Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке на прессовом оборудовании Матвеев Сергей Валентинович

Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании
<
Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке   на прессовом оборудовании
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Матвеев Сергей Валентинович. Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке на прессовом оборудовании: диссертация ... кандидата технических наук: 05.02.09 / Матвеев Сергей Валентинович;[Место защиты: Тульский государственный университет].- Тула, 2014.- 126 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературных источников. Постановка задач исследования .10

1.1.Кузнечно-штамповочное оборудование для выполнения операций холодной объемной штамповки 10

1.2. Качество поковок, изготавливаемых холодной объемной штамповкой 15

1.3. Факторы, влияющие на показатель качества осадки .21

1.4.Методы анализа и расчета точности холодной объемной штамповки 26

1.4.1.Расчетно-аналитический метод 28

1.4.2.Опытно-статистический метод 31

1.5. Выводы. Цель работы и задачи исследования 33

ГЛАВА 2. Расчетно-аналитический метод анализа показателя качества операций холодной объемной штамповки, выполняемых на кривошипных и винтовых прессах 37

2.1.Методы анализа точности выходных параметров на основе теории параметрической чувствительности 38

2.2. Анализ показателей качества операции осадки на основе применения теории параметрической чувствительности 40

2.2.1. Анализ качественного показателя операции осадки, выполняемой на кривошипном прессе 42

2.2.2. Анализ качественного показателя операции осадки, выполняемой на винтовом прессе 50

2.3. Выводы по главе 2 57

ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование качественного показателя поковок, изготавливаемых на винтовых прессах 58

3.1. Экспериментальное исследование качественного показателя операции осадки на винтовом прессе .61

3.2. Влияние жесткости винтового пресса на точность поковок 73

3.3. Выводы по главе 3 .77

ГЛАВА 4. Влияние погрешности наладки винтового и кривошипного прессов на качественный показатель осаживаемых поковок 78

4.1. Влияние погрешности наладки кривошипных и винтовых прессов на погрешность высотных размеров поковок при осадке 84

4.2. Выводы по главе 4 94

ГЛАВА 5. Сравнительный анализ винтовых и кривошипных прессов по критерию показателя качества высотных размеров осаживаемых поковок .95

5.1. Сравнительный анализ качественного показателя цилиндрических поковок при осадке на кривошипном и винтовом прессах .97

5.2. Применение результатов исследования на действующем производстве 108

5.3. Выводы по главе 5 .112

Основные результаты и выводы 113

Список литературы 115

Приложения .125

Введение к работе

Актуальность работы. Применение ресурсосберегающих технологий в основных направлениях машиностроения является неотъемлемой частью современного производства. Холодная объемная штамповка (ХОШ) позволяет получить заготовки, наиболее полно соответствующие форме и размерам готовых деталей, что, в свою очередь, позволяет сократить расход материала, а также затраты, связанные с последующей механической обработкой. Основная часть операций холодной объемной штамповки в настоящее время выполняется на кривошипных прессах. Считается, что данное оборудование наиболее универсально. Однако это не говорит об их преимуществе перед винтовыми прессами, а лишь отражает их баланс в парке кузнечно-прессовых машин (около 85 % парка всех прессов в Российской промышленности составляют кривошипные). Винтовые прессы по сравнению с кривошипными имеют ряд недостатков, такие как, меньшая производительность и, как утверждается, низкое качество штампуемых поковок. Но наряду с недостатками, они обладают преимуществами - это большая энергоемкость, отсутствие стопорных положений ползуна. Для операций осадки, где требуется большая деформирующая сила, применение винтовых прессов более предпочтительно. На предприятиях винтовые прессы в основном используются в условиях единичного, мелкосерийного производства и поэтому не полностью загружены. Особой проблемой является штамповка заготовок из труднодеформируемых материалов, к которым предъявляются повышенные требования по качеству. При штамповке таких заготовок возникают существенные погрешности, важнейшей из которых является погрешность высотных размеров. Все это вызывает необходимость применения дополнительных операций, что неизбежно приводит к повышению затрат на изготовление.

Экономическая эффективность процессов ХОШ в значительной степени зависит от качественных показателей изготавливаемых изделий. Одним из важнейших показателей поковок является размерная точность.

Большинство авторов при анализе операций холодной объемной
штамповки исследовали влияние на погрешность высоты поковок случайных
факторов (рассеяния механических свойств материала поковок, колебаний
объема исходных заготовок, возможных изменений условий контактного
трения и др.), не учитывая систематической постоянной погрешности
наладки прессов. Лишь в некоторых работах, в основном

экспериментального характера, отмечалась проблема влияния погрешности наладки на точность штамповки.

Таким образом, теоретическое обоснование повышения качественного показателя цилиндрических поковок при изготовлении на винтовых прессах является актуальной задачей.

Цель работы: Повышение эффективности изготовления

цилиндрических поковок на основе параметрического анализа винтовых и кривошипных прессов.

Задачи исследования:

1.аРазработать математические модели для определения погрешностей размеров поковок при осадке на основе применения положений теории параметрической чувствительности.

2.аВыявить наиболее значимые факторы: погрешность объема; рассеяние механических свойств материала; изменение условий контактного трения, вносимое исходной заготовкой, влияющие на погрешность высотных размеров поковок, с учетом их жесткости.

3. Получить экспериментально-статистические модели качественного
параметра при выполнении операции осадки на кривошипных и винтовых
прессах.

4. Установить факторы, которые возникают при выполнении
технологических процессов ХОШ, позволяющие управлять точностью
штамповки на винтовых прессах.

5.аНа основе исследований дать практические рекомендации по рациональной области применения винтовых прессов.

Объект исследования: технологические операции осадки,

выполняемые на винтовых и кривошипных прессах.

Предмет исследования: точность поковок при выполнении операции
осадки с учетом жесткости поковки и характеристик применяемого

прессового оборудования.

Методы исследования: теоретические исследования базировались на
основных положениях теории параметрической чувствительности и
прикладной теории пластичности при обработке металлов давлением.
Экспериментальные исследования проводились на основе планирования и
реализации полных факторных экспериментов с последующей

статистической обработкой результатов.

Научная новизна заключается:

- в установленном с применением функций чувствительности
характере доминирующих факторов, оказывающих влияние на высотные
размеры поковок, штампуемых на винтовых прессах, в которых учтены
параметры поковок, характеризующие их жесткость, а также исходные
погрешности при выполнении операции осадки.

Практическая значимость работы заключается:

- в предложенных практических рекомендациях по повышению
качественного показателя при выполнении операции осадки на винтовых
прессах с упором в поковку;

- в определении рациональной области применения винтовых и
кривошипных прессов по критерию высотных размеров поковок.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических исследований качественного показателя
поковок на основе положений теории параметрической чувствительности;

- математические модели, описывающие влияние входных параметров
на погрешность высотных размеров поковок, штампуемых на винтовых
прессах;

- практические рекомендации по выбору рациональной области
применения винтового пресса.

Апробация работы

Основные положения и материалы работы доложены и обсуждены на
Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные

технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г.Калуга, 2009 – 2011гг.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 статей, из них 6 - в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК.

Структура и объем диссертации. Настоящая работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Работа выполнена на 124 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 99 наименований.

Качество поковок, изготавливаемых холодной объемной штамповкой

Современные технологии используют прогрессивные методы и оборудование с целью повышения качества изготавливаемой продукции. В кузнечно-штамповочном производстве малоотходность и ресурсосбережение в наибольшей степени реализуется за счет применения технологических процессов холодной объемной штамповки. Повышение качества поковок, полученных обработкой давлением, позволяет за счет замены технологических процессов, основанных на резании металлов, достичь более высокого уровня механических свойств поковок, увеличение эффективности и эксплуатационной надежности деталей - за счет снижения ресурсоемкости производства поковок. Такой подход возможен при ужесточении требований к исходным материалам, формообразующему инструменту и оборудованию, а также при четкой организации производственного процесса. Применение формообразующих технологий при проектировании деталей, основанных на пластическом деформировании сталей и сплавов, позволяет получать поковки, близкие по формам и геометрическим размерам к заданным готовым деталям, что способствует уменьшению объема последующей механической обработки, а в ряде случаев позволяет исключить ее.

Уровень рациональной точности поковок (допуски на размеры) может быть установлен с помощью зависимостей себестоимости поковок и деталей, полученных механической обработкой.

Получение прецизионных поковок, максимально приближенных по конфигурации и размерам к готовым деталям, вызывает необходимость усовершенствования технологических процессов ХОШ, качества сырья, применения калиброванного проката, и точности исходных заготовок [13, 36]. Точность размеров изготавливаемых поковок после ХОШ зависит от значительного количества факторов, где основными являются: точность изготовления инструмента; упругие деформации инструмента и машины; износ и температурные деформации формообразующих поверхностей; упругопластические деформации и температурные изменения поковки; погрешности исходной заготовки.

Необходимо разделять точность штамповки по высоте Ah и по размерам, перпендикулярным к направлению перемещения ползуна Ad, т.к. на величину отклонения высотных размеров поковок и размеров, расположенных в плоскостях параллельных разъему, оказывают влияние факторы, отличающиеся по своему характеру. В частности, точность высотных размеров поковок зависит от влияния факторов, вызывающих изменение силы штамповки АP, чаще всего имеющих случайный характер. В то время как точность диаметральных размеров Ad зависит от систематических постоянных и закономерно изменяющихся факторов, таких, как температурные деформации штампа, допуск на износ формообразующих поверхностей, поперечная жесткость пресса и инструмента и т.д.

Рассматривая точность диаметральных размеров, можно отметить, что суммарная погрешность размеров поковок, расположенных в плоскостях, параллельных разъему, и вызванная действием вышеперечисленных факторов, находится в границах допусков 8…9 квалитетов и практически всегда удовлетворяет требованиям точности. Кроме того, имеется достаточное количество расчетных зависимостей, позволяющих определить величину таких закономерно изменяющихся погрешностей [25]. Например, В.А. Евстратов ввел понятие оптимальной точности диаметральных размеров, исходя из экономически целесообразной необходимости в полной мере использовать ресурс стойкости штампа. Им предложены формулы для определения величин допусков в зависимости от размеров поковок и нормируемой стойкости штампа с учетом удельного износа пуансона и матрицы, а также контактного трения для соответствующих элементов инструмента.

Точность высотных размеров поковок зависит от факторов, вызывающих изменение силы штамповки. Анализируя причины вероятностного характера нагрузки при штамповке на кривошипных прессах, Э.Ф. Богданов [13] классифицировал их по влиянию на величину деформирующей силы целой партии поковок и причин, которые дают разброс силы при штамповке отдельных поковок. Подобная классификация применена к процессам холодной листовой и объемной штамповки, а также горячей штамповки. Предложенная классификация учитывает большинство факторов, влияющих на погрешность высоты штампуемых поковок. Однако, поскольку анализ и учет погрешностей основываются на положениях математической статистики, целесообразно провести их классификацию, основываясь на теории погрешностей [2, 5].

Совокупность факторов, влияющих на результирующую погрешность высоты поковок при ХОШ можно классифицировать в соответствии с характером их проявления:

1. Случайные погрешности, определяющие в основном величину поля мгновенного рассеяния случайной величины размера высоты поковки ДА:

- погрешности объема исходных заготовок, вызванные возможными отклонениями диаметра Ad0 и высоты Ah0 цилиндрических заготовок, а также с учетом погрешностей формы их поперечного сечения и неперпендикулярности их торцов;

- колебания напряжения текучести материала заготовки Acrs, вызванные изменениями степени деформации As, связанных с погрешностями размеров Ad0 и Ah0 исходных заготовок; - колебания напряжения текучести материала заготовки Acrs вследствие непостоянства химического состава, неоднородности структуры либо отклонений в режиме разупрочняющей термической обработки;

- погрешности, возникающие в результате изменений условий aтрения в полости штампа и оцениваемые изменением величины коэффициента контактного трения А/и.

Анализ показателей качества операции осадки на основе применения теории параметрической чувствительности

Технологические процессы холодной объемной штамповки позволяют получать поковки, точность размеров которых близка к точности деталей после их механической обработки. Точность отдельных конструктивных элементов поковок зависит от их расположения относительно поверхности разъема штампа. В частности, точность диаметральных размеров соответствует 8…9 -му квалитету, а высотных, оформляемых взаимным расположением подвижной и неподвижной частями штампа, на 3…4 квалитета грубее. Экономически целесообразно, как показывает практика, в этом случае не применять механическую обработку с целью повышения точности, а обеспечить требуемую точность высотных размеров (9…10 - й квалитеты) в процессе штамповки поковок, без дополнительных затрат. Решение такой задачи неразрывно связано с необходимостью надежного прогнозирования точности штамповки, под которой понимают точность высотных размеров поковок, перпендикулярных к плоскости разъема штампа. Так, для операций осадки в качестве критерия для оценки точности применяется погрешность высоты поковки Ah.

В зависимости от типа привода пресса замкнутые технологические системы (ТС), включающие в себя пресс, штамп и поковку, существенно различаются по показателям точности высотных размеров поковок, что отражает их чувствительность к действию первичных погрешностей, которая, в свою очередь, зависит от различия в характере связей, действующих в технологической системе. Связью называют совокупность механизмов и элементов, воспринимающих силу полезного сопротивления при перемещении и фиксировании в конечный момент штамповки подвижной части деформирующей поверхности штампа [41].

Для технологических систем на базе кривошипных прессов присущ координатный тип связи, когда в конечный момент деформирования поковки взаимное положение подвижной и неподвижной частей штампа, а значит, и высота поковки, устанавливаются равенством силы полезного сопротивления поковки и силы, вызывающей деформацию упругих звеньев системы «пресс -штамп».

Для технологических систем на базе винтовых прессов присущ энергетический тип связи, когда в конечный момент деформирования взаимное положение подвижной и неподвижной части штампа устанавливается исчерпанием накопленной кинетической энергии до начала рабочего хода. Под рабочим ходом здесь понимается ход подвижной части штампа, при котором осуществляется деформирование поковки.

Кроме характера связей в ТС, необходимо также учитывать особенности деформирования пластического элемента при реализации различных операций ХОШ, существенно влияющих на силовой режим деформирования. С этой точки зрения возможны два варианта: деформирование исходной заготовки при сохранении всего ее объема в полости штампа либо деформирование с вытеснением части объема из открытой полости. В первом случае размеры поковок, параллельных к направлению перемещения ползуна (высотные размеры) и перпендикулярных (диаметральные), связаны условием сохранения всего объема заготовки между деформирующими поверхностями штампа, что означает их зависимость от объемной погрешности исходной заготовки. Во втором - они не зависят от погрешностей объема заготовки.

С учетом того, что операция осадки выполняется при условии сохранения всего объема исходной заготовки между деформирующими поверхностями, а также с учетом различного характера связей, возникающих при штамповке на различных типах прессов, рассмотрим влияние различных факторов при холодной осадке на кривошипных и винтовых прессах.

Рассмотрим систему на базе кривошипного пресса при условии сохранения всего объема материала поковки в полости штампа. Как было отмечено выше, для такой системы характерен координатный тип связи, при котором в конечный момент деформирования поковки взаимное положение подвижной и неподвижной частей штампа, а значит, и высота поковки, устанавливаются равенством силы полезного сопротивления поковки и силы, вызывающей деформацию упругих звеньев системы «пресс - штамп».

Сила сопротивления поковки в условиях холодной деформации определяется на основе известных методов теории обработки давлением, и может быть представлена в виде функции где x1,x2,...,xi,...,xn - параметры поковки и технологического процесса. При ХОШ это геометрические характеристики штампуемой поковки, механические свойства ее материала, величина коэффициента трения на контактных поверхностях, погрешности объема исходной заготовки и некоторые другие параметры, влияющие на величину силы сопротивления, причем JC1 - размер, замыкаемый упругой связью (высота поковки).

Влияние жесткости винтового пресса на точность поковок

Из анализа полученных зависимостей видно, что степень деформации оказывает значительное влияние на точность высотных размеров относительно низких поковок (более жестких), в то время как при осадке нежестких поковок влияние практически отсутствует. В частности, при осадке поковок с относительными размерами d/h=2 относительная погрешность их высоты, вызванная относительной погрешностью объема заготовок (Vh=10 %), составляет 8,23 % при степени деформации = 0,1 и 8,61 % – при степени деформации = 0,34, то есть практически не отличается. Для поковок с относительными размерами d/h=4 эти погрешности составляют 10,1 % и 14,3 % соответственно (отличаются почти в 1,5 раза). Из этого можно сделать вывод, что жесткие поковки на винтовом прессе следует штамповать при малых степенях деформации, для обеспечения более высокой точности.

Наиболее важными параметрами, определяющими точность высотных размеров изготавливаемых поковок, являются: жесткость пресса (на практике пресс-штамп) и жесткость самой поковки. Жесткость пресса -конструктивный параметр, определяемый деформациями рабочего звена машины, но в сочетании с различными штампами, возможно, ее изменение. Жесткость поковок (при осадке) определяется отношением диаметра и высоты d /h. У винтовых прессов жесткость характеризуется деформациями винта и гайки. Однако сочетание различных вариантов жесткости «пресс - штамп» и жесткости поковок оказывает разное влияние на точность высотных размеров поковок. Для определения влияния жесткости винтового пресса и жесткости поковок на точность их высотных размеров была выполнена серия однофакторных и многофакторных экспериментов. Все эксперименты выполнялись на винтовом прессе Ф1730А с номинальной силой 1 МН. Жесткость системы «пресс - штамп», определялась осадкой крешеров и составляла 150 МН/м. При введении в систему демпфирующего элемента из полиуретана жесткость снижалась до

Осаживались поковки из стали 45 с конечными размерами с внесенной погрешностью объема

SV = 5%, со степенью деформации є = 0,34. Погрешность объема вносилась изменением высоты исходных заготовок.

На первом этапе были выполнены однофакторные эксперименты для определения влияния жесткости пресса на точность высотных размеров. Результаты экспериментов в виде графиков представлены на рис. 3.6.

Зависимость погрешности высоты поковок (материал сталь 45) от жесткости системы пресс-штамп С и погрешности объема SVh=5 % при осадке на винтовом прессе При анализе результатов было выявлено, что с увеличением жесткости системы «пресс - штамп» погрешность высоты поковок, вызванная погрешностью объема исходных заготовок, уменьшается. Однако это уменьшение не является сколь-нибудь значимым. Так, при увеличении жесткости системы «пресс - штамп» на 50 % погрешность высоты поковки снизилась лишь на 6,1 % для поковки с относительными размерами d/h = 2, и на 8,3 % для поковки (d/h = 4). Также было определено, что жесткие поковки (d/h = 4) сильнее реагируют на изменение жесткости системы «пресс - штамп».

Кроме того, при выполнении экспериментов было определено, что значительное снижение жесткости системы «пресс - штамп» (ниже 100 МНIм) приводит к тому, что запаса кинетической энергии пресса не хватает на деформацию поковок.

На втором этапе при выполнении много факторных экспериментов определялось совместное влияние погрешности объема исходных заготовок, жесткости системы винтовой «пресс - штамп» и жесткости поковки на точность высотных размеров осаживаемых поковок. То есть в качестве факторов были выбраны погрешность объема исходной заготовки (SV, %), жесткость системы «пресс - штамп» (С, МНIм) и жесткость поковок, характеризуемая отношением диаметральных и высотных размеров (d/h). Факторы устанавливались на двух уровнях: 5Vh- 5 % и 10 %, С - 100 МН/м и \50 МН/м, dlh - 2 и 4. Статистической обработкой ПФЭ-23 была получена адекватная математическая модель в виде уравнения регрессии: y(Sh,%) = 8,9 + \,\0SPh -0,44С + l,29d/h + 0,UС-SVh -0,22С-d/h. (3.3) При проверке статистической значимости полученных коэффициентов регрессии было выявлено, что коэффициенты при С, С SVh и С d/h не являются значимыми, так как не выполнялось условие \bv\ Abt (Abt = 0,486). Это еще раз свидетельствует о том, что жесткость винтового пресса практически не влияет на точность высотных размеров поковок. Наибольшее влияние на погрешность высоты Sh оказывает жесткость поковки d/h и погрешность объема исходной заготовки 5V.

Сравнительный анализ качественного показателя цилиндрических поковок при осадке на кривошипном и винтовом прессах

В главе 2 для операции осадки были определены относительные коэффициенты (функции чувствительности) Kv, Ка, которые характеризуют степень влияния относительных первичных погрешностей (дV, Sas) на относительную погрешность высоты поковок Sh. Как было отмечено выше, значения коэффициентов Kv , Ка, а следовательно и степень влияния первичных погрешностей на выходной параметр высотных размеров поковок для кривошипного и винтового прессов зависят от жесткости системы «пресс - штамп» и жесткости поковки. Жесткость поковки при осадке зависит от отношения ее размеров (d/h), напряжения текучести материала (as) с учетом ее деформационного упрочнения.

Для сравнения зависимости коэффициентов Kv, Ка от отношения d/h для кривошипного и винтового прессов, представлены графики (рис. 5.1) .

Графики получены в результате расчетов по формулам (2.25), (2.26), (кривошипный пресс) и (2.27), (2.28), (винтовой пресс). Расчет выполнялся для поковок d=25 мм из стали 45 (as = 828 МПа при = 0,34), коэффициент контактного трения принят 0,1.

Из анализа полученных зависимостей видно, что жесткость поковки, характеризуемая отношением d/h, одинаково влияет на величину коэффициентов Ку и Ка (с повышением жесткости поковки значения коэффициентов растут). Однако для винтового пресса увеличение этих коэффициентов, начиная с d/h = 8, становится незначительным, в отличие от кривошипного пресса. Особенно это характерно для коэффициента Ка. Так, для винтового пресса увеличение Ка при переходе с осадки поковки с относительными размерами d/h = 8 к d/h = 10 составляет лишь 0,01, в то время как для кривошипного пресса - 0,04. Это означает, что для винтового пресса при штамповке жестких поковок (d/h 8) жесткость поковок практически не влияет на точность высотных размеров.

Для того чтобы определить, какую точность могут обеспечить винтовые и кривошипные прессы при осадке цилиндрических поковок были рассчитаны относительные погрешности высоты поковок Sh, вызванные объемной погрешностью исходных заготовок 3 V и рассеянием механических свойств материала 8os. Расчет выполнялся по следующим формулам: где Kv и Ка - коэффициенты преобразования исходных погрешностей SV и в погрешность высоты поковок Sh соответственно.

Значения исходных погрешностей заготовок были приняты равными 5К = 3,2%, S(7S=5% [36]. Результаты расчетов в виде графиков, показывающих зависимость относительной погрешности высоты поковок Sh от их жесткости d/h, представлены на рис. 5.2. Очевидно, что кривошипные прессы обеспечивают более высокую точность по сравнению с винтовыми прессами, так как их жесткость значительно выше. Однако с повышением жесткости поковок различие становится менее существенным. Так для поковок с относительными размерами d/h=1 рассчитанная погрешность Shy для винтового пресса

больше погрешности для кривошипного пресса в 12,2 раза, а для поковок с d/h=8 - в 2,4 раза. Также следует отметить, что рассчитанная погрешность для поковок с относительными размерами d/h=8, осаживаемых на винтовом прессе, вполне соответствует параметрам точности, представленных в справочной литературе [37] (11… 12 квалитет). То есть для обеспечения требуемой точности высотных размеров жестких поковок (d/h 8) нет никакой разницы, на каком типе прессов их штамповать, так как достижимая точность соответствует требуемой. Кроме того, любые положительные отклонения исходных погрешностей при штамповке на кривошипном прессе вызывают его перегрузку, что может привести к заклиниванию. Причем, чем выше жесткость кривошипного пресса, тем выше риск его заклинивания [41], что вызывает необходимость снижения жесткости системы пресс-штамп посредством введения демпфирующих элементов, тогда жесткость кривошипного пресса становится сопоставимой с жесткостью винтового пресса и, как следствие, они обеспечивают одинаковую точность. Для винтового пресса проблемы его перегрузки не существует.

На рис. 5.3 представлены графики зависимости относительной погрешности высоты поковок Sh от их жесткости, рассчитанные для винтового пресса (С=150 МН/м) и кривошипного пресса с пониженной жесткостью (С=260 МН/м).

Из анализа результатов расчета видно, что для поковок с относительными размерами d/h=1 рассчитанная погрешность Shy для винтового пресса больше погрешности для кривошипного пресса с жесткостью С=260 МН/м в 6,3 раза, а для поковок с d/h=8 - в 1,5 раза. То есть различие в точности высотных размеров при осадке жестких поковок (d/h 8) на винтовом и кривошипном прессах практически отсутствует. Кроме случайных погрешностей, присущих исходным заготовкам (дV, 8os), неизбежно возникает погрешность, связанная с наладкой прессов, которая связана с установлением их основных параметров таким образом, чтобы придать такое положение мгновенному полю рассеяния размеров относительно границ поля допуска, при котором все поковки оказались бы годными.

Основным параметром, подлежащим регулированию в процессе наладки кривошипных прессов, является величина штампуемой высоты Н, для винтовых прессов таким параметром является величина накопленной кинетической энергии Е. Погрешности регулирования основных параметров кривошипного АН и винтового АЕ прессов вызывают появление погрешности высотных размеров поковок Ah, причем величина Ah зависит как от значений АН и АЕ, так и от жесткости поковок.

Похожие диссертации на Обоснование технологических параметров изготовления цилиндрических поковок при осадке на прессовом оборудовании