Введение к работе
Актуальность ооблемы. Применение изотермической штамповки позволяет выбрать оптимальные режимы деформирования. Постоянная температура заготовки обеспечивает возможность выбора сколь угодно малой скорости деформации, нижний предел которой ограничен только требованиями к производительности процесса. При этом снижается сопротивление металла деформированию. Уменьшение усилия :зотермическо' штамповки является также следствием более равномерной деформации и урпличения эффективности технологической смазки, постоянно находящейся в условиях оптимальной вязкости и образующей тонкий разделительна слой мевду металлом и инструментом. Ватным преимуществом изотермического деформирования является повышение пластичности обрабатываемого металла, что связано с более полным протеканием разупрочняющих процессов и залечиванием микротрещин. Поэтому изотермическую штамповку можно применять для деформирования малопластичных сплавої. например, традиционно литых силуминов. Оценка технологического про-' цэсса с точки зрения возможности получения годных / без тещин / изделий обычно проводится с помощью так называемых критериев пластичности.
Кетодики прогнозирования пластичности металлов при различ
ных условиях горячего изотермического деформирования только тог
да обладают наибольшей достоверностью, когда они основаны на
обособленных теоретических посылках. Чисто экспериментальный
подход приводит к ограничению применяемости ТОЙ ИЛИ ИНОЙ МОТО
ДИКИ. О настоящее время наиболее обоснованной является феноме
нологическая теория разрушения, суть которой выраяена критери-
ем разрушения ^ ^ 1, где паса пластичности; ...
в представлении В.Л.Колмогорова
где /*/> - предельная деформация при Фиксированном К ; BW-коэФфичиент; М - скорость деформации сдвига; Т - техуиое время; (& - TJ , где - убывающая Функция аргумента; ,. - момент времени для которого вычисляется
Для каждого отдельного процесса мо.тло погоорать такую
фушсцию , которая б,,дет обеспечивать в каждый момент времени coorBt-Ствие между вычисленным значением i и реальным состоянием металла. Однако такая функция не обладает универсальностью.
Настоящее исследование направлено на разработку критерия tjiK горячей изотермической деформации, учитывающего упрочнение металла и залечивание дефектов. Работа выполнялась в рамках межвузовской ^.левой комплексной программы "Пластическая обработка" и в соответствии с хоздоговорным: работами ка?едры МиТСЩ МАМИ.
Цель работы и задачи исследования. Анализ литературных данных показывает, что оптимальный технологический процесс горячей изотермической штамповки должен включать в себя оптимальное, сочетание термомеханических режимов формоизменения, что . 'обеспечивает не только наименьшую трудоемкость и максимальную производительность, но и обеспечивать в конце технологического маршрута минимальную повреждаемость, что гарантирует высокое качество изделий. Вместе с тем существующие модели определения сопротивления деформированию и существующие теории накопления повреждешіости и разрушения металлов частично или совсем не учитывают реально протекающих в металле процессов - упрочнения и залечивания дефектов. Повышенные требования к качеству деталей, к минимальной металлоемкости, к максимальной производительности требуют разработки более точного и универсального критерия разрушен я металлов при горячем изотермическом деформировании, а также модели определения напряжения течения.
В связи с этим можно сформулировать цель настоящей работы в следующем виде : оптимизация режимов изотермического горячего деформирования на основе разработки универсального критерия разрушения.
для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи :
-
Разработка новой модели определения напряжения течения цри горячей реформации.
-
Разработка новой Феноменологической теории разрушения.
-
Рєзработка методики экспериментального исследования влияния отжига на восстановление пластичности.
-
Разработі* методики экспериментального исследования
ШіР.СТИПНОСТИ.
5. Экспериментальная" товерк* новой теории.
-
Изучение напряженно-деформированного состояния деталей при- горячей изотермической ита'ятошсз v. расчета их повреждаемости.
-
Разработка рекомендации по оптимизации технологических процессов изотермической штамповки и внедрение новых процессов в производство.
Научная новизна.
-
Модель определения напряжения течения металла при горячей изотермич -жой деформации, учитывающая процессы упрочнения металла, а также возврата к рэкристал, лзации.
-
Феноменологическая теория разрушения .для горячей изотермической деформации, учитывящая процессы упрочнения металла и залечивание дефектов.
-
Методика учета жесткости шгастометра при экспериментальном определении напряжения течения.
-
Методика определения паразтров технологического процесса горячей изотермической штамповки на основе нового т">итерия разрушения.
Практическая ценность к реализация результатов.
Разработанная теория позволяет устанавливать оптимальные с точки зрения трудоемкости и качества металла параметры технологического процесса горячей изотер"ической штамповки. Предложен процесс горячей изотермической штамповки поковок порцией двигателей внутреннего сгорания, обеспочиваэдий получение деталей высокого качества, без трещин, пор, задиров и улучшающий эксплуатационные характеристики поршней. Экономический эффект при внедрении разработанного технологического процесса составляет 60,0 тысяч рублей.
Апробация работы.
Результаты исследования доложены на Республиканской научно-технической конференции "Повыдение качества деталей машин пластическим деформированием" Фрунзе 1988 г., на научно-технической конференции "Пути повышения эффективности использования производственного и научного потенциала на автомобильных и ма- іш ;остроительных предприятиях" Винница 198S г., а тач же на заседаниях каФедры МиТСМД МАШ и представлены на Московской го-' родской выставке научно-технического творчества молодеяи "НТТЛ - 88".
Публикации. Основное содержание работы он. 'ликовало в Л печатных работах.
Структура и объем работы.' Диссертация состоит пз введения, 4 глаз, основных выводов и приложений. Работа выполнена на 121 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 55 наименований и приложения..