Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 3 (Mashinostroenie, 1987)(ru)(L)(T)(193s) (813578), страница 38
Текст из файла (страница 38)
При операциях, связанных с длительным силовым контактом инструмента (пуансонов при выдавливании полости, матриц при выдавливании стержней и т. д.), необходимо при. менять интенсивное охлаждение, сокращать длвну хода пуансона за одну операцию до оптимального максимума и в случае необходимости делить процесс иа несколько операций. Особое внимание следует уделить оптимизации числа ходов пуансона, которые в среднем должны составлять не более 12— 15 ходов в минуту.
Износ инструмента при полугоря~ем выдавливании, особенно при закруглении рабочего торца пуансона при выдавливании полости, выше, чем при холодном вьщавливании, из-за снижения твердости вследствие отпуска, так как температура инструмента в зонах интенсивного течения достигает 700'С и выше. Исходя из этого, необходимо: ограничить число ходов (не более 12 — 15 при штамповке на прессах относительно крупных деталей; не более 20 — 40 прн штамповке на автоматах деталей мас- особги нос)и штдмпонки из цветных метдллов 163 ШТАМПОВКА ИА Г!РЕООАХ !62 р,ыл оооо гбао оооо )боб б,гпл мое ооо боо 17, Рекомендуемые области применения холодной м полугорячей объемной штамповки заготовок нз углеродистых н низколегированных сталей Прямое зыдззлнззиие аплашаага стержня Обрзтзае зыдззлаззззз полого стержня )цтзм. аазкз Осадка, высадка 08, !О, 15, 20, 25, 15Х 08, 10, 15, 20, 2О, 30, 15Х, 20Х, !5Г 08, 10, !5, 20, 25, 30, 15Х, 20Х, 15Г Холодная объемная Холоднаяя или пол угорячая объем- ная 12ХНЗА, 20Г, 40, 45, ЗОХ, ЗЗХ, !5ХФ, 20ХФ, 15ХМ, 20Г2, 35Г2, 18ХГ, 18ХГТ, 40Х, ШХ15, ШХ15СГ 25ХГНМТ, 35ХГСА, 25ХГН, 45Х, ЗОГ, 38ХГН, 25Х2Н4МВ 20Г, 40, 45, ЗОХ, 18ХГ, 12ХНЗА, ШХ15, ШХ)5СГ 30, 20Х, 15Г 35Х, 15ХФ, 25ХГН, 20ХФ, 18ХГТ, 45Х, ЗОГ, 35ХГСА, 45ХН, 38ХГН, 25Х2Н4М, 25ХГНМТ Полуго- рячая 12ХНЗА, 35, 40, 45, ЗОХ, 40Х, 45Х, 15ХФ, 20ХФ, !5ХМ, ЗОГ, 35ХГСА, 25ХГН, 40ХН, 45ХН, 38ХГН, 25Х2Н4М, 25ХГНМТ, ШХ15, ШХ!5СГ, ШХ20СГ сой до 1 — 1,5 кг); применять интенсивное охлажзеиие штампов; ограничить ход пуансона за один хад ползуиа, осуществить дробную деформацию.
Деформацию на различных термоме. ханических режимах оценивают исходя из того, что при горячем объемном деформнрованни заготовок нз стали наблюдаются; потерн металла в угар, образование па поверхности заготовки окалины; значительный расход энергии на нагрев; ухудшение качества поверхностного слоя (выгорание летучих составляющих, в тоы числе угле- рада и марганца, насыщение кислоро. дом, пористость, укрупнение зерна и др.), т. е.
необходимость припуска для обработки резанием со снятием стружки, связзна с природой горячей нпамповки, независимо от способа ее асущес)аления (открытая, малоотходная, закрытая). Теплая и полугорячая штамповка проводится при более низких температурах (по сравнению с горячей штам. павкой), при которых образование окалины незначительно (при полуга. рячей штамповке) илл полностью искшочается (при теплой штамповке), а скорость процессов взаимодействия поверлностнога слоя с атмосферой резко уменьшается и при теплой штамповке практически равна нулю. Таким образом, после полугорячей штамповки заготовок вз стали обычна предусматривают шлифование, а резаниеы со снятием стружки удаляют только напуски.
После теплой штамповки шлифованне не нужно. В обоснованных случаях после теплой или полугорячей штамповки осуществляется окончательная доводка холодной штамповкой, в частности осадкой с редуцнро. ваннем. Резервом панышения технологической деформируемости заготовок из слогкных сплавов цветных металлов и легированных сталей является такгке использование теплофизических явлений, происходящих прн деформации, т. е. решается задача нахождения оптимального сочетания кинематики тече.
ния металла и термомехаиических параметров деформации. При повышении скорости деформации максимум температуры деформацнониого старения перемещается в сторону более высоких температур (от 300 да 500 '('), ограни'швзя нижний предел интервала пол»горячей штамповки.
При полугорячей штамповке на форпоизме. пение влияет температура в прикон. тактном слое; с повышением температуры от 600 до 800 'С происходит интенсивный рост толщины аксидаой пленки на поверхности заготовки и переход ее в окалину. Защитное действие покрытия заготовки с повышением температуры в этом интервале резко падаег Таким образом, температура нагрева Ти должна быть выбрана такая, чтобы рост темперзтуры вследствие теплового эффекта ЛТ обеспечивалн фактическую температуру в очаге деформации Тф = Ти + ЛТ, при которой достигается необходимое уменыпение сопротивления деформации.
Все основные операции холодной и полугорячей объемной штамповки по геометрическому распределению накопленной деформации Л можно разделить аа две группы. В первой группе процессов (осадка, высадка) наиболее высокие значения накопленной дефор. мацнн достигаются глзвным образом в цепгральной части штампуемой заготовки, в которой и сосредоточено выделение тепла. Слои, прилежащие к боковой поверхности заготовки, дополнительно нагреваются вследствие теплопроаодности, на до температур значительно меньших, чем максимальные лакал)ные.
Во второй группе процес. сов (пряу ос, обратное и поперечное выдавливание) наибольшие накопленные деформации Л и выделение теплоты достнгаготся главным образом на периферии сечения заготовки, которые дополнительно увеличиваются в прпконтактном слое из-за внешнего тре. ния. В наиболее общем виде решение задачи осуществляют, используя экспериментальные данные на основеуравнения сохранения энергии в локальной форме: р (7)(777(Г) = 0„$,.; — б)н д Оо 0„$',— — гйу Ф 6' аоо О,б ОЗ аб Об О Рис. 32. Ракамеизуамыа области аримензиия халадиай и аалугарячай абьамиай штамповки ари обратном зыдззлизанзи полости з зависимости ат аааратизлзвия деформации сплава и дааустимых давлений из пуансаиг «рнзые уарачназиз сталей ызракг 1) 10; 2) 20; 3) 26; 4) 35; 5) 45; 6) 4ОХ; 7) 1ЗХГТ; 3) 40ХН; зависимость дзаззнйя металла вз ауазааи ат атааазтезьнай деформации ари змдззлизаизн паластз доя сталей израк; 9) 10; 10) 20; 11) 25; 12) 35; 13) 45; крнзыз разделяющие рекомендуемые области праменензя халадиай з палугарячей объемной штзыаазкз ари дапустзиам дззленин металла зз пуансон; 14) прз Рд = 2300 МПО; 15) ири р и — — 2500 МПО; !6) прз р — — 3000 МПО лап где р — плотность; () — внутренняя энергия; д — вектор, определяющий приток энергии через понерхность, огРаничиваюЩУю объем; боу — тензоР скоростей пластической деформации, Используя метод муаровых палас (сочетая его в сложнык случаях с методом координатной сетки), одределяют диссипативную функцию 01!60( локально, которая конкретно характеризуется значением температурного изготовлннин и эксплултлция инструмннтл 165 штлмповкл нл пргсслх 164 д с Рис.
аа. Мод«ха иухисоиох с рхххичиай «сифигурхцисй переход» ох рабочей части « по садо«ной 6. КОНСТРУИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНСТРУМЕНТА Пуансоны и оправни. По общему конструктивному оформлению пуан. саны можно подразделить на сплошные с гладков боковой рабочей поверхностью и с рабочим панском (рис. 33, а), ступенчатые, выполненные как адно целое с оправкой (рис. ЗЗ, б), палые с неподвижной оправкой (рис. 33, г) и с подвижной оправкой (рис. ЗЗ, г). По функциональному назначению в пуансоне выделяют рабочую 1., Рис. Зч. Структурах» схема пуансона с! рис. «т. пуансоны мрфекта и в конечном итоге является результатом сочетания термамеханических и кинематических параметров штамповки. Рекомендуемые области применения холодной и полугарячей объемной штамповки заготовпк из углеродистых и нижелегираванных сталей приведены в табл.
17. Для наиболее тяжелой операции штамповки — обратнога выдавливания полости — выбор термомехапического режима деформации уточняют, используя данные, приведенные на рис. 32. Если кривая упрочнения сплава расположена ниже гранины раздела областей, то для обратного выдавливания полости следует применять холодную штамповку, а если выше — то полугорячую объемную штамповку.
переходную Еп,р и посадочную Еп части (рис. 34). На рабочей части в некоторых случаях особо выделяют головку 1„, которая непосредственно воспринимает технологическую силу, на посадочной — центрируюшие Ец и опорную Ео части. Пуансоны выходят из строя вслед. стане разрушения в зонах концентрации напряжения и износа рабочей части.
Исследования напряженнога состояния пуансонов на плоских моделях (рис. 35) оптическим методом показали, что нщгболее равномерное распределение напряжений с меныпимн коэффипиентами кояцентрацни напряжений наблюдается в пуансонах 2 и 3. В пуансоне 1 опасными являются сечения 1 — 1 и П вЂ” П. Коэффициент концентрации в сечении П вЂ” П при малых радиусах перехода может быть даже большим, чем в сечении 1 — 1. Форму пуансонов 4 и 5 также нельзя считать целесообразной, так как в сечении 1 — 1 даже при балыпих радиусах перехода коэффициенты концентрации напряжений велики.
В переходной части этих пуансонов напряжения распределены крайне неравномерно. При наличии подрезав, микротрещин, неметаллических включений, скоплений карбидов высокий градиент напряжений способствует разрушению. У пуансонов Б с конической переходной частью наиболее равномерное распределение напряжений наблюдается при угле конуса 30'. Но при такой конструкции пуансона значительно укорочена цилиндрическая направляющая часть основания. Экспериментальные исследования распределения напряжений привели к созданию пуансона, в котором конусная н переходная части выполняются с углом 60' относительна продольной аси, что позволило при малой концентрации напряжений абеспечнгь достаточную длину цилиндрической направляющей части. Испьпация моделей пуансонов с разными отношениями В(ь показали, что с увеличением этого отношения коэффициент концентрации напряженнй возрастает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
