6. Разработана методика проектирования типовых технологических процессов комбинированного выдавливания из кольцевых заготовок изделий, шлею'дий внутренний фланец и кольцевые отростки, предусматривающая использование ЬЦВМ и исключающая возшкноезшш дефектов во внутреннем фланце.

7, Результаты теоретических и практических исследований использованы при разработке новых технологических процессов и проектировании штаыповой оснастки на одном из предприятий г.Омска. Эффективность внедрения новых технологических процессов составила ¡¿3500 рублей

Основное содержание диссертации изложено в работах

I. Евстифеев В.В., Кокоулин В.П.,, ¡Шльниковский С.А., Игнатович И.А. Теория и технология высадки и вццавливания изде -лий из трубных заготовок. 7/ Пути повышения эффективности холодно-

штамповочного производства, г. Ленинград, 1987. - С. 48-53.

й. Расчет усилии и гГориоизиенение при номбширошнноц ьчцаышванш полюс кзделий с внутренним <:леицвк из кольпеьнх заготовок. // 0;:ск.'.'.;. политехнический институт- Онск, Т'ЛВЭ. - Р^с.-•еп. в ...ЖТД IC.0fi.S9, Р 3304-В Ь9

_______________16 .__________Г.______/

г. и.иоьу ии-цк, лот кмк, 1990 г. 3, э-//?7тир. /£>р С VI »0