Изучено влияние условий гидропрессования на эволюцию структуры, изменение параметров деформационного упрочнения и коррозионно-механические свойства высокоазотистых аустенитных сталей (ВАС). Установлены режимы гидропрессования, обеспечивающие повышенный комплекс свойств сталей данного класса.

Сделана оценка распределения температуры по сечению заготовки и исследована зависимость этого распределения от времени на стадии подготовительных операций и после выдавливания. Проведены расчеты, указывающие на достаточно удовлетворительную сходимость полученных результатов с экспериментально наблюдаемыми тепловыми эффектами при низкотемпературной пластической деформации. Показано влияние температурных условий гидропрессования на параметры осуществления процесса и структурное состояние полученных образцов.

Рассмотрены новые технологические способы выдавливания полых и сплошных деталей со сложным наружным профилем, основанные на поперечном и комбинированном поперечно-продольном выдавливании в штампах с подвижными и разъемными матрицами.

Предложена инженерная методика проектирования матриц для выдавливания осесимметричных заготовок. Матрица снабжена бандажом, автоскрепленным до сборки с фильерой. Методика учитывает влияние формы рабочего канала и характер распределения вдоль него рабочей нагрузки на компоненты напряженно-деформированного состояния узла.

Исследованы изменения силы прессования, давления, относительной плотности, степени структурной деформации, деформации твердой фазы, прочности в зависимости от относительного диаметра, характеризующего размеры волокон шихты. Давление и относительная плотность прессовок на заключительном этапе незивисимо от относительного диаметра одинаковы.

Розглянуто визначення температури металу в процесі холодного витискання. Виконано аналіз існуючих датчиків заміру температури та запропоновано оптимальний. Проведено експериментальні виміри температури у процесі витискання порожнистих стаканів.

Здійснено узагальнення та нове розв'язання науково-технічної задачі збільшення технологічних можливостей процесів поперечного видавлювання за рахунок використання протитиску, який створюється твердим середовищем. З використанням методів прикладної теорії пластичності розвинуто математичні моделі напружено-деформованого стану процесів поперечного видавлювання заготовок з протитиском, який створюється допоміжним металом. Установлено залежність величини протитиску від фізико-механічних властивостей металу, що видавлюється, і геометричних характеристик порожнини. Розроблено методи оцінки впливу основних параметрів процесу на межову формозміну заготовок і технологічну спадковість готових виробів. Одержано залежності величини відновленого ресурсу пластичності від значень використаного ресурсу пластичності перед відпалом і кількості відпалів. Експериментально доведено вірогідність теоретичних результатів, на підставі яких розроблено практичні рекомендації щодо проектування процесів холодного поперечного видавлювання з використанням протитиску. Запропоновано методи вибору допоміжного металу та геометричних характеристик порожнини.

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження напружено-деформованого та граничного станів (НДГС) інструменту для холодного видавлювання (ХВ) і гідростатичної обробки (ГСО) пористих і суцільних заготовок з використанням гідроекструзії (ГЕ), гвинтової екструзії (ГвЕ) і реверсивної закритої прошивки (РЗП) з накладанням протитиску та магнітного поля. Удосконалено методи аналізу НДГС інструменту зі змінною по довжині товщиною стінки від навантажень, що прикладені у різних його частинах, визначено найбільш жорсткі з них, запропоновано алгоритм побудови діаграм граничного стану для визначення оптимального бандажування вузла та розроблено схему ранньої діагностики актів пластичності та руйнування елементів матриць. Встановлено, що розрахунок міцності інструменту для ХВ та ГСО на прикладі моделі Ляме призводить до значних помилок і потребує застосування поправок. Розроблено алгоритми розрахунку параметрів інструменту, які перевірено за умов виробництва партій заготовок з конструкційних та інструментальних матеріалів, мікроволокон, а також за ГСО матеріалів з накладанням магнітного поля. Запропоновано математичну модель ГЕ пористого ортотропного пакету дротяних елементів, за допомогою якої встановлено стаціонарні умови одержання мікроволокон і відповідні граничні умови проектування інструменту. На підставі результатів дослідження силових режимів ГЕ, ГвЕ і РЗП встановлено, що тиск на пуансоні у разі застосування протитиску може зрости на величину, яка дорівнює протитискові.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення ефективності технологічних процесів точного об'ємного штампування деталей з фланцем на основі моделювання технологічних режимів, розробки методик проектування та застосування ресурсозберігаючих способів холодного видавлювання. За допомогою енергетичного методу верхньої оцінки розроблено математичні моделі для процесів радіального, сумісного радіального та комбінованого радіально-прямого видавлювання деталей з фланцями, що дозволяють прогнозувати формозміну заготовок і визначати силовий режим деформування з урахуванням впливу геометрії інструменту, схеми та форми осередку деформування, а також умов контактного тертя. На підставі енергетичного методу та методу кількісних елементів розроблено математичні моделі для прогнозування появи дефектів типу утяжки під час прямого та радіального видавлювання деталей з фланцем. Експериментально встановлено особливості силового режиму та деформованого стану заготовки під час радіального та комбінованого видавлювання деталей з фланцем. Запропоновано нові способи видавлювання, спрямовані на розширення можливостей видавлювання за рахунок підвищення якості та складності форми деталей з фланцем. Розроблено нові виробничі технології та методику проектування технологічних процесів і штампового оснащення холодного об'ємного штампування видавлюванням деталей з фланцем.

Розкрито проблеми підвищення ефективності процесів холодного видавлювання вісесиметричних порожнистих виробів на основі розробки і застосування технологічних способів видавлювання з розтягненням стінки заготовки, які забезпечують зниження енерго- та металоємності виробництва, підвищення стійкості оснащення та одержання виробів прогнозованої якості. Розроблено методики теоретичного аналізу процесів видавлювання вісесиметричних порожнистих виробів зі ступінчастою зовнішньою поверхнею з розтягненням стінки заготовки методом скінченних елементів і методом балансу потужностей, що дозволяє виявити вплив розтягувальних зусиль на силові режими, розподіл питомих зусиль на деформуючому інструменті, закономірності формозміни металу, а також виконати інженерні розрахунки параметрів одержання виробів з мінімальними зусиллями деформування та виробів прогнозованої якості. Визначено величини зменшення зусиль деформування та розподіл питомих зусиль за холодного видавлювання порожнистих виробів з різними ступенями деформації та кутом конусу пуансона. Виявлено величини зміцнення та ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу. Зазначено, що запровадження запропонованих технологічних схем, методик їх розрахунку та нових конструкцій штампового оснащення суттєво розширює можливості холодного видавлювання порожнистих виробів з важкодеформівних сталей і зменшує енерговитрати.

Вперше інженерним методом встановлено аналітичні залежності для визначення контактних напружень і зусиль деформування в процесах холодного прямого видавлювання з роздачею прямокутних профілів. Одержали подальший розвиток скінченно-елементні моделі традиційного прямого видавлювання та видавлювання з роздачею прямокутних профілів з круглих заготовок, що дозволило встановити закономірності формозміни металу та причини зменшення зусиль деформування під час видавлювання з роздачею. Для процесу холодного видавлювання з роздачею профілів вперше методом скінченних елементів встановлено характер розвитку напружено-деформованого стану в заготовці та раціональні розміри матриці, які забезпечують мінімальні зусилля видавлювання та необхідну кінцеву геометрію вибору. Теоретичним аналізом вперше встановлено вплив розмірів вихідної заготовки та коефіцієнта тертя на кінцеву геометрію профілів за прямого видавлювання з роздачею.

Розглянуто питання розробки процесів прямого видавлювання з послідовним радіальним видавлюванням (РВ) і контурною осадкою з проміжними відпалами. Обгрунтовано метод оцінювання використаного ресурсу пластичності за немонотонного навантаження заміною компонент девіатора пошкоджень компонентами тензора пошкоджень з урахуванням впливу величини на перехідних етапах багатоперехідних процесів на інтенсивність нагромадження пошкоджень. Наведено результати дослідження РВ з контурною осадкою пористих заготовок (ПЗ), одержаних після прямого видавлювання. Описано комплексну методику оцінювання деформовності ПЗ за немонотонної пластичної деформації.

Методом конечных элементом выполнен анализ комбинированного выдавливания заготовок из стали 20. Определено влияние геометрии матрицы на силовые режимы деформирования и распределение удельных усилий на инструменте. Установлена геометрия изделия, напряженно-деформированное состояние и упрочнение металла после деформации. По данным расчета спроектирован штамп для реализации процесса в производстве.

Приведены результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований процессов традиционного холодного прямого выдавливания и выдавливания с раздачей прямоугольных профилей из сталей. При выдавливании с раздачей достигнуто существенное снижение усилий выдавливания и удельных усилий на деформирующем инструменте.

На основі енергетичного методу з використанням удосконаленого кінематичного трапецеїдального модуля одержано залежності зведеного тиску деформування та поетапного збільшення розмірів напівфабрикату від технологічних параметрів процесу комбінованого радіально-зворотного видавлювання порожнистих деталей з фланцем. Встановлено можливість прогнозування утворення дефектів у вигляді утягнень на основі характеру зміни параметрів кінематично можливих полів швидкостей у процесі комбінованого видавлювання вісесиметричних деталей з фланцем, що дозволило виявити співвідношення параметрів процесу, для яких ймовірна поява даного дефекту і на основі цього оцінити можливість одержання якісних деталей. Уточнено розрахункові залежності для технологічних режимів деформування відносно високих заготовок з урахуванням наявності проміжної недеформованої зони між автономними осередками деформації радіального й зворотного витікання, що дозволяють визначити поетапне наростання розмірів напівфабрикату. Одержало подальший розвиток оцінювання напружено-деформованого стану та технологічної деформованості у разі холодного видавлювання порожнистих деталей з фланцем, що дозволило встановити зони з граничним вичерпанням ресурсу пластичності й уточнити можливості способу комбінованого радіально-зворотного видавлювання.

Уперше спільним розв'язанням наближених диференціальних рівнянь рівноваги з умовою пластичності одержано аналітичні залежності для визначення питомих зусиль та зусиль деформування в процесах холодного видавлювання порожнин сферичним та ступінчастим пуансонами за дії диференційованого протитиску на заготовку. Набули подальшого розвитку з використанням методу скінченних елементів розрахункові методики побудови діаграм пластичності для малопластичних сталей і сплавів з урахуванням дії диференційованого протитиску. Уперше в процесах холодного видавлювання з диференційованим протитиском порожнистих виробів із малопластичних сталей встановлено енергосилові режими деформування, розподіли питомих зусиль на деформівному інструменті, кінцеві форми та розміри виробів, напружено-деформований стан і ступінь використання ресурсу пластичності здеформованого металу.

С помощью метода верхней оценки установлены характер деформированного состояния детали в процессах поперечного и продольного выдавливания. Показана возможность расчета накопленной степени деформации на основе разрывных полей скоростей с использованием составляющих в выражениях для расчета приведенного давления деформирования. Дана оценка влиянию кинематики выдавливания на деформированное состояние деталей. Предложены способы выдавливания для снижения неравномерности деформаций и устранения возможных дефектов при формообразовании деталей.

Показано ефективність використання методу гідродинамічного видавлювання для одержання виробів із малопластичних ресорно-пружинних сталей із підвищеним комплексом механічних властивостей.

Індекс рубрикатора НБУВ: К623.400.4

Рубрики:

Холодне пресування металів

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ