Влияние силовых параметров штамповки на формоизменение металла Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Литература

1. Гвоздев А. Е., Журавлев А. Г. Анализ процессов пластического формоизменения материалов с учетом дилатансии. Тула: изд-во ТАИИ, 2005. 71 с.

2. Чан Дык Хоан, Журавлев Г. М. Подход к решению задач пластического формоизменения деталей из дилатирующих материалов / Известия ТулГУ. Серия. Технические науки, 2011. № 6. Часть 2. С. 301-309.

Влияние силовых параметров штамповки на формоизменение металла

Антипов С. В.

Антипов Сергей Владимирович /Antipov Sergey Vladimirovich — магистрант, кафедра строительства, строительных материалов и конструкций, Тульский государственный университет, г. Тула

Аннотация: в статье рассматриваются основные факторы штамповки. Выделены стадии течения металла при процессе формоизменения в открытом и закрытом штампе. Приводятся выражения для определения усилия деформации.

Abstract: the article examines the main factors forming. Obtained stage metal flow during the forming process in an open and closed die. We give expression to determine the strain efforts.

Ключевые слова: формоизменение, штамповка, течение металла, усилие штамповки, облой, поковка.

Keywords: forming, stamping, for metal stamping force, burr, forging.

Формоизменение в открытых штампах можно охарактеризовать несколькими факторами

[1]:

1. В процессах штамповки возникает незначительное изменение объема металла, поэтому часть заготовки после обработки отправляется в отход. Из этого возникает одно обязательное условие Узаг = Уц + Уобл , где Узаг, Уц, Уобл - соответственно объемы заготовки, поковки и облоя.

2. Вытеснение металла происходит в перпендикулярном направлении относительно движения штампа.

3. В штампе создается контрдавление, которое увеличивает гидростатическое давление и улучшает заполнение угловых элементов.

При открытой штамповке можно выделить следующие основные этапы течения металла: свободную осадку (рисунок 1а); заполнение штампа (рисунок 1б) и выдавливание облоя (рисунок 1в). Существует и четвертая (нежелательная) стадия, проявляющая себя экспериментально, когда ручьи штампа заполнены, но поковка не оформлена по высоте. Поведение металла на разных стадиях показано на рисунке 1г [2].

Рис. 1. Формоизменение металла и диаграмма, описывающая усилия в каждой из стадий при штамповке в открытых штампах

При выборе кривошипного горячештамповочного пресса усилие штамповки для поковок можно найти из выражения:

| 35 | СОВРЕМЕННЫЕ ИННОВАЦИИ № 12(14) 2016

P = aT

1,5-

2h

з

к h3

-0,3751n—П

h

F

П

з )

(5)

где 7^ - предел текучести металла, МПа; Ь3 , И^ - ширина и толщина мостика облоя,

мм; , - площадь проекции мостика облоя и поковки на плоскость разъема, мм; Ец -Диаметр поковки, мм (для поковок, близких по форме к круглым и квадратным в плане, принимают Е>П = 1ДЗ^Ц~)

Так как при закрытой штамповке не возникает облой, а протекают только первые два этапа формоизменения (осадка и заполнение штампа), то при всех тех же условиях усилие в закрытых штампах по сравнению с усилием в открытых штампах всегда будет меньше. Усилие деформации для поковок можно рассчитать по формуле [3]:

P = аТ

(

2,07

1 -

2r

D

\

2

+ l,51n1^ + 12-SL 2f2 Dп

(

\

1-

D

П

(6)

-4,5 "Л + 6НГ + Dh (H П -1 - Г2 )-1,5

DП 6H П DП

F

П

где Xl =Л. 1 DT

X1

_ Нп ; , 12 - РаДИУс закругления Пуансона и угла матрицы; Нуу

высота поковки, Ец - диаметр поковки.

Течение металла при прямом выдавливании происходит в три этапа:

- выдавливание до соприкосновения со стенками полости штампа;

- наполнение основной части полости штампа;

- образование поковки в полости выдавливания.

Для прямого выдавливания усилие формоизменения находим по следующему выражению:

1 2 \ ^ 2Ь 2/

И

Р = aT

F

(7)

2siny 1 + cos у) f D

где D, L, F, у - диаметр, высота, площадь поперечного сечения, наклон боковых

стенок поковки; d, l, f - соответственно значения диаметра, высоты, площади поперечного

сечения стержневой части поковки.

Данные формулы применимы для круглой в плане поковки, если поковка в поперечном сечении отлична от круга, то вместо диаметров D и d необходимо использовать приведенные

диаметры D =

D = 1,13VF, d = 1,13^7 ■

Литература

1. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986. 689 с.

2. Сидельников С. Б., Довженко Н. Н. Элементы расчетов процессов обработки давлением: учеб. пособие. Красноярск: ГАЦМИЗ, 1999. 89 с.

3. Степанский Л. Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением: учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

/

v

/

СОВРЕМЕННЫЕ ИННОВАЦИИ № 12(14) 2016 | 36 |