Лавриненко В.Ю., к.т.н., доц.

Московский государственный индустриальный университет

Исследование особенностей формоизменения заготовок ПРИ ОСАДКЕ на молотах

В работе проведено экспериментальное исследование особенностей формоизменения при осадке цилиндрических заготовок на молотах. Осадку заготовок проводили на специальной экспериментальной установке, состоящей из вертикального копра и системы скоростной видеосъемки [1]. В течение всего исследуемого процесса проводили видеосъемку скоростной цифровой видеокамерой с частотой 3000 кадров в секунду, данные с которой поступали в оперативную память компьютера.

Для осадки заготовок на копре использовали стандартную бабу, а также бабу с наполнителем [2], состоящую из корпуса с внутренней полостью и засыпаемых внутрь металлических шариков диаметром = 0,001; 0,002; 0,006; 0,012 м из стали ШХ15. Масса корпуса бабы была равна 14,5 кг, а масса засыпаемых внутрь шариков - = 3,36; 5,6 и 7,84 кг. При этом отношение массы шариков к общей массе бабы = 0,15; 0,25 и 0,35.

Для возможности сравнения результатов экспериментов по осадке стандартной бабой и бабой с наполнителем с различным количеством засыпаемых шариков массы этих баб принимали одинаковыми и равными = 22,4 кг. Для этого при различных значениях = 0,15; 0,25 и 0,35 использовали крышки бабы массой 4,54; 2,3 и 0,06 кг соответственно.

В качестве материала заготовок для моделирования горячего деформирования углеродистых и низколегированных сталей был использован свинец. Размеры заготовок: высота H_заг = 0,026 м, диаметр D_заг = 0,05 м.

Обработка сохраненных графических изображений процесса в оперативной памяти компьютера позволила определить продолжительность удара, деформацию заготовок и скорость движения бабы.

Для исследования особенностей формоизменения цилиндрических свинцовых заготовок – моделей при осадке стандартной бабой и бабой с наполнителем определяли размеры поковки (заготовки после деформирования): высоту поковки , средние диаметры верхнего и нижнего торцов поковки, а также средний диаметр среднего сечения в месте наибольшего бочкообразования поковки (рис.1).

а	б
Рис.1. Поковка (а) и схема ее измерения (б)

При этом определяли степень деформации заготовок по высоте:

(1)

и степень радиальной деформации заготовок в трех измеряемых:

(2)

где i = 1, 2, 3.

В табл.1 и табл.2 представлены размеры и степени деформации заготовок после осадки стандартной бабой и бабой с наполнителем.

Таблица 1

Размеры и степени деформации заготовок после осадки

стандартной бабой

№ опыта	Hпок, м	ε, %	Dпок1, м	ερ1, %	Dпок2, м	ερ2, %	Dпок3, м	ερ3, %
1	0,00245	5,9	0,0518	3,5	0,0525	5,0	0,0518	3,6
2	0,00227	12,8	0,0531	6,1	0,0548	9,6	0,0537	7,3
3	0,00211	18,9	0,00545	8,9	0,00571	14,3	0,00562	12,4

Таблица 2

Размеры и степени деформации заготовок после осадки бабой с наполнителем с различными шариками при К_М = 0,15

№ опыта	Dшар = 0,001 м
	Hпок, м	ε, %	Dпок1, м	ερ1, %	Dпок2, м	ερ2, %	Dпок3, м	ερ3, %
1	0,00243	6,5	0,00512	2,5	0,0052,	4,0	0,00517	3,3
2	0,00224	13,8	0,00534	6,9	0,00548	9,6	0,00528	5,6
3	0,002075	20,2	0,00554	10,9	0,00568	13,5	0,00545	9,1
№ опыта	Dшар = 0,002 м
	Hпок, м	ε, %	Dпок1, м	ερ1, %	Dпок2, м	ερ2, %	Dпок3, м	ερ3, %
1	0,002375	8,7	0,00518	3,5	0,00520	4,0	0,00517	3,3
2	0,002185	16,0	0,00541	8,3	0,00548	9,6	0,00528	5,6
3	0,00204	21,5	0,00560	12,0	0,00568	13,5	0,00545	9,1
№ опыта	Dшар = 0,006 м
	Hпок, м	ε, %	Dпок1, м	ερ1, %	Dпок2, м	ερ2, %	Dпок3, м	ερ3, %
1	0,002375	8,7	0,00519	3,8	0,00520	4,0	0,00517	3,3
2	0,002175	16,3	0,00543	8,6	0,00548	9,6	0,00528	5,6
3	0,002045	21,3	0,00557	11,5	0,00568	13,5	0,00545	9,1
№ опыта	Dшар = 0,012 м
	Hпок, м	ε, %	Dпок1, м	ερ1, %	Dпок2, м	ερ2, %	Dпок3, м	ερ3, %
1	0,002345	9,2	0,00521	4,2	0,00520	4,0	0,00517	3,3
2	0,002175	16,3	0,00542	8,4	0,00548	9,6	0,00528	5,6
3	0,00203	21,9	0,00556	11,2	0,00568	13,5	0,00545	9,1

Выводы

На основе разработанной методики экспериментально-теоретических исследований процесса ударного деформирования заготовок при осадке на молотах было установлено, что применение бабы молота с наполнителем приводит к увеличению интенсивности формоизменения и степени деформации заготовок по сравнению с осадкой стандартной бабой.

Наибольшее увеличение интенсивности формоизменения и степени деформации заготовок (до 1,35 раза) имело место при использовании бабы с наполнителем при диаметре шариков 0,012 м и с отношением массы шариков к общей массе бабы К_М = 0,15.

Список литературы

1. Феофанова А.Е., Лавриненко В.Ю. Экспериментальные исследования процесса удара при осадке цилиндрических заготовок // Заготовительные производства в машиностроении. – 2012. - № 2. – С. 12-15.

2. Патент на полезную модель РФ № 96804. Баба молота / Феофанова А.Е., Лавриненко В.Ю., Семенов Е.И. опубл. 20.08.2010. Бюл.№ 23.