раздел 2.2).
Выражение (2.26) определяет радиус сечения исходной заготовки по значению её
наружного радиуса после гидропрессования и величине угла a0, зависящего от
конфигурации многогранника.
Теоретические значения степени деформации заготовок, необходимые для
формообразования профиля вокруг шестигранного мастер-пуансона, представлены на
рис. 4.14 для вставок матриц различной толстостенности в виде зависимости l от
D1/d1, где в данном случае d1 – диаметр окружности, описанной вокруг
шестигранника. Видно, что необходимая степень деформации уменьшается с
увеличением толстостенности вставок.
Рисунок 4.14 – Теоретическая зависимость степени деформации заготовок от
размеров вставок матриц с шестигранным профилем отверстия
Теоретическая зависимость степени деформации от размеров заготовок получена в
предположении поперечного течения материала и является ориентировочной для
определения минимальных значений l в экспериментах. В качестве другого
ориентира использованы рекомендации по радиальному обжатию заготовок при
холодном выдавливании. Согласно [28] в случае радиального обжатия заготовки
вокруг мастер-пуансона с шестигранным профилем
l = 1,18…1,25,
с квадратным профилем
l = 1,33…1,43.
Большее затруднение вызывает пластическое формообразование переходных
профильных участков.
Одной из причин этого являются большие зазоры между оправкой и заготовкой в
исходном положении на этом участке. На рис. 4.15 представлена схема,
иллюстрирующая влияние конфигурации мастер-пуансона на величину зазора между
ним и исходной заготовкой. Наибольшая величина этого зазора на участке,
соответствующем калибрующему пояску матрицы, минимальна при контакте граней
мастер-пуансона с заготовкой, составляет
(4.19)
и равна для шестигранника mШ»0,134r1, для квадрата mK»0,293r1, где r1 – радиус
окружности, описанной вокруг многогранника.
На переходном участке AD (рис. 4.15) зазор между мастер-пуансоном и заготовкой
в исходном положении зависит от угла конусности Q отверстия исходной заготовки
и радиуса R=OB, описывающего профиль переходного участка мастер-пуансона.
Величина зазора изменяется по высоте участка в зависимости
, (4.20)
где h – высота рассматриваемого уровня BF.
Общая высота участка H, определяемая из условия z=0, равна
, (4.21)
где n = R – m.
Уровень h, на котором зазор максимальный, определяется из условия, что
производная функции z=z(h) равна нулю. Этот уровень равен
, (4.22)
а разница между максимальными величинами зазоров z и m равна
. (4.23)
Приращение зазора D существенно возрастает с увеличением угла Q и при Q=20°
равно D=0,064R, т.е. больше 1 мм при R>16 мм.
Этот результат свидетельствует о необходимости назначения степени деформации
заготовки для формообразования вставок матриц с учётом величины наклона
образующих переходного участка и использован при расчётах размеров исходных
заготовок.
Экспериментально установлено качественное оформление всех участков матриц с
шестигранным профилем при lM=1,30…1,35, с квадратным профилем при lM=1,45…1,50.
Эти значения lM определяют максимальную величину наружного диаметра D02
исходной заготовки (рис. 3.9), причём меньшие значения lM соответствуют меньшим
углам Q.
Длина участка исходной заготовки с наружным диаметром D02 также должна быть
ограниченной. Установлено, что она должна быть в пределах (рис. 3.9)
l0=(1…1,5) lП, (4.24)
где lП – длина калибрующего пояска вставки матрицы.
Чрезмерное увеличение степени деформации lM и длины участка l0 нежелательно по
ряду причин.
Продольное течение материала происходит преимущественно с опережением оправки,
но при чрезмерном увеличении D0 и l0 возрастает объём материала, отстающий в
наружных слоях заготовки относительно мастер-пуансона. Причина отставания
обсуждалась выше.
При использовании мастер-пуансонов с фланцем на конце (рис. 1.3а) такое
отставание металла в наружных слоях задней части заготовки привело к отрыву
фланца от основного корпуса. В связи с этим во всех последующих экспериментах
использовались мастер-пуансоны без фланцев, а степень деформации заднего
участка заготовки сведена до минимума.
Хотя исходные заготовки имели в верхней части коническую полость с максимальным
диаметром, равным диаметру D хвостовика мастер-пуансона (рис. 3.7), в
результате некоторого отставания металла относительно мастер-пуансона в
процессе гидропрессования на заднем торце получаемых изделий образуется участок
с цилиндрической полостью диаметром D, высота которого тем больше, чем больше
объём смещаемого металла.
Отставание металла относительно мастер-пуансона приводит к развитию
растягивающих напряжений, которые при неблагоприятных условиях могут вызывать
появление трещин на границе конического и переходного участков формообразуемой
вставки.
Очевидными последствиями чрезмерного увеличения D0 и l0 являются также
повышение давления гидропрессования и отходов металла в связи с необходимостью
обрезания его излишков с торцов деформированных заготовок.
Установлено, что максимальный уровень давления жидкости при формообразовании
вставок матриц определяется в виде
, (4.25)
где:
P0
– давление жидкости при формообразовании вставок с отверстием круглого
поперечного сечения;
KФ
– поправочный коэффициент, учитывающий сложность профиля поперечного сечения
отверстия вставки.
Величина P0 определяется по максимальному для данной заготовки значению lM
(т.е. по максимальному значению D0) с использованием расчётных соотношений
(4.14–4.16) и соответствует теоретическим и экспериментальным результатам,
приведенным на рис. 4.8.
Значение поправочного коэффициента определяется в виде
, (4.26)
- Київ+380960830922