RU2526346C1 - Способ прессования заготовок - Google Patents
Способ прессования заготовок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526346C1 RU2526346C1 RU2013113441/02A RU2013113441A RU2526346C1 RU 2526346 C1 RU2526346 C1 RU 2526346C1 RU 2013113441/02 A RU2013113441/02 A RU 2013113441/02A RU 2013113441 A RU2013113441 A RU 2013113441A RU 2526346 C1 RU2526346 C1 RU 2526346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressing
- conical
- matrix
- angle
- extrusion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для улучшения технико-экономических показателей процесса прессования прутковых и проволочных заготовок. Способ заключается в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость контейнера, через отверстие конической матрицы. Снижение усилия прессования обеспечивается за счет того, что используют коническую матрицу, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой регламентирован математической зависимостью. 1 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для прессования прутковых и проволочных заготовок.
Известен способ обработки металлов прессованием, заключающийся в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость контейнера, через отверстие матрицы (см. Суворов И.К. Обработка металлов давлением: Учебник для вузов - М.: Высш. школа, 1980, с.289).
Данный способ обработки металлов давлением находит широкое применение при производстве прутковых, трубных и профильных изделий. К основным преимуществам относятся возможность пластической деформации с высокими вытяжками, в том числе малопластичных металлов и сплавов, высокое качество поверхности и точность получаемых изделий.
При прессовании основным технологическим инструментом является матрица. По форме матрицы изготовляют коническими с одним или двумя рабочими коническими участками, плоскими и радиальными. Наибольшее распространение получили конические матрицы с одним конусом (см. тот же источник, с.205). Основной геометрической характеристикой конической матрицы является угол наклона образующей конуса матрицы к оси прессования αм. Угол αм определяет усилие прессования, энергетические затраты при прессовании и технико-экономические показатели процесса прессования.
Данный способ прессования с использованием конических матриц выбран в качестве прототипа заявляемого способа.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого решения, - способ прессования заготовок, заключающийся в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость контейнера, через отверстие конической матрицы.
Недостатком известного способа прессования заготовок с использованием конических матриц является то, что он не учитывает геометрические характеристики конической матрицы и технологические особенности процесса прессования, в частности угол наклона образующей конического канала матрицы к оси прессования αм, который является одним из основных параметров, влияющих на усилие прессования, энергетические затраты при прессовании и технико-экономические показатели процесса прессования.
Из практики применения процесса прессования известно, что усилие прессования и технико-экономические показатели процесса в значительной степени зависят от величины пластической деформации, определяемой коэффициентом вытяжки, а также от условий трения в очаге деформации между прессуемым изделием и матрицей, которые определяются коэффициентом трения.
Задачей изобретения является снижение усилия прессования и улучшение технико-экономических показателей процесса прессования за счет применения конических матриц оптимальной геометрии, характеризуемой оптимальным значением угла конусности αм.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе прессования, заключающемся в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость контейнера, через отверстие конической матрицы, используют матрицу, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой составляет:
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
R0 и R1 - радиусы исходной заготовки и пресс-изделия соответственно.
Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, - использование матрицы, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой регламентируется вышеприведенной математической зависимостью, учитывающей коэффициент трения и величину вытяжки.
Способ прессования заготовок поясняется чертежом, на котором показана схема сил, действующих при прессовании.
Одним из основных параметров при прессовании является усилие прессования, при этом необходимо иметь минимальное усилие прессования с целью снижения энергозатрат. Полное усилие при прессовании представляется в виде суммы составляющих [Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. - М.: Металлургия. 1975, 448 с.]
где Ткр - результирующая сила трения на поверхности контейнера;
Тм - результирующая сила трения в зоне деформации на поверхности контакта прессовой матрицы и заготовки;
Тпл - усилие, затраченное на пластическую деформацию;
Тк - результирующая сила трения на поверхности калибрующего пояска матрицы;
Тш - усилие, затрачиваемое на преодоление сил трения между металлом и пресс-шайбой;
Q - усилие противодавления или переднего натяжения (±Q).
Полное усилие прессования (2) приводится к среднему напряжению прессования:
где F0 - площадь сечения исходной заготовки.
Соответствующие отдельные составляющие уравнения (2) приводятся к удельным нормальным и касательным напряжениям системы внешних сил (чертеж).
Из практики прессования известно наличие оптимальных углов наклона образующей конической матрицы к оси прессования αм. От угла αм соотношении (2) зависят составляющие Тпл и Тм, поэтому оптимизация геометрии прессовой матрицы заключается в определении оптимального значения угла αм.
Напряжение прессования при пластическом деформировании равно [Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. - М.: Металлургия. 1975,448 с.].
где σs, - сопротивление деформации прессуемого материала;
ε - степень деформации при прессовании.
Степень деформации при деформации в коническом инструменте определяется с учетом вытяжки и дополнительных сдвиговых деформаций на входе в конический технологический инструмент и выходе из него в следующем виде [см. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В. О степени деформации при осесимметричном деформировании. // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2000, с.31-33.]:
R0 и R1 - радиусы исходной заготовки и пресс-изделия соответственно.
Для усредненного значения сопротивления деформации составляющая напряжения прессования, связанная с пластической деформацией, с учетом соотношения (5) составит:
В свою очередь проекция результирующей сил трения на ось прессования для конической поверхности рабочей части матрицы составит
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
τм - касательное напряжение;
Fм - поверхность конической части матрицы.
Из геометрических соотношений для боковой поверхности конуса имеем:
С учетом соотношения (8) проекция результирующей силы трения на ось прессования будет равна:
В общее среднее напряжение прессования вклад от преодоления сил трения в зоне деформации составит:
Оптимальный угол наклона образующей матрицы к оси прессования определяется из условия минимума полного напряжения прессования:
После дифференцирования соотношений (6) и (10), преобразований и упрощений получаем формулу:
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
R0 и R1 - радиусы исходной заготовки и пресс-изделия соответственно.
Пример конкретной реализации
Стальную заготовку прессовали в горячем состоянии при λ=10. Для прессования применили стандартную матрицу с αм=36,1°. Сопротивление деформации заготовки составляло 110 МПа. Для приведенного сопротивления деформации напряжение прессования составило 345,5 МПа.
В соответствии с формулой (1) оптимальным углом наклона образующей конического канала матрицы оказался угол, равный 26,1°, которому соответствует напряжение прессования σпр=325,3 МПа.
Таким образом, оптимизация угла наклона образующей конического канала матрицы привела к снижению напряжения прессования на 20,2 МПа, что составляет 5,8%.
Предлагаемый способ позволяет выбрать оптимальный угол наклона образующей конического канала матрицы к оси прессования, учитывающий технологические особенности процесса прессования. В результате обеспечивается снижение усилия прессования и повышение технико-экономических показателей процесса прессования.
Claims (1)
- Способ прессования прутковых и проволочных заготовок, включающий выдавливание металла, помещенного в замкнутую полость контейнера, через отверстие конической матрицы, отличающийся тем, что заготовку прессуют в матрице, угол наклона образующей конического канала к оси прессования которой рассчитывают по формуле:
,
где f - коэффициент трения в зоне деформации;
- коэффициент вытяжки;
R0 и R1 - радиусы исходной заготовки и пресс-изделия соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113441/02A RU2526346C1 (ru) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Способ прессования заготовок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113441/02A RU2526346C1 (ru) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Способ прессования заготовок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526346C1 true RU2526346C1 (ru) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113441/02A RU2526346C1 (ru) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Способ прессования заготовок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526346C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU927356A1 (ru) * | 1980-06-18 | 1982-05-15 | Физико-технический институт АН БССР | Матрица дл прессовани фасонных профилей |
US5513512A (en) * | 1994-06-17 | 1996-05-07 | Segal; Vladimir | Plastic deformation of crystalline materials |
RU2255823C1 (ru) * | 2003-12-19 | 2005-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа |
RU53945U1 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-06-10 | Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова | Волока |
RU2352417C2 (ru) * | 2006-10-17 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа |
RU2385780C2 (ru) * | 2008-02-14 | 2010-04-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС) | Способ прессования полуфабрикатов |
-
2013
- 2013-03-26 RU RU2013113441/02A patent/RU2526346C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU927356A1 (ru) * | 1980-06-18 | 1982-05-15 | Физико-технический институт АН БССР | Матрица дл прессовани фасонных профилей |
US5513512A (en) * | 1994-06-17 | 1996-05-07 | Segal; Vladimir | Plastic deformation of crystalline materials |
RU2255823C1 (ru) * | 2003-12-19 | 2005-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа |
RU53945U1 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-06-10 | Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова | Волока |
RU2352417C2 (ru) * | 2006-10-17 | 2009-04-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа |
RU2385780C2 (ru) * | 2008-02-14 | 2010-04-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС) | Способ прессования полуфабрикатов |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СУВОРОВ И. К. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ: УЧЕБНИК ДЛЯ ВУЗОВ, М, ВЫСШ. ШКОЛА, 1980, С. 289, 205. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Haase et al. | Cold extrusion of hot extruded aluminum chips | |
Moon et al. | Effect of tool temperature on the reduction of the springback of aluminum sheets | |
Hosseini et al. | Applicability of a modified backward extrusion process on commercially pure aluminum | |
Wang et al. | A new forming method of solid bosses on a cup made by deep drawing | |
Sergey et al. | Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper | |
KR20090115471A (ko) | Ecae 공정을 이용한 튜브형 소재의 결정립 미세화 장치및 방법 | |
Rudskoi et al. | On the development of the new technology of severe plastic deformation in metal forming | |
RU2329108C2 (ru) | Способ прессования металлов и устройство для его осуществления | |
CN105414233A (zh) | 一种带背压反挤压模具及采用该模具的加工工艺 | |
RU2491147C2 (ru) | Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть | |
RU2526346C1 (ru) | Способ прессования заготовок | |
RU2528302C1 (ru) | Способ прессования биметаллических заготовок | |
Matsumoto et al. | Enhancement of plastic flow in lateral direction by torsional oscillation in upsetting and lateral extrusion | |
Adeosun et al. | Effect of die entry angle on extrusion responses of aluminum 6063 alloy | |
RU2492011C1 (ru) | Способ производства триметаллических прутковых и проволочных изделий | |
US2930483A (en) | Cold shaping of steel | |
Chen et al. | Research on the casting–forging precision forming process of alternator poles | |
US3580038A (en) | Extrusion mandrel and method | |
RU2536849C1 (ru) | Способ волочения полиметаллических многослойных прутковых и проволочных изделий | |
RU2697114C1 (ru) | Способ изготовления деталей стержневой формы с головкой | |
RU2544320C1 (ru) | Способ прессования триметаллических заготовок | |
Kliber | Advanced forming technology | |
RU2519078C1 (ru) | Способ совмещенного литья, прокатки и прессования и устройство для его реализации | |
Babachenko et al. | The influence of initial blank parameters on railway wheels manufacture with hot plastic deformation process. | |
RU2084304C1 (ru) | Способ гидропрессования точных профилей из сплавов цветных и благородных металлов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190327 |