CC BY
14
Нестеренко Елена Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, Nesterenko 7 7@mail. ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
THE WAY TO IMPROVE THE QUALITY OF THE "WIDE FLANGE HEMISPHERE" PART
IN A STAMP WITH AN ELASTIC CLAMP
A.A. Dikusha, E.S. Nesterenko
Currently, there are many ways of stamping hollow axisymmetric parts, such as a hemisphere. However, the issue of obtaining high-quality parts with minimal effort and money remains highly relevant. Such a stamp design is needed, which in the process of stamping will eliminate such defects as corrugation, a high degree of material thinning, the formation of cracks and breaks in the workpiece.
Key words: stamp, drawing, sheet punching, elastic clamping, stress, detail.
Dikusha Andrey Aleksandrovich, student, A.Dikush@yandex.ru, Russia, Samara, Samara National Research University named after academician S.P. Korolev,
Nesterenko Elena Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, Nesterenko 7 7@,mail. ru, Russia, Samara, Samara National Research University named after academician S.P. Korolev
УДК 673
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ П-ОБРАЗНОГО ВИДА,
ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ
ШТАМПОВКИ
П.Е. Рихтер, Е.С. Нестеренко
П-образную деталь получают, используя процесс гибки. Типовые дефекты, которые могут появиться при выполнении операции: утяжина в месте изгиба, трещины, складки, неточности размеров и формы. Предлагается проводить данный процесс с помощью штампа из патента для гибки П-образных деталей. Данный метод позволит получить детали c более точными углами и без отклонения размеров.
Ключевые слова: двухугловая гибка, угол пружинения, нейтральный слой, радиус гибки, упругое пружинение, штамп, усилие гибки, технологический процесс.
В ходе выполнения операции гибки происходят различные внутренние изменения в заготовке. Волокна, которые располагаются снаружи изгиба, испытывают деформацию растяжения, а волокна, которые находятся ближе к изгибу, испытывают деформацию сжатия.
Широкое применение в авиастроении, автомобильной и электронной промышленности имеют детали П-образной формы.
282
В большинстве случаев в холодной штамповке во время технологической операции «гибка» применяют радиус с малым закруглением, при этом толщина заготовки становится меньше, а нейтральный слой смещается в сторону сжатых волокон [1].
Одним из требований к операции гибки является то, чтобы металл обладал пластическими свойствами. В ходе данного процесса происходит упругая деформация, которую обычно называют упругим пружинением.
Существует множество видов гибки деталей. Одним из способов является гибка до соприкосновения или, как ее обычно называют, свободная гибка. При данном способе процесс заканчивается в тот момент, когда полки изгиба детали будут параллельны боковым сторонам рабочего профиля матрицы [2].
Существует также метод гибки с правкой, в котором процесс заканчивается калибровкой радиуса изгиба по пуансону, когда полки детали зажимаются между рабочими плоскостями пуансона и матрицы. Заданное усилие правки всегда зависит от жесткости пресса, наладки штампа и колебаний размера толщины материала.
Также известен гибочный штамп, содержащий пуансон с поднутрениями на боковых сторонах и матричный узел, включающий гибочные вставки, установленные на двух уровнях с возможностью регулирования зазора относительно пуансона, причем верхние вставки фиксируются с зазором, большим толщины заготовки, а нижние вставки с зазором, меньшим толщины заготовки [3]. Протягивание изогнутой заготовки пуансоном через вставки вызывает ее утонение и дополнительный изгиб, компенсирующий пружинение. Недостатки данного штампа ослабление деталей в местах утонения, увеличение усилия штамповки и износа штампа вследствие протягивания заготовки в зазор, меньший, чем ее толщина.
Как правило, выбор способа гибки металла обуславливается исходя из поставленных требований точности изгибаемой детали [3].
На кафедре обработки металлов давлением Самарского университета был разработан новый способ гибки деталей в штампе с упругими планками [4].
Предлагаемый метод - штамп для П-образной гибки заготовок (рис.1). В начале процесса гибки заготовка фиксируется на матрице 5 и выталкивателе 7, который находится в верхнем положении. При движении пуансона 4 вниз выталкиватель 7 опускается, упругие планки 3 начинают прижимать вертикальные полки заготовки к пуансону 4, создавая дополнительную нагрузку на заготовку. При обратном ходе выталкиватель 7 выводит заготовку из матрицы 5, при этом упругие планки 3 на протяжении всего процесса прижимает заготовку к пуансону 4. После окончания процесса заготовку снимают с пуансона 4 пинцетом [4].
Штамповую оснастку целесообразно изготавливать из инструментальных сталей, предназначенных для штампов холодной штамповки. Рабочие элементы штампа (матрица, пуансон) - материалы У8 или У10 и после термообработки твердость НЯС 50 - 55. Упругая планка - сталь 65Г -
подвергается термообработке: отжиг при температуре 840...860 °С, время 1 час с охлаждением в печи; полная закалка в воде при температуре 840...860 °С, время 20 мин, высокий отпуск при температуре 550...600 °С, 20 минут, далее охлаждение на воздухе; азотирование при температуре 550...600 сС, время 55 часов для повышения стойкости [5, 6].
с и »1 1 с ;> .-с ( } О
£ 72
Рис. 1. Схема штампа: 1 - хвостовик;
2 - верхняя плита штампа; 3 - упругая планка; 4 - пуансон;
5 - матрица (нижняя плита штампа); 6 - упор; 7 - выталкиватель;
8 - соединительный болт; 9 - направляющая верхней плиты;
10 - стопорная гайка; 11 - направляющая выталкивателя
Размеры пуансона и матрицы соответствуют размерам детали (рис. 2). Пуансон корректируется в зависимости от геометрических параметров детали, угла пружинения, минимального радиуса гибки и материала заготовки [7].
В ходе эксперимента необходимо получить деталь с прямыми углами 00=90° и радиусом закругления Я=15 мм из биметалла «Сталь - Медь» толщиной 8=1,1 мм.
20
%
1
Рис. 2. Деталь, получаемая П-образной гибкой
284
На рис. 3 представлена фотография детали, полученной в штампе с упругими планками, на рис. 4 - замеры размеров детали, полученной в штампе с упругими планками.
Рис. 3. Деталь, полученная в штампе с упругими планками
Рис. 4. Деталь, полученная в штампе с упругими планками с замерами радиуса и угла отклонения
Из рис. 4 видно, что отклонение угла от 900 - 10, что составляет 1,1 %. Отклонения радиуса от 15 мм равно 0,3...0,5 мм, что составляет 3,3 %.
Для сравнительной оценки проведем эксперимент для гибки детали в штампе без упругих планок. На рис. 5 представлена фотография детали, полученной в штампе без упругих планок. На рис. 6 показаны замеры размеров детали, полученной в штампе без упругих планок.
Я 5 в 7 в « АО т \г \
Рис. 5. Деталь, полученная в штампе без упругих планок
Рис. 6. Деталь, полученная в штампе без упругих планок с замерами
радиуса и угла отклонения
285
Из рис. 6 видно, что отклонение угла от 900 - 90, что составляет 10 %. Отклонения радиуса от 15 мм равно 7...9 мм, что составляет 20 %.
Из полученных результатов [8] можно отметить то, что при гибке без упругих планок получить заданные размеры детали без дальнейшей калибровки невозможно. При гибке в штампе с установленными упругими планками размеры детали отличаются на 1.3 % от заданных.
Таким образом, гибка деталей в штампе с упругими планками подходит для выполнения процесса гибки из биметалла «Сталь - Медь» толщиной 1,1 мм, а полученные размеры детали соответствуют всем нормам заданных величин углов и радиусов и не требуют дальнейшей калибровки.
Список литературы
1. Романовский В.П., Симоновский Н.З., Щетинина Л.В. Справочник по холодной штамповке: справочное издание. Л.: Машиностроение, 1979. 214 с.
2. Гибка деталей из листовых заготовок [Электронный ресурс]. URL: https://tehace.ru/shelves/the-dimensions-of-the-sheet-are-flexible-when-using-the-matrix-design-office-online/ (дата обращения 14.01.2019).
3. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. 423 с.
4. Штамп для гибки плоских деталей с упругой планкой: Пат.153887 РФ № 2015114028/02; заявл. 15.04.15; опубл. 10.08.15, Бюл. № 22. 3 с.
5. Зубцов М.Е. Листовая штамповка: учеб. пособие для вузов. Л.: Машиностроение, 1980. 432 с.
6. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. 423 с.
7. ГОСТ 11701-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент (с изменениями № 1, 2). М.: Изд-во стандартов, 1993. 78 с.
8. Рихтер П.Е. Исследование процесса гибки П-образных деталей из биметалла. Самара: Самарский университет, 2018. 58 с.
Рихтер Петр Евгеньевич, студент, petek14@mail. ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева,
Нестеренко Елена Сергеевна, канд. тех. наук, доцент, Nesterenko 77@,mail. ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
IMPROVING THE QUALITY OF DETAILS OF THE P-SHAPED TYPE OBTAINED BY THE
COLD SHEET FORMING METHOD
P.E. Rikhter, E.S. Nesterenko 286
U-shaped part, get using the bending process. Typical defects that may appear during the operation: weighting at the site of bending, cracks, folds, inaccuracies in size and shape. It is proposed to carry out this process using a stamp for flexible parts. This method will allow to obtain parts with more accurate angles and without deviations.
Key words: workpiece, two-angle flexibility, angle of springback, neutral layer, radius of flexibility, elastic springback, stamping, increasedflexibility, workpiece, part, technological process.
Rikhter Petr Evgenievich, student, petek14@,mail.ru, Russia, Samara, Samara National Research University named after academician S.P. Korolev,
Nesterenko Elena Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, Nesteren-ko77@mail.ru, Russia, Samara, Samara National Research University named after academician S.P. Korolev
УДК 621.77.019
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НАЛИПАНИЯ ПРИ ПРОКАТКЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
А.С. Калинин, М.А. Сережкин
Изложена гипотеза возникновения налипания алюминиевых сплавов на валки и проведена экспериментальная проверка изложенной гипотезы. Представлен экспериментальный способ определения налипшего металла на валки.
Ключевые слова: прокатка, налипание, гипотеза, покрытие, измерение.
Введение. В современной металлургической промышленности до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов подвергают прокатке. Продукцией прокатного производства является сортамент - совокупность профилей различной формы и размеров. Основным прокатным инструментом являются валки, от их стойкости и работоспособности зависят производительность и технико-экономические показатели прокатных станов.
В производственных условиях возникают различные факторы, влияющие на долговечность валков и качество выпускаемой продукции. Важным аспектом является состояние поверхности валков. При прокатке цветных металлов, в том числе, алюминиевых сплавов возникает явление налипания металла на инструмент, из-за чего контактная поверхность валков ухудшается, параллельно протекают процессы износа, в результате валки приходится регулярно заменять на новые или восстанавливать.
287
