Процес формування холодного заголовка（2）

1.2 Основні закономірності пластичного деформування металів

1.2.1 Закон мінімального опору

При деформації металу частинки деформівного тіла мають можливість переміщатися в усіх напрямках, а рух точок деформівного тіла відбувається вздовж напрямку їх мінімального опору, який називається законом мінімального опору.

Під час холодної висадки болтів із шестигранною головкою на кількох станціях під час другої прецизійної висадки метал тече вгору та утворює спалах у отворі нижньої форми, що є проявом закону мінімального опору. На малюнку 36-4 показано, що коли заготовка висаджується у прес-формі, вона не лише заповнює верхню та нижню порожнини форми, але й тече в усіх напрямках через щілини, утворені верхньою та нижньою формами. Лише тоді, коли опір швидкоплинному потоку перевищує опір в інших частинах порожнини форми, метал може заповнити порожнину форми. Під час руху вниз верхньої форми опір потоку металу на флеш-формі збільшується зі зменшенням товщини флеш-форми, щоб забезпечити остаточне заповнення верхніх і нижніх порожнин ливарної форми.

Рисунок 36-4 Схема течії металу за законом мінімального опору під час осадки

1.2.2 Закон незмінності об'єму

При пластичній деформації металу зміна щільності надзвичайно мала і нею можна знехтувати. Об'єм предмета, що піддається пластичній деформації, залишається постійним, а об'єм металевої заготовки до пластичної деформації дорівнює об'єму після деформації.

Закон незмінності об’єму полягає в тому, щоб за формою і розміром виробу розрахувати об’єм, а потім визначити конкретний розмір необхідної заготовки.

Закон мінімального опору є найважливішою основою для визначення кількості деформацій металу, розподілу величини деформації кожного разу та визначення форми конструкції прес-форми при проектуванні.

1.2.3 Основні фактори, що впливають на течію металу при деформуванні

a. Вплив тертя

Під час деформації на контактній поверхні між прес-формою та заготовкою неминуче виникає сила тертя, яка змінює характеристики течії металу за рахунок дії сили тертя. Як показано на малюнку 36-5, під час висадки прямокутних дефектних матеріалів між плоскими пластинами через ефект тертя опір у кожному напрямку є різним, і під час деформації поперечний переріз не може залишатися прямокутним. Відповідно до закону мінімального опору, він буде поступово прагнути до круглої форми. Якщо сила тертя відсутня, заготовка знаходиться в ідеальному рівномірному стані деформації, а геометрична форма все одно однакова до і після деформації.

Рисунок 36-5 Принципова схема течії металу під час кування заготовок прямокутного перерізу між плоскими пластинами

Малюнок 36-6 – це схематична діаграма осадки круглої заготовки. Коли тертя відсутнє, кільцева складова стискається по висоті, і відповідно до умов постійного об’єму діаметр металу збільшується як у зовнішньому, так і у внутрішньому шарах, тобто всі метали течуть радіально назовні. Через наявність тертя потік утруднений. Чим ближче внутрішній шар металу, тим більший опір зовнішньому потоку, який навіть більший, ніж при течії всередину, таким чином змінюючи напрямок потоку. Як показано на малюнку, межа потоку (dN) з'являється в кільцевому компоненті.

b. Вплив форми цвілі

Через різні форми прес-форм сила, прикладена до заготовки, і сила тертя між формою та заготовкою також відрізняються, що призводить до відмінностей у опорі потоку металу в різних напрямках, що призводить до відмінностей у розподілі об'єм потоку металу в різних напрямках.

в. Вплив неоднорідності властивостей самих металів

Нерівномірність властивостей самих металів відображає неоднорідність складу, неоднорідність структури та неоднаковість внутрішньої температури при деформації. Нерівномірність цих властивостей призводить до додаткових напружень, які врівноважують одне одного всередині металу. Через наявність внутрішніх зусиль опір металу течії змінюється, і спочатку деформація відбувається в частині з найменшим опором.

2. Процес холодної висадки металу (екструзії).

2.1 Основні поняття процесу холодної висадки (екструзії).

2.1.1 Холодне висаджування та холодне пресування

При кімнатній температурі помістіть заготовку в прес-форму автоматичної машини для холодної висадки або прес-машини, застосовуйте тиск до форми та використовуйте відносний рух верхньої та нижньої форм, щоб деформувати заготовку в порожнині форми, зменшити її висоту, і збільшити його поперечний переріз. Цей метод обробки під тиском називається холодною висадкою для автоматичних холодних висадок і холодним пресуванням для пресів.

У реальному виробництві процес холодного формування кріпильних деталей часто передбачає екструзію під час процесу холодної висадки. Таким чином, лише процес холодної висадки кріпильних виробів є фактично композитним методом обробки, який включає як холодну висадку, так і екструзію.

2.1.2 Метод деформації холодної висадки (екструзія)

a. Штампування відокремлює частину заготовки від основної частини. Наприклад, різання дроту, пробивання гайок і обрізка головок шестигранних болтів.

b. Осадка — це метод обробки, який скорочує висоту заготовки та збільшує площу поперечного перерізу, наприклад, головку гайок, попередню головку головок болтів і точну головку.

в. Коли заготовка деформується в нижній матриці під час холодної висадки, напрямок потоку металу узгоджується з напрямком руху верхньої матриці. Зменшення діаметра грубого стрижня в болтах з холодною головкою та гвинтах із циліндричною головкою під внутрішній шестигранник є одним із видів екструзії вперед.

d. Під час деформації напрямок потоку металу в заготовці зворотного екструзії протилежний напрямку руху верхньої матриці. Формування головки гвинта з внутрішнім шестигранником із циліндричною головкою відноситься до зворотного видавлювання.

д. Напрямок потоку металу в композиційних екструдованих заготовках під час деформації частково збігається з напрямком руху верхньої матриці, а інші протилежні. При деформації існує як стиснення вперед, так і стиснення назад. Наприклад, шестигранні гвинти з циліндричною головкою мають як скорочення стрижня (пряма екструзія), так і формування головки (зворотна екструзія) під час деформації на одній робочій станції.

2.1.3 Ступінь деформації холодної висадки (екструзії).

a. Ступінь деформації

Він відноситься до відношення стиснення довжини кованої частини заготовки в кінці кування до початкової висоти або відношення збільшення площі поперечного перерізу заготовки в кінці кування до вихідна площа поперечного перерізу.

b. Метод представлення ступеня деформації

Перший метод використовує коефіцієнт кування (S), як показано на малюнках 36-7.

Рисунок 36-7 Схематична діаграма ступеня деформації під час висадки прутка

h0 - Початкова висота кованої частини

d0 - Початковий діаметр кованої деталі

Коефіцієнт кування може визначити складність кування. Чим менший коефіцієнт кування, тим менша величина деформації та легша деформація. Чим більше коефіцієнт кування, тим складніше деформація. Металеві волокна течуть нерівномірно, а деякі волокна згинаються, утворюючи явище поздовжнього вигину. Як показано на малюнках 36-8.

Рисунок 36-8 Схематична діаграма поздовжнього вигину та згинання, викликаного деформацією круглого матеріалу під час висадки

Другий метод використовує швидкість кування ( ε)

ho, Fo - вихідна висота і площа поперечного перерізу матеріалу головки до кування

H, F - Висота і площа поперечного перерізу заготовки після кування

в. Допустимий ступінь деформації

Коли ступінь деформації холодної висадки перевищує межу деформації самого металу, на стороні деформованої заготовки з’являться тріщини, що призведе до дефектних виробів. Міцність форми також постраждає, що скоротить термін її служби. У важких випадках це може призвести до тріщин і пошкодження форми. Допустимий ступінь деформації металу пов'язаний з його пластичністю. Метали з хорошою пластичністю мають більший допустимий ступінь деформації, ніж метали з поганою пластичністю. Чим вищий вміст вуглецю вуглецевої сталі, тим менша її пластичність і менша допустима деформація.

У виробництві для металів із низькою пластичністю, таких як середньовуглецева сталь і легована сталь, холодне кування часто використовує відпал і пом’якшення сталі, підвищуючи міцність і в’язкість прес-форми, змащуючи поверхню металу тощо з метою підвищення допустимого ступеня деформації металу. У таблиці 36-1 наведено допустимі рівні деформації деяких сталей.

2024 січня1-йтиждень WBMPРекомендація продукту:

Високохромовані сталеві кулі:

G5, G10, G16 Наша куля Chrome зазвичай виготовляється відповідно до стандартів GBT 308.1-2013 і ISO 3290-1:2014. Твердість буде налаштована відповідно до ваших вимог.