Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Проведенные испытания рассматриваемого способа [64] позволили установить, что процесс гидропрессоваипя по схеме «слиток за слитком» без «разрядки» контейнера можно осуществить при выдавливании заготовки мини­ мальным количеством жидкости (при /(—0,06—0,08). При соблюдении соотношения объемов жидкости и заго­ товки, установленных по формулам (101) и (113), гидро­

статическое прессование заканчивается

тем, что пресс-

штемпель,

достигая кромки

матрицы,

останавливается,

жидкость,

расширяясь,

выдавливает

дополнительно

часть металла из конуса матрицы. Небольшой прессостаток, который остается в конусе матрицы, удерживает пресснзделия предотвращает утечку жидкости из кон­ тейнера. После поднятия плунжера в контейнер подают следующую заготовку и процесс прессования повторяют.

В некоторых случаях, например при горячем гидро­ прессовании, нежелательно оставлять прессостаток в матрице. Длительный контакт горячего металла с мат­ рицей может привести к отпуску материала матрицы и резкому снижению ее стойкости. Кроме того, возросшее сопротивление деформированию остывшего металла по­ высит начальное давление при повторном прессовании, что также снизит стойкость матрицы.

В этом случае задача состоит в определении опти­ мального объема жидкости, выдавливание которым при­ ведет к полному истечению металла заготовки из кону­ са матрицы с минимальной скоростью. Такой характер процесса, очевидно, возможен в том случае, когда вся потенциальная энергия, накопленная жидкостью при ее сжатии, расходуется на преодоление сопротивления де­ формированию металла при истечении последних порций его из конуса матрицы.

Математически это условие запишется на основании анализа формулы (86) в следующем виде.

(122)

Отсюда следует, что vnp = vn.

h из фс

В формулу (98)

подставим значение

(122) и определим

необходимый объем

жидкости

<2ж =

м

 

 

4р>в

 

 


где

 

Ан

- ctg а,

2

и окончательно

Q,

 

 

Наиболее

эффективный способ стабилизации про­

цесса гпдропрессования — применение схемы гидроме­

ханического прессования. В процессе гидромеханичес­

кого выдавливания заготовка жестко

зафиксирована в

контейнере, отсутствует

stick — sleep-эффект,

скорость

выдавливания можно произвольно

менять, процесс

вы­

давливания можно остановить в любой

требуемый

мо­

мент.

 

 

 

 

 

 

Отсутствие разрядки

контейнера

в

конечной

ста­

дии прессования делает

процесс

безопасным,

снижает

расход рабочих жидкостей и загрязнение их парами ат­ мосферы цеха.

4. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ И ПРЕССОВАНИЯ С ПРОТИВОДАВЛЕНИЕМ

Процесс гидромеханического прессования (или гид­ ропрессования с торцевым усилением) наименее разра­ ботан и изучен. Вместе с тем ряд замечательных осо­ бенностей процесса, подробно рассмотренных выше (см. стр. 75), на современном этапе развития гидропрес­ сования делает его наиболее перспективным для внедре­

ния в промышленность. Особенно эффективно

внедрение

способов гидромеханического прессования

без

перепус­

ка жидкости высокого давления (см. рис.

31).

 

Как уже отмечалось, при гидромеханическом прес­ совании затруднено затекание смазки и жидкости в кон­ тактную зону, что объясняется более высокими напря­ жениями, действующими в этой зоне. Поэтому на заго­ товку необходимо наносить толстый слой смазки повышенной вязкости, например гипоидную смазку или графитомасляную смазку (соотношение компонентов 1:1). Учитывая более благоприятные условия герметиза­ ции контейнера в месте контакта заготовки с матрицей,


густую смазку предварительно можно

наносить на

ко­

нус матрицы и заготовки.

 

 

Рабочую жидкость при гидромеханическом прес­

совании также можно применять более

вязкую, так

как

давление в рабочей жидкости при прочих равных усло­ виях ниже, чем при гидростатическом прессовании. В со­ ответствии с формулой (64), применение более вязкой жидкости обеспечит лучшие условия для захвата смазки в контактную зону очага деформации.

Вторая особенность процесса гидромеханического прессования, которую необходимо учитывать при разра­ ботке технологии, — неизбежное оставление прессостатка. Это — существенный недостаток процесса, ограничи­ вающий область его применения, например, для гидро­ прессования с нагревом металла заготовки. Исходя из этой особенности, представляется нецелесообразным ис­ пользование способа гидромеханического прессования для процессов с нагревом металла заготовки выше тем­ пературы рабочего инструмента.

При гидромеханическом прессовании создаются ус­ ловия для формирования прессутяжины минимального объема (см. с. 34) по сравнению с обычным и гидроста­ тическим прессованием; поэтому возможно прессование по схеме «слиток за слитком».

Процесс прессования по этой технологии и с исполь­ зованием схемы, приведенной на рис. 31, выглядит сле­ дующим образом. Через отверстие в контейнере вводят

заготовку, подготовленную к

прессованию. Для лучшей

центровки

около

матрицы

имеется

направляющая

втулка.

 

 

 

 

 

Объем рабочей жидкости определяют из соотношения

Q*< - KQK

= Kx(D2plp

+ Dl

/в)

 

 

 

 

4

 

 

где

 

 

 

 

 

К=-- 1 +

D\ lp +

D2B

lB

 

 

 

 

 

или


Из соотношения (124) удобно определять размеры заготовки при условии заливки рабочей ждкости до кра­ ев контейнера, что значительно облегчает проблему до­ зирования жидкости.

Процесс истечения металла заготовки начинается при

определенном соотношении Рбок/Ртрц и заканчивается по

достижении плунжером конуса матрицы. Плунжер вы­

водится из

контейнера, подается следующая заготовка,

не имеющая

конуса, при необходимости доливается ра­

бочая жидкость и процесс выдавливания повторяется. При этом торец последующей заготовки выдавливает прессостаток предыдущей заготовки. Описанная техно­ логия отличается высокой производительностью и мини­ мальным расходом рабочих жидкостей.

При гидростатическом прессовании с большими вы­ тяжками в конусе матрицы часто остается прессостаток небольшой величины. Причину его образования можно объяснить следующим образом. При гидростатическом прессовании, как и при обычном прессовании, образуется прессутяжина, однако в первом случае размер ее значи­ тельно меньше, причем часто наблюдается формирова­ ние боковой прессутяжины. В последней стадии прессо­ вания, когда пруток, выходящий из калибрующего пояс­ ка, содержит центральную прессутяжину, жидкость вы­ сокого давления устремляется в полость, образованную прессутяжиной, и отрывает пруток от прессостатка, ко­ торый остается в конусе матрицы. Величина этого прессостатка невелика. Перед повторным прессованием прессостаток необходимо удалить из контейнера, иначе будет трудно обеспечить герметизацию матрицы. Прессостаток удаляют с помощью отсекателя специальной конст­ рукции.

При гидромеханическом прессовании образуется, как правило, только центральная прессутяжина, причем зна­ чительно меньшего объема, чем при гидростатическом прессовании. Однако при прессовании с большими вы­ тяжками и с нагревом металла заготовки даже при гид­ ромеханическом прессовании прессутяжина может выйти вместе с прессизделием наружу за калибрующий поя­ сок матрицы. Если при этом жидкость проникнет меж­ ду заготовкой и торцом пуансона, то возникает положе­ ние, подобное описанному выше. Для предотвращения разрядки контейнера через прессутяжину при гидроме-

12-739

177


ханическом прессовании на торце плунжера изготовляют кольцевые проточки, за счет затекания металла в кото­

рые достигается надежная

герметизация в месте

контак­

та плунжера

и заготовки.

 

 

 

 

 

 

 

Для процесса гидромеханического прессования также

можно применять квазижидкие

среды.

В

этом

 

случае

 

 

оборудование,

предусматри-

 

 

ривающее перепуск

рабочей

 

 

жидкости,

совершенно

не­

 

 

пригодно, а среди схем без

 

 

перепуска

жидкости

пред­

 

 

почтительней

становится

 

 

схема (рис. 74) с независи­

 

 

мым гидроприводом

рабоче­

 

 

го плунжера

6 и вспомога­

 

 

тельного плунжера

5.

 

 

 

 

При работе по этой схе­

 

 

ме

использовали

горизон­

 

 

тальный

гидравлический

 

 

пресс усилием

1200 т, имею­

 

 

щий

независимые

системы

 

 

гидропривода: прессштемпе-

кого прессования

с независимым

ля и иглы. Смазанную 'заго­

товку 2 перед

прессованием

Рис. 74. Схема гидромеханичес­

 

 

 

 

 

 

 

гидроприводом

вспомогательно­

помещают

в

стакан,

изго­

го и рабочего

плунжеров

товленный

из

квазижидкой

 

 

 

 

среды (при прессовании

при

 

 

температуре ниже 250° С ис­

пользуют фторопласт, при температуре

выше

500—

700° С — графит) и вместе со стаканом

вводят в

контей­

нер /. Перемещением рабочего плунжера 6 поджимают заготовку 2, достигая герметизации в месте контакта за­ готовки с матрицей 4 и рабочим плунжером. Дальней­ шее повышение давления в рабочем и вспомогательном цилиндрах ведут одновременно, при этом, следя по ма­ нометрам, поддерживают постоянное соотношение тор­ цового и бокового давлений в пределах 1,18—1,20.

По окончании процесса выдавливания вначале раз­ гружают вспомогательный плунжер и лишь затем рабо­ чий плунжер, что способствует сохранению и многократ­ ному использованию сформированной антифрикционной и пластичной втулки.

Описанная технология гидромеханического прессова-