АЛГОРИТМ ВЫБОРА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПОДГОТОВЛЕННЫХ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ВЫДАВЛИВАНИЕМ ЗАГОТОВОК

Д.тех.н. Шибаков В.Г., д.физ.-мат.н. Исавнин А.Г., к.тех.н. Волков Д.А., аспирант Андреев А.П., инженер Котов А.И.

Камская государственная инженерно-экономическая академия

Набережные Челны, Республика Татарстан, Российская Федерация.

Важнейшей задачей в области производства металлических конструкционных материалов является получение материалов, отличающихся повышенными прочностными свойствами, надежной повторяемостью и стабильностью этих свойств.

Такие требования обусловлены: а) резко усложняющимися условиями работы конструкций (высокие напряжения и скорости их приложения, все более сложные схемы напряженного состояния, все чаще встречающемся при эксплуатации одновременным воздействием комплекса факторов); б) необходимостью уменьшения массы конструкций (повышения удельной прочности материала), увеличения их долговечности [1].

На основе проведенного анализа и систематизации материалов предложена классификация способов получения высокопрочных заготовок [2], среди которых способы интенсивной пластической деформации (ИПД) имеют ряд достоинств. Во-первых, можно изготовить массивные образцы для проведения механических испытаний. Во-вторых, в получаемых из порошков материалах может быть существенно снижена остаточная пористость. В-третьих, эти методы можно использовать для получения сверхмелкозернистой структуры не только в модельных, но и в промышленных сплавах, что позволяет говорить о перспективах промышленного применения.

С учетом проводимого исследования [3], в данную классификацию включен метод ИПД выдавливанием, основные преимущества которого: производительность, получение заготовок с равномерным распределением деформаций по всему объему заготовки, высокие степени деформации уже после проведения одного цикла деформирования.

Метод ИПД выдавливанием может быть использован для получения цилиндрических заготовок, а также заготовок с сечением другого профиля при выдавливании на последней операции через специальную фильеру.

Алгоритм выбора формы детали или полуфабриката после ИПД выдавливанием представлен на рисунке 1. Алгоритм состоит из двух частей. В первой части рассматривается фаза упрочнения цилиндрической заготовки или получения полуфабриката в виде стакана или стержня с утолщением. Процесс может начинаться с обратного выдавливания «стакана» (деформирование по ветке А, рисунок 1) или стержня с утолщением (по ветке B). Затем производится выбор – осуществлять деформирование до получения исходного контура заготовки или перейти ко второй части алгоритма (переход по ветке Е). Более интенсивная проработка структуры, возможна при продолжении процесса по ветке С.

Для проработки зон затрудненной деформации, возникающих под пуансонами, необходимо кантовать заготовку после какого-либо цикла (ветка D).

Во второй части алгоритма производится выбор конечной формы детали или полуфабриката под последующую обработку. Следуя по левой ветке алгоритма, из заготовки типа стержень с утолщением можно получать стержневые детали, стержневые детали с головкой и детали с утолщением.

В правой части алгоритма из полуфабриката типа стакан можно получать детали с разными видами полостей, со ступенчатым сечением, детали с фланцами и другие кольцевые детали.

Метод интенсивной пластической деформации выдавливанием весьма перспективен и позволяет получать высокопрочные машиностроительные заготовки.

Литература.

1. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основы пластической деформации. Учебное пособие для вузов. М., «Металлургия», 1982. 584 с.

2. Шибаков В.Г., Волков Д.А., Андреев А.П. Производство высокопрочных деталей в машиностроении // КШП. ОМД. 2009. №8. С. 35–39.

3. Шибаков В.Г., Волков Д.А., Андреев А.П. Технологические возможности интенсивной пластической деформации выдавливанием и имитационное моделирование процесса // КШП. ОМД. 2008. №10. С. 27–30.