CC BY
38
Natalia Aleksandrovna Tarasova, postgraduate, tna-08 a niail.ni. Russia, Tula, Tula State University.
УДК 623.455.1:669 178
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ПРУТКОВОЙ ЗАГОТОВКИ
Н.А. Тарасова
Изложен метод и результаты экспериментального исследования полугорячей штамповки специзделий из прутковых заготовок.
Ключевые слова: полугорячая штамповка, параметры режима термомеханической обработки, термовоздействие.
Актуальной задачей применения полугорячей штамповки из прутковых заготовок в высокоэффективных технологиях производства элементов специзделий является определение оптимальных параметров режима обработки (температуры нагрева заготовки, степени, скорости и силы деформаций, геометрии инструмента, трения, условий охлаждения после деформации) в зависимости от требуемых механических свойств и геометрии элемента (полуфабриката). В ходе эксперимента получены необходимые данные для определения поля скоростей и дальнейшего построения модели деформирования металла в процессе операции полугорячей штамповки из прутковых заготовок.
Для проведения эксперимента в первую очередь рассчитаем размеры полуфабриката и рабочего инструмента для проведения операции: диаметр прутка Dпp 11,5 мм;
высота заготовки Нпр 12,6 мм;
диаметр донной части D1 8,6 мм;
диаметр матрицы Dм 15,5 мм;
степень деформации у 0,6.
Таким образом, в качестве экспериментальной заготовки принимается свинцовая прутковая заготовка диаметром 11,5 мм и высотой 12,6 мм. Материал был выбран из соображений простоты обработки, легкости изготовления и возможностей оборудования. Полуфабрикат изготавливается путем отрубки от свинцовой проволоки необходимого диаметра.
Штамповая оснастка представляет собой цилиндрическую матрицу, пуансон, вкладыш матрицы и выталкиватель. Материал штамповой оснастки сталь 45.
Для исследования пластического течения металла при полугорячей штамповке использовался универсальный штамп (рис. 1). Штамп состоит из верхней 3 и нижней 6 плит, соединенных колонками 5. В верхней плите крепится направляющая втулка 2, в которой перемещается плунжер 1 с закрепленным на нем деформирующим штампом 4. В нижней плите имеется отверстие, в котором устанавливается матричный блок, состоящий из матрицы 9 и выталкивателя 8.
17 \*_ \9_
Рис. 1. Экспериментальный штамп
Исследуемая модель 7 представляет собой две половинки, на одной из которых в меридиональном сечении наносилась с помощью микроскопа УИМ-2 ортогональная координатная сетка с базой Дr=Дz=2 мм. Перед нанесением сетки образец предварительно устанавливался в матричный блок, где производилась его осадка пуансоном, имеющим торец плоского сечения с целью уменьшения пор в материале заготовки и уменьшения зазора между ней и матрицей.
Деформирование проводилось на гидравлическом прессе Hidrauma усилием 40 т.
Для численной обработки результатов полученные образцы сканировались, производилась их компьютерная обработка - «отбелка». Используя специальные редакторы, находили конечные координаты узловых точек с целью определения составляющих перемещений Sr, Sz по осям г, г и общее перемещение по формулам
Sr = Гк - Го; Sz = гк - го; 5 = Л/5“-57 , (1)
где гк (гк) - конечное значение координаты по соответствующим осям; г0 (г0) - начальное значение координаты по соответствующим осям.
На рис. 2 приведена схема деформирования заготовки при полуго-рячей штамповке.
а 6
Рис. 2. Схема деформирования заготовки при полугорячей штамповке: а - начальная стадия, б - конечная стадия:
1 - пуансон, 2 - матрица, 3 - заготовка, 4 - выталкиватель, 5 - полученный полуфабрикат
На рис. 3 приведены результаты деформирования полуфабриката.
а б
Рис. 3. Деформирование полуфабриката по стадиям: а - начальная, б - конечная
На рис. 4 представлена конечная стадия деформирования полуфабриката после обработки изображения на ЭВМ
Рис. 4. Конечная стадия деформирования полуфабриката после обработки изображения на ЭВМ
Полученные экспериментальные значения составляющих перемещений Sr, Sz позволяют рассчитать составляющие скоростей перемещений по осям u=Sr/t и ®=Sz/t (где t - время процесса деформирования), а зная скорости и используя численный метод расчета определить характеристики как энергосиловых параметров, так и напряженно-деформированного состояния.
Список литературы
1. Изготовление заготовок и деталей пластическим деформированием / В. М. Авдеев [и др.]. Л: Политехника, 1991. 351 с.
2. Лялин В.М., Петров В.М., Журавлев Г.М. Основы технологии объемной и листовой полугорячей штамповки. М.; Тула: Машиностроение; Изд-во ТулГУ, 2002. 164 с.
Тарасова Наталья Александровна, аспирант, tna^^mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EXPERIMENTAL INVESTIGA TION THE SEMIHOTEXPRESSION OF SEMIFINISHED
ITEMS BAR STOCK
N.A. Tarasova
In work present a method and results of an experimental investigation of semihot presswork special items bar stock.
Key words: semihot expression, parameters of a mode of thermomechanical processing, thermal influence.
Natalia Aleksandrovna Tarasova, postgraduate, Ma^^maUm, Russia, Tula, Tula State University
