раздел 2.2)
программе Extrusion 3D.
Однако, как уже было отмечено выше, объемные математические модели редко
используются для множественных расчетов с целью последующего статистического
анализа полученных данных. Такие расчеты выгоднее проводить на двумерных
моделях, как это было проделано в работах [24, 39], поскольку решение
трехмерной задачи всегда является лишь одним из частных случаев. Применение
объемных моделей необходимо для анализа кинематики течения в контейнере и
матрице при исследовании взаимного влияния течения в различных элементах канала
либо отдельных каналах матрицы.
1.5. Влияние технологических факторов процесса на качество пресс-изделий
1.5.1. Влияние факторов процесса на характеристики качества алюминиевых
профилей
На точность профилей влияют такие параметры как изменение размеров из-за
термического расширения или усадки матрицы и профиля; упругая деформация
инструмента, внеконтактная пластическая деформация пресс-изделия, натяжение
тянущего устройства (пуллера), правка растяжением и пр. Рассмотрим имеющиеся в
литературе данные.
Влияние термического расширения и усадки на размеры профилей приведено в [5, 6,
[lxxxi]].
Описание упругой деформации затруднено тем, что каждая матрица имеет свои
индивидуальные размеры и жесткость. Аналитическое определение упругой
деформации методами сопротивления материалов возможно (например, как приведено
в [1]), однако при этом принимаются существенные допущения относительно формы
матрицы, что снижает точность таких решений. Более современным представляется
расчет упругой деформации инструмента с помощью одной из известных коммерческих
конечно-элементных программ как, например, представлено в [[lxxxii], [lxxxiii]]
или оригинальных моделей (например [[lxxxiv]]).
В работе [82] расчетным путем определено уменьшение толщины прямоугольных полос
с различным отношением ширины а к толщине b, прессуемых через форкамерную
матрицу. Показано, что для профиля с поперечным сечением площадью 1200 мм2 и
отношением а/b=12...30 уменьшение толщины полосы составит от 0,05 до 0,1 мм.
Важно отметить, что применение форкамерных матриц обеспечивает плоскости входа
металла в канал к нейтральному сечению матрицы при изгибе [[lxxxv], [lxxxvi]],
что приводит к уменьшению влияния упругой деформации на точность профилей.
Имеющиеся сведения о внеконтактной деформации металла на выходе из калибрующего
пояска матрицы ограничены. В работе [8] указывается лишь, что имеется
возможность так называемой внеконтактной деформации, т.е. некоторого
практически очень небольшого уменьшения диаметра прутка после его выхода из
обжимающей части пластической зоны. Авторы [[lxxxvii]] показали, что для
потенциального поля скоростей очаг деформации распространяется за плоскость
очка матрицы, т.е. имеется внеконтактная деформация; при этом при истечении
металла из матриц возможно сужение полосы. Однако, следует отметить, что задачи
прессования, рассматриваемые в указанных работах [8, 87] отличаются небольшими
коэффициентами вытяжки m (до 9), что не характерно для случая прессования
тонкостенных профилей из алюминиевых сплавов низкой и средней прочности (при m
порядка 40...120). Существенное изменение размеров поперечного сечения полосы
по сравнению с размерами матрицы имеет место при прессовании панелей [85],
однако связаны они, прежде всего с упругой и пластической деформацией
матричного комплекта, вследствие значительной неравномерности распределения
нормального напряжения по зеркалу матрицы. В работе [13] указывается лишь, что
внеконтактная деформация отрицательно сказывается на точности профилей.
В работе [[lxxxviii]] на основании экспериментальных данных сделано несколько
важных выводов: прессование через конические матрицы по сравнению с плоскими
позволяют получать меньшие отклонения размеров профиля по отношению к размерам
канала матрицы; аналогичное влияние оказывает снижение напряжения текучести
прессуемого металла – чем оно ниже, тем точнее профиль; увеличение длины пояска
повышает точность.
В трудах Международного технологического семинара по прессованию (Чикаго, США)
данных о внеконтактной пластической деформации не обнаружено.
Относительно влияния переднего натяжения: существует решение, предложенное Р.
Акеретом (приведенное в [1]), связывающее напряжение, которое необходимо
приложить для устранения разницы скоростей истечения из разных ниток профиля:
sк/Pм= (0,1…0,2) DW/Wк, (1.14)
где sк – напряжение в коротком профиле; Pм – удельное усилие, воспринимаемое
матрицей; DW – разница скоростей истечения; Wк – скорость истечения короткого
профиля.
Из рис. 1.24 видно, что при разнице скоростей и длин в пределах 5% выравнивания
можно добиться увеличением осевого потока металла, при большей разнице – за
счет пластической деформации. Устранение разнодлинности пресс-изделий,
получаемых из разных каналов одной матрицы, может быть осуществлено как путем
изменения расхода металла (осевого потока), так и путем пластического
растяжения. Однако
Р. Акеретом не было описано влияние переднего натяжения в каждом из случаев на
изменение размеров поперечного сечения профиля.
Влияние правки растяжением на линейные геометрические размеры профилей отражено
в работах [13, [lxxxix]].
Образование местного адгезионного соединения – налипание металла на калибрующем
пояске оказывает тормозящее воздействие [13], в результате чего в месте
налипания размер профиля уменьшается. Наиболее очевидным решением
представляется качественная зачистка поверхности пояска при корректировках с
использованием специальных приспособлений [[xc]], исключающих перекос надфиля и
обеспечивающих параллельность пояска оси матрицы. Однако
- Київ+380960830922