Введение к работе
Актуальность. В настоякее время, когда осупествляется переход хозяйства на новые экономические отноиения, требуется повыпение эффективности производства, создание новых технология, улучшение качества продукти.
Это касается также обработки металлов давлением (ОВД).
Порошковые материалы в настоящее время занимают весомую долю Б производстве материалов с улучшенными и специальными свойствами. D процессе формования металлических порошков с целью получения брикета предполагаемый размеров, формы и плотности возникают две основные задачи - уплотнить материал и придать єну требуюпув-сяфорну. Но практика выдвигает перед порошковой металлургией новые задачи, связанные с получением плотных изделий сложной формы, обладающих заданныни механическими характеристиками.
Появление новых методов формования таких как горячее прессование, высокоскоростное прессование, экструзия порошковых материалов, различные вилы изостатического и гидростатического прессования, способствовало развитию новых направлений теории формования.
Использование теории пластичности сжимаемых материалов позволило разработать новые механические схемы деформирования. В результате стало возможным изготовление деталей, для которых ранее эта технология считалась неприемлемой.
При изготовлении конструкционных деталей, по данным литературного обзора, наибольшее применение находит метод холодного формования в закрытых пресс-формах. Этот метод легко поддается автоматизации и обеспечивает получение заготовок по форме и размерам, соответствуюжим готовым изделиям, в большинстве случаев изделия, сформованные в закрытых пресс-формах, обработке резанием не подвергаются, а после спекания поступают либо в эксплуатацию, либо проходят дополнительную обработку в целях улучшения состояния поверхности, повышения точности по размерам, придания специальных свойств (термическая и хинико-термическая обрабока, пропитка и т.д.).
Поэтому, представляется целесообразным применение новых схем пластического деформирования к порошковый материалам с целью получения высокоплотных порошковых деталей. А также целесообразным является и применение новых методов обработки, с целью получения за
I'O'ioi'Oic с аадаыши сбоіхтЬсі.п, одинаков ід; к по содову івдздїіл.
Учшивал вышеизложенное, задача (іор;.;оьаіїпл ьпсо::сн::отід!;; і.о-ромовш; деталей, разработка ре:;оиедлащш к ус;;оы;;: ко їє:;коі.оп:д 'iopijotaiira, і'Чі.іііііаю:л;; параметри, вліьтвдие на г.о'.льчекс прочносл-ник характеристик изделий и позволявшие, тішш образо:, уп^длть ш;і, является актуальної.
Цепь н задачі; работы. Цель» настоящей работы двллеіся разработка научно-обоснованной негодшси проектирования .";орцовшиьі ы;со» неплотных пороговых деталей б условиях крупносерийного пронзьод--сгва на основе экспериментальных її теоретических исследование процесса.
Для досїиюіпїл поставленной цели необходимо рз^ить сдедл^-.о задачи:
-
Экспериментально исследовать влияние схен дз^орипроійн;.;! со едьигаші на шперотзердоегь, определить гесиетрическое расяреде» ленде Ніаи в плоскости среза заготовок.
-
На-'осноБв изучения распределения шкротвердоетн в плоскости заготовки построить математическую ьодель, посгво.члада р;х> считать значеінш иикротвердостн в различных точках образца із зьвк» сппести от cxesju деіорштроваїш, ыагшгию-шдульсноД' сорабоп.'И йорновашюи заготовки или порокка.
З Применяя нагнлтно-ішлульснуїї обработку, проследить ее влияние на характер распределения ішротвердостл в различных областям детали,
-
експериментально определить едвигозуп прочіюсть натериада кеспечешюи заготовки.
-
Определить крятерм оденки осфактдвнестн разиш (ддуд) czeii деформирования со сдвигали.
-
Связать количественно этот критерии с углом укладки зерен частиц порозаа, сдвиговое прочностью ( up ) неепечанных Фор^озан-ішх заготовок и прочностью детали после спекания.
?. Теоретически определить силы, необхедиуие для фОРи'ОЕШШЛ со сдвигами високоплотшх порошеових цилиндрических деталей.
0. Нровесгл анализ сершшовылусхаеыого оборудования с целью его применения для реализации предлоиешш схем демрыировшш.
9. Разработать скстеиу автоматизированного вибора иархк городка, технологических параметров операщш его форыовани и марки пресса для изготовления наделив с щшенениеи иеханмчесхих схеа
формования, используюжих интенсивные сдвиги.
Научная новизна. Количественно оценено влияние схем деформирования со сдвигами на прочностные характеристики неспеченных заготовок .
Разработаны математические модели, программы расчета на ЭВМ, позволяюжие рассчитать прочностные характеристики (микротвердость) в различных точках образца в зависимости от схем деформирования, магнитно-импульсной обработки формованной заготовки или порожка.
Наїдена количественная зависимость между углом укладки зерен частиц порошка, сдвиговой прочностью (Ц> ) неспеченных формованных заготовок и прочностью детали после спекания.
Определены силы, необходимые для формования со сдвигами высокоплотных цилиндрических деталей.
Проведен анализ серийновыпускаемого оборудования с целью его модернизации для реализации предложенных схем деформирования.
На основе этих положений разработана система автоматизированного выбора марки поронка, технологических параметров операции его формования и марки пресса для изготовления изделий с применением неханических схем формования, используюжих интенсивные сдвиги.
Автор загадает:
' - методику оценки эффективности двух схем деформирования- со сдвигами;
математическую модель влияния схем деформирования, магнитно-импульсной обработки формованной заготовки или поронка на показатели никротвердости в различных точках образца;
математическую модель влияния схем деформирования, состава иихты порошка на сдвиговую прочность формованной заготовки:
теоретический расчет усилий, необходимых для формования со сдвигами высокошюткых цилиндрических деталей;
анализ серийновыпускаемого оборудования с указанием его модернизации для реализации предложенных схем деформирования;
систему автоматизированного выбора марки порожка, технологических параметров операции его формования и марки пресса для изготовления изделий в режимах интенсивных сдвигов.
Достоверность научных результатов работы подтверждается удов-лётворительным согласованием расчетных и экспериментальных данных по силам формования высокоплотных порошковых цилиндрических деталей.
3.
Практическая ценность. Разработана научно-обоснованная методика проектирования процессов формования порошковых деталей в условиях крупносерийного производства, включающая систему автонати-аированнорго выбора парки порошка, технологических параметров операции его формования и марки пресса для изготовления изделии с применением механических схем формования, используюиих интенсивные сдвиги.
Внедрение результатов. Разработанная методика проектирования передана заказчику в ЦНИИТИЫ. Экономический эффект внедрения составил 14,6 тыс. рублей (в ценах 1990г.).
Апробация -работы. Материалы диссертационной работы доложены на научных семинарах кафедры МТ-б МГТУ им.Н.Э.Баумана.
Публикации. Но теме диссертации опубликовано 2 печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на ПО страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 26 таблиц, список использованной литературы из 70 наименований.