CC BY
5
УДК 621.73.01
СРАВНЕНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО И ОБРАТНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВТУЛКИ
ИВ. Юрков
В работе сравниваются две операции, которыми можно получить одну и ту же деталь: комбинированного выдавливания и обратного с элементами осадки. Проводится сравнение получаемых в результате операций форм полуфабрикатов, технологической силы и температур деталей и оснастки.
Ключевые слова: штамповка, выдавливание, комбинированное выдавливание, обратное выдавливание, осадка.
Одни и те же детали можно изготавливать разными методами, например, для изготовления детали втулка возможно применение методов обработки резанием и давлением. Обработка резанием сопровождается высоким отходом металла в стружку, поэтому более целесообразно использовать обработку давлением [1-7]. Однако даже обработкой давлением подобную деталь (рис. 1) можно получить несколькими способами, например, комбинированным выдавливанием или обратным выдавливанием. И анализ какой из методов более благоприятный для изготовления детали является важной задачей для оптимизации процессов ОМД.
Рис. 1. Форма полуфабриката при: а - комбинированном открытом выдавливании; б - обратном закрытом выдавливании с элементами осадки
Задачей работы является определение более предпочтительного метода изготовления детали с точки зрения получаемой формы, температур в заготовке и оснастке, технологической силы. Сравнивается комбинированное выдавливание в открытом штампе и обратное выдавливание с осадкой в закрытом штампе, оба процесса происходят при температуре горячей штамповки для стали 10. На рис. 1 представлены полуфабрикаты, которые получены рассматриваемыми методами, и есть небольшое отличие, а именно в высоте верхней и нижней частей, при комбинированном выдавливании остается большая высота на припуск на обрезку. При этом обратным выдавливанием получается полуфабрикат с более правильной геометрической формой, которая больше походит на конечное изделие. Также были оценены температуры в заготовке (рис. 2) и оснастке (рис. 3). При этом начальная температура составляет 1150 градусов для обоих методов.
Технологии и машины обработки давлением
т
Ш5.»
-Ii5.fr
I
б
Рис. 2. Температура полуфабриката при: а - комбинированном открытом выдавливании; б - обратном закрытом выдавливании с элементами осадки
При формировании требуемой геометрии температура заготовки увеличивается, при этом использование обратного выдавливания увеличивает температуру сильнее, чем комбинированное, однако разница не столь существенна, и составляет менее 2%. Наибольшая температура наблюдается во внутренней части втулки.
ш
] 1
аб Рис. 3. Температура инструмента при: а - комбинированном открытом выдавливании; б - обратном закрытом выдавливании с элементами осадки
Максимальная температура инструмента при реализации комбинированного выдавливания и обратного примерно одинакова и составляет 1183 градуса. Однако при обратном выдавливании нагревается в основном верхний инструмент, а при комбинированном - и матрица, и пуансон.
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 Время, с
аб Рис. 4. Технологическая сила при: а - комбинированном открытом выдавливании; б - обратном закрытом выдавливании с элементами осадки
а
Технологическая сила при комбинированном выдавливание ниже, чем при обратном на 15%, что обусловлено закрытостью штампа во втором случае, и, соответственно, отсутствием свободных поверхностей.
Исходя из работы можно сделать следующие выводы:
1. Обратным выдавливанием с осадкой полученный полуфабрикат имеет более соответствующие размеры относительно необходимой детали после мехобработки.
2. Температура инструмента и заготовки в результате деформирования обоими методами меняется незначительно и на равную величину относительно начальной.
3. Технологическая сила при комбинированном выдавливание ниже, чем при обратном.
4. По совокупности рассматриваемых параметров невозможно определить каким методом более целесообразно и оптимально получить деталь, так как у каждого метода имеются свои достоинства и недостатки, поэтому требуется дополнительные исследования других параметров процессов.
Список литературы
1. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977. 317 с.
2. Кобелев А.Г., Шаронов М.А., Антощенков Ю.М. Теория и технология процессов ковки и прессования: Составление чертежа поковки и разработка технологии ковки: учеб.-метод, пособие. М.: Изд-во МИСиС, 2002.
3. Семенов Е.И., Кондратенко В.Г., Ляпунов Н.И. Технология и оборудование ковки и объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1978.
4. Яковлев С.С. Анализ методов получения деталей типа втулка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 572-576.
5. Бабенко В.А., Бойцов В.П, Волик Ю.П. Объемная штамповка. Атлас схем и типовых конструкций штампов: учебное пособие для машиностроительных вузов. 2-е изд., перераб, и доп. М.: Машиностроение, 1982.
6. Яковлев С.С., Подтягин В.Э., Никишкин А.Е. Исследование напряжений в инструменте при горячей объемной штамповки трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 186-188.
7. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. М.: Машиностроение, 1975, 354 с.
Юрков Иван Владимирович, магистрант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARISON OF COMBINED AND REVERSE EXTRUSION FOR SLEEVE FORMING
I.V. Yurkov
The paper compares two operations that can produce the same part: combined extrusion and reverse with upsetting elements. A comparison is made of the shapes of semi-finished products obtained as a result of operations, the technological force and temperatures of parts and tooling.
Key words: stamping, extrusion, combined extrusion, back extrusion, upsetting.
Yurkov Ivan Vladimirivich, undergraduate, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
