Підвищення точності форми і розмірів порожнистих напівфабрикатів при гарячому зворотному видавлюванні із заготовок квадратного перерізу

Abstract

Отримання круглих порожнистих напівфабрикатів гарячим зворотним видавлюванням із заготовок круглого і квадратного перерізу є першим переходом штампування при виготовленні порожнистих виробів спеціального призначення. Для таких виробів потрібно забезпечити певні механічні властивості по висоті стінки і в донній частині, які можна досягти за рахунок пропрацювання структури металу пластичною деформацією. Пропрацювання донної частини здійснюється при зворотному видавлюванні. Властивості по висоті стінки отримують на подальших переходах витягування з потоншенням напівфабрикату після видавлювання. Використання заготовок квадратного перерізу приводить до більш інтенсивного пропрацювання донної частини напівфабрикатів при зворотному видавлюванні. Однак в результаті видавлювання виникають чотири виступи на торці стінки напівфабрикату в місцях, які відповідають кутовим зонам заготовки. Наявність виступів приводить до необхідності застосування додаткової операції підрізання торцю стінки напівфабрикату перед витягуванням, а також до збільшення витрат металу. Тому актуальною задачею є дослідження способу усунення виступів у напівфабрикаті та додаткової операції підрізання торцю. Підвищення точності форми і розмірів порожнистих напівфабрикатів при гарячому зворотному видавлюванні із заготовок квадратного перерізу. Усунення виступів досягається за рахунок утворення фасок в кутових зонах заготовки квадратного перерізу шляхом попереднього осаджування перед видавлюванням. За допомогою методу скінченних елементів (МСЕ) проведено моделювання процесів гарячого осаджування кутових зон на вихідній заготовці квадратного перерізу та подальшого зворотного видавлювання з роздачою круглих порожнистих напівфабрикатів. Визначено розміри фасок на заготовці із маловуглецевої сталі, які забезпечили усунення виступів на торці стінки круглого напівфабрикату після видавлювання. Встановлено залежності зусиль осаджування та видавлювання від переміщення пуансонів. Виявлено питомі зусилля на деформуючому інструменті. Наведено розподіли напружень, деформацій та температури у здеформованому металі в кінці осаджування та видавлювання. Проведено оцінку пропрацювання структури металу гарячою пластичною деформацією. Розроблено конструкцію штампу для виконання осаджування і видавлювання. Встановлено геометрію заготовки квадратного перерізу з фасками у кутових зонах, яка забезпечує усунення виступів на торці стінки при гарячому зворотному видавлювання з роздачою круглих порожнистих напівфабрикатів.

Keywords

• метод скінченних елементів
• гаряче осаджування
• зворотне видавлювання
• заготовка квадратного перерізу
• порожнистий напівфабрикат
• температура
• зусилля
• напруження
• деформації