УралТехноСтрой
E-mail: 007@utse.ru

Опыт холодного и полугорячего выдавливании матриц штампов и пресс-форм

Нестеров Николай Иванович,
канд. техн. наук, проф.
Гуменкж Юрий Иванович,
д.т.н., проф.Кафедра обработки металлов давлением, Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург
Старостенко Антон Вячеславович,
начальник конструкторско-технологического отдела ФГУ НПП «Геологоразведка», Санкт-Петербург

Формообразование полостей матриц штампов и пресс-форм выдавливанием осуществляется путем внедрения в заготовку пуансона, рабочая часть которого соответствует по форме и размерам изготавливаемой полости.

Преимущества выдавливания в сравнении с другими способами формообразования полостей заключается в более высокой производительности, относительной простоте получения сложного рельефа, возможности изготовления цельных матриц вместо составных, повторяемости формы и размеров полостей, изготовленных одним пуансоном. Шероховатость поверхности полости после выдавливания достигает Rа=0,16 мкм, точность размеров соответствует 9-11 квалитетам (в некоторых случаях 7-8 квалитетам). Матрицы обладают более высокой стойкостью. Применение цельных матриц пресс-форм вместо составных существенно сокращает количество доводочных операций технологического процесса, уменьшает себестоимость продукции и улучшает её качество.

В общем случае экономическая эффективность применения выдавливания зависит от сложности формы полости и необходимого количества матриц. Опыт предприятий показывает, что применение выдавливания может принести экономический эффект при изготовлении даже двух матриц, имеющих относительно сложную полость.

Выдавливанием изготавливают полости в заготовках из сталей 10, 15, 20, 12ХНЗА, ЗОХГСА, У10, ЗХ2В8, 5ХНМ и др. Из-за высокого сопротивления деформированию и малой пластичности инструментальных сталей холодным выдавливанием изготавливают полости небольшой глубины. Применение полугорячего выдавливания позволяет изготовить полости в заготовках из инструментальных сталей большей сложности и глубины при некотором снижении точности и качества поверхности. Полугорячее выдавливание осуществляют при температурах выше температуры рекристаллизации, но ниже температуры АС1, (700-800oС).

Кафедра обработки металлов давлением Балтийского государственного технического университета «Военмех» им. Д.Ф.Устинова более 40 лет сотрудничает с предприятиями по изготовлению матриц штампов и пресс-форм выдавливанием, используя результаты всесторонних исследований напряженно-деформированного состояния заготовки и факторов, влияющих на технологические возможности процесса. В докладе приведены фотографии матриц, полученных выдавливанием.

Освоена технология изготовления матриц вытяжкой с диаметром от 10 до 50 мм, предложены оригинальные решения по выбору формы и размеров заготовок для выдавливания, позволяющие увеличить, стойкость матриц до уровня твердосплавных.

Матрицы со сквозным отверстием целесообразно изготавливать, обжатием заготовки в конической матрице. Предложен способ получения глубоких глухих полостей в заготовках со сквозным отверстием обжатием в конической матрице.

Технологические возможности выдавливания ограничивают, в основном, высокие нагрузки на инструмент и низкая пластичность материала заготовки.

Предельная пластичность материала определяется создаваемым в процессе выдавливания гидростатическим давлением р. Гидростатическое давление для всех процессов обработки металлов давлением предложено оценивать через отношение контактной Fк и свободной Fс поверхностей заготовки [1], Установлена зависимость (рис.1) относительно гидростатического давления (отнесенного к величине интенсивности напряженного состояния для рассматриваемой стадии пластической деформации) от отношения Fк/ Fс. Она учитывает величину деформации и свойства обрабатываемого материала (предел текучести, модуль продольной упругости, коэффициент Пуассона). Определены возможные зоны разрушения заготовки для различных способов выдавливания и предложены формулы для расчета величины деформации в зонах предполагаемого разрушения. Имеющиеся и разрабатываемые методики оценки технологических возможностей процесса образования полостей выдавливанием позволяют принять обоснованные решения на стадии проектирования технологического процесса.

Зависимость гидростатического давления oт отношения контактных   и  свободных   площадей   заготовки

Литература.
1. Лясников А.В., Кузнецов Д.П., Нестеров Н.И., Суравнев A.M.
Область технически возможного использования процесса выдавливания для образования полостей штампов. Кузнечно-штамповочное производство. 1991. " 10. стр.13-15.

Здесь Вы можете получить подробные технические рекомендации по выбору товара