НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (4Е), 2009
3
УДК 621.777
Алиев И. С., Чучин О. В., Бондарева Е. Н.
СОПОСТАВЛЕНИЕ СИЛОВОГО РЕЖИМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ
ТИПА СТАКАН В РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ ХОЛОДНОГО
ВЫДАВЛИВАНИЯ
Ранее проведенные теоретические исследования изготовления полых деталей типа
стакан в процессах обратного и радиально-прямого выдавливания, а также сопоставление ре-
зультатов этих исследований, позволили сказать о возможном существенном снижении си-
ловых параметров (до нескольких раз) в случае реализации на практике схемы радиально-
прямого выдавливания [1–3]. Было установлено, что наибольшее влияние на величину дав-
ления деформирования оказывают относительные радиус полости, толщины дна и стенки
стакана (геометрические параметры отнесены к радиусу заготовки), коэффициент трения.
Причём, уменьшение радиуса заготовки для радиально-прямого выдавливания однозначно
приводило к уменьшению усилия деформирования по причине уменьшения площади кон-
такта активного деформирующего инструмента с заготовкой. Однако экспериментальное
подтверждение результатов данных теоретических исследований в технической литературе
отсутствует.
Целью статьи является представление результатов экспериментальных исследований
по сопоставлению усилия деформирования при изготовлении полых изделий типа стакан
в процессах продольного и комбинированного выдавливания с раздачей.
Для экспериментов применялись цилиндрические мерные заготовки высотой от 12 до
45 мм с диаметрами 15,0 мм, 21,0 мм и 28,0 мм, полученные из сортового проката алюми-
ниевого сплава АД31. Высота заготовок подбиралась из расчёта равенства их объёмов. Перед
выдавливанием все образцы подвергались отжигу в течение 30–40 минут в печи, нагретой до
температуры 400 °С. В качестве смазки был использован животный жир. Для исследования
макроструктуры полученные в процессе выдавливания полые детали разрезались вдоль оси,
и после предварительной подготовки меридиональные поверхности половинок деталей про-
травливались в 5 % растворе NaOH
при температуре 70 °С. В опытах использовалась пере-
налаживаемая штамповая оснастка, состоящая из контейнеров с внутренними диаметрами
отверстий 150 мм и 110 мм, в которых центрировались сменные пакеты (матрицы, пуансоны,
кольца, опорные прокладки и т. д.). Экспериментальные исследования проводились на испы-
тательной машине МС-2000.
Было выдавлено 10 заготовок. Ориентировочные размеры полых изделий, которые
стремились получить в опытах, приведены на рис. 1. Номер кривой на графике зависимости
усилия деформирования от хода ползуна для различных способов холодного выдавливания
(см. рис. 1) соответствует номеру детали и номеру заготовки, из которой эта деталь была по-
лучена. Так, деталь 1 была получена обратным выдавливанием [3], 2 – прямым выдавливани-
ем, 3 – прямым (без матрицы) выдавливанием [4], 4 и 5 – радиально-прямым выдавливанием
[1, 2], 6 – радиально-прямым выдавливанием (по схеме «Raflo» [5]), 7 – свободным радиаль
-
но-прямым выдавливанием (аналогично получению детали 3, но истечением металла только
лишь через боковую поверхность заготовки), 8 – радиально-прямым выдавливанием с воз-
можностью для металла в зоне разворота дополнительного течения в радиальном направле-
нии. Детали 9 и 10 изготавливались за два перехода. На первом переходе получали полуфаб-
рикаты 9а и 10а комбинированным обратно-прямым выдавливанием со свободным истече-
нием металла в обратном направлении (формировалась полость) и прямом направлении
(формировался отросток Ø 15 мм для полуфабриката 9а и Ø 21 мм – для полуфабриката 10а).
На втором переходе тот объём металла, который ранее поступил в отросток, радиально-
прямым выдавливанием был возвращён в стенку полого изделия.
Каждой заготовке соответствует свой цвет.
Цвету заготовки соответствует цвет кри-
вой, представленной на графике, и цвет горизонтальной оси (ось хода ползуна).