УДК 621.73

Исследование ковки с расчлененными потоками вытеснения
металла в уширение заготовки.

Антощенков Ю.М.

Электростальский политехнический институт, филиал МГИСиС,
г. Электросталь, ул. Первомайская 7

E-mail: dekanat@elektrostal.ru

Аннотация

Ключевые слова: технология, ковка, полая заготовка, непрямолинейный, фронт

Эффект непрямолинейного фронта подачи при протяжке на оправке комбинированными бойками, связанный с дополнительным перераспределением предписанных макропотоков металла в удлинение заготовки, что увеличивает интенсивность вытяжки, осуществляется за счет развитого очага деформации от верхнего плоского бойка. Роль нижнего вырезного ромбического бойка с точки зрения формоизменения связан с частичным ограничением макропотоков в уширение. Каждый из двух очагов деформаций от этого инструмента локализован у поверхности заготовки, и существенно влияет на напряженно-деформированное состояние только в периферийных слоях металла.

Усилить эффективность микрораспределения потоков металла в объеме заготовки за счет конфигурации фронта подачи возможно с организацией таких же дополнительных очагов деформаций со стороны рабочих поверхностей ромбического бойка (Рис. 1).

Рис. 1. Ковка на оправке по 3^х очаговой схеме деформации: 1 – верхний боек с непрямолинейным фронтом подачи; 2 – вставка с непрямолинейным фронтом подачи; 3 – нижний ромбический боек; 4 – оправка; 5 - вставка с непрямолинейным фронтом подачи; 6 - заготовка

Наличие нижних накладок 2 и 5 с непрямолинейным фронтом подачи в нижнем вырезном инструменте дополнительно обеспечивает в объеме заготовки перераспределение макропотоков металла со стороны нижних контактных поверхностей.

Обжатие по периметру круглой заготовки определяет последовательное уменьшение наружного диаметра, что вызывает дрейф точки контакта с инструментом в вырез бойка. Траектория перемещения этого контакта описывается линейной зависимостью:

, (1)

где: e - деформация по высоте заготовки;

D – наружный диаметр заготовки до деформации;

a - угол выреза нижнего ромбического бойка.

Дрейф точки контакта заготовки по оси симметрии рабочей поверхности инструмента заканчивается в момент заполнения металлом выреза ромбического бойка. Далее поверхность контакта более стабильна, только за счет пластической деформации происходит увеличение ширины контакта в направлении из выреза бойка. Такое состояние наступает при технологической величине деформации ( 5-7% в зависимости от геометрии выреза ромбического бойка), что позволяет рассчитать геометрические параметры накладок, при которых работа непрямолинейного фронта наиболее эффективна.

Исследование процесса с тремя расчлененными очагами деформации при ковке полой заготовки на оправке: один от верхнего плоского бойка -1 и два от вырезного ромбического – 2,5, имеющих непрямолинейный фронт подачи (b _н =90⁰), проводили на свинцовых образцах с размерами внешнего диаметра D = 40 мм, внутреннего диаметра d = 14 мм и длиной L = 40 мм. Рабочие поверхности - 2,5 занимали такое положение на наклонных поверхностях вырезного ромбического бойка, которое в начальный момент до деформации обеспечивало контакт заготовки по оси симметрии с рабочими участками ромбического бойка. Ширина В_б бойков перекрывала длину исходной заготовки. Таким образом, начальная относительная подача составляла 1,0.

При стадийной деформации заготовки замерялось максимальное уширение, и снимались показания усилия через каждые 2% средней деформации. Относительное уширение, рассчитанное по формуле:

, (2)

где: D _о и b_o – соответственно диаметр и ширина исходной заготовки;

D и b – наименьший конечный диаметр и наибольшая конечная ширина

приведено на рис. 2. Из приведенных графиков видно, что при увеличение количества очагов деформации от бойков с непрямолинейным фронтом подачи, уширение заготовки уменьшается и при степени деформации 20% оно в 1,34 раза меньше по сравнению с уширением при обжатии в комбинированных бойках (верхний - плоский боек, нижний вырезной ромбический).

Рис. 2. Уширение полой заготовки после единичного обжатия: 1- комбинированные бойки: верхний плоский нижний ромбический с углом выреза 110⁰; 2- тоже, что и 1, но верхний с непрямолинейным фронтом подачи b = 90⁰; 3 - тоже, что и 1, но 3 очага с непрямолинейным фронтом подачи b = 90⁰ (см. рис.1).

Уменьшение уширения при протяжке полой заготовки на оправке интенсифицирует процесс вытяжки, увеличивая длину образца.

Усилие деформации заготовки при обжатии свинцовых образцов уменьшается при обжатии бойками с непрямолинейным фронтом подачи и это связано с дополнительным развитием плоскостей сдвига в очаге деформации. Поля одинаковой интенсивности деформаций для трех очаговой схемы обжатия более однородны в поперечном сечении полой заготовки. Интенсивность деформаций, вызванных направленными потоками из очагов деформации в уширение внешних частей поперечного сечения заготовки минимальна.

*                   *                   *

ДИСКУССИЯ
От кого	Вопрос	Ответ
Балуев	Каковы преимущества и недостатки данной схемы ковки?
Балуев	Направленный дополнительный поток должен увеличивать уширение заготовки. У Вас на графиках оно уменьшается. Почему?	Направленный поток в уширение в очаге деформации на своем пути встречает повышенное сопротиление со стороны внешних недеформированных частей заготовки. Это увеличивает интенсивность удлинения.
Задать вопрос	Вопрос (комментарии) Подпись Ваш e-mail Желательно заполнять все поля формы