Принципы построения режимов деформирования
Развитие процессов ОМД
Равномерность растяжения
Характеристика слитков
Понятие крупного слитка
Факторы режима деформирования
Напряженно-деформированное состояние
Повышение эффективности
Рационализация кузнечного слитка
Отработка режимов обжатия
Заданные тепловые поля
Площадь поверхности
Режимы нагрева и охлаждения металла
Тепловые режимы
Производство поковок из слитков
Проработка торцовых зон
Технологические и деформационные параметры бойков
Процесс ковки полых поковок
Экспериментальное деформирование
Очаг деформации
Особенности ковки трех лепесткового слитка
Заготовки
Деформационный эффект бойков
Производство заготовок для машиностроения
Технологии ОМД
Производство заготовок валов
Схема течения металла
Производство кольцевых заготовок
Полу горячая штамповка
Производство дисков и пластин
Производство труб
Процессы деформирования металлов
Технология жидкой штамповки
Жидкая штамповка
Подготовка исходных материалов для штамповки
Отрезка заготовок
Пробивка отверстий
Инструментальная оснастка
Отрезка заготовок из пруткового материала
Скорости движения
Штампы повышенной точности
Обработка металлов давлением в холодном состоянии
Предварительная подготовка заготовок
Холодная объемная обработка металлов давлением
Холодная объемная штамповка
Расчет технологических параметров
Гидродинамическая обработка
Глубокая вытяжка
Ротационная вытяжка
Гидровзрывное формообразование
Повышения безопасности формообразования
Трение
Опыты на стальных образцах

Экспериментальное деформирование

Экспериментальное деформирование с использованием ступенчатой оправки было проведено постадийно в комбинированных бойках (верхний — плоский, нижний — вырезной с углом выреза 110° на оправке углом конусности рабочей поверхности у = 1,5; 7°). Обжимали приторцовые участки заготовок. Анализ данных показывает, что с увеличением обжатия уширение полой заготовки возрастает. Применение ступенчатой оправки с углом конусности у = 1,5°, равным углу конусности обычной оправки типа стержня, уменьшает уширение вследствие значительного сокращения поверхности трения оправки с внешними частями заготовки. Обжатие на ступенчатой оправке с углом конусности сопровождается увеличением горизонтальной составляющей макро потока в осевом направлении и еще меньшим уширением полой заготовки. При последующих обжатиях заготовок на ступенчатой оправке = 7°) с кантовками отмечено повышенное складкообразование со стороны внутреннего отверстия заготовки, что связано с увеличением уширения на торце оправки вследствие изменения площади контакта с ее стороны. Увеличение уширения привело к необходимости дальнейшего перераспределения течения металла с целью уменьшения на макро потока в уширение. Это достигается при развороте верхнего плоского бойка на некоторый угол относительно продольной оси заготовки. На торце поковки, откованной по этой схеме, значительно уменьшено складкообразование и зажимы по внутренней поверхности. При обжатии на оправке приторцовых частей заготовки, когда граница бойка совпадает со свободной поверхностью (торец полой заготовки), очаг деформации одной плоскостью выходит на свободную поверхность. Эта плоскость расположена перпендикулярно к продольной оси, вдоль которой при деформировании происходит продольное перемещение металла заготовки (удлинение). При обжатии полой заготовки с последующими ее кантовками на торец выходит столько плоскостей очагов деформации, сколько выполнено единичных обжатий. В зависимости от угла кантовки возможна суперпозиция отдельных очагов. Таким образом, неравномерность удлинения заготовки при единичном обжатии в сочетании с различным углом кантовок оказывает влияние на форму торца поковки. При углах кантовки, равных или больших половины центрального угла, опирающегося на контактную поверхность с верхним бойком на торце заготовки, получается волнистая поверхность с амплитудой, равной разности максимального и минимального удлинения. Неравномерность удлинения при обжатии полых заготовок на оправке оценена для следующих сочетаний инструмента: 1) верхний боек плоский, нижний — вырезной с углом выреза % „ = 110°; оправка цилиндрическая; 2) верхний и нижний бойки вырезные с аб. — 135°; оправка цилиндрическая;
 3) верхний боек плоский, нижний— вырезной с аб< н = 110°; оправка ступенчатая с углом наклона рабочей поверхности наибольшей ступени к продольной оси заготовки 7°;
 4) верхний боек плоский, развернутый к продольной оси оправки под углом 30°, нижний вырезной с аб> н = = 110°; оправка цилиндрическая;
 5) верхний боек плоский с непрямолинейным фронтом подачи, угол не прямолинейности 2р — 90°; нижний вырезной с аб. н = 110°; оправка цилиндрическая (рис. 4.19).
 Оказывается, что наименьшую неравномерность удлинения имеет заготовка, откованная по схеме 5 с применением верхнего плоского бойка с непрямолинейным фронтом подачи. Неравномерность удлинения у такой поковки в 3,5 раза меньше, чем у поковки, откованной комбинированными бойками. Зависимость неравномерного удлинения от соотношения размеров исходной заготовки показывает, что полые заготовки по характеру искажения торцов от поверхности при обжатии комбинированными бойками (с верхним плоским бойком, имеющим непрямолинейный фронт подачи), можно разделить на две группы — толстостенные и тонкостенные. Деформация толстостенных заготовок, у которых (D0 —do)/d0 > 1,5-5-2,0, характеризуется незначительной неравномерностью удлинения AL. При уменьшении толщины стенки полой заготовки неравномерность удлинения увеличивается. Предельное значение отношения (D0 —d0) d0l равное 1,5—2,0, служит границей раздела тонкостенных и толстостенных заготовок. Площадка контакта в форме равнобедренного треугольника с углом при вершине 2р в момент конечной стадии обжатия соответствует оптимальной форме верхнего бойка, при которой удлинение максимально (величина уширения является функцией угла не прямолинейности фронта бойка).
 В процессе поперечного обжатия круглой полой заготовки плоским инструментом с непрямолинейным фронтом подачи распределение макро потоков (при постоянной длине контактной площадки) зависит от ее ширины, определяемой соотношением размеров заготовки, степенью деформации и углом 2р не прямолинейности фронта подачи.
 Изменение длины контактной площадки связано либо с заменой бойка, либо с величиной подачи, когда обжатие заготовки происходит не на всю длину бойка. Предельная длина деформирующего инструмента (или подача) есть функция ширины 2а площадки контакта с поверхностью обжимаемой круглой заготовки. Рассмотрим измерение ширины контактной площадки для случая равенства физического очага деформации геометрическому.
 Расчетная схема выполнена для конечной стадии обжатия, когда ширина контактной площадки акЩ = 1/2R АНв —АН1 Для того чтобы обжатие заготовки проходило с преобладающим удлинением, необходимо, чтобы расчетная схема выполнялась хотя бы на половине пути перемещения инструмента, когда а =ат. Тогда объем, смещенный по высоте, переместится в продольном направлении, а
 поток, непосредственно направленный в уширение, мал или вообще отсутствует. Значение ат взято заведомо меньше, чем физическая ширина контакта деформирующего инструмента а, что обеспечивает большую вероятность выполнения оптимальных соотношений удлинения и уширения (уменьшенный макро поток в уширение). Из подобия треугольников следует, где D — внешний диаметр заготовки; в =Д — средняя степень обжатия верхним бойком. С учетом малой величины квадрата степени деформации ширина контактной площадки
 Для длины деформирующего бойка (или подачи) в случае равенства физического очага геометрическому получены следующие выражения:
 верхний предел где I — угол не прямолинейности фронта верхнего бойка; а2 — угол наклона линии раздела течения металла в направлении уширения и удлинения (относительно оси заготовки). В реальных условиях размер бойка или величина подачи должны соответствовать неравенствам.
 При протяжке круглой заготовки относительную подачу определяют как отношение абсолютной начальной подачи или ширины бойка к высотному размеру исходной заготовки. При протяжке на оправке полой заготовки комбинированными бойками очаг деформации от верхнего бойка оказывает большее влияние на формирование макро потоков металла, чем очаг от оправки.
 В связи с этим за относительную подачу при протяжке на оправке принимают отношение абсолютной подачи к толщине исходной заготовки. В случае равенства физического очага деформации геометрическому, относительную подачу с учетом формул, полученных для длины бойка, определяют по формулам: верхний предел нижний предел. Внешние явления при протяжке полой заготовки тесно связаны с внутренними потоками металла, для исследования которых заготовки обжимали постадийно с интервалом 10 % до средней степени деформации sc p = 40 % (скорость деформирования постоянна, бойки комбинированные, угол выреза нижнего бойка 90—150°). Траектории перемещения частиц в очаге деформации получили с помощью метода координатных сеток. За неподвижный центр при построении полей приняли центр поперечного сечения оправки. Этим имитировали обжатие заготовки бойками, перемещающимися навстречу друг другу. Анализ м акр о перемещений в поперечном сечении заготовки провели в два этапа: до и после заполнения металлом выреза нижнего бойка. Заполнение металлом полости выреза бойка зависит в основном от геометрических параметров инструмента. Чем больше угол выреза, тем меньше требуется обжатие заготовки для заполнения полости бойка. На практике заполнение металлом выреза бойка происходит при обжатии 10—15 % (в зависимости от угла выреза). На поле траекторий, в поперечном сечении полой заготовки различают три макро потока: два предписанных макро потока от бойков и поток вытеснения, направленный в уширение по плоскости, расположенной под углом к горизонтальной оси симметрии. По этой плоскости наблюдается взаимодействие макро потоков, определяющее положение максимального уширения заготовки и отслоение внутренних слоев металла от оправки. Кроме рассмотренных основных макро потоков, существует перемещение металла в вырез нижнего бойка. Если при обжатии сплошной круглой заготовки в вырезном бойке такое перемещение металла распространено на все поперечное сечение заготовки, то при деформации полой заготовки (из-за наличия жесткой оправки в ее середине) перемещение в вырез бойка сосредоточено в поверхностных слоях заготовки. В этом случае площадь зоны, характеризующаяся направленным потоком в вырез бойка, у полой заготовки гораздо меньше, чем у сплошной круглой. При деформации полой заготовки комбинированными бойками с контактом ее поверхности по всему зеркалу вырезного бойка макро перемещения в вырез бойка отсутствуют. При решении задачи при протяжке полой заготовки на оправке комбинированными бойками макро перемещения в вырез бойка вследствие малой площади по сравнению с поперечным сечением заготовки не учитывали. В поле макро перемещений остается, таким образом, две зоны. Первая зона примыкает к верхнему бойку, вторая — к нижнему вырезному. Вследствие симметрии поперечного сечения заготовки относительно вертикальной оси достаточно рассмотреть перемещения металла для половины сечения. Граничные условия по контактным плоскостям деформирующего инструмента с заготовкой Рис. 4.22. Зоны В поперечном сечении характеризуются значительной полой заготовки при обжатии НОЙ прилипания, поэтому на рабочих поверхностях бойков и на оправке приняли условие отсутствия перемещений, а работу сил трения учли работой среза приконтактных слоев металла. Вертикальное перемещение для зоны 1 определяется перемещением верхнего бойка. Равномерность перемещения можно допустить из условия, что соотношение (R — г)1аг велико. Компонент деформации по оси z при малых значениях определяется из уравнения.




 
Яндекс.Метрика