автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование и разработка ресурсосберегающих технологических процессов комбинированного выдавливания деталей с наружными выступами

Р Г 6 ff}^VTOPC¡fflfl ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

2 1 ДЮН Ш93

На правах рукопиои ГРАЧЕВ ИГОРЬ АНАТОЛИЕВИЧ

- CDBEPMHCTBOBIHflB И РАЗРАБОТКА РЕСУРСО -СБНРЕГАЙЩ ТЕХНОЛОГИИ ЕСШ - ПРОЦЕССОВ КО!ЖИН ПРОВА ИНОГО ВКйАШ1ИЕ1НИ!Т ДЕТАЛЕЙ С НАРУЕНШ ВЫСТУПАМИ.

Спвциадьностм

05.03.05 - "Процессы и макины обработки давлением"

•■АВТОРЕФЕРАТ .'

Яисоеррацш Fía соискание ученой отегтен:! кандидата технических наук

[Срамат'грок -.1993

Работа выполнена на кафедра "Обработка ыегашюв давлением* Крамагорокого ивдуотриального инагитута.

Научный руководитель : доктор твхнячеоких ноук, профеооор ООГОЛОЗ Л.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профеооор ДОРОЙ® В.И.

кандидат технических наук, доцент ЙУ2ШЕШ0 Б. И. '

Ведущее предприятие г ЛазовакоН куанечно-механичеокий вавод

Защита диооертации ооотоитоя " ¿//¿Р*/? 1993г. в чаоов на ваоедании опециатааированного оовета Д.068.01»01

при Крачатороноы индустриальном анотитуте по аяреоу: 843916, г. Краматорок, Донецкой обл. , ул. йгадинова, 76.

. С диооертациеЯ можно овнакомигься в библиотеке Краматорокого индустриального инотитута.

Автореферат разослан " ^&& г.

Учений оекретарь специализированного оовета к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ *

Актуальность темы.Решение вадач по расширению технологических вовможноотей, номенклатура, аоортимента и кэчеотва готовой металлопродукции неразрывно связано о широким внедрением новых технологических процеооов, основанных на комбинировании равличных схем ,'в том чиоле сочетании процеооов прямого, обратного и поперечного выдавливания, обеопочивающих получение поковок оложных форм, как оледо'твие, повышение эффективности иопольаования металла и снижение удельной трудоемкости последующей механической обработки.

Процеосы обратного и поперечного выдавливания изучены достаточно полно о точки врения теоретического анализа, а также проектирования технологической оонастки. Вместе о тем, такие вопрооы как зат,екание металла в клиновую полость, аналив показателей деформаций сдвига , влияние ограниченного количества боковых отроотков на силовой режим поперечного выдавливания, а также вопросов совместного аналйэа различных технологических ахем в их сочетании являются не изученными или изученными ш достаточно полно. Отмеченное одергивает широкое промышленное использование комбинированного обратно-поперечного выдавливания и делает актуальной цель настоящего иооледования .

Цель работы. Совершенствование и внедрение уточненных методик расчета напряженно-деформированного состояния металла и проект -рования технологических режимов, обеспечивающих повышение технико-економич'зских показателей процеооов комбинированного обратно- поперечного выдавливания полах изделий о наружными выотупамя.

Научная новиена. На оонове результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана; уточненная методика расчета внерго-силовых параметров, деформи^. ..вшия при комбинированного обратно-поперечном выдавливании. Получена аналитические зависимости для определения усилий деформирования при несвободном течении металла в боковые каналы матрицы, учитывая граничные условия овязи по напряжениям при переходе от одной зона к последующей. Разработаны математические модели и программные средства, использующие адекватно представленные детерминированные оценки показателей сопротивления металла деформации с учетом изменения температуры и степени деформации. Получена змпиричеокие коэффициенты, связывающие силовые парах Дчосертация, выполнена при научной консультации кандидата технических наук, доцента И.С.Алиева.

метры поперечного выдавливания боковых отростков о их количеотвом, установлен диапазон их вначимооти. ¡Экспериментально неучены возможности комбинированных технологичвоких процеооов, сочетающих прямую> поперечную и обратную охеаы выдавливания. Разработана рекомендации да выбору технологичвоких охеи, направленные на снижение енергети-ческих а а трат и стабильность процеооов комбинированного обратно -поперечного выдавливания. Новизна техничеоких решений ващищена авторскими свидетельствами.

Методы наследования. В работе попользован комплексный подход, включающий теоретичеокие и вкопериментальные исследования. В оонову теоретичеоних наследований положены методы теория пгаотич •» нойти, методы теории иооледования операций, Екязчакщь'а даеешта -чзо кое моделирование на ЭВМ. йкошриыенталшш еовгеяовдмя шдер~ вали фивичеокое моделирование в лабораторных условиях, иеиередая о иопольвовашем тенвометричеокой ацдаравдзи а оценку качеотва готового наделяя.

Прзктачеокая ценнооть. Разработаны и внедрены уточненные методики и алгоритма раочета деформационных уоилий комбинированного выдавливания и его доставляющих, обеопечивачцие более полное использование ыовщоогей оборудования, оцзнну напряженного ооотояния инструмента для повышения его отойкооти. С целью расширения технологических вовыохиоотвй расработан опоооб изготовления изделий о боковыми выотугаыи, раопологеннами ® равном уровне вдоль сои детали, цутеи поперечного выдавливания металла в полооти составной матрицы, .выполненные под острда углом к оои контейнера в направлении иотечешш металла ваготовки.

Разработаны и внедрены рекомендации по проектированию техно -логической оонаотки и охеи реализации комбинированного обратно -поперечного выдавливания поковок оло*ной конфигурации, обеспечивающих отебильнооть'процеооа и требуемое качество изделий. Разработаны и внедрена в прои8водо?во не таллооберегаюцая .технология горячей штамповки полих деталей о внешними выотугоми, конотрукция и опоооб получения заготовок водеохлаадаемых пуаноонов горячим плаоточеоким деформированием.

Реализация работы. Ревультагя я рекомендации, содержащиеся в работа, иопольвоваяы: Выоокогорвдаш механичеоким ваводом яри производстве детали типа "отаквн" « давшими вштудами оо ониже -ниш раахода металла 114,8 кг. на тонну вшивав; Донецкий ПО "Точмаш" Для ивготовления водосхлаадэемых цуаивйвов шошштоЛ

отойкости и еиономией ¡типовой о та ли до 10 тонн в год; в условиях "УкрНШметаллургмат" при проектировании технологических гроцеосов и оснастки для получения оребрепнах геплообмешиков » в частности, прочностной расчет инструмента и режима заполнения клиновых полоотей.

Годовой економичеокий эффект от внедрения результатов работы составил 323,0 тыо. рублей ( 1991 г.).

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на научных оеминзрзх кафедры 0"Д и объединенном научном оеминарэ факультета /ШОМД Крзматорокого индустриального института, юбилейной научно-технической конвенции "Прогрессивные процессы обработки металлов давлением" (г. Краматорск, 1993 г.), научно-техническом семинаре "Ресурсосберегающие технологии в создании систем и машин для интегрированная производств" (г. Краматорск, 1?89 г.), вокальном научно-техническом семинаре "Применение лазеров в народном хозяйстве" ( г. Челябинск, 1989 г.), нзучно-тзхничеокой конференции "Прогрессивные малоотходные технологии холодноштамповочного производства" (г. Челябинск, 1968 г.).

Публикации. Ооновное содержание диссертации опубликовано в шеста статьях и защищено двумя авторскими свидетельствами.

Объём работы. Диооертзционная работа состоит из введения , четырех глав, общих выводов, опяока литературы (Ю5 наименования)

приложений, содеряит 116 страниц машинописного текста, 100 рисунков, 2 таблиц.

ОСНОВНОЕ С0ДЕР1ШЕ РАБОТУ

Введение. Во введении обооно-в.ла актуальность темы диссертационной работа, представлена исходные предпосылки, номенклатура, назначение изделий, полученная комбинированны.! обрагно-поперечныя выдавливание«, наложены предотавленнае к защите основные положения теоретических и експериментальнах разработок автора.

Первая глава. Рассмотрена споообк, оснастка и оборудование для штамповки деталей повышенно!* сложности, классифицирован рад поковок,' получаемых комбинированным обратно-поперечным выдавливанием о наличием характерна учэотнов (рис. 1 ):'- ватекание в полость бокового отростка, в том числе переменного оечения (клиновая полооть)} уча о то к 2 - поперечное выдавливание о одно- или друхаторонней подачеЯ металла; участок 3 - истечение в аазор

РиоЛ

аеэду пуансоном и матрицей, имеющий иеого ори обратном вида в ли ват» - учаоток 4, включая аону ооадкя - 4а. При &тои вое участки овяааш иееду собой гранича»« условиями по напряжениям ( 0| ... б4) , что позволяет перейти к их дифференцированному аналяву для получет наиболее общего решения. '

С точки вреиия теоретического аналива процесса обратного в поперечного выдавливания неучены достаточно полно в работах А.Д.Томденова, И.П.Реннв, Х.А.Хоф/ана, Р. Хилла, X. Нудо,. А.Г.Овчи) ник.ова, В.А.Евотрагова и других ученых по оовданик ииженернах методик расчета напряяенно-дафориированного ооатояния, проектирования технологий и сонаотки.

Проведен сопоставительный анализ расчетных распределения / приведенного давления, получениях по отдельна* иавеатш« методика* и вкопернаентапьнах данных, по результата* которого был ревоыендо-

?

взн подход на основе метода верхней оценки для определения силового режима процессов обратного и поперечного выдавливания.

Вместе о тем, рад вопросов таких как затекание металла в узкую клиновую полость о анализом степени и скорости деформаций сдвига, учет исченения сопротивления металла пластической деформации по длине полости, отличакв^йоя по кинематике от процесса заполнения полоото штампа; влияние количеотва и геометрических параметров боковых отростков на оиловой режим поперечного выдавливания, а также вопросы совместного анализа различных технологических охем а их оочетании являются изученными недостаточно полно.

На ооновании результатов проведенного анализа и в соответствии о целью работы поставлена следующие основные задачи иооле -дования:

1. уточнение математической модели процесса комбинированного выдавливания, включая теоретический анализ нзпряяенно-деформиро-ванного "состояния металла для отдельных составляющих}

2. экспериментальное исследование технологических параметров и особенностей реализации процессов изготовления полых поковок со сложным наружнда профилем (выступами, отроотками, фланцами);

3. разработка рекомендаций по совершенствованию технологических режимов процеооов комбинированного обратно-поперечного выдавливания о учетом уточненной математической модели и результатов экспериментальных исследований}

■1. внедрение в производство подученных разработок, рекомендаций и технологий.

Вторая глава посвящена теоретическому анализу силового режима процесса комбинированного выдавливания и его составляющих охем на основе условия овязей граничнЦ .напряжений при переходе от одной зона к последующей. В частности, анализ нэпротенчо~дварьированного состояния (НДС) первого участка рассмотрен на примере заполнения клиновой полости, как наиболее чаото вотрвчеящшоя случае. Исследования проведена методом полей линий скольжения , учитывающим двухмерный характер пластического формоизменения. Построение полей характеристик в (физической плоскости сведено к решению'четвертой статически определимой краевой задачи, характеризуемой наличием особой точки я центрированного веера,а поля характеристик в плоскостях годографа,деформаций и напряжений получены о использование» принципа ортогональности.Расчет граничная напряжен!?й

б, проведен по методике,предполагающей анализ условий стати-

в

чеакого равновеоия граница раздела жесткой и плаотичеокой вон. Ив аналива подученных распределений,уотановлено,что при малых вначениях

Li/ Hep напряженное и деформированное состояния являются неоднородными о максимумом напряжений и степени немонотонности на контактных поверхностях, а такие при наличии максимальных углов и касательных контактных напряжений.Вместе о етим.для относительно низких очагов деформации ВДС отразится к однородному,что позволило исполь-вовать инженерные методики, основанные на гипотезе плоских сечений, а иоходя иа соответствия граничных уоловий при использовании различных методов, полученная зависимость

б«,/2КсИ i* jUcp/i|e4){tt[{* была количественно адаптирована к результатам аналива методом полей линий скольжения при помощи коэффициента

й»- б</GHi,05+0M Hi /L)(0,Qg*0№M)(0,Q8Wl}Jl где L , Н» , oi - геометрические параметры клиновой полости;

J1 - ковф£ициент трения; и - граничные напряжения рао-очитанные по инженерной методике и методом полей линий скольжения соответственно. Следовательно, для раочета напряжений б» о учетом напряжения подпора бо и коэффициента 11$ справедлива

8ШИ0Ь бс|гкср= Ы^Фр^Щни^-Шь (I)

Разработана одномерная математическая модель процеооа ваполне-ния клиновой подооти »основанная на чиоледаом рекуррентном решении конечно-разностной формы уоловия отатичеокого равновеоия выделенного елементарного объёма очага деформации. Рекуррентная формула , иопольвованная в данном случав, представлена в виде

а граничные уоловия при ( j } J + 1):

Кхф«!,1556^6^ a^Qfi (гцг<мА)>

где 6*ij)- нормальные напряжения подпора, требуемо го для реализации процеооа} Кх(1) - текущее вначение сопротивления одвигу материала заготовки} pifli , - текущие нормальные и касательные контакт-

ныв напряжения» 6Хф » (1ву), - текущие отепань, окорооть и температура деформации; ц., , аг , ^ , Й0 , й, , Я4 - коэффициенты регрессии соответственно для горячей и холодной плаатическоЛ де{юр-мации. Реализация полученного программного модуля осуществлена на языке (ЬСск Bo.Ua ,а полученные результаты, помимо комбинированного выдавливания использованы для анализа и проектирования процоосоп получения оребрений в уоловиях "УкрНИЙметаллургмаса".

На основе метода верхней оценки проведен теоретичеокий анализ деформирующих усилий процеооа поперечного выдавливания (.у часто к 2), используя кинематичеоки возможные поля скоростей,удовлетворяющие условию несжимаемости и граничным, условиям в окороотях перемещений, о последующим определением мощностей оил среза на линиях разрыва окороотей, приравнивая их оумму к мощности внешних активных оил. Длина линий разрыва и величины окороотей скольжения вдоль етих линий находились ив поотроенных разрывных полей и ооответотвуютес им годографэв окороотей. Получено выражение к определению приращения гриведенного давления н известному реяени» для Двухоторонней подачи металла в поперечную полость фланца

¿р/2Кср =0,25 Но / (Йм- Рл),

где Ио » Ям » Яп -параметры инструмента.

Учитывая,что э работе рассматриваются вопросы выдавливания ограниченного количества отрооткоя,проведен ряд экспериментов по по следованию силового режима поперечного выдавливания различного числа боковых отроотков.йз раоши$ювок осциллограмм построены графики,анализ которы* позволил количественно выразить изменение усилия для выдавливания двух,четырех и т.д. симметричных отростков о помощью коэффициента Ка-Рп/Р®« ,где рп и рФЛ - вначения абсолютного усилия выдавливания Л отростков и кругового фланца ооответственно.Подобрана логарифмическая аппрокоимация для определения коэффициента Кп от величины 1/К »где П -число боковых отроотков:

Таким образом, для анализа силовых параметров поперечного выдавливания ограниченного количества боковых огрооткоа о учетом их числа, геометрических размеров и влияния подпора б| о° оторона внесшей зоны получена вависимооть определения приведенного давлении, имеюи^я вид:

2% Шщ 1 ЬНо йи-Р-г7 Мй^ (2)

Анэлий ЩС металла при истечении в ваэор между пузнооном и матрицей (учас&ок 3) проведен но оонове метода полей линий окольженип и тонких оечёний. Установлено,что поля линий скольжения аналогичны поотроеннш В.Б. Ооколовохш для процеооа волочения на неподвижной оправке.Проведенлый оогоотавительный анализ полученных решений равндаи методиками, позволил использовать одномерную математическую модель о вносимой относительной погрешноотыо не превышающей 1%, в вавиоимооть . , i « г»

в качестве рекуррентной формулы для конечно-равкоотной охемы решения о учетом условий контактного трения и ^вменения сопротивления металла пластической деформации. Для программной реализации испольвована отработанная блон-охема, испольауемая при раочетах клиновой полости о учетом конкретных граничная уоловий. С цалыо раоширения иопольво-* пакия результатов математического моделирования получена вавиоимооть для олучая, когда учаогок 3 овободен от плаотичеокого формоизменения (вона плаотичеокого равновеога), методом баланса мощноотей деформирующих у он лий и сил контактного трения j. записанная' в виде!

где вытяжка K-=d4(Ul~d'}.

Для анализа деформирующих уоилий обратного вндавливания(учаоток 4 ) иопольеован метод верхней оценки,-построены кинематически вовмо® ные поля и годографы окороотей. Для блока ооадки (зона 4а) под торцем пуаноона принято иввеотное решение, а для блока разворота линий тока на углы близкие к 1/2 составлено уравнение баланоа мощностей деформирующих усилий, пластического одвига и сил контактного трения. Определен диапазон варьирования величины OL для более быстрого отыскания минимального аначения приведенного давления при О ¿¡J < 0,5!

Получено выражение к определению приведенного давления в блоке рав-вррота, предотав'ленное в виде!

и о учетом условия пластичности обобщенное решение для обратного выдавливания при. наличии подпора 6} :

' ^-^^¡рН^^гЙ- ; «1

Для особо тонкого дна ( Лд /с* <0,15} характерна нестационарная стадия выдавливания, сопровождающаяся колоооальида ростом усилий, расчет которых может быть проведен по извеотнш зависимостям.

Процесс комбинированного выдавливания согласно принятой расчетной схеме представлен как'совокупность проотцх составляющих, с учетом условия о вязи граничных напряжений при переходе от одной аони к последующей, т.е. каждый процесс рассмотрен пак самостоятельная при наличии внеанего подпора известной величины. Поатойу полученные решения могут иопользоватьоя для анализа любой статически определимой схемы комбинированного выдавливания. В целом зависимости (3),(4) представляют развернутую схему конечно-разностного решения задачи определения силовых параметров реализации процесса комбинированного обратно-поперечного выдавливания. Данная последовательность удобна для одоленной реализации на 2ЗД в виде программна* модулей при проектировании технологических реяимов оошещэнных процессов.

Сопоставительный а га лив ыате/атичеоких моделей, полученной по известной методике модульного подхода, испояьзущая метод верхней оценки, и уточненной, предлагаемой в данной работе, позволил оформу-лировать некоторые преимутвеотза последней, такие как: возможность учета влияния количества боковьи отростков, изменения сопротивления металла пластической деформации в узкой поперечной полости за счет градиента температур при горячей штамповке, или неравномерности степени деформации для холодного вдавливания. Адекватность иата/а-тической модели и доотовернооть обобщенного теоретического решения установлены по результатам проверочках опытов с иопольвованиеи критерия Стыодента.

В третьей главе опяснизавтзя методика (экспериментальных исследований силового режима отдельных составляли* и собственно процесса комбинированного обратно-поперзчного выдавливания, о также подучен. ныэ результаты в виде графиков, осциллограмм и оггиоание^ особенностей реализации о анализом дефекгообравовзния. Исследования проагд»-ны в лабораторных условиях на яспатательнцк «згикэх ЧО-ЕСО и МС-2СС0, а таюса механической ив айне МЭ-1Ш о изпояьаованиш комплекта тенйоиетричеоког аппаратуры, мездов о нзклеяниьии тенво-резисторами, собраннши по мозговой ахэма. Для валим перемещений был использован клиновой годограф. В качестве материалов еэгогоьок использовали свинец С1 и атшниеьян аплавы АДО, 4Д1. При исследовании характера течения иьъхгл ггя^бяяля соэтавнае образцы о координатной делительной зетий, а тзетэ образца иа даогослогного

плаотилита. В качестве смазки при определении оиловых параметров применяли минеральные маола.

В ревут,гате иооледования заполнения клиновой полооти уотанов-лена адекзатнооть математической модели расчета относительного удельного уоилия, подтверждено соответствие принятого допущения о первоочередном течении центральной чаоти, равноудаленной от пери -мэтра входного качала клиновой полооти, характер заполнения последней не зависит от угла о£ наклона отенок полооти в исследуемом диапазоне (5...ЙС0) и формы деформирующего пуансона»

8ко перш ен та ль ныв иооледования поперечного выдавливания позволили получить походные данные на проектирование технологических схем и режимов процесса выдавливания боковых отроотков. Установлено, что значительное влияние на силовой реяиа оказывает количество и расположение боковых каналов матрица. Увеличение чиола отростков ведет к существенному снижению усилия, на основания чего был определен ем лирический коеффициент Кц , учитывающий количество отростко*

К . Определен диапазон влияния количества боковых отроотков на оиловой режим, когда (ГРатр./я^л, 40,6), и дальнейшее увеличение отношения оказывает незначительное влияние на усилие деформирования.

С помощью метода делительных оеток установлено, что чаоти заготовки, раоположенные выше и нияе уровней боковых полоотой вдоль оои, остаются бев деформаций, либо последние незначительны и возникают исключительно в результата контактного трения металла заготовки и отенок матрицы. Данная особенность использована при разработке опоооба изготовления деталей о боковыми отростками, расположенная ч на равном уровне вдоль оои изделия, кроме того, выполнение боковых полоотей матрица под углами (75,,.80°) к продольной оои в направлении истечения металла при односторонней подаче исключает пластическое деформирование центральной часта, что обеспечивает требуемое качество изделия. Способ ващищен автороким свидетельством.

Результата експеркмвитального исследования силового режима .обратного выдавливания подтвердили достоверность математических моделей. Исследовано влияние геометрических параметров инструмента на технологические режимы, установлено,- что максимальная величина уоилий однозначно определяется отношением с1 /£> ив меньшей степени зависит от формы торца пуаноонэ, однако использование, конусного или сферического пуаноона создает условия появления дефектов в виде открытия неоплошностей (раковин) за очет недостаточноЯ проработки металла заготовки, что подтверждается промышленными нзбл»~

тиши. Таким обра а ом, увеличение срока службы пуансонов не следует !0ти только 8а счет изменения геометрии инструмента. Разработана и щищена авторежим овидетельотэом конструкция водоахлаядаемого пуаи-1,3 Для получения полых изделий горячим пластическим деформированием.

Экспериментальные иооледования схем комбинированного выдавливания 'казали их широкие возможности по изготовлению деталей сложных кон-(гураций, позволили оформулировать рекомендации по -форме заготовок, юектировашю конструкций штампового инструмента и технологических ¡химов, основными из которых являются следующие: высота и диаметр Iготовки по возможности доданы соответствовать внутренним размерам >лооти матрицы без отростков для обеспечения процесса раздачи вото->иы; разъём матрицы выполнять по варианту, когда обеспечивается ^посторонний режим подача металла в боковую полость отростка,что етаег вероятность появления утяздны на внутренней поверхности! зяйчиа вторичного очага деформации пооредством использования стулен-зтого пуансона о перепадом, диаметров (9... 12?) также обеспечивает зтранеиие развития утягана, а выполнение пуансона о углами наклона ормообразующей поверхности больше чем технологические о одновременны уменьшением степени вытяжки позволяет авеотя к минимуму объем гяжинн. Исследованы основнае закономерности формообразования при братно-поперечном выдавливании, а также подтверждена доотоверноать езультатов численной реализации обобщенной математической модели.

', В четвертой главе на основании проведенных теоретических экспериментальных исследований, а также, учитывая опыт предприятий » использования процесоов комбинированного выдавливания,разработаны юкомендации по проектированию технологических процесоов обратно-юперечного,выдавливания и конструктивных особенностей выполнения яструмента. Рекомендации, содержат ооновные сведения о прряДке >аеработки технологического процесса комбинированного выдавливания, щбора технологических сосем, расчета силовых параметров и НДС инотру-1вцта в процессе обратно-поперечного выдавливания на основе уточнения математичеоких моделей. Рассмотрены оообенндсти рационального зочегания и использования -схем деформирования и области применения, !ри выборе схемы .прцессз комбинированного выдавливания, включавшего поперечное, необходимо еопоотавлять величину относительного диаметра фланца я«гает -а трагическими, раоочитиааемыми по известно ва-айаадоэтш. Раоомотреин примеры равработанннх технологических йЗ|дацеа&ев .©брарно-иоввречного выдавливания. ■

Ревуяьдаги «ззледований, уточненная методика и рекомендации

были.попользованы для разработки новых технологических процвооов горячей объёмней штамповки сменных буровых долот о вовмокной вконо-мией до 18$ легированных сталей типа 20ХГОТ, 18ХНЗМФА и повышения екопдуатацяонных параметров изделия,- сменных головок прошивных пуансонов о охлаздаеыой полостью в целях вкономии штамповой отали и повышения стойкости инструмента в (2...2,5) раза; металлообере-гащей технологии изготовления полой детали о внешними выступами при етом вкономия. металла ооотавляет 114,вкг. на тонну поковок . Помимо комбинированного выдавливания матдаатичеокая модель и программное обеспечение к анализу заполнения клиновой полооти испояьво-ваш для проектирования технологической оснастки и режимов подучен! оребрений теплообменников.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Технологические ахемы точной объёмной штамповки полых деталей о боковыми выступами, основанные на сочетании обратного, поперечного и прямого выдавливания, являются наиболее еффективнаш в точки зрения вкономии металла, раошренч;г технологических вовмокно тей и интенсификации производства.'

2. Анализ двухмерного напряженного, кинематического и деформи рованного состояния металла для отдельных составляющих комбинирова ного выдавливания, проведенный о использованием метода полей линий окольжения, показал,что для процеооа ватвкания металла в клиновую лооть о углами наклона формообравущих (5... 15°) напряженно-деформ реванше состояние стремится к однородному, ето повволяет иопольэо одномерную математическую модель, оонованную на чиолеяном рекуррентном решении конечно-разностной формы условия отатичеокого равновесия о учетом изменения условий контактного трения и сопротивления металла плаотичеокой деформации по длине полооти.

3. В результате экспериментального исследования поперечного выдавливания боковых отроотков установлена вавиоимооть усилия де|й мирования от их количества о помощью шпирического коэффициента К> определена облаоть значимости Кп (^Готр./^ ^О.б),

4. На основе' обобщения результатов анализа составляющих проот схем равработанн и экспериментально проверены математические моде/ и программы по автоматизированному расчету и проектированию технологических силовых режимов комбинированного. обратно-поперечного выдавливания, при етом величина доверительного интервала на 115

за абсолютной разницы расчетного и фактического значений привэ-шюго давления.

5. Разработаны рекомендации по проектированию технологических жимов и схем комбинированного обратно-поперечного выдавливания, новными из кодарых являются следующие:

использование комбинированного обратно-поперечного выдавливания иболее зффеативно для получения полых изделий о внешними боковыми ступами, примыкающими к торцам заготовки; о целью предотвращения разрушешя боковых отростков, на отадии адрения цуансона до нижней кромки поперечной полооти, следует еспечить полное формирование отростков, а дальнейшее образование утренней полости вести за счет движения матрицы о относительной ороотыо равной величине вытяжки;

уменьшение объёма утязвди на внутренней поверхности в облаоти перечного отростка следует вести за счет применения ступенчатого аксона с относительным перепадом диаметров (0,66...0,91),или уверения угла «аклока формообразующей пуансона о одновременна.» (еньшениам отношения диаметров 1 с/ /Т> ); получение изделий о боковыми отроотками, расподоженндаи на равном >овнв вдоль оса заготовки, требует использования составных матриц, тёмные палозта которых выполнены под технологическими углами 75...60°) в направлении истечения выдавливаалого металла.

6. Разработаны и внедрены: мегаллосберегащая технология проив-(Дотзз деталей о наружными выступами на Выоокогороком механическом авода, яри ®«>а снижение расхода металла составляет 114,3 кг. на ¡яну доковск? в инструментальном производстве ЛДО "Точмаш" внедрена яетовогия горячего плаотичеокого деформирования водоохлаздаемых ютаых головок прошивных пуаноонов о повышением отойкости инсиру-зйта в 2,0...2,3 раза; математическая модель процеооа заполнения шов клиновой полооти попользована для проектирования инструмента технологических режимов получения оребрений теплообменников в ливнях УкрНШметаллургмаша. Экономический эффект от внедрения мтавил 823,0 тыо. рублей в год (1951 г.).

Основное оодеряание диооертации опубликовано в работах:

. Спиридонов И.В.«Грачев И.А. Повышение стойкоота пуаноонов, вихо» ацих из отроя по необратимым плаотичеотш деформациям//Созвршен-гвованив процессов и машин обработки металлов давлением! Об.науч.

статей / Редкол.îЛ.Н.Соколов и др. -К.:УШ ВО, 1§86. -С. 49-53,2. Грачев Hjiu .Пологот В.Н. .Ссколъвак B.C. »Тихий В.В. Оценка еффективнооти теашлогичеоких ставок измерением оил плаотичеокои трения // Тез.докл.науч.-техйич.конфёренции"Прогрессивные малоотходные технологий холодноштамповочного производства". -Челябин 1588. -С. 28-31. • ; • :

8. В|имов В.Н..Алиев И.О. .Спиридонов И.В. .Грачев И,А. Экономичны методы производства вдаокоотойкой штамповой оонаотни //Тез.докл. науч—технич.оеминара "Ресурсосберегающие технологии в создании оиотем машин для интегрированных производатв".-Краматороя:РД ШТ 1989.-С. 22-31. - ^

4. Шадкевич .Каковецкий В.В. .Спиридонов И.В. .Грачев К.А.Прим ние лазерной технологии для вооотановлэвия штампового инструмент Тев.докл.зонального науч.ггехнич. семинара "Применение лазеров в народном ховяйотвев.-Челябинок, 1989. -С. 3-4.

5. Ефимов В.Н..Сергеев С.Т.,Спиридонов Й.В.,Грачев И .А. Повышен» отойнооти головок прошивных пуансонов путем применения смазок, содержащих абразивУ/Трение и износ, Ш^.-Т. 10.-К6.-С. 1120- i 123.

6. Спиридонов Й.В.,Грачев Й.А. »Кащенко' Ю.А. К выбору толщины от< штампованной головки прошивного пуанооваУ/йзв.Еуаов.Черная мета; лургия, ieso.-M.-a. Ю7.

7. А. с. IS 1590166 СССР.ШЯ BS1 13/02. Инструмент для то лучения го; чим деформированием полых ивделий, /В.К.Воронцов,И.С. Алиев.В.Н.5 MOB ,ю. А. Кащенко »И. В. Спиридонов,H.A. Грачев. -Ж442673б/З1-2? ;0пу б, ОТ.О9.9О,Бюл.Ш//Открытая,иеобретеяия.-1990. -С. 65.

6. A.O.S1687350 СССР,МНИ В21 5/12. Споооб изготовления изделий боковыми выступами/ Й.С.Алаев,й.А.Грачев.Ф.Э.Авадоз,П.А.Зиновье -»4601625/27} Опубл.ЗО. 10.91, Бюл.)е40//0т!фатия,необретения.-19 -С. 53. . . ,

• Ответственный за выпуск Грачев И.А. Объём 1 печ. лист. Заказ 1 5 О ' Тирах 100 вкз.Беоплатно.Подписано к печати

Отпечатано ва ротапринте Краматорского индустриального института.

343916, Краматорск, ул. П&адпновэ, 76«