Процесс формирования холодной высадки（2）

1.2 Основные закономерности пластической деформации металлов

1.2.1 Закон минимального сопротивления

При деформировании металла частицы деформируемого тела имеют возможность перемещаться во всех направлениях, а движение точек деформируемого тела происходит по направлению их минимального сопротивления, которое называется законом минимального сопротивления.

При многостанционной холодной высадке болтов с шестигранной головкой при второй станции точной высадки металл течет вверх и образует заусенец на раскрытии нижней формы, что является проявлением закона минимума сопротивления. На рисунке 36-4 показано, что когда заготовка высажена в форме, она не только заполняет верхнюю и нижнюю полости формы, но и течет во всех направлениях через зазоры, образованные верхней и нижней формой. Только когда сопротивление мгновенному потоку превышает сопротивление в других частях полости формы, металл может заполнить полость формы. При движении верхней формы вниз сопротивление течению металла на заусенце увеличивается с уменьшением толщины заусенца, чтобы обеспечить окончательное заполнение верхней и нижней полостей формы.

Рисунок 36-4 Принципиальная схема течения металла по закону минимального сопротивления при высадке

1.2.2 Закон неизменности объема

При пластической деформации металлов изменение плотности чрезвычайно мало и им можно пренебречь. Объем объекта, подвергающегося пластической деформации, остается постоянным, а объем металлической заготовки до пластической деформации равен объему после деформации.

Закон объемной инвариантности заключается в том, чтобы рассчитать объем исходя из формы и размера изделия, а затем определить конкретный размер необходимой заготовки.

Закон минимума сопротивления является важнейшей основой для определения количества деформаций металла, выделения величины деформации каждый раз и определения формы конструкции формы при проектировании.

1.2.3 Основные факторы, влияющие на течение металла при деформации

а. Влияние трения

При деформировании на поверхности контакта формы и заготовки неизбежно возникает сила трения, которая изменяет характеристики течения металла за счет действия силы трения. Как показано на рисунке 36-5, при осадке прямоугольных дефектных материалов между плоскими пластинами из-за эффекта трения сопротивление в каждом направлении различно, и во время деформации поперечное сечение не может продолжать оставаться прямоугольным. По закону минимума сопротивления она постепенно будет стремиться к круглой форме. Если сила трения отсутствует, заготовка находится в идеально равномерно деформированном состоянии, а геометрическая форма до и после деформации остается одинаковой.

Рисунок 36-5 Принципиальная схема течения металла при ковке заготовок прямоугольного сечения между плоскими пластинами

На рисунке 36-6 показано схематическое изображение осадки круглой заготовки. При отсутствии трения кольцевая составляющая сжимается по высоте, и по условию постоянного объема диаметр металла увеличивается как во внешнем, так и во внутреннем слоях, то есть все металлы текут радиально наружу. Из-за наличия трения поток затрудняется. Чем ближе расположен металл внутреннего слоя, тем больше сопротивление потоку наружу, которое даже больше, чем при потоке внутрь, что приводит к изменению направления потока. Как показано на рисунке, в кольцевом компоненте появляется граница раздела потоков (dN).

б. Влияние формы формы

Из-за различной формы форм приложенная сила на заготовку и сила трения между формой и заготовкой также различны, что приводит к различиям в сопротивлении течению металла в различных направлениях, что приводит к различиям в распределении объем потока металла в различных направлениях.

в. Влияние неравномерности свойств самих металлов

Неоднородные свойства самих металлов отражают неравномерность состава, неравномерность структуры и неравномерность внутренней температуры при деформации. Неравномерность этих свойств приводит к возникновению дополнительных напряжений, уравновешивающих друг друга внутри металла. Из-за наличия внутренних сил сопротивление металла течению меняется, и деформация сначала возникает в части с наименьшим сопротивлением.

2. Процесс холодной высадки (экструзии) металла.

2.1 Основные понятия процесса холодной высадки (экструзии)

2.1.1 Холодная высадка и холодное прессование

При комнатной температуре поместите заготовку в форму автоматической машины холодной высадки или пресс-машины, приложите давление к форме и используйте относительное движение верхней и нижней формы для деформации заготовки в полости формы, уменьшения ее высоты, и увеличить его сечение. Этот метод обработки давлением называется холодной высадкой для автоматических машин холодной высадки и холодным прессованием для прессов.

В реальном производстве процесс холодной штамповки крепежных изделий часто включает экструзию во время процесса холодной высадки. Таким образом, процесс холодной высадки крепежных изделий сам по себе на самом деле представляет собой метод обработки композитов, который включает как холодную высадку, так и экструзию.

2.1.2 Метод деформации холодной высадки (экструзии)

а. Штамповка отделяет часть заготовки от основного корпуса. Например, резка проволоки, пробивание гаек и обрезка головок шестигранных болтов.

б. Высадка — это метод обработки, который уменьшает высоту заготовки и увеличивает площадь поперечного сечения, например, высадка гаек, предварительная высадка головок болтов и прецизионная высадка.

в. Когда заготовка деформируется в нижней матрице при холодной высадке, направление течения металла совпадает с направлением движения верхней матрицы. Уменьшение диаметра грубого стержня в болтах с холодной головкой и винтах с шестигранной головкой и цилиндрической головкой является разновидностью прямой экструзии.

д. При деформации направление течения металла в заготовке обратного выдавливания противоположно направлению движения верхней матрицы. Формование головки винта с внутренним шестигранником с цилиндрической головкой относится к обратной экструзии.

е. Направление течения металла в композитных экструдированных заготовках при деформации частично совпадает с направлением движения верхней матрицы, а часть противоположно. При деформации различают прямое и обратное сжатие. Например, винты с цилиндрической головкой и шестигранной головкой имеют как уменьшение стержня (прямая экструзия), так и формование головки (обратная экструзия) во время деформации на одной и той же рабочей станции.

2.1.3 Степень деформации холодной высадки (экструзии)

а. Степень деформации

Под ним понимают отношение сжатия длины кованой части заготовки в конце ковки к исходной высоте, или отношение увеличения площади поперечного сечения заготовки в конце ковки к Исходная площадь поперечного сечения.

б. Способ представления степени деформации

В первом методе используется коэффициент штамповки (S), как показано на рисунках 36-7.

Рисунок 36-7 Схематическая диаграмма степени деформации при осадке стержня

h0 - Исходная высота поковки.

d0 - Исходный диаметр поковки

Коэффициент ковки может определить сложность ковки. Чем меньше коэффициент ковки, тем меньше величина деформации и тем легче деформация. Чем больше коэффициент ковки, тем сложнее деформация. Металлические волокна текут неравномерно, а некоторые волокна изгибаются, образуя явление продольного изгиба. Как показано на рисунках 36-8.

Рисунок 36-8 Принципиальная схема продольного изгиба и складывания, вызванного деформацией круглого материала при высадке

Второй метод использует скорость ковки ( ε )

ho, Fo - исходная высота и площадь поперечного сечения материала головки перед ковкой.

H, F - Высота и площадь поперечного сечения заготовки после ковки.

в. Допустимая степень деформации

Когда степень деформации холодной высадки превышает предел деформации самого металла, на стороне деформируемой заготовки появляются трещины, приводящие к браку продукции. Это также повлияет на прочность формы, сократив срок ее службы. В тяжелых случаях это может привести к растрескиванию и повреждению формы. Допустимая степень деформации металла связана с его пластичностью. Металлы с хорошей пластичностью имеют более высокую степень допустимой деформации, чем металлы с плохой пластичностью. Чем выше содержание углерода в углеродистой стали, тем ниже ее пластичность и меньше допустимая деформация.

В производстве металлов с плохой пластичностью, таких как среднеуглеродистые и легированные стали, при холодной ковке часто применяют отжиг и размягчение стали, повышение прочности и ударной вязкости формы, смазку поверхности металла и т. д. с целью повышения допустимой степени деформации металла. В таблице 36-1 указаны допустимые уровни деформации некоторых сталей.

2024 январь1-йНеделя ВБМPРекомендация продукта:

Шарики из высокохромистой стали:

G5,G10,G16 Наши хромированные шарики обычно производятся в соответствии со стандартами GBT 308.1-2013 и ISO 3290-1:2014. Твердость будет настроена в соответствии с вашими требованиями.