Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Сидоров Алексей Александрович

Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения
<
Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сидоров Алексей Александрович. Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.05 / Сидоров Алексей Александрович; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана].- Москва, 2009.- 116 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3112

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования 9

1.1. Характеристика методов изготовления полых цилиндрических деталей выдавливанием

1.1.1. Холодное выдавливание гладким пуансоном 9

1.1.2. Выдавливание ступенчатым пуансоном 11

1.1.3. Выдавливание с активными силами трения 14

1.1.4. Комбинированное холодное выдавливание 20

1.2. Влияние формы пуансона на технологические параметры холодного выдавливания

1.3. Определение степени деформации в технологических процессах холодного выдавливания

1.4. Выводы по главе 1, постановка цели и задач исследования 31

Глава 2. Методика проведения эксперимента 33

2.1. Моделирование в программном комплексе DEFORM 2D. 33

2.2 Регрессионный анализ 37

2.3. Оборудование, оснастка, основные и вспомогательные материалы для проведения эксперимента

2.4. Выводы по главе 2 48

Глава 3. Исследование холодного выдавливания деталей типа стакан 49

3.1. Моделирование выдавливания в программном комплексе DEFORM 2D

3.2. Эксперимент по исследованию влияния формы рабочего торца пуансона, толщины стенки и глубины выдавливания на относительную удельную силу холодного выдавливания 55

3.3. Эксперимент по исследованию влияния толщины стенки и хода выдавливания на твердость детали типа стакан из меди Ml, стали 20 и АРМКО железа 76

3.4. Эксперимент по исследованию влияния сил трения, толщины стенки и хода деформирования на удельную силу выдавливания детали типа «толстостенный стакан» из алюминия АД1 и стали 10 86

3.5. Выводы по главе 3 103

Глава 4. Разработка технологического процесса изготовления детали «поршневой палец»

4.1. Выводы по главе 4 109

Выводы по работе 110

Список литературы 111

Введение к работе

Повышение качества и точности заготовок - одна из основных задач современной технологии машиностроения. Наиболее полно эта задача реализуется при использовании процессов, основанных на холодной пластической деформации. К числу наиболее прогрессивных процессов относится холодная объемная штамповка.

Холодная объемная штамповка является высокотехнологичным процессом изготовления деталей и широко используется в мировом машиностроении. Особое место среди операций объемной штамповки занимает выдавливание.

Выдавливанием получают детали различной формы и назначения, используя соответствующие способы: прямое выдавливание, обратное, комбинированное, дифференцированное, выдавливание с активными силами трения или комбинации выше приведенных способов. В отечественной и зарубежной литературе широко рассмотрены вопросы, касающиеся технологии изготовления, уменьшения удельных сил деформирования, повышения точности и качества и интенсификации производства деталей типа «тонкостенный стакан». Даны рекомендации по форме и размерам рабочего торца пуансона и схемам деформирования, обосновано применение, показана эффективность применения активных сил трения для изготовления тонкостенных стаканов, однако эти данные весьма противоречивы. Применительно к толстостенным стаканам такая информация в литературе отсутствует.

Выбор того или иного способа при производстве изделий

выдавливанием требует разработки научно обоснованной технологии, позволяющей прогнозировать механические характеристики получаемых деталей на стадии проектирования технологического процесса. Кроме того, разработка рациональных технологических процессов, способствует решению задач по расширению возможностей холодного выдавливания за

7 счёт снижения удельной силы, воспринимаемой пуансонами, нахождению

оптимальной формы пуансона, и использования менее

труднодеформируемых сплавов в качестве заготовок.

В данной работе рассматривается технологический процесс изготовления детали типа «толстостенный стакан» холодным обратным выдавливанием и исследуется влияние параметров холодного выдавливания на механические характеристики деталей рассматриваемого типа.

Исследование механических характеристик позволит рассматривать возможность замены дорогостоящей легированной стали на менее дорогую при обеспечении высоких механических характеристик последней благодаря упрочнению, происходящему в результате холодной деформации.

Сказанное позволяет заключить, что разработка научно обоснованных технологических процессов, способствующих расширению возможностей холодного выдавливания вследствие снижения удельной силы, воспринимаемой пуансонами, нахождения оптимальной формы пуансона, и использования менее труднодеформируемых сплавов для заготовок, а также определения рациональной схемы деформирования при выдавливании деталей типа «стакан» является новой актуальной задачей.

Автор защищает:

преимущества разработанного технологического процесса выдавливания деталей типа «толстостенный стакан»;

математические модели зависимости удельной силы выдавливания деталей типа «стакан» от различных факторов;

математические модели зависимости механических характеристик от технологических параметров процесса холодного обратного выдавливания деталей типа «стакан».

8 Практическая ценность:

разработана научно обоснованная методика проектирования технологического процесса производства деталей типа стаканов;

построенные математические модели апробированы для нахождения оптимальных силовых параметров холодного выдавливания и прочностных характеристик получаемых изделий при разработке технологического процесса штамповки поршневого пальца грузового автомобиля.

Определение степени деформации в технологических процессах холодного выдавливания

Влияние формы пуансона на величину удельной силы выдавливания исследовалось во многих работах. Полученные результаты крайне противоречивы. В работе [8] указывается, что выдавливание пуансоном со сферическим торцом требует больших сил, чем выдавливание пуансоном с плоским торцом, в то время как теоретические исследования работы [1] показывают прямо противоположное. В работе [9] приводятся полученные экспериментально коэффициенты формы пуансонов, и, таким образом, делается вывод, что, независимо от условий деформирования, одна форма торца оптимальнее по силе, чем другая. Работы [10, 11, 12] в качестве оптимального рекомендуют конический пуансон с углом конусности 60-75 и плоской площадкой с диаметром, равным 0,3-0,5 от диаметра рабочего пояска. По данным работ [13, 14] оптимальным будет пуансон с углом конусности 85. В то же время, в ряде работ показано, что оптимальность формы торца пуансона существенным образом зависит от величины обжатия. Согласно работе [15] до обжатия величиной 58% оптимальным является пуансон с торцом в виде сферы, радиус которой в 1,5 раза превышает диаметр рабочего пояска пуансона, а при обжатии свыше 58% наилучшим будет пуансон с небольшой конической фаской с углом конусности 63. Эти данные не согласуются с экспериментами работы [16], согласно которым при выдавливании нормализованных заготовок из стали 10 с обжатием 55-62% изменение угла конусности от 85 до 20 привело к уменьшению удельных деформирующих сил на 15-20%. В работе [15] установлено, что пуансоны с заостренной формой торца уменьшают силу выдавливания, но вызывают преждевременное истечение слоя смазки из-под торца инструмента, существенно ограничивая глубину полости, выдавливаемой за один переход [17].

На величину удельных деформирующих сил влияет и радиус скруглення кромки пуансона; имеющиеся данные по этому вопросу также противоречивы. В работе [36] указывается, что с увеличением радиуса фаски сила выдавливания снижается, в то время как в работе [37] утверждается, что с увеличением этого радиуса сила возрастает.

Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям, проведённым в работе [18], были получены формулы для определения величины удельной деформирующей силы q, максимального давления на стенку матрицы р и относительной высоты очага пластической деформации h.

При выдавливании полых деталей не существует единой, оптимальной по силе формы рабочего торца пуансона, в связи с чем необходимо выбирать наилучшую форму с учетом величины относительного радиуса матрицы, трения (смазки), упрочняемости материала заготовки и ее способности удерживать смазку.

Коническая форма рабочего торца пуансона является наиболее распространенной при выдавливании полых цилиндрических деталей. В работе [18] было показано, что существующие рекомендации по выбору оптимальных геометрических параметров таких пуансонов противоречивы. Кроме того, на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований в работе [19] был сделан вывод, что оптимальная по силе выдавливания геометрия пуансона должна определяться с учетом величины относительного радиуса матрицы R, материала заготовки и применяемой для данного материала смазки.

В связи с этим в работе [19] были проведены экспериментальные исследования холодного выдавливания коническими пуансонами заготовок из различных сталей. Значения начальных напряжений текучести (пределов текучести) сталей были получены из испытаний образцов на растяжение и сжатие с заполненными смазкой выточками по торцам образцов, с различными режимами отжига сталей.

Установленный результат позволяет сделать важный вывод: если с помощью предварительной термообработки снизить величину начального напряжения текучести, то затем можно подобрать такую скорость деформирования, при которой сила в процессе выдавливания остается практически постоянной и определяется величиной напряжения текучести начала выдавливания. Это создает возможность выдавливания труднодеформируемых материалов при допустимой величине удельной деформирующей силы на пуансоне.

Обширные исследования влияния конфигурации рабочей части инструмента на сопротивление выдавливанию были проведены в работах [38, 39, 40]. На рис. 1.13 приведены данные по зависимости относительной удельной силы выдавливания заострёнными пуансонами q от относительного радиуса г, их формы и условия трения [41]. Анализ графиков (рис. 1.13) позволяет сделать приведенные ниже выводы: 1) Глубина распространения очага пластической деформации практически не зависит от трения на контактных поверхностях пуансона и матрицы и сильно зависит от относительного радиуса - г и заострения пуансона - /3. С увеличением г и /3 глубина /гд резко уменьшается. При малых заострениях пуансона /3 форма головки пуансона практически не влияет на глубину /2Д . 2) Повышение контактного трения на поверхностях пуансона и матрицы приводит к значительному росту относительной удельной силы q, независимо от заострения /3 и формы головки пуансона. 3) Заострение пуансона (независимо от формы головки) приводит к снижению силы выдавливания в области умеренных степеней деформации. В области высоких степеней деформации наименьшие силы требуются для выдавливания пуансонами с минимальным заострением или с плоскими торцами. Графики зависимости относительного удельной силы q от относительного радиуса пуансона г = —, его формы и условий трения: 1 - 5 - относительная удельная сила д;6-7 — относительная глубина распространения очага пластической деформации Лд. Для кривых 1, 3, 5, 6 /э=0,4; для кривых 4 и 7 /3=0, кривая I - усечённый конус; кривая 2 - сфера; кривая 3 - конус. Для кривой 5 - р. =0,3; для всех остальных р.=0,1 В работе [42] приведены экспериментальные исследования, которые показали, что значение толщины смазочного слоя сильно зависит от глубины выдавливаемой полости / и геометрии головки пуансона. При выдавливании глубоких полостей заострённые пуансоны не могут считаться оптимальными. Оптимальными являются такие пуансоны, форма головки которых обеспечивает наиболее равномерное распределение смазки и минимальное повреждение смазочного слоя на протяжении всего хода пуансона. В работах [43, 38, 44] показано, что причиной непосредственного разрушения пуансона является его растяжение при извлечении из выдавливаемой детали. Поэтому одна из главных задач выбора варианта выдавливания - предельно возможное уменьшение силы извлечения.

Оборудование, оснастка, основные и вспомогательные материалы для проведения эксперимента

Особенно следует отметить файловую структуру системы DEFORM. Все начальные данные и результаты расчета находятся в одном файле. При этом любой рассчитанный шаг в препроцессоре можно превратить в исходный, после чего его можно редактировать, добавлять или убирать инструмент, менять его геометрию, изменять параметры процесса, состояние заготовки или инструмента. Благодаря такой структуре системы пользователь имеет возможность продолжить любой прерванный расчет, а также вернуться на любой шаг расчета, изменить данные и продолжить расчет с модифицированного шага. Это особенно удобно при моделировании многооперационных процессов при отладке той или иной операции.

DEFORM имеет модульную структуру. Это позволяет подобрать оптимальную конфигурацию системы для любого предприятия. На сегодняшний день существуют упомянутые ниже модули системы:

DEFORM-2D - модуль для анализа двумерного (2D) поведения металла при различных процессах обработки давлением. Используется для анализа деталей имеющих осесимметричную форму, вытянутую в одном направлении форму или форму близкую к осесимметричной (например, довольно часто используется для анализа штампуемости крепежных изделий с шестигранником).

DEFORM-3D - модуль, предназначенный для анализа трехмерного (3D) поведения металла, при различных процессах обработки давлением. Используется для анализа деталей имеющих сложную трехмерную форму.

DEFORM имеет специальную утилиту, позволяющую переносить результаты расчета из DEFORM-2D в DEFORM-3D. Также можно переносить результаты для отдельных сечений из DEFORM-3D для продолжения анализа в DEFORM-2D. Для моделирования таких процессов обычно используется комплекс DEFORM-2D+3D. DEFORM-HT - дополнительные модули для систем DEFORM-2D и DEFORM-3D, предназначеные для моделирования сложных процессов, происходящих в изделии при термообработке. DEFORMOOLS - модуль предназначенный для создания очередей задач, анимаций и презентаций.

DEFORM позволяет моделировать пластическое течение материала для горячих, полугорячих и холодных процессов, причем, это могут быть как изотермические, так и неизотермические процессы. Теплопередача между объектами и внутри объектов может быть проанализирована как отдельный процесс или совместно с процессом деформирования по сопряженной схеме. В расчете принимаются во внимание все факторы, влияющие на процесс штамповки: конвекция, излучение, тепловыделение при фазовых переходах и пластических деформациях, выделение тепла при трении, потери тепла в зоне контакта между заготовкой и инструментом, влияние температуры на коэффициент трения и термо-механические характеристики материала, влияние давления на трение и т.д.

В DEFORM нет ограничений на количество объектов (как деформируемых, так и деформирующих), участвующих в процессе. Это позволяет моделировать самые сложные технологические операции, в которых участвуют сборные заготовки и любое количество инструментов. При этом инструмент может быть неподвижным или перемещаться в любом направлении в зависимости от параметров заданного оборудования. Возможно моделирование таких современных технологических процессов, как обкатка или ротационная вытяжка. Инструмент может быть задан как абсолютно жесткий, так и упругий, деформируемый. Для технологов очень важна возможность анализа прочности штампа. Эффективный одношаговый алгоритм позволяет сделать это как для жесткого, так и для упругого инструмента, на любом шаге процесса. Возможен расчет нескольких инструментов, а также учет предварительного натяга в составном инструменте. DEFORM позволяет задать практически любое оборудование - это гидравлические прессы, молота, винтовые прессы, кривошипные прессы, прокатные станы, причем, задав параметры всего оборудования, можно создать библиотеку оборудования данного предприятия или цеха. Специальные шаблоны помогают задавать сложные процессы (например, протяжка на молотах с учетом остывания, промежуточным нагревом и вращением заготовки).

Система DEFORM предоставляет широкие возможности для обработки результатов, оценки процесса на наличие дефектов (образование трещин, складок, незаполнение штампа и др.), анализа течения материала. Результаты включают в себя график усилия, поля распределения напряжений, деформаций и температуры, причем они могут быть представлены графически и таблично. Наглядно представлены макро- и микроструктура изделия, движение отдельных точек материала. Уникальной является возможность визуализации трехмерной «вмороженной» в материал сетки FLOWNET. Для создания отчетов результаты можно вывести в виде графиков, численных данных, твердых копий и анимации.

Для моделирования холодного выдавливания деталей типа «стакан» был выбран модуль анализа двухмерного поведения материала DEFORM-2D. Применительно к анализу выдавливания осесимметричных деталей типа «стакан» этот модуль, по отношению к DEFORM-3D, дает возможность производить расчет с большей точностью за меньшее время. В представленной диссертационной работе моделирование осуществляется следующим образом. В начале, подготовили геометрию инструмента и заготовки в программном комплексе КОМПАС 3D-V10. Импорт геометрии в DEFORM-2D из КОМПАС 3D-V10 провели при помощи файлов, сохраненных с расширением .igs. После чего, для каждого объекта: заготовки, пуансона, матрицы, выталкивателя назначали соответствующие свойства (тип объекта, количество конечных элементов, материал, перемещение и т.д.) и определили параметры моделирования (фактор трения, количество шагов расчета, перемещение за шаг, критерии переразбиения сетки, условие окончания моделирования и т.д.). В завершении, провели анализ результатов моделирования в постпроцессоре DEFORM-2D.

Эксперимент по исследованию влияния формы рабочего торца пуансона, толщины стенки и глубины выдавливания на относительную удельную силу холодного выдавливания

В альтернативной технологии предлагается заменить сверление и расточку холодным выдавливанием и исключить часть операций закалки. Изготовление поршневого пальца по этой технологии позволит увеличить коэффициент использования металла и производительность процесса.

Подготовка заготовки для холодного выдавливания является неотъемлемой частью технологического процесса. Обычной подготовкой является процесс фосфотирования - создание на поверхности заготовки пористого слоя, хорошо удерживающего смазку. Процесс фосфатирования проводится различными способами. Предлагаемый способ - холодное фосфатирование композицией «ЭКОМЕТ-Ф24». Преимущества данного способа: небольшое время обработки (5-7 мин) и низкая температура раствора (45-50С). Фосфатный слой хорошо удерживает смазку и снижает коэффициент трения: как во время холодного выдавливания, так и в паре трения поршневой палец - шатун. Это позволяет увеличить ресурс работы поршневого пальца.

Подготовкой к разработке технологического процесса служит моделирование процесса в программных продуктах, например, DEFORM 2D. Это необходимо для определения минимально возможной толщины донышка и примерной силы деформирования. Позволяет экономить материальные ресурсы и время на предварительные испытания. Результаты моделирования представлены нарис. 4.3.

Изготовления поршневого пальца по альтернативной технологии представляет собой процесс холодного выдавливания толстостенного стакана с минимальной величиной толщины донышка. Процесс холодного выдавливания сопряжен с большими удельными силами на инструменте -пуансоне. Однако, исследования, проведенные в данной работе, показали, что использование активных сил трения при выдавливании толстостенных стаканов позволяет снизить удельные силы на инструменте на 5-7% по сравнению с вариантом без их применения. Уменьшение удельных сил на такую величину позволяет увеличить стойкость пуансонов и их ресурс.

В настоящее время для изготовления поршневых пальцев используется сталь 15Х. Для улучшения ее механических характеристик используются 2 закалки: первая - закалка от 850 - 900С; вторая от 750 -800С и отпуск при 150 - 170С. Этим обеспечивается твердость в сердцевине НВ 212, а на поверхности твердость HRC 56. Процесс холодного выдавливания связан с большими деформациями и интенсивным упрочнением металла заготовки. Упрочнение заготовки позволяет получить высокие механические характеристики у конструкционной стали и заменить ей более дорогую легированную. В качестве замены предлагается использовать сталь 20. После выдавливания твердость в стенке стакана составляет 220 НВ. Поверхностную твердость детали предполагается получить цементацией.

Таким образом, в альтернативной технологии присутствуют следующие операции: 1. Резка прутка на заготовки. 2. Фосфатирование поверхности заготовок. 3. Выдавливание. 4. Отпуск. 5. Цементация. 6. Финишная обработка. 7. Контроль. В результате замены операций резания на операцию выдавливания уменьшается время изготовления детали, за счет упрочнения материала заготовки экономится дорогостоящая сталь. Разработан технологический процесс изготовления детали «поршневой палец» с прогнозируемой прочностью стенки. Основной является операция холодного выдавливания с активными силами трения, позволяющая увеличить производительность, заменить материал на менее дорогой, снизить расход металла и увеличить стойкость инструмента. 1. В результате проведенного анализа различных схем выдавливания с точки зрения минимума силы на инструменте установлено, что рациональной схемой является прямое вдавливание с активными силами контактного трения. 2. Определено, что эффективность снижения относительных удельных сил (осевых напряжений), действующих на пуансоны при холодном выдавливании деталей типа «толстостенный стакан» - 5%, что при штамповке труднодеформируемых сплавов позволит значительно увеличить стойкость пуансонов холодного выдавливания. 3. При помощи математической модели установлен оптимальный угол рабочего торца пуансона - 35 - 40. Применение такого угла конусности торца пуансона позволяет уменьшить удельную силу на пуансоне на 7 - 13 %, в зависимости от твердости материала. 4. Проведенное исследование изменения твердости детали типа «стакан» в зависимости от толщины и высоты стенки показало увеличение твердости материала изделия в 1,6 раза на внутренней поверхности стенки стакана, по сравнению с исходной твердостью заготовки. На основании этого исследования построена математическая модель для прогнозирования твердости в стенке полученного изделия. 5. Разработанный технологический процесс изготовления детали «поршневой палец» для автомобиля «КАМАЗ» позволяет повысить коэффициент использования металла, увеличить производительность и спрогнозировать прочность изделия на стадии проектирования.

Эксперимент по исследованию влияния сил трения, толщины стенки и хода деформирования на удельную силу выдавливания детали типа «толстостенный стакан» из алюминия АД1 и стали 10

Способы расширить применяемость операции холодного выдавливании рассмотрены в статье [32]. Основными сдерживающими факторами, для применения операций холодного выдавливания, являются: недостаточная стойкость пуансонов и нарушение сплошности смазочного слоя. Величина удельной силы зависит от: отношения диаметра матрицы к диаметру пуансону, формы рабочей части пуансона, коэффициента трения на поверхности контакта заготовки с инструментом, направления сил трения, напряжения текучести, интенсивности упрочнения в зависимости от степени деформации. Для снижения удельной силы на пуансон предлагается использовать схемы с активными силами трения, например: выдавливание в «плавающей» или пршгудительно движимой матрице. Для определения деформирующей силы и давления на боковую поверхность матрицы проведено исследование напряженного и кинематического состояния заготовки в процессе обратного выдавливания с активными силами трения. Получены формулы и график (рис. 1.5) зависимости q и р от R для разных значений коэффициента трения \i. Данные зависимости позволяют оценить стойкость пуансонов и определить натяги сборных матриц. Холодным выдавливанием с активными силами трения можно изготавливать из сталей полые цилиндрические изделия с глубокими плоскостями.

Проведенные исследования позволили создать научно обоснованную методику проектирования технологических процессов холодного обратного фрикционным покрытием (б): 1 - сила при прямом способе прессования; 2 - сила при обратном способе; 3 - сила при активном способе; 4 - сила трения на контейнере при прямом способе; 5 - сила трения на контейнере при обратном способе; 6- сила прессования на прессштемпеле при активном способе. Работа [35] посвящена установлению особенностей трения на контейнере, силового и деформационного режимов исследуемого процесса в сравнении с прямым и обратным способами прессования. При исследовании процесса прессования с принудительным движением контейнера в направлении истечения со скоростью, превышающей скорость движения прессштемпеля, получены следующие результаты (рис. 1.6): 1) полные максимальные силы прессования обратного, активного и прямого способов прессования относятся как 1:1,3:1,7; 2) установлена возможность увеличения деформации центральной зоны прессизделия до уровня выше средней степени обжатия при существенном уменьшении стадии неустановившегося истечения; 3) при создании условия максимального действия активного трения на рабочей поверхности контейнера, движимого с максимальной скоростью, можно исключить прессутяжины. Процесс изготовления деталей коробчатой формы методом холодного выдавливания с использованием активных сил трения рассматривается в работе [33]. Процесс выдавливания деталей коробчатой формы по сравнению с выдавливанием цилиндрических деталей отличается большими удельными силами деформирования и неравномерность течения металла. Предложен новый способ выдавливания деталей коробчатой формы. Обратное выдавливание происходит в условиях комбинации реактивного и активного действия сил трения. В работе приведена схема штампа для реализации подобного процесса. Исследования проводились в двух направлениях: устанавливалось влияние активного действия сил трения на снижение удельной деформирующей силы и влияние различных факторов на величину неравномерности стенок по высоте. Исследования показали, что в условиях активного действия сил трения только на коротких гранях коробок обеспечивается значительное снижение деформирующей силы. А также уменьшается неравномерность течения металла. В работе получены уравнения регрессии, которые можно использовать при проектировании технологических процессов выдавливания деталей коробчатой формы. Результаты экспериментальных работ по определению технологических возможностей, режимов и параметров процесса, а также конструкции инструмента для холодного выдавливания деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей приведены в статье [20]. В работе были получены графики зависимости удельной силы от степени деформации и формы инструмента (рис. 1.7). Подтвердилась возможность производственного применения апробованных процессов для среднеуглеродистых и легированных сталей. В работе [34], рассматриваются и анализируются схемы выдавливания с использованием активных сил трения (рис. 1.8). Приведены конструкции штампов для их реализации. Определены силовые характеристики выдавливания с активными силами трения (рис. 1.9). В результате сопоставительного анализа кинематических схем выдавливания с активным действием сил трения сделаны следующие выводы: при использовании активного действия сил трения улучшается режим деформирования за счет повышения пластичности и снижения неравномерности течения металла, что приводит к увеличению показателей качества изделий, снижению технологического усилия и анизотропии свойств, повышает стойкость пуансонов; достигнутая эффективность выдавливания подтверждает необходимость применения специализированных механических и гидравлических прессов.

Похожие диссертации на Разработка научно обоснованной технологии холодного выдавливания толстостенных стаканов при активном действии сил контактного трения