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

Отрезка заготовок из пруткового материала

Отрезку заготовок из пруткового материала осуществляют на прессах, ножницах и другом специализированном оборудовании. Этот процесс характеризуется высокой производительностью, повышенным коэффициентом использования материала и низкой себестоимостью. На основании литературных данных, процесс отрезки сдвигом происходит в две или три стадии. Согласно первому положению в начальной стадии осуществляется внедрение ножей на определенную глубину в металл до появления трещин, а на второй стадии — их сближение в области среза и разделение заготовки.
 Исходя из второго положения, в первоначальный момент происходит упругое деформирование и искривление заготовки, а также незначительное внедрение режущего инструмента. На второй стадии наблюдается появление и развитие пластической деформации заготовки у кромок режущего инструментами образование узкого пластического участка. В конце этой стадии в результате роста напряжений создаются условия для зарождения трещин. На третьей стадии происходит развитие трещин у режущих кромок инструмента и быстрое их распространение по плоскостям сдвига, после чего следует разделение заготовки. Существенным недостатком отрезки заготовок методом обработки металла давлением является наличие деформируемой зоны около плоскости среза. Глубина внедрения режущих кромок инструмента в высокоуглеродистые, легированные и другие стали сравнительно меньше, чем в низкоуглеродистые стали и цветные металлы. К другим недостаткам отрезки заготовок на прессах или ножницах относятся искривление заготовки, скосы на их торцовых плоскостях, шероховатость срезанных поверхностей. Эти недостатки ограничивают использование отрезки заготовок методом обработки металлов давлением. Качество отрезанных заготовок определяется совокупностью полученных геометрических размеров и изменением некоторых физических показателей. К первым относится точность форм, размеров и объема, а вторым — состояние плоскости среза и пластично-деформированного участка.
 Точность отрезки заготовки можно оценить по геометрическим параметрам и относительным показателям деформирования: 1) относительной осадке верхней /0 и нижней k0 части заготовки.
 2) относительной деформации заготовки.
 3) криво линейности торца заготовки.
 4) углу наклона плоскости торца к оси заготовки.
 5) относительному изменению объема заготовки г]0 = = AV/Vy где /, к —соответственно нижнее и верхнее смятие заготовки; d, d%—соответственно диаметр заготовки и деформированного участка; b— величина искривления торца заготовки; V—объем заготовки; А К — изменение объема заготовки после отрезки.
 На основании этих показателей разработаны нормативные материалы на допустимые отклонения размеров заготовок при холодной и горячей штамповке.
 Расширение применения точной штамповки требует максимального приближения объема заготовок к объему поковок. Изменение объема приводит к увеличению усилия деформирования при точной штамповке, к перенагрузке отдельных узлов пресса, поломке инструментальной оснастки и др. Для точной штамповки необходим не только постоянный объем заготовок, но также параллельный и гладкий срез торцовых ее поверхностей. Точность нарезанных заготовок зависит от принятой схемы отрезки. Все возможные схемы отрезки можно сгруппировать в четыре группы: открытая, неполно открытая, неполно закрытая и закрытая, которые отличаются методами фиксации заготовки и схемой напряженно-деформированного состояния в плоскости среза. Качество заготовок и их геометрическая точность зависят от отношения длины заготовки /3 к ее диаметру D3 (К — l3/D3). Точность получаемых размеров повышается с переходом от открытой к закрытой отрезке заготовок, причем при открытой отрезке минимально возможная длина заготовки /3 = .)3, а при закрытой отрезке /3 = 0,30.>3. Возможности закрытой отрезки заготовок позволяют использовать этот процесс и для нужд механических цехов.
 Процесс отрезки заготовок характеризуется следующими основными параметрами: осевым зазором между ножами; радиальным зазором между прутком и режущим инструментом 2П; углом наклона оси ножа а; условием силовых воздействий I на деформируемую заготовку; усилием бокового прижима; осевым прижимом. С уменьшением осевого зазора качество срезанной поверхности отрезанных заготовок улучшается. Радиальные зазоры влияют на качество отрезанной заготовки. При «zn =0» резко улучшается качество поверхности среза. Эти условия деформирования позволяют получить заготовку минимальной длины.
 Устранение наклона прутка (а = 0) при отрезке заготовок в штампе значительно уменьшает неровности торцовой поверхности заготовки. Поперечный прижим стабилизирует положение прутка в штампе и уменьшает возможность искривления оси заготовки.
Точность отрезки заготовок зависит также от температуры металла в зоне среза. Установлено, что повышение температурного поля способствует получению гладкой торцовой поверхности среза с углом наклона к оси заготовки, близким к 90°, понижает усилие отрезки. Точность отрезки заготовок в штампах повышается с увеличением скорости среза. Вследствие этого расширяются возможности использования высокоскоростной отрезки, что подтверждается практикой. При этом следует отметить, что все большее распространение получает способ отрезки заготовок в закрытых штампах. Механизм процесса отрезки заготовок втулковой матрицей. К одному из наиболее перспективных методов отрезки заготовок относится процесс их разделения с помощью ножей втулкового типа. Этот процесс можно использовать для отрезки заготовок в штампах различных типов. Кинематика процесса отрезки заготовок во втулковых штампах, с учетом трех стадийности этапов отрезки, требует детального его изучения. При рассмотрении механизма процесса отрезки применена теория плоской пластической деформации идеально твердо-пластической среды. В частности, использовано решение задачи внедрения твердого недеформируемого клина в твердо-пластическую среду при условии отсутствия трения по контактной поверхности. Эта задача рассмотрена подробно в работах Хила, Тапера и Качанова [18]. Принимается, что пластическое течение металла не установлено, а конфигурация пластической области сохраняет свое геометрическое подобие в течение всего процесса отрезки. Кроме того, при анализе трех стадий процесса отрезки допускается, что для построения поля линий скольжения и годографа скоростей действительно уравнение Генки для а и р-линий скольжения, а также уравнение для компонентов напряжений из круга Моора.
 Анализ первой и второй стадий процесса точной отрезки. Эти стадии процесса точной отрезки характеризуются тем, что втулка-нож проникает (внедряется) в заготовку без возникновения трещин, а глубина проникновения ножа h незначительна в области, расположенной за режущей кромкой втулки-ножа, где происходит пластическая деформация.
 Деформируемый от проникновения втулки-ножа объем металла сжимается и тем больше, чем меньше расстояние до торцовой поверхности прутка, и отклоняется от его образующей на угол так, что область ABDEC будет находиться в пластическом состоянии. При этом принимается, что граничная линия АС аппроксимируется достаточно хорошо как прямая линия. Чтобы использовать решения, полученные Р. Хилом и Л. М. Качановым, рассматривается еще и проникновение втулки-ножа в процессе отрезки как внедрение симметричного клина с углом при вершине 2л. Тогда линии скольжения по длине пластической области будут параллельными твердо-пластической границе, при этом в области АЕС они имеют наклон по отношению к свободной поверхности (линия АС) под углом л/4. Линии скольжения р перпендикулярны к твердо-пластической границе BDEC, а угол наклона контактных тангенциальных напряжений определяется по формуле, где — относительная величина контактных тангенциальных напряжений, тк — контактное тангенциальное напряжение; К — константа пластичности.
Следует отметить, что контактные тангенциальные напряжения возникают при перемещении металла по отношению к торцовой поверхности втулки-ножа и изменяются в пределах 0 < ц < 0,5.
На рис. 7.21 построено поле линий скольжений для первой и второй стадий процесса точной отрезки заготовок. Точка А является особой точкой центрированного поля линий скольжения ADE, Такое поле построено при допущении, что металл под втулкой-ножом во время отрезки заготовки выталкивается (перемещается) в стороны одно направленно. Что же касается областей АЕС и ABD, которые связаны между собой центрированным полем ADE, то в них металл находится в однородном напряженном состоянии сжатия. Если исходить из круга Моора, построенного для произвольной точки а в области АЕСУ то для осуществления пластической деформации в последней необходимо, чтобы гидростатическое давление «ра» (среднее напряжение) для этой точки было равно. Тогда гидростатическое давление для произвольной точки «ап» в области ABD можно определить уравнением Генки для линии скольжения а: где ф. — угол центрированного поля линий скольжения ADE. Как видно из рис. 7.21, этот угол можно определить с помощью угловых характеристик поля линий скольжения по формуле Здесь угол наклона ij? свободной поверхности АС к оси х можно определить из условий подобия процесса: Формула (7.25) получена при Q = я/4, при этом использован метод, предложенный Р. Хилом. Условие подобия определяет положение свободной поверхности АС.
 Нормальные напряжения распределены равномерно по передней поверхности втулки-ножа и определяются на основе круга Моора. Для этой цели необходимо, чтобы оси координатной системы ориентировались следующим образом: ось х по касательной, ось у по нормали к поверхности АВ. Тогда нормальное напряжение. Анализ третьей стадии процесса отрезки. Третья стадия процесса отрезки начинается при определенной глубине проникновения втулки-ножа в заготовку. При этом пластическая деформация распространяется и охватывает все ее поперечное сечение в зоне среза. Поле линий скольжения для этой стадии показано на рис. 7.22. Оно построено при допущении, что нормальные и тангенциальные напряжения, действующие на поверхность А В втулки-ножа, распределены равномерно. Из этого допущения следует, что поле линий скольжений АВО будет состоять из взаимно перпендикулярных прямых линий. Центрированное поле АЕ и AEOFB определяются характерными точками Л и Б. Линии скольжения в области OFOE строятся с помощью круговых линий АЕО и BFO, имеющих одинаковые радиусы кривизны. Линии скольжения АЕО и BFO являются границами пластической области срезанной заготовки, по которым прерываются тангенциальные компоненты векторов скоростей перемещений. Что касается положения точки пересечения О, то она должна лежать на оси симметрии.




 
Яндекс.Метрика