Введение к работе
' ' Актуальность работы. Холодная объемная штамповка является
высокоэффективным технологическим процессом. Она обеспечивает получение точных заготовок, а иногда и готовых деталей, обладающих высоким качеством поверхности, благодаря чему расход металла на изготовление изделий и трудоемкость становятся минимальными. Увеличивается прочность деталей за счет упрочнения при холодной обработке давлением.
Недостатком холодной объемной штамповки являются высокие удельные усилия, потребные для пластической деформации, то есть тяжелые условия работы штампов. Однако существуют технологические схемы, при которых удельные усилия не превышают допустимых. Благодаря этому в настоящее время огромная номенклатура разнообразных деталей из различных материалов может быть изготовлена методами холодной объемной штамповки.
К таковым относится холодная высадка, широко применяемая при изготовлении метизов. Высадка протекает в условиях сравнительно мягкой схемы напряженного состояния и эффективно используется для изготовления осесимметричных деталей типа стержень с утолщением. Однако набор головки большого объема требует обычно большого числа наборных переходов во избежание потери заготовкой продольной устойчивости при деформации. Иногда, особенно при штамповке деталей на холодновысадочных автоматах, где число рабочих позиций ограничено. Это обстоятельство снижает эффективность процесса, нарушает его непрерывность.
Дополнительного эффекта можно достичь применением комбинированных процессов, где высадка сочетается с поперечным выдавливанием, редуцированием или другими схемами формоизменения.
Однако вопрос о выборе той или иной комбинации каждый раз решается индивидуально и зависит от квалификации разработчика технологии, потому что нет научно обоснованной методики выбора
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ) БИБЛИОТЕКА |
yap//,.
параметров комбинированных процессов: деформаций на каждом переходе, расчета усилия высадки или поперечного выдавливания головки сложной формы с учетом упрочнения (существующие решения дают только приближенный результат) и др.
Сочетание различных схем формоизменения осесимметричных деталей позволяет также разработать новые методы изучения пластичности металлов.
Работа выполнена в рамках отраслевой программы «Ресурсосберегающая технология машиностроения» в 1999-2001г. г.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертации является разработка технологических процессов холодной объемной штамповки осесимметричных деталей типа стержень с утолщением на базе научно-обоснованных методов комбинирования различных схем формоизменения и уточнения методов расчета деформационно-силовых параметров этих схем. Для достижения этой'цели необходимо решить следующие задачи:
Теоретически обосновать метод выбора деформационных параметров комбинированного процесса.
Исследовать пластичность металла в условиях сложного нагружения при комбинированном процессе поперечного выдавливания и высадки в штампе совмещенного действия. И на этой основе разработать метод построения диаграммы пластичности.
Изучить напряженно-деформированное состояние металла при поперечном выдавливании фланца произвольной формы и разработать метод определение силы штамповки с учетом упрочнения.
Экспериментально проверить теоретические методы решения технологической задачи.
5. Разработать технологический процесс холодной объемной штамповки для
'производства осесимметричных деталей типа стержень с утолщением, конструкцию оснастки и передать технологию в производство для внедрения. Научная новизна. Разработаны:
метод построения диаграмм пластичности путем одновременных поперечного выдавливания и высадки фланца цилиндрической формы; при обеспечении постоянства показателя напряженного состояния на внешней цилиндрической поверхности фланца в течение всего испытания и отсутствия сдвиговой компоненты деформации в области вероятного разрушения металла.
метод определения деформационных параметров комбинированных процессов поперечного выдавливания и высадки, обеспечивающий набор головки максимального объема, максимального диаметра в условиях предотвращения потери продольной устойчивости.
- метод определения усилия поперечного выдавливания осесимметричных
головок в канал произвольной формы с учетом упрочнения материала в
каждой точке очага деформации.
Практическая ценность и реализация результатов. Разработан технологический процесс холодной штамповки детали «державка резца» из легированной стали 35Г2Р. При этом число наборных переходов сократилось от 3 до 1 по сравнению с существующей технологией. Спроектирован штамп для осуществления новой технологии. Процесс и конструкция штампа передана в производство для освоения. Разработана методика расчета технологии с оптимизацией.
Предложены конструктивные решения устройства для испытаний металла на пластичность.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на
Всероссийской молодежной научной конференции «XXV Гагаринские
чтения» (г. Москва, 1999г.), на Международной конференции
«Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (г. Тула, 1999г.), на XXXI научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторосгро-ения и подготовки кадров» (г. Москва, 2000г.), на XXXIX Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров».
Публикации. Основное содержание работ опубликовано в 6 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и приложений. Работа выполнена на 130 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 4 таблицы, список литературы из 75 наименований и приложение.
