Успешное внедрение холодной объемной пластической деформации обусловливается схемой деформации, деформируемостью металла и оборудованием.
В зависимости от характера перемещения металла каждый процесс может быть отнесен к одной из схем. Возможная деформируемость применяемых сталей в зависимости от схемы деформации приведена в табл. 8.2. При холодной объемной штамповке для случаев прямого и обратного выдавливания металлов к критериям деформируемости необходимо отнести и сопротивление деформации. Часто на практике операция обратного холодного выдавливания не может быть использована ввиду незначительной стойкости инструмента. В процессе деформирования возможно появление в некоторых зонах растягивающих напряжений, которые создают условия для появления трещин. Это подтверждает, что наряду с информацией о сопротивлении металла пластической деформации необходима и оценка его пластичности для различных схем пластической деформации.
При увеличении процентного содержания углерода в сталях повышается сопротивление деформации, уменьшается их пластичность, а также резко ускоряется процесс изнашивания инструментальной оснастки.
Важным показателем для разработки технологии и конструкции штампов служит относительная степень деформации е, которая для некоторых схем деформаций определяется по табл. 8.2.
В зависимости от конструктивно-технологических особенностей изделий и серийности их производства применяют два способа холодной объемной штамповки:
1) одно или многопозиционная штамповка на прессах;
2) одно или многопозиционная штамповка на автоматах.
При разработке технологии однопозиционной штамповки на прессах могут использоваться данные, приведенные в табл. 8.2 и 8.3.
Для комплексного оптимизирования показателей деформируемости сталей по второму способу, а также примерного определения перечня деталей, которые могут быть изготовлены, применяют и номографический способ. Номографический способ комплексной оптимизации показателей деформируемости. На основании полученных экспериментальных данных о показателях деформируемости некоторых низкоуглеродистых сталей, применяемых для холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах, разработан номографический способ комплексной оптимизации этих показателей. Номографический способ позволяет оценить, какие низкоуглеродистые стали наиболее приемлемы и перспективны с точки зрения внедрения процессов холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах.
Основное преимущество номографического способа — наглядность представления характера изменения зависимостей между переменными параметрами. Кроме того, используя номограммы, легко определяют необходимые промежуточные значения переменных величин, в то время как для определения этих величин по таблицам необходимы дополнительные расчеты. Номограммы позволяют также в случае необходимости использовать метод экстраполирования, учитывая характер изменения соответствующего параметра.
Сравнительные таблицы показателей деформируемости в большинстве случаев неполны и неточны по сравнению с номограммами. Прежде всего эти таблицы могут отразить зависимости не более чем между двумя-тремя переменными. При этом они отражают существующие зависимости между переменными величинами только для их целых значений. Номограмма представляет, с одной стороны, своеобразный инструмент, пользуясь которым можно без вычислений определить показатели деформируемости низкоуглеродистых сталей для различных значений переменных.
С другой стороны, на основе проведенных исследований уточнены оптимальные значения показателей деформируемости рассматриваемых сталей и найден способ их изображения на номограмме (посредством утолщения участков линий, отвечающих отдельным параметрам). •
Изображенная на рис. 8.2 номограмма, расположенная на шести полях (квадрантах), отражает взаимную связь между всеми показателями деформируемости сталей. При построении номограммы использованы равномерные шкалы. Направление роста отдельных параметров по соответствующим шкалам идет снизу вверх. Исключение в данном случае составляют только шкалы относительного удлинения б и относительного сужения.
Из приведенного примера последовательности определения решения переменных величин ясно, что с помощью номограммы могут быть принципиально решены две противоположные задачи:
1) определение по заданным значениям показателей деформируемости возможной формы изготовляемой детали; 2) определение по заданной форме детали показателей деформируемости и стали для изготовления детали.
2) при известной форме детали и ее группе проводим через квадранты (это направление обратно направлению луча Л), ломаный луч Б, пересекающий соответствующие шкалы, на которые нанесены оптимальные значения показателей деформируемости соответственно необходимой стали.
Особенности процессов холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах. Технологические процессы холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах считаются одними из наиболее современных процессов изготовления различных деталей машин. Внедрение этих процессов позволяет увеличить производительность труда по сравнению со штамповкой на прессах более чем в 60 раз, а по сравнению с использованием автоматических токарных автоматов для изготовления аналогичных деталей —в 10—15 раз; резко снизить себестоимость и увеличить коэффициент использования металла до 96—98 %. Кроме того, указанная технология обеспечивает механическое упрочнение и более рациональное расположение волокнистой структуры в штампованных деталях и позволяет повысить важные эксплуатационные характеристики: усталостную прочность и сопротивление вибрациям. Кроме того, посредством холодной объемной штамповки на многопозиционных автоматах могут изготовляться детали различной формы и сложности диаметром 3—80 мм. Успешное внедрение этих процессов в большой мере зависит от правильности расчета технологического процесса. Однако, еще не существует научно обоснованной методики проектирования, подкрепленной конкретными примерами расчета сложных деталей, и проектирование технологии базируется на ума заключительных выводах и догадках.
Холодная объемная штамповка на многопозиционных автоматах осуществляется преимущественно посредством следующих технологических операций: редуцирования, прямого и обратного выдавливания, местного утолщения (на концах и в середине заготовки), максимального формообразования головок, прошивки отверстий, обрезки по заданному контуру, калибровки заготовки по высоте и периметру и др. Эту технологию отличает широкая возможность изменения кинематики перемещений, формы и размеров рабочей части инструмента. При этом используются выталкиватели, которые могут быть расположены как в матрице, так и в пуансоне.
Принципиальная, особенность многопозиционных автоматов заключается в том, что процесс формообразования деталей или полуфабрикатов совершается по параллельно-последовательной схеме в нескольких матрицах и пуансонах, расположенных горизонтально или вертикально (чаще всего горизонтально).
