автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование и разработка процессов выдавливания полостей в заготовках из инструментальных сталей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНУ

Р Г г ЕЙННИЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ШС1ИТУТ

. Од

На правах рукописа:

ГАЙДАМАК ОЛЕГ ЛЕОНИДОМ

СОВЕРШСТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ ВЦЦАВЛИВАНИЯ ПОЛОСТЕЙ В ЗАГОТОВКАХ ИЗ ИНСТРУМЖТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Специальность: 05.03.05 "Процессы в машины

обработки давлением"

Автореферат диссертации на солсхание ученой степени кандидата технических наук

г. Винища 1994г.

Диссертация яьййстся рукописью.

Работа вышшвда б Винницкш политехническом институте.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Огородников Виталий Антонович.

Официальнне оппонент

Заслуженный деятель науки и техники Украины, доктор технических наук, профессор Розенйерг Олег Александрович.

Кандидат технических наук, доцент Алаев Играиотдан Серадауддан ович .

Ведущая организация - ин ста тут материаловедения АН Украины.

Защита диссертации состоится " ¿6 1994г. на заседании специализированного ученого совета К 10.01,02 при Винницком политехнической институте ао адресу 286021 г.Виннйца, Хдельницкое шоссе, 95.

С диссертацией ыояно ознакомиться в библиотеке Винницкого политехнического института.

Автореферат разослан ** -1994г. .

Ученый секретарь сл ецаали зир ован н ого ученого совета

Дерабо А.В.

ОШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акгуальнооть тем». Современный этап развития обработки металлов давлением характеризуется совершенствованием сущеотву-юаих в созданием новых технологических процессов, позволяющих существенно.сократить потери металла и повысить производитель-"' ность труда, Ножное место среди них занимают процеоси холодно!! пластической деформации дорогостоящих высоколегированных инструментальных сталеИ. Извесгно, что холодная объемная деформация этих сталей уменшает балл карбидной неоднородности и размер оустенитного зерно, что улучает их физико-мехоническне характеристики. Инструмент, изготовленный методами холодной объемной деформации, имеет более высокую стоИкость.

В настоящее время все более широкое распространении методов холодной объемной деформации в инструментальном производстве происходит за счет применения таких технологий как выдавливание полостей слокиой конфигурации с применением облегчающих камор, выдавливание гпдиолышм обяатием, выдавливание с полезным действием сил трения, деформкровпипе с промежуточной.термообработкой и др. Однако широкое внедрение процессов деформирования инструментальных сталей в производство встречает ряд трудностей, среди которых основными явллвтея: -низкая пластичность инструментальных сталей, высокое сопротивление деформированию, отсутствие полной информации о иппрят.енно-дефор.мированпьм состоянии в процессах пластического формоизменения заготовок инструментального производства.

Несмотря на большой ннтерес исследователей к осесимметркч-ным процессом хрлодного объемного деформирования методы опреде-

ления напрянешш-дефорлшрованного .состояния в них развиты не достаточно. Аналитические решения осесишетрпчных задач связаны со значительными математическими трудностями и часто базируются , на недостаточно обоснованных допущениях. Б связи с-эт;;м, а также развитием вычислительной техш:кн сущестьенную роль пгодо.т«лют играть экспериментально-расчетные методы рбшен;;я объемных осе-симметричных задач пластичности. Все это обусловливает актуальность темы работы, посвященной дальнейшему развитию экспериментально-расчетных методов определения напряженно-деформированного состояния, совершенствованию на основе феноменологической теории деформируемости таких процессов как выдавливание радиальным об-катием, деформирование с.промежуточной термообрабаткой, а такие разработке нового для инструментального производства процесса выдавливания с полезным действием сил трения и создания оборудования для этой цели.

Цель работы. Совершенствование известных и разработка новых способов холодного выдавливания полостей в заготовках из инструментальных сталей на основе феноменологической террии де-.формпруемости металлов и исследования напрякенно-дефорыированно-го состояния, а таксе разработка оборудования для осуществления новых способов холодного выдавливания.

Научная новизна. Предложен новый метод расчета напрякенно-дефосмированного состояния, при моделировании нестационарных процессов осесимметричного деформирования заготовок, не имеющих свободной поверхности. Результаты расчета напряженно-деформированного состояния по этому методу поручили экспериментальное подтверждение. Исследовано напрякенно-деформироЕанное состояние и контактные, напряжения при выдавливании заготовок, из инструментальных

сталей методом радиального обкатин. Получены значения использованного ресурса пластичности в опасной зоне заготовки. Исследованы, закономерности восстановления запаса пластичности инструментальной стали при деформировании с промежуточной термообработкой. Исследовано влияние истории деформирования на закономерности восстановления запаса пластичности при деформировании с промежуточной термообработкой. Предложена методика расчета предельно допустимой степени деформации при деформировании с променуточной термообработкой, при которой ресурс пластичности" кавдого этапа деформирования рассчитывается относительно ново!! диаграммы' пластичности. построенной с учетом восстановления запаса пластичности в результате отанга. '

Практическая ценность и реализация работ» в промшленности.

Полученные значения использованного ресурса пластичности при выдавливании радиальным обкатием позволяют гарантировать бездефектное получение-шестигранных полостей. Эшоры контактных напряжений при выдавливании радиальным обжатием позволили выявить наиболее неблагоприятные области, в которых наблюдается резкий рост напряжений. Даны практические рекомендации по совершенствованию этого процесса.

Разработанная, методика расчета предельно допустимой степени деформации при деформировании с промежуточной термообработкой позволяет научно обоснованно назначать технологические переходы процессов выдавливания радиальным обжатием квадратных, треугольных и др. полостей, а также других процессов, при которых формоизменение без разрушения за один переход невозможно.-

Разработана конструкция штампа для выдавливания матриц с

. . 4

криволинеШшм прсфме-ц. Даны практические рекомендации по проектированию новых штампов для выдавливания различных заготовок, обеспечивающих формоизменение без разрушения с минимальнымиуси-лиями деформирования. Экономический эффект от внедрения результатов исследовании в промышленности составил 26 тысяч рублей в год.

• Публикации и апробация работы.

По результатам работы опубликовано шесть статей и получено 2 авторских свидетельства на изобретение. По материалам работы сделаны сообщения на третьей межотраслевом научно-практическом совещании "Проблемы повышения качества деталей и эффективности процессов холодной объемной штамповки", (г. Белебей - 1985), на .республиканской научно-технической конференции "Высокоэффективные локальные методы обработки металлов давлением" (г.Краматорск- 1984), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и сотрудников Вишшцкого политехнического института по итогам научной деятельности (1983-1992).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы из 102 наим-ний. Общий объем работы составляет {75 страниц машинописного текста 53 рисунков и 3 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечено, что в последние годы технология холодного объемного деформирования изделий инструментального производства достигла значительных успехов. Развитию и внедрению в производство процессов холодного объемного деформирования спо-

ообствовали роботы В.Н.Унксова, Г.А.Смирнова-Аллово, И.П.Ренне, А.Г;Овчинникова, В.Л.Колмогорова, О.А.Ганаго, Г.Д.Доля, А.А.Костили, BiA.Огородником, А.И.Хыбонлги, Й.А.Голопина,Д.П.Кузнецова, A.D.Kaxnpa, Х.Х.Мянда» Д.С.Лорнера, М.И.Шпецп, Г.В.Бунатяна, А.В*, А.В.Лясникова, О.А.РоззИбсрга и др.

Болое широкое использование методов холодного объемного' деформирования изделий из инструментальных столой сдераивается из-за недостаточной информации о механике пластического Формоизменения. В диссертации обоснована актуальность выбранной теми, сформулированы основные цели и задачи исследования.

В первой главо дана характеристика и анализ.процессов хо- > лодиого выдавливания полостей в инструментальных сталях. Показано,,что в последние годи все более Сшрокое распространение получает методы вылпплипошш полостей с применение» облегчающих камер, выдавливание радиальным обкаткем, а такие деформирование о промежуточной термообработкой. По результатам большого объема экспериментальных исследований процесса выдавливания радиальным Обжатием выбран оптимальный угол обжатия и некоторые другие технологические параметры. Однако достаточно полные решения, дающие надежный комплекс сведения о напряженно-деформированном состоянии, использованном ресурсе пластичности, контактных напряжениях, деПствугпйх im остастку и их распределение, отсутствуют, что сдерживает совершенствование данного процесса. При изготовлении изделий методами холодного объемного деформирования из инструментальных- сталей, важное место занимают вопросы еппяенпя усилия демор-мирования. Одним из методов снижения усилил деформирования является метод выдавливания с полезным действием сил трения. В четкости известно, что мокет быть достигнуто снижение удельного усн-

лия деформирования по сравнению с традиционным методом обратного выдавливания на 30-3552. Однако в известной нам литературе отсутствуют данные о вдавливании инструментальных сталей с полезны!.! действием сил' трения. Кроме тогр, остается неясным вопрос деформируемости инструментальных сталей по этой схеме. Внедрение этого метода сдеркпвается из-за сложности, необходимого оборудования. .

В некоторых случаях для достижения значительных пластических деформаций, пластичность материала при деформировании указанными методами оказывается недостаточной, и деформируемый материал разрушается. В этих случаях для достижения требуемой степени деформации без разрушения необходимо ввести промежуточную термообработку (откиг). Известно, что на восстанойление запаса пластичности существенное влияние оказывает температура отгига, время выдераки, структурные преобразования, происходящие в отжигаемом материале, предварительная степень деформации. Однако в известной нам литературе отсутствуют данные о восстановлении sanaca пластичности инструментальных материалов при откиге. Кроме того нам неизвестны данные о влиянии истории деформирования на восстановление ресурса пластичности при деформировании с промежуточной термообработкой. Методика расчета рекимов холодного деформирования с промежуточным отеигом сводится к расчету использованного ресурса пластичности на каздом отдельно взятом переходе и не о'транает общую динамику процесса, при котором происходи', увеличение предельного значения пластичности материала заготовв в результате отаига.

Существенную роль в решении объемных осесимметричных задач пластичности играют экспериментально-расчетные методы, однако

ах применение при моделировании процессов обработки металлов давлением, на имеющих свободной границы в процессе деформирований, затруднительно из-па неопределенности £ заданий граничных условий.

На основе анализа процесёов холодного выдавливания формулируются следующие задачи:

1. Исследовать напряженно-деформированное состояние и кон-•тктине напряжения при выдавливания заготовок пз инструментальных сталей методом радиального обаатвя. Оценить использованный ресурс.пластичности. Дать практические рекомендации по совершен-стпованго данного процесса.

2. Разработать й асследовать процесс выдавливания матриц йриэолйпеПного профиля, основанный па вкдаплилании с полезным действием сил трения.

3. Разработать конструкцию штампа для выдавливания с полез-ивы действием сил трения в методику ее расчета.

4. Исследовать закономерности восстановления запаса пластичности инструментальной стали при деформирования с промежуточно'! термообработкой.

5. Исследовать влияние истории деформирования на восстановление запаса пластичности при деформировании с промежуточной термообработкой.

6. Разработать методику расчета предвльно-доиубтвмой степени деформации при деформировании с промежуточной термообработкой,

которая отракала йы оСщуы динамику процесса изменения предельного значения пластичности материала заготовки в результате от-аига между переходами.

7.'Предложить.новый метод расчета напряженно-деформирован- . ного состояния при моделировании нестационарных процессов осеам-метрнчного деформирования заготовок, не имеющих -свободной поверх-■ности.' • -

Во второй главе исследрван процесс выдавливания радиальным рбяатием, схема которого представлена на рис. I.

'Рис. I

Анализ механики деформирования проводили экспериментальным методом. В меридиональном- сечении заготовки из стали P6I.15 наноси- •

I

ли координатную сетку с шагом 2 мм, координаты узлов которой служили исходной информацией для расчета напрякенно-деформированно-го состояния.

Расчет напряженного состояния проводили по методике, разработанной Ы,а.Рвачевым;

Г1о ятой методике расчетное поло напряжений определяется о эгав выражений, тсадесТвенно удовлетворяйте™ уравнениям,равно-.зтемя и статическим граничным условиям

где в... известные поля напряконий, причем б4 /. _

V У

удовлетворяет золагяям силовым граничным условиям и уравнениям

равновесия внутри обя*стя, а б.»- при К>0 удовлетворяет

у»

однородным силов№1 условия)« на границе и так ке уравнениям равновесия внутри области. КаэЗДиц'.гснты Ся в формуле ( I ) опрепе- . ляли йз условия минимальности среднеквадратичного отклонения де-

аиаторов от пеоилторор бц , нчПденинх по

у V и У / .

окспоримонтально полученной исктаенной-делительной сотке на осно

вомни физических уравнений. ( 0о - гидростатическое давление) . Поля напряжений б- • к строились метопом Я - функций

V

О помощью функций напряжений Мпксквелла - Морера на базе последовательности кубических япумерньсс В - сплаЛноп, заданных ьа равномерной прямоугольной сетке, накрынагцеЛ расчетную область.

Данный мотоп позволяет рассчитывать напряженное состояние осесимметричных процессов холодного обьомного пеформ1фОваннп и получать расчетные поля напряжений, тождественно удовлетворявшие ссем уравнениям равновесия, а вычислительные алгоритмы не зависят от геометрии образца.

Степень деформации • && определяли по всему обьему деформируемой заготовки по формуле

г

( 2 )

о

где __ _^_=_

У , (з)

> * ' ~ комп°ненты тензора деформаций.

(£1

Ш основании этой методики разработан шкет прикладных программ для расчета на ЭШ ВС-1022 напряженно-деформированного состояния по НДС, нанесенной в меридиональном сечении образца, позволяющий автоматизировать процесс расчета напряжений для оое-сиыыетричных процеосов ШД.

Рис.2.

В результате расчета процесса ВРО для заготовок из инструментальной отали Р6М5 получены поля напряжений бл , 6г ,

| t , поля показателя напряженного состояния £ и сте-пена деформации для трех стадий деформирования. На рис.2 йредегавлоны поля р и Ри для последней стадии деформирования.

На оснований полученного НДС бил определен использованный рвоуро яластячности по методике В.А.Огородникова, учитывающий влияние третьего инварианта тензора напряжений и истории дефор-ьгароиаяил но пластичность. Результат расчета показывает, что запас пластичности деформируемого металла позволяет обеспечить формоизменение заготовки при заданных параметрах без разрушения, а' йспольэованныЯ ресурс пластичности в наиболее опасной точке для отала РШ5 равен 0,54.

Оценка прочности оснастки и усилил выдавливания проводились по рассчитанные контактным напряжениям, эперы которых приведены на ряс. 2.

' Из анализа это с контактных напряжений, действуадих на матрацу можно сделать вывод о том, что в зоне прплегасдей к верхней части заготовки имеет место резкий рост контактных напряжений, превышаидих значения напряжений в средней части заготовка в два раза. Этот рост напряжений моано оРьяснвть тем, что на последней стадии деформирования материал заготовки вытесняется в вазер меаду матрицей и толкателем, где происходит его закрепление. Длл toro чтобы избегать отого, необходимо выполнить феска на верхней nâoifl заготовки. Это исключит защемление материала заготовки между матрицей а толкателем. В результате, уменьшатся максимальные

контактные напряжения действующие на матрицу и толкатель, повысится срок их службы.

В-Дватьей главе проведено исследование процесса изготовления матриц с криволинейным профилем для осесишетричного прессования методом выдавливания с полезным действием сил трения.'

"Силы трения являются полезными в том случае, когда их действие способствует течению металла заготовки. Схема процесса пред-

ставлена на рис. 3«

ф

Рис. 3.

В контейнере I размешены пуансон 2, заготовка 3. прозввсн оуаноон 4, содержащий вкладыш 5, вспомогательную матрицу б а асцо-иогатедьнув деформируемую среду 7.

Величину вклада с.;л трения варьировали путем изменения геометрии вспомогательной деформируемой ореды (свинца) 7. Установлено, что с увеличением хода протииопуансона 4 наблюдалось существенное снижение усилия деформирования. По сравнении о обратным выдавливанием (противопуансон неподвижен) удалось снизить общее усилие деформирования более чем на 50%, при этом вклад сил трения, способствующих течению металла в процессе формоизменения заготовки, был максимальным.

Исследование напряженно-деформированного состояния проводи ли экспериментально-расчетным методом по искажению координатной сетки, нанесенной в меридиональном сечении заготовки.

Область применения экспериментально-расчетных методов не органичивается расчетами &тя тех образцов, на которых получено экспериментальная информация. Использование ряда гипотез, иашед пах практическое подтверждение, открывает возможность их причинения для моделирования процессов. Известно, что при соответствующей подборе граничных условий деформированное состояние оказывается близким доке для тел, относящихся к различно!«/ классу (*> дальнейшем предположение об идентичности деформированного состояния модельного и натурного образца будем называть "гипотезой о кинематической подобии"). Полагая кинематику, полученную на модельном образце, идентичной натурным образцом из других материалов, можно перейти к напряженному состоянию и к оценке дефоршрц-еыости, используя кривые течения, диаграммы пластичности и другие характеристики материала натуры. Однако, при реализации такого подхода возникают проблемы , связанные с тем, что для восстановления тензора напряжений по давиатору напряжений необходимо до-

нолнитэльное уоловие (усилие деформирования, закон трения или другие граничные условия), которые для натурного образца неиз-йестны.

Использование для расчета напряжений граничных условий на свободной поверхности апготовки матрицы (как в случае с процессом выдавливания радиальным обжатием) не предотавляется возможным, ¥ак как на последнем этапе деформирования эта граница практически отсутствует. В.А.Огородниковым и другими показано, что пути деформирования р для материалов с различными меха-,

ийчаскшди свойствами оказываются близкими. В дальнейшем предпо-ловеиио о близости путей деформирования модели и натуры будем нааывать "гипотезой о подобии путей деформирования". В сочетании о'гипотезой о кинематическом подобии она проводит к утверждение о подобии полей показатели напряженного состояния р . Указанно е предположение впервые использовано нами как дополнительное уоловие, необходимое при определении напряженного состояния заготовки из материала натуры. Схема расчета при этом состоит в тга,

I •

что д.свиоторы натурного образца определяются по кинематике модельного образца и кривой течения —<//*{,) материала натуры. Далее находим гидростатическую составляющую тензора напряжений Од так, чтобы напряжения в натурном образце удовлетво -ряди уравнениям равновесия, а поло показателя напряженного состо-яни р было Слизко соответствующему полю модельного оброзца.

По. данной методике были расчптаны поля напряжений • Л™ заготовки из стали Р6М5. Деформированное сос-

тояние рассчитывали по соотношению (2). Достоверность полученных

расчетных результатов была подтверждена определенней интенсивности напря&вйи^ и атейзни деформаций £го распределении. твердости деформированного ыетевШ* этой ^¿йвдбйи'я численных знача- . ний не превышали а ¿¿/—Щ,-

При анализе напряженно-деформированного состояния установлено, что показатель напряженного состояния изменяется от минус двух до минус шестнадцати, т.е. формоизменение происходит в условиях всестороннего вжатия. Причем зоны максимальных деформаций приходятся на зоны максимального всестороннего сжатия. Зоны минимальных деформаций Ри = 0,1 находятся вблизи свободной поверхности, а на самой свободной поверхности деформации практически отсутствуют. Таким образом, можно предположить, что при таком характере распределения напряженного и деформированного состояния разрушение материала заготовки на произойдет.

Широкое внедрение данного процесса в производство сдерживается из-за несовершенства и сложности имеющегося оборудования, поэтому нами была предложена конструкция штампа (рис.'»).

Штамп работает следуадш образом. В исходном положении рабочая среда гидросистемы, подаваемая под давлением через магистраль 4 в обратный клапан 5 в полость контейнера противодавления, удерживает противопуансон 7 в крайнем верхнем положении. При этом слив производится через сливное отверстие 12 и 13. При движении пуансона 26 усилие деформирования через заготовку 2 передается на противопуансон 7. При его перемацониа вниз сливноо отверстие 13, парекривается втулкой 14. Созданное при этом избыточное дивлоива закрывает обратный клапан 5. Рабочая среда при этой сливается через клапан 6.

Pao. ч.

Созданное таким образом противодавление препятствует перемещению протпвопуансрна. Заготовка 2 занимается между пуансоном и противопуансоном. При дальнейшем движении пуансона 26 приходя* в движение звенья кинематической цепи 24,23,22,21,18, перемещал копир 17 вправо. При.этом втулка 14 под действием копира 17 открывает сливное отверстие 13, часть рабочей среды стравливается на слив, и противопуансон 7 отслеживает перемещение втулки 14 до завершения процесса деформирования. При перемещении пуансона 26 . вверх, звенья кинематической цепи под воздействием пружины 20 занимают свое исходное положение. При этом втулка 14 перекрывает' сливное отверстие 13, и давление рабочей среды поднимает противопуансон вверх, выталкивая вдавленную заготовку.

Таким образом, перемещение рабочих органов штампа жестко связаны кинематической цепью, при этом закон взаимосогласованного перемещения рабочих органов может быть задан по любой сложной функции, при помощи изменения профиля копира и передаточного отношения рубчатых колес, при этом звенья кинематической цепи не воспринимают усилия децормирования. Процесс извлечения заготовки из штампа автоматизирован. Конструкция штампа позволяет использовать, его на стандартном кузнечно-прессовом оборудовании в условиях гибкого современного производства. Новизна данной конструкции подтверждена авторским свидетельством на изобретение..

Предложена методика расета звеньев кинематической цепи и профиля копира, позволяющая обеспечить формоизменение заготовок различного профиля без разрушения о минимальным усилием деформирования.

В четвертой главе исследованы закономерности восстановлв-Нйя запаса пластичности в условиях оложного деформирования инструментальных сталей о промекуточной термообработкой.

Проведено моделирование процессов холодного объемного деформирования с промежуточным отжигом при следующих видах нагрукения: растяжение, кручение, осадка о различными условиями трения на торцах образцов, растяжение с кручением. Всего испытано IBO образцов. Все образцы изготавливали вэ стали Р6М5. Заготовки для образцов брались иг одной партии металла. Образцы доводились до различных стадий предварительной деформации (по три образца на каждую точку), затем производили отаиг в электропечи при температуре ?Б0°С с выдержкой 1 час (охлаждение с печью), после чего деформировали до разрурения.

По результатам экспериментальных исследования была построена зависимость ^ в г/Л/Дгде в ^ - использованный ресурс пластичности до и после отжига соответственно) R расчитаны доверительные интервалы с надежностью 0,95 для простых видов деформирования (растяжение, кручение, осадка со смазкой торцов,£ *tw»fé) н для сложных видов деформирования (растяжение с кручением, осадка без смазки торцев р « Jfaf)* Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о слабом влиянии истории деформирования (для данных видов кспытонкй).на закономерности восстановления запаса пластичности при промекуточной термообработке, а закономерности восстановления запаса пластичности стали P6Ü5 хорошо согласуются о результатами, полученными Смирновым C.B., Богатовым A.A., Колмогоровым В.Л. для сталей 20, СТЗ и др.

Предложена методика расчета предельно-допустимой степени деформирования с промежуточной термообработкой. Отличительной особенностью данной методики является расчет использованного ресурса пластичности на каадом этапа деформирования относительно новой диаграммы пластичности, отражающей изменение предельной пластичности материала заготовки, в зависимости от величины предварительной деформации и восстановления запаса пластичности отжигом. Исходными данными для проведения расчета являются: диаграмма пластичности материала заготовки; пути деформирования частиц материала опасных зон заготовки; экспериментальная зависимость

= «/Т'^для конкретного вида термообработки. Расхоздение экспериментальных и расчетных значений ^ , полученных по данной методике, не превышало

ОСНОВНЫЕ ШВ0.Ш

I. Исследовано напряженно-деформированное состояние процесса выдавливания радиальнш гЗжатием вестигранной полости. Получено распределение напряжений и деформаций по всему объему заготовки. Для наиболее опасной зоны, прилегасцей к нижней части мастер-пуансона, рассчитан использованный ресурс пластичности с учетом третьего инварианта тензора напряжений на пластичность. Показано, что полученные значения использованного ресурса пластичности не превышают 0,54, а контактные напряжения, действующие на мастер пуансон близки к критическим. Анализ эпюр контактных напряжений позволил обоснованно ввести конструктивные изменения заготовки с целью совершенствования процесса.

. 2. Разработан и исследован процесс выдавливания матриц с криволинейным профилем. Исследовано влияние различных схем до4оу-

мирования на распределение степени деформации л объеме заготовки, а также на энергосилояые параметры процесса формоизменения. Уотановлоио, что.наиболее оптимальной схемой выдавливания матриц крйволииойного профиля является выдавливание с последним действием сил трения, при которой в процессе деформирования происходит перемещение зиготовки относительно неподвижной матрицы (контейнера) в направлении, способствующем течению материала заготовки. Кинематика перемещения пуансона и противопуансона рассчитывается из условия постоянства объема заготовки и неизменности положения свободной поверхности торца заготовки по отношению к матрице (контейнеру). Эта схема обеспечивает деформирование без нарушения" сложности материала заготовки, а усилие деформирования более чем но 50,^ меньше, чем при традиционном методе обратного выдавливания..

3. Предложена методика расчета иапрлзенно-дсформпрованного ооетояния при модолиро). лжи процессов обработки металлов давлением, о которых заготовки при деформировании не имеют свободной поверхности. Достоверность методики подтверждена экспериментально.

4. Разработана конструкция штампа для выдавливания с противодавлением, позвалшдая производить деформирование матриц с криволинейным профилем по Наиболее оптимальной схеме. Разработана методика расчета кинематики перемещения пуансона и противо -пуансона для различных форм заготовок, позволяющая при деформировании создавать благоприятную схему напряженно-деформированного состояния с минимальными усилиями деформирования. Конструк -ция итампа может бнть применена на универсальном кузнечно-прес-совом оборудовании.

5. Проведено экспериментальное исследование восотановления

использованного ресурса пластичности про отжиге после холодной

■ 1

пластической деформации инструментальной стали РШ5. Полученные результаты хорошо согласуются о результатами, полученными ранее для других сталей, таких как сталь ' 20, от.З I2XI8HI0T.

6. Установлено, что история деформирования,для исследованных путей деформирования, не оказывает существенного влияния на закономерности восстановления использованного ресурса пластичности при деформировании о промежуточным отжигом..

7. Разработана методика расчета предельной степени деформации при деформировании с промежуточным отжигом. Отличительной особенностью данной методики является расчет использованного ре-оурса пластичности на каждом этапе деформирования относительно новой диаграммы пластичности, отражающей изменение предельной пластичности материала заготовки в зависимости от величины предг верительной деформации и восстановления запаса пластичности отжигом.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах;

I. Бунатян Г.В., Гайдамак О.Л., Деформируемость заготовок при выдавливании радиальным обжатием. // Проблемы повышения качества деталей и эффектгэности процессов холодной объемной штамповки. Тезисы науч.-тех.конф. - М., I9U5 - С. 49-60.2. Гайдамак О.Д., Огородников В.А., Покрао в.Д. Формообразование матриц сложного профиля методом выдавлишгя о лолеэнш действием сил трения. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1987,. - К 9 - С. 55-59.

3. Огородников В,Л., Рьачеь U.A., Гн¿¡дпинк О.Л. Выдашшваниа инструментальных сталей.// Кузнечно-штамповочнив производство.

- 1987. - Ü 8 - С. 8-И.

Гайдамак О.Л., Огордников В.А. Восотаноилепие запаса плис-'ичноста в процессе отжига после холодной деформации.// Огородников В.А. Деформируемость и разрушение металлов при пластическим формоизменении. Учеб. пособие - К.: УМК ВО, 1989. -С.134-136. ...

5. Огородников В.А., Гайдамак 0.Л.» РвачевМ.А., Покрас Б.Д. Вида вливание инструментальных сталей радиальная обжатием.// Теория коми и штамповки: Учеб. пособие для студентов машиностроительных и металлургических специальностей цуэов.// Е.П.Унксов, У .Джонсон, В.Л.Колмогоров и др.: Под обл. рад Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова*

- 2-е изд., ncpepuö. и доп. -М.: Машиностроение, 1^92.-С.105-109.

6. Огородников.В.А., Рвачев М.А., Покрас В.Д., Гайдамак 0.Л. Моделирование ..апря*енкого состояния в процессах о<$ье:лного формоизменения на основании гипотезы о подобии путей деформирования. // Кузнечно-ш'шлповочное производство. - 1991. -С. 2-5.

7. A.C. 99039 5 (СССР). Штамп для Получения реющего инструмент удлиненной Формы с зубьями. / Матвеева С.И., Гайдамак 0.Л. Опубл.-I9BB. Б.И. ЯЗ.

8. A.C. 1319Е'Р8 (СССР) . Устройство для вылавливания полостей в заготовках. / Огородников В.А., Гайдамак О.Л.. Покрас В.Д., Рьачев М.А. Опубл. IPE7. Б.И . *24.

Подписано и печать 15.04.94г. Зак. К; 7. Тир. 100 экз. Печать офсетная. Бумаге типографское fe I. СКТБ "Модуль", Хмелыищгсое шоссе, 97.