Наиболее полно исследовано влияние различных факторов на силовые характеристики обратного выдавливания полой заготовки (стакана) из сплошного цилиндра. На рис. 2.28 по данным автора приведены кривые упрочнения S — ряда сталей, прошедших РТО по оптимизированным режимам, и соответствующие им кривые зависимости удельных усилий при обратном выдавливании полости р. — е. В области, лежащей выше предельной горизонтали для данного материала пуансона, применять обратное выдавливание полости не следует. Анализ экспериментальных и теоретических исследований показал, что при обычно применяемой форме рабочей части пуансона и отсутствии разрыва носителя смазочного материала. Установлено также, что это соотношение мало зависит от физической природы материала. Таким образом, имея кривую упрочнения 5 — е или S—е, можно соответственно построить кривую р—е или р—е для обратного выдавливания.
Выбор и расчет переходов. Для оценки возможности применения той или иной формоизменяющей операции (простой или комбинированной) необходимо располагать данными о технологической деформируемости заготовки Дт: где Щ — максимально допустимая в реальном, т. е. производственном, процессе деформация; ДТ(Д) — деформация заготовки, ограниченная возможностью разрушения; Д Т(Р) — деформация заготовки, ограниченная силовыми и энергетическими параметрами оборудования; а — запас деформируемости, необходимый для устойчивости технологического процесса, обеспечивающего стабильные показатели качества (отсутствие микро-и макротрещин, утяжин и других недопустимых по техническим условиям на заготовку дефектов); b — запас деформируемости, обеспечивающий устойчивую работу инструмента и оборудования.
Деформируемость тела зависит от ряда факторов:
Д = Д(Фп, Фи. Фг, Фв. ...). где фп — пластичность материала; Ф — качество, определяемое металлургическим циклом производства металла или сплава; Ф — геометрия заготовки; Фв — взаимное влияние частей тела, определяющих уровень дополнительных и остаточных напряжений. Наиболее ответственная характеристика деформируемости тела — пластичность материала. При холодной штамповке со скоростями деформации, используемыми в обычных технических процессах (штамповка на прессах и автоматах), температурный эффект относительно невелик, и деформацию большинства металлов и сплавов (за исключением свинца и чистого алюминия) можно принять холодной. Тогда
пластичность материала зависит от вида напряженного состояния и не зависит от температуры и скорости деформации: Зависимости ер = ер (П), т. е. диаграммы пластичности для различных металлов и сплавов, приведены в основополагающей и справочной литературе. Технологическое усилие определяет условия работы штампа в целом и его конструктивное оформление, его значение и закон изменения по длине рабочего хода — силовые и энергетические требования к оборудованию. Наиболее показательная характеристика силовых условий штамповки с позиций технологии — удельное усилие. Удельное усилие и его распределение по площади давления определяют условия работы рабочих частей инструмента, их материал и стойкость. Расходы на инструмент на единицу штампованного изделия — один из основных показателей экономичности процесса. Наиболее простая и распространенная характеристика—
среднее удельное усилие. В общем виде ср = Sna (пн), где 3 — напряжение текучести; па — коэффициент, характеризующий напряженное состояние; пя — коэффициент, характеризующий неоднородность напряженного состояния в очаге деформации и его изменение во времени. Значение 5 определяется для холодной деформации по кривым упрочнения с учетом конкретного формоизменения. Поскольку большинство процессов холодной объемной штамповки характеризуется в среднем по объему тела всесторонним неравномерным сжатием (0 > о2 Ц а2 ^ а3; ог = а3), то процессы характеризуются относительно высокой пластичностью и высоким, кроме редуцирования, сопротивлением деформированию. Относительное удельное усилие для высадки и выдавливания и достигает значения 4 (обратное выдавливание полости) и более. Если деталь имеет относительно простую геометрическую форму, соотношение ее размеров соответствует требованиям технологической деформируемости исходной заготовки по средней и накопленной локальной деформации, глубине полости, толщине стенки, нагрузке на инструмент, допустимого графика нагрузки оборудования, то она может быть изготовлена за один переход. Однако в ряде случаев может оказаться более выгодным заменить один переход двумя или несколькими. К числу наиболее распространенных критериев оценки и сравнения технико-экономической эффективности одно и много переходного процесса относятся:
объем производства и стоимость оснастки на единицу изделия при использовании одно и многопозиционного штампа; качество получаемых заготовок деталей; условия работы и стойкость рабочих деталей инструмента; параметры необходимого оборудования и условия автоматизации процесса, целесообразность применения пресса, одно или многопозиционного автомата. Производство заготовок сложной формы, особенно из материалов с пониженной пластичностью, обычно, базируется на двух и много переходных процессах. Однако, как правило, переход от однопереходного к много переходному процессу повышает номинальное усилие пресса, увеличивает потери энергии на упругую деформацию системы заготовка—пресс.
При проектировании переходов обычно применяют два способа расчленения процесса. Первый способ — разбиение суммарной деформации по сечению на несколько единичных, второй — последовательное получение различных частей объема поковки. Способы расчленения процесса могут совмещаться и от перехода к переходу изменяться. При дроблении суммарной деформации по сечению деформации от РТО до РТО определяется по уравнению е2 -J (- е. + f-еп, где е, — логарифмическая деформация деформации по переходам; п — число переходов. Суммирование относительной деформации или определение суммарной деформации по исходным и конечным размерам без учета изменения формы и размеров за каждый переход может привести к значительной ошибке.
Для определения суммарной деформации необходимо переводить относительную деформацию г и.другие инженерные характеристики деформации в логарифмическую ь по таблицам, приведенным в справочной литературе.
