LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування та забезпечення якості виробів в процесах холодного об'ємного штампування


а) залежність зусилля пресуваня від переміщення пуансона

б) розподіл sс/s0,2 по висоті контейнера


в) розподіл sz/s0,2 на пуансоні


г) розподіл sn/s0,2 по висоті конуса матриці для e=20 %

д) залежність максимальних значеньsn/s0,2 на конусі матриці від ступеня деформації

Рис. 6. Силові режими та питомі зусилля при пресуванні з різним ступенем деформації

отримуються. Половина геометрії торця прутків після пресування з різними ступенями деформації показана на рис. 7а. Чим більший ступінь деформації, тим більше викривлення торця прутка. Практично співпали дані розрахунків по коефіцієнту зміцнення (sі/s0,2) здеформованого металу з експериментальними даними Л.В.Прозорова з співробітниками (рис. 7б). По розподілу sі/s0,2 в залежності від відносного радіуса прутка (r/rп , rп- радіус пуансона ) можливо оцінити пропрацювання структури металу пластичною деформацією. Зростання ступеня деформації приводить до вирівнювання зміцнення шарів металу на вісі прутка та шарів біля зовнішньої поверхні. Рівномірне пропрацювання структури металу по ширині пресованого прутка має місце при е=40%. Пружна деформація прутка J=((Dп-Dк)/ Dк)100 (Dп –діаметр прутка після виходу з калібруючого пояска матриці, Dк – діаметр калібруючого пояска) після пресування показана на рис. 7в. Для даної сталі ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу в зовнішніх шарах прутка практично вичерпується при пресуванні е= 70 % (рис. 7г). При всіх розглянутих ступенях деформації більш інтенсивно зміцнюються зовнішні шари металу прутків після пресування.

а) геометрія торця виробу




б) коефіцієнт зміцнення здеформованого металу


в) пружна деформація прутка


г)максимальний ступінь

використання ресурсу пластичності

Рис. 7. Якість виробів після пресування з різним ступенем деформації

Наведемо також результати комп'ютерного моделювання процесів пресування через конічну матрицю з різним кутом конуса. Розрахунки проведені для е=40 % та вихідної заготовки з розмірами і матеріалу, як в попередньому випадку. Половина кута конуса матриці (a/2) була прийнята 10, 15, 20, 25, 30 та 35. На рис. 8 зображені силові режими. Зусилля пресування на переході в усталену стадію (рис. 8а) збільшується з ростом кута конусу матриці з 800 кН при a/2=10 до 1450 при a/2=35. Зростають також максимальні відносні осьові напруження sz/s0,2 на пуансоні (рис. 8б) та максимальні відносні нормальні напруження на матриці (рис. 8в). Якість виробів наведена на рис. 9. Величина викривлення торця виробу при виході з калібруючого пояска матриці з a/2=20 показана на рис. 9а, причому видно збільшення розміру прутка внаслідок

а)

б)


в)

Рис. 8. Залежність максимального зусилля пресування (а) і максимальних відносних напружень

sz/s0,2 на пуансоні (б) та sn/s0,2 на конусі матриці (в) від кута конусу матриці


а) геометрія торця виробу при a/2=20 (розміри в міліметрах)

б) залежність коефіцієнта зміцнення

від кута матриці


в) пружна деформація прутка


г) залежність максимального ступеня використання

ресурсу пластичності від кута конусу матриці

Рис. 9. Якість виробів при пресуванні з різним кутом конуса матриці

розвантаження. Викривлення торця прутка зростає із збільшенням кута конусу матриці. Коефіцієнт зміцнення здеформованого металу (sі/s0,2) на вісі прутка (рис. 9б) поступово збільшується: від 2,77 для a/2=10 до 2,94 при a/2=35. По ширині прутка вказаний коефіцієнт розподіляється рівномірно при a/2=20 і a/2=30. При пресуванні через матрицю з a/2=35 отримана найбільша пружна деформація прутка (рис. 9г) та практично вичерпується ресурс

пластичності здеформованого металу зовнішніх шарів прутка.

Отримані результати дозволяють назначати оптимальні конструктивні, технологічні та фізико-механічні параметри для забезпечення мінімальних силових режимів і прогнозувати якість виробів після пресування.

Пресування виробів з заданою якістю.Розробленіпідходи дозволяють шляхом математичного моделювання розраховувати раціональні конструктивні і технологічні параметри для отримання необхідних розмірів виробу та забезпечених механічних властивостей в здеформованому металі. На прикладі моделювання пресування круглих профілів діаметром 31 мм із сталі 45ХН2МФА-Ш, визначені ступінь деформації (е = 40,7 %) та кут матриці ( б=32є ), які забезпечили задане зміцнення здеформованого металу по ширині прутка. Результати розрахункового аналізу, а також проведених експериментальних досліджень наведені на рис. 10.

о

а) роподіл уі/у0,2 (розміри в міліметрах)


б) розподіл коефіцієнту зміцнення

Експериментальні дослідження підтвердили розрахункові дані по силовим режимах (експериментальне значення зусилля –930 кН, теоретичне-910 кН). Розподіл коефіцієнта зміцнення по ширині прутка (рис. 10а) узгоджується з результатами механічних випробувань зразків, які були вирізані з пресованих прутків (рис. 10б) . Розрахункова геометрія торця та експериментальна показані на рис. 10в.


в) геометрія торця




Розробка способу видавлювання фасонних профілів при знижених силових режимах. Визначений при пресуванні круглих профілів розподіл відносних радіальних напружень на конічній поверхні матриці, які досягають максимальних значень в центральній частині поверхні, був основою

Рис. 10. Результати розрахунків та експериментальних досліджень пресування виробів з заданою якістю.


для розробки способу видавлювання фасонних профілів, наприклад, прямокутних і більш складної конфігурації. Сутність способу полягає в тому, що пресування профілів виконується з діаметра заготовки меншого чим максимальний розмір перетину профілю. Профіль формується за рахунок одночасної деформації заготовки по конічній частині матриці в осьовому та течії металу в


а) роз'ємна матриця


б) видавлений профіль

Рис. 11. Роз'ємна матриця для пресування та пресований профіль

поперечному напрямках. На відміну від існуючих способів отримання профілів пресування по розробленому способу дає зниження зусиль пресування до 25 % в залежності від складності профілю. На рис. 11а наведена роз'ємна матриця, а на рис. 11б - видавлений прямокутний профіль на проміжній стадії видавлювання. Видавлювання виконується по схемі „заготовка за заготовкою" і отримані профілі мають інтенсивне пропрацювання структури пластичною