CC BY
9
УДК 621.777
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ОСНАСТКИ ДЛЯ ПРЯМОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ КОРПУСОВ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
К. О. Поцелуев
Приводятся подходы в решению проблемы разностенности при свободном прямом выдавливании детали из прутковых заготовок. Приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных на испытательной машине с применением специальной штамповой оснастки.
Ключевые слова: выдавливание, разностенность, упругие деформации, разрушение.
Большое разнообразие технологических приемов получения качественных металлических деталей при помощи операции холодного выдавливания создает возможности для стремительного развития инструмента и оснастки, необходимой для реализации рассматриваемых технологических процессов. При выдавливании всевозможных осесимметричных корпусов из прутковых заготовок важнейшую роль играет вопрос устранения разностенности заготовок в процессе деформирования. Холодное выдавливание как один из наиболее высокоэффективных способов обработки металлов давлением имеет существенный недостаток - снижение стойкости инструмента из-за высоких удельных сил деформирования, как правило, такие процессы сопровождаются еще и формированием разностенности деталей. В свою очередь, данное явление может наблюдаться из-за износа рабочего инструмента и упругих деформаций в процессе приложения нагрузки.
В данной работе рассматривается технологический процесс прямого выдавливания тонкостенных втулок из одной или нескольких прутковых заготовок [1]. Далее будут приведены особенности конструирования экспериментальной оснастки для выдавливания, а также представлены результаты эксперимента, проведенного на испытательной машине ГМС-50 (рис. 1), позволившие выявить необходимость последующей корректировки и доработки штамповой оснастки. В ходе проведения экспериментальных исследований, направленных на определение силовых параметров процесса свободного прямого выдавливания осесимметричных корпусов с различными внешними диаметрами изделия, была составлена таблица полученных в ходе испытаний значений силы деформирования (табл. 1).
Важно отметить, что в большинстве опытов наблюдалась разно-стенность, примерно в 50 % случаев приводящая к разрушению детали (рис. 2) [2, 3]. Для устранения данного явления было проведено дополнительное моделирование процесса прямого выдавливания в программном комплексе Qform 3Б.
По результатам определены возможности корректировки геометрии нижнего пуансона в оснастке (рис. 3) с целью снижения упругих деформаций инструмента, приводящих к разностенности: требуется увеличение диаметра пуансона до 20 мм, а также уменьшение длины рабочей поверхности в 3,25 раза (рис. 4).
Рис. 1. Общий вид испытательной машины ГМС-50
Таблица 1
Результаты эксперимента, _полученные в ходе испытаний_
Материал Высота Высота Глубина вы- Толщи- Диаметр Соотноше- Сила деформи-
заготовки заготовки заготов- давливания, на дна, нижнего ние диамет- рования, Н
началь- ки ко- мм мм пуансо- ров верха и
ная, мм нечная, мм на, мм низа матрицы
Алюми- 12,4 14,5 5.81 8,7 6 8/8 74000
нии
Медь 15 23 14 9 6 8/8 37000
Латунь 12,3 14,6 4,3 10,3 6 8/8 73500
Алюми- 12,9 14,7 6,1 8,6 7,6 8/9,6 87500
ний
Алюми- 12,7 18,6 11,1 7,4 7,6 8/9,6 90500
ний
Алюми- 11,5 9,2 8/11,4 77500
ний 12,5
Алюми- 12 - - - 10,8 8/12,8 127500
ний 12 - - -
На основании полученных рекомендаций были откорректированы рабочие чертежи инструмента и изготовлена доработанная штамповая оснастка для проведения экспериментальных исследований процесса прямого выдавливания одной и нескольких заготовок из цветных металлов. Применение инструмента со ступенчатой основой позволяет не только снизить упругие деформации, проявляющиеся в ходе деформирования, но и значительно повысить стойкость рабочего инструмента. В современных условиях крупносерийного производства всевозможных радиоэлементов и других отраслях точного машиностроения вопрос по-
342
вышения точности изготовления мелкогабаритных деталей является одним из ключевых в процессе разработки и апробации новых технологических решений.
Рис. 2. Разностенность медного корпуса, наблюдаемая в ходе эксперимента
1
Рис. 3. Экспериментальная штамповая оснастка для прямого
выдавливания
Рис. 4. Доработанная конструкция нижнего пуансона для прямого выдавливания
343
В дальнейшем планируется составление универсальной методики для проектирования оснастки, используемой для реализации процесса свободного прямого выдавливания нескольких заготовок из цветных металлов. Необходимо учесть как результаты натурных экспериментов, так и выводы, сделанные после моделирования операции в программном комплексе Qform 3D. Кроме того, важными этапами в разработке и исследовании технологического процесса прямого выдавливания являются анализ стойкости инструмента при выдавливании одновременно не одной, а нескольких заготовок и использование для этого конических матрицы, позволяющих снизить технологические силы деформирования для изделий большего диаметра.
Список литературы
1. Овчинников А.Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах. М.: Машиностроение, 1983. 200 с.
2. Евдокимов А.К. Холодное выдавливание сложнопрофильных изделий // Кузнечно-штамповочное производство и обработка металлов давлением. 2005. №1. С. 9-17.
3. Евдокимов А.К., Петров Б.В. Осесимметричное обратное выдавливание в ступенчатой матрице // Прогрессивные методы и технологическое оснащение процессов обработки металлов давлением: сб. тезисов международ. науч.-техн. конф. СПб: БГТУ «Военмех», 2005. С. 72-75.
Поцелуев Константин Олегович, магистрант, mpf-tiilaaramhler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DESIGN FEATURES OF EQUIPMENT FOR DIRECT EXTRUDING HOUSINGS OF NON-
FERROUS METALS
K.O. Poveluev
The article presents approaches to solving the problem of difference in the _ free direct extrusion of parts from har blanks. The results of experimental studies conducted on the test machine using a special die tooling.
Key words: extrusion, difference, elastic deformation destruction.
Potseluev Konstantin Olegovich, masters, mpf-tulaa ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
