НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Хвостов Е.Ю.

Тульский государственный университет

Кафедра механики пластического формоизменения им. Н.Демидова

Научный руководитель: проф., д.т.н. Панфилов г.В.

В машиностроительном производстве широко используются изделия в форме стержневых деталей с заостренными торцами, изготавливаемые обработкой металлов давлением. В случае, когда вершинка заостренной части имеет достаточную для извлечения выталкивателем площадь, штамповку острия целесообразно проводить пуансоном в профильной глухой матрице. Когда площадь вершинки становится малой, штамповку следует проводить разъемным инструментом (рис. 1). При этом извлечение отштампованного полуфабриката из матрицы происходит упором выталкивателя в задний массивный торец.

На практике штамповка разъемным инструментом производится на последовательно выполняемых операциях пуансонами, имеющими неизменный или увеличивающийся от операции к операции угол конусности рабочей полости. Однако проведенные экспериментальные исследования показали, что для получения изделий с остроконечными удлиненными торцовыми участками следует применять инструмент с уменьшающимися углами конусности. При этом усилие формообразования будет относительно небольшим, что обеспечивает высокую стойкость инструмента. В дальнейшем технологический процесс следует осуществлять с уменьшением угла конусности острия от операции к операции, при этом на каждой операции деформация начинается в зоне основания заострения с вовлечением все новых объемов и распространяется по направлению к вершинке.

На рис. 2 представлены образцы, полученные по двум вариантам технологии, при одной и той же технологической силе в 150 кН, с постоянным и уменьшающимся углом конусности. Очевидно, что при использовании предлагаемой технологии удается получить заострение с меньшим диаметром вершинки.

Разработан программный продукт, реализующий предлагаемый способ изготовления удлиненных заострений на стержневых заготовках и позволяющий определить число формообразующих операций и размеры промежуточных полуфабрикатов для различных материалов.

Математическая модель, заложенная в программный продукт, содержит, также, аппроксимированные зависимости кривых упрочнения и диаграмм предельной пластичности для различных сталей, а также методику учета сообщаемой на каждой операции, остаточной после отжига, суммарной накопленной и допускаемой чертежом остаточной поврежденности материала.