Введение к работе
Актуальность работы. В потреблении машиностроением прессованных профилей из алюминиевых сплавов возрастает доля изделий большой длины, двадцать и более метров, называемых длинномерными изделиями.
Известные при прессовании профилей явления, !сак их скрутна, изгиб, отклонения угловых параметров, свяаанние с неравномерностью истечения металла из канала матрицы, при производстве длинномерных изделий создают дополнительные технические трудности по устранению этих дефектов. Поэтому совершенствование методики проектирования матриц с целью уменьшения неравномерности истечения металла позволит снизить трудоемкость и повисит ряд качественных показателей прессованных профилей.
Состояние вопроса и цель работ. При разработке конструкции матричного комплекта для прессования профилей via алюминиевых сплавов, и в частности профилей даже простого поперечного сечения, решаются группы вопросов, связанные с обеспечением прочности, износостойкости, получения профилей требуемой геометрии и геометри-чесі х размеров его элементов. Последняя группа вопросов снизана с решением проблемы виравнивания скорости истечения металла по всему каналу матрицы.
В литературе иавестен ряд решений этого вопроса с использованием оценки расположения канала, форкамер, наклонных участков, "паразитных" каналов и т. д Это указывает, что данная проблема пока не имеет завершенного решения. Тем более можно отметить противоречие: с одной стороны обсуждается влияние тех или иных элементов конструкции матрицы на скорость истечения и признавая, что эни окончательна не выравнивают скорость истечения, вводятся калибрующие пояски. При этом эффективность калибрующих поясков оценивается по эффективности силового противодавления, а не по эффективности изменения скорости. Хотя в литературе употребляется термин "неравномерность давления истечения", но решения по определе-шю величин неравномерности давления истечения для отдельных элементов профилей нами не найдено.
В связи с этим целью работы является, во-первых, разработка методики расчетного определения предполагаемых величин неравномер-юети давления истечения в отдельные элементы канала матрицы; ю-вторых, на основе разности этих давлений определить параметры
калибрующих поясков, обеспечивавших их выравнивание; и, в-третьих, дать экспериментальную оценку влияния найденных конструкций калибрующих поясков на выравнивание скоростей истечения металла В работе решались следующие задачи:
поиск путей определения расчетной величины давления прессования, требуемого для истечения металла в отдельные элементы канала матрицы;
определение границ и площади области в плоском сечении заготовки у входа в конус матрицы, из которой формируется данный элемент профиля. Сечение проведено по касательной к верхней границе о»зга пластической деформации в точке, лежащей на оси симметрии. В дальнейшем указанное плоское сечение для сокращение обозначено ПС.
определеление предполагаемого среднего- давления истечения металла из найденных областей в соответствующие элементы профиля;
разработка конструкции калибрующего пояска, обеспечивающего компенсацию разности давлений для истечения металла по элементам профиля;
проверка разработанной методики путем экспериментальных исследований в лабораторных и заводских условиях.
Научная новизна работы:
показано, что замена поверхностной мощности сил трения по конусу воронки на равновеликую мощность, но распределенную по параболическому закону во воем объеме пластической зоны, в известной кинематической модели радиального течения металла в конической воронке, позволяет получить расчетную величину неравномерного давления в ПС. Расчетные эпюры по неравномерности давления истечения согласуются с известными экспериментальными данными.
разработана методика экспериментального определения формы и границ областей в ПС, из которых формируются соответствующие элементы профиля. Найдены аппроксимирующие функции, которые хорошо согласуется с экспериментальными данными. Найденные функции зависят от геометрических параметров поперечного сечения элемента профиля, координат привязки канала матрицы и координат центра тяжести плоской фигуры поперечного сечения профиля.
используя найденные решения по неравномерному. давлению и расчетной области в ПС, во-первых, . определены средние давления, требуемые для истечения металла в кавдый отдельный элемент канала матрицы; во-вторых, показано,' что для обеспечения равномерного истечение металла во все элементы канала матрицы, необходимо найти
конструкцию калибрующего пояска иа условия создания противодавления истечению металла до выравнивания указанных средних давлений между собой.
Практическая ценность и реализация работы в промышленности.
11а основе разработанной методики был построен алгоритм расчета и на его основе составлена программа для проектирования на ЭВМ конструкции калибрующего пояска канала матрицы и его расположения относительно оси симметрии.
Алгоритм программы, инструкция работы с программой и программа на языке FORTRAN 77 для персональной ЭВМ (ПЭВ10 систем ХТ/АТ переданы ШСиС в ВИЛС для использования в комплексной системе автоматизированного проектирования .технологического процесса производства профилей.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на региональном научно-техническом семинаре: "Опыт применения и разработки прогрессивных процессов пластического деформирования в машиностроительном производстве", Владимир, 1990 г.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 75 наименований, приложения. Диссертация содержит 2 страниц машинописного текста, /7 таблиц, Si рисунков и 25 страниц приложения.