ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 0
давлением жидкости, надежно закрепляет заготовку, не создавая деформаций, и передает усилие прессования от поджимающего плунжера заготовке. При смещении плун жера жидкость перетекает чер.ез предназначенный для этого канал, поддерживая подпирающую нагрузку.
Способы выдавливания металлов жидкостью высокого давления значительно расширяют технологические воз можности процесса прессования. Легче, чем при обычном
1 |
2 |
J |
|
5 |
|
6 |
|
|
|
Рис. I I . Схема полунепрерывного прессования |
прутка неограниченной |
|||||
|
длины |
[591: |
|
|
|
|
/ — пруток-заготовка; |
2 — ш т у ц е р |
подвода жидкости |
низкого |
давления; |
||
3 — штуцер подвода жидкости высокого |
давления; |
4— |
прессуемое |
изделие; |
||
5 — |
конусный |
з а ж и м ; |
6—матрица |
|
|
|
прессовании [13], осуществляется процесс гидростатиче ского прессования с противодавлением [9] (рис. 10,5). Метод гидростатического выдавливания позволяет прес совать проволоку. Свернутая в спираль (рис. 10, г) или намотанная на катушку проволочная заготовка дает воз можность значительно сократить габариты контейнера и увеличить производительность. Приведенные схемы вы давливания проволоки наиболее приемлемы для метал лов с низкой пластичностью, так как в данном случае от сутствуют растягивающие напряжения [60]. В схеме, при веденной на рис. 12, для достижения непрерывности процесса используется активный характер трения. Прово лочный пруток непрерывно поступает в контейнер. Кон тейнер разбит на ряд зон, в которых создан направлен ный поток «проталкивающей» жидкости. Вязкость жидко сти подбирают так, чтобы продольное усилие вязкого трения, возникающего при обтекании прутка, было доста точным для проталкивания заготовки в формующую зо-
3* |
35 |
Рис. |
12. Схема непрерывного |
процесса гпдропрессовання |
проволоки [60]: |
|||
/ — пруток; |
2 — к о н т е й н е р ; |
3 — возвратные |
каналы; |
4 — |
«проталкиваю |
|
щая» |
жидкость; 5 — к а м е р а ; (і — установка |
сжатия |
«проталкивающей» |
|||
жидкости; |
7 — и з д е л и е ; 8 — источник высокого давления |
«формующей» |
||||
ну. Для успешного протекания процесса необходимо оп ределенное превышение давления «формующей» жидко сти над осевыми напряжениями.
Схемы гидропрессоваиия труб и полых профилей по казаны на рис. 13. Формирование полых изделий мето дом гидропрессования можно осуществлять как с непод вижной, так и с подвижной иглой. Последнее обстоятель ство существенно влияет на распределение напряжений в материале заготовки. При гидропрессовании с непод вижной иглой торцовые и боковые давления равны, а при гидропрессовании с подвижной иглой соотношение торцо вого и бокового давлений определяется формулой
- ^ |
= - г Ц г , |
(9) |
W o k |
Dl -dl |
|
где da |
— диаметр |
иглы. |
При достаточно |
большой разнице между боковым и |
|
торцовым давлениями может произойти потеря устойчи вости заготовки в продольном направлении с образова нием гофра или распрессовки. Этот недостаток схемы мо жет быть устранен компенсацией части площади иглы [57] (рис. 13, е). Трубная заготовка 6 плотно надевается на иглу, жестко связанную с прессшайбой 5. Часть пло щади иглы, обеспечивающей избыточное торцовое давле ние, скомпенсирована с помощью стержня 4, выведен ного через уплотнительный узел 2 в полый пуансон 1. Стержень 4 (компенсатор) изготовлен как одно целое с иглой 7. Матрица 9 уплотняется в контейнере 3 кольцом 10. Конструкция позволяет очень легко регулировать со отношение торцового давления на заготовку и бокового подпора жидкости 8, что достигается изменением, соотно
шения диаметров иглы и компенсатора: |
|
||||
|
л 2 |
—и2 |
|
|
|
|
Р т р ц _ |
КОМ |
|
|
^JQ^ |
где |
dK0M—диаметр |
компенсатора. |
|
|
|
|
В зависимости от состояния применяемой рабочей сре |
||||
ды |
процессы |
гидропрессования |
можно |
разделить на: |
|
1) |
газостатическое |
прессование |
(рабочая |
среда — газо |
|
образные продукты); 2) гидростатическое прессование
(рабочая среда — жидкости) и 3) |
гидропрессование ква: |
зижидкими средами (рабочая |
среда — весьма вязкие |
жидкости, твердеющие при высоких давлениях, например порошки на основе графита и другие твердые наполните ли, отличающиеся антифрикционными свойствами и ма лым сопротивлением сдвиговым деформациям при высо ких давлениях и температурах).
Ряд авторов [16, 61, 62] среди процессов гидропрес сования выделяет процессы гидродинамического прессо вания, отличающиеся высокой скоростью прессования (более 700 мм/сек).
Очень часто процесс гидропрессования рассматривают как один из способов холодной обработки металлов дав лением. Некоторые исследователи [10, 51] считают про цесс гидростатического прессования с нагревом беспер спективным по той причине, что горячая гидроэкструзия снимает эффект холодного гидростатического прессова ния (значительное увеличение прочности при сохранении высокого уровня пластичности). Другие авторы [63] счи тают, что процессы горячего гидростатического прессо вания в настоящее время сложно разрабатывать по той причине, что отсутствуют жидкости и смазки, рабочий диапазон температур которых укладывался бы в пределы между температурой стенок контейнера 350—400° С и температурой горячего металла 1000—1200° С.
Однако проведенные нами [64, с. 45—47; 65] и рядом других авторов [49, 62] исследования показали, что гид ростатическое прессование с повышенными температу рами имеет ряд существенных преимуществ перед холод ным гидростатическим прессованием: а) значительно сни жаются усилия прессования; б) отсутствует скачок на чального давления, процесс протекает спокойно при уста новившемся постоянном давлении; в) при правильном выборе жидкости металл не налипает на инструмент и качество поверхности прутка получается хорошим.
Процессы горячего гидростатического прессования мо гут быть успешно внедрены в промышленность на суще ствующем оборудовании, при этом по сравнению с обыч ным процессом прессования значительно увеличивается стойкость прессового инструмента, повышается общий уровень механических свойств прессизделий, причем поч ти полностью отсутствует анизотропия свойств в продоль ном и поперечном направлениях.
5. ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЦЕССОВ ГИДРОПРЕССОВАНИЯ
Преимущества процессов гидропрессования можно разделить на три основные группы:
1.Более полное использование пластических свойств материалов.
2.Расширение технологических возможностей про
цесса.
3.Улучшение свойств прессизделий.
Более полному использованию ресурса пластичности
способствует |
ряд замечательных |
особенностей |
процес |
||||||
сов |
гидропрессования. |
|
|
|
|
|
|||
1. При гидропрессовании не возникает осадка, |
неиз |
||||||||
бежная при обычных процессах |
прессования |
(распрес- |
|||||||
совка |
заготовки |
на первой |
стадии). Это устраняет |
одну |
|||||
из причин разрушения хрупких материалов. |
|
|
|||||||
До начала процесса истечения при прессовании |
жест |
||||||||
ким |
пуансоном |
заготовка |
должна |
быть |
осажена на ве |
||||
личину |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
7 Г , о , Ъ |
f 1 + 0,65 - ^ |
|
|
|
|||
|
|
_ 6 ( 2 + 6 ) і о g Рв V |
Е |
|
|
|
|||
|
|
(1 + б)г |
Ё |
(і + і . з ^ г |
|
|
|
||
8 |
= |
DP-DH |
^ |
|
|
|
|
( П ) |
|
|
|
Он |
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
е о с — деформация осадки; |
|
контейнера. |
|||||
|
|
Е—модуль |
упругости материала |
||||||
При обычных для практики холодного прессования значениях относительного радиального зазора б =0,02 и давления рв =200 кГ/мм2 величина осадки е о с = б , 5 % . Следовательно, при прессовании жестким пуансоном ресурс пластичности хрупких металлов может быть пол ностью или в значительной степени использован уже на стадии распрессовки [50, с. 17—26].
2. В процессе деформации материал находится под высоким гидростатическим давлением, что приводит к су щественному повышению его пластичности и дает воз можность обрабатывать давлением наиболее труднодеформируемые материалы.
3. Благодаря тому, что па большей части очага де формации существует жидкостное трение, создаются благоприятные для пластической деформации условия. Это позволяет обеспечить наибольшую равномерность распределения деформации по сечению и почти полно стью устранить действие дополнительных растягиваю щих напряжений. Это обстоятельство также способству ет более полному использованию ресурса пластичности материала.
4. Гидропрессованпе дает возможность легко осу ществлять процесс истечения с противодавлением, что предотвращает растрескивание отпрессованного изделия на выходе из очага деформации.
Вторая группа преимуществ, связанных с расшире нием технологических возможностей, самая большая и самая важная для внедрения процессов гидропрессова иия в промышленность. Однако далеко не все преиму щества используются в процессах производства.
1. При обычном прессовании значительная часть уси лия, передаваемого пуансоном, затрачивается на преодо ление трения заготовки о внутреннюю поверхность кон тейнера, а также о поверхность прессшайбы. При этом с увеличением длины заготовки потери на трение значи
тельно возрастают, в связи с чем возможно |
прессование |
|
слитков сравнительно небольшой 'длины. |
|
|
В процессе |
гидростатического выдавливания трение |
|
о поверхность |
контейнера и прессшайбы |
отсутствует. |
Давление жидкости действует па заготовку со всех сто рон, .поэтому она не образует бочки, не изгибается. В ре зультате значительно уменьшается необходимое усилие; Теоретически может быть использована заготовка лю бой длины и конфигурации. Это особенно важно для по лучения тонкостенных [57, 58] я особо тонкостенных из делий из тонких, но длинных заготовок.
В настоящее время становятся 'возможными процес сы прессования заготовки, свернутой в спираль или на мотанной на катушку, процессы полунепрерывного прес сования прутковой заготовки (см. рис. 11).
2. Благодаря созданию направленного движения жидкости в контейнере возможно осуществление непре рывного высокоскоростного прессования проволочной заготовки (см. рис. 12).
3. Гидростатический метод прессования имеет боль-
