Спосіб прямого пресування

Спосіб прямого пресування, при якому заготовку розміщують в контейнері преса, після чого пуансоном, що рухається у напрямі до матриці, створюють зусилля пресування, під впливом яких матеріал заготовки затікає в канал матриці, який відрізняється тим, що при пресуванні використовують заготовку, в якій звернений до матриці торець має форму, яка відповідає формі верхньої межі зони пластичної деформації у стадії ламінарного плину матеріалу заготовки. (19) (21) a200706405 (22) 08.06.2007 (24) 10.04.2009 (46) 10.04.2009, Бюл.№ 7, 2009 р. (72) ГУБАРЄВ ОЛЕКСАНДР СЕРГІЙОВИЧ, UA, ГУБАРЄВ СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, UA, КОНСТАНТІНОВ ЮРІЙ СТЕПАНОВИЧ, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. М.Є.ЖУКОВСЬКОГО "ХАРКІВСЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ ІНСТИТУТ", UA (56) Перлин И. Л. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1964. - С. 14, 113, 242, 285, 288, 299. 3 Нерівномірність деформацій необхідно зменшувати, аж до їх повного усунення. Однією з причин нерівномірності деформацій при пресуванні є тертя між матеріалом, що пресується, і матрицею. Вплив тертя ослабляється застосуванням ефективних мастил. Проте практика показала, що «...даже при очень малых силах контактного трения получаемая неравномерность деформированного пресс-изделия весьма высока...» [Перлин И.Л. Теория прессования металлов, Металлургия, М., 1964., с.113]. Основним способом зменшення нерівномірності деформацій при пресуванні (без урахування застосування мастил) є зменшення кута конусності матриці. На Фіг.1 представлені картини перебігу металу при пресуванні через матриці з різними кутами конусності (І - сталь, II - свинець). Чим менше цей кут, тим менше «убігання» матеріалу. Але як видно з Фіг.1, зменшення конусності матриці в три рази лише трохи міняє картину перебігу матеріалу, що пресується. Технічною задачею винаходу є забезпечення рівномірного розподілу деформацій в прес-виробі, одержуваному прямим пресуванням (видавлюванням). Технічна задача розв'язується тим, що у відомому способі прямого пресування, при якому на матеріал заготовки, закладеної в контейнер (приймач) преса, діють сили, створювані пуансоном, що рухається у напрямі матриці, під впливом яких матеріал заготовки затікає в канал матриці, згідно винаходу, використовують заготовку, у якої звернений до матриці торець має форму верхньої межі зони пластичної деформації у стадії ламінарного перебігу матеріалу, що пресується. Рішення технічної задачі досягається забезпеченням одночасності входження всієї поверхні нижнього (зверненого до матриці) торця заготовки, що пресується в зону пластичної деформації. На Фіг.2 представлені траєкторії руху частинок матеріалу, що пресується, (лінії струму) і верхня та нижня межі зони пластичної деформації при прямому пресуванні в конічну матрицю [Перлин И.Л. Теория прессования металлов, Металлургия, М., 1964. с.242; Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением, Машиностроение, М., с.295]. До верхньої межі зони пластичної деформації всі частинки заготівки рухаються по паралельних траєкторіях з однаковою швидкістю. Після перетину цієї межі вони входять в зону пластичної деформації, яка має конічну форму, рухаються по траєкторіях, що сходяться, і починають прискорюватися. Максимальна швидкість переміщення частинок матеріалу, що пресується, буде на нижній межі пластичної зони. Далі вони знову переміщатимуться по паралельних траєкторіях з однаковою швидкістю. Пропонується наступне пояснення причини «убігання» центральної частини заготовки від її периферійної частини. Нижній торець заготовки - плоский. Його центральна частина (точка Ц) раніше периферійної (точка П) входить в конічну зону пластичної деформації (Фіг.2). Швидкість її переміщення рос 86276 4 тиме у міру проходження цієї зони, а крапка П все ще переміщатиметься із швидкістю заготовки. Це і призводить до «убігання» центральної частини торця від його периферійної частини. «Убігання» буде тим більше, чим більше кут конусності матриці (X, оскільки при цьому центр торця заготівки глибше проникає в зону пластичної деформації до моменту входження в цю зону периферії торця. Через нерозривність матеріалу заготовки її «убігаюча», центральна частина, що пластично деформується, тягне за собою всю прилеглу до осі частину заготовки, приводячи її в пластичний стан по всій довжині заготовки. При цьому утворюється центральна прес-утяжина і має місце тимчасове зростання зусилля пресування. Таким чином, нерівномірність деформацій в прес-виробі є слідством нерівномірності деформацій на нижньому торці заготовки, що пресується, при проходженні його через матрицю. Якщо забезпечити рівномірність деформації на торці заготовки, то забезпечиться рівномірність деформацій по всьому об'єму прес-виробу. Для забезпечення рівномірності деформацій по поверхні нижнього торця заготовки пропонується робити його формою співпадаючим з формою верхньої межі зони пластичної деформації у стадії ламінарного перебігу матеріалу, що пресується. На Фіг.2 - це сегмент сферичної поверхні з радіусом RB. При такій формі нижнього торця заготовки він одночасно, всією своєю поверхнею, вступить в зону пластичної деформації. Всі точки торця опиняться в однакових умовах деформування, що забезпечить рівномірність деформацій по всій поверхні торця. У міру проходження торця заготовки через конічну матрицю, він прийматиме форму, зквідистантну формі поверхні верхньої межі зони пластичної деформації, на Фіг.2 - сферичну з радіусом Rі. При цьому величина деформації на торці збільшуватиметься, але залишатиметься рівномірною на всій його поверхні. Аналогічно буде деформуватися будь-яке геометричне місце точок заготовки, зквідистантне верхній межі зони пластичної деформації. В готовому прес-виробі величина деформації в будь-якій його точці буде рівна величині деформації торця на нижній межі зони пластичної деформації і рівномірна по всьому прес-виробу. Технічний результат досягається за рахунок використовування заготовки, у якої звернений до матриці торець має форму верхньої межі зони пластичної деформації у стадії ламінарного перебігу матеріалу, який пресується, що забезпечує одночасність входження всієї поверхні торця заготовки в зону пластичної деформації, рівномірність деформацій на нижньому торці заготовки в процесі пресування і, як наслідок, рівномірність деформацій по всьому об'єму прес-виробу. Використовування пропонованого способу ведення прямого пресування (видавлювання) забезпечує в порівнянні з існуючими способами рівномірний розподіл деформацій в прес-виробі і усунення всіх пов'язаних з цим негативних наслідків. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 86276 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601