Технологические рекомендации по выбору конструкционных углеродистых сталей для холодной штамповки изделий

При холодной осадке цилиндрических заготовок из алюминия получено снижение усилия до 60% при воздействии колебаний с частотой 20 кГц.

Для уменьшения вредного влияния вибрации и повышения безопасности труда необходимо выполнять определенные условия. Так, деформирующий инструмент должен быть специально сконструирован с возбуждением его на резонансной частоте. При этом энергию колебаний требуется передавать в зону деформации заготовки.

Рассмотренный вариант применения вибрирующего инструмента пригоден при холодной штамповке коротких крепежных изделий типа гаек, когда с помощью осадки происходит выравнивание торцев на отрезанной заготовке.

Список литературы

1. Мещерин В.Т., Самсонов В.А. Геометрическая точность при

многоопорной отрезке в штампе // Кузнечно-штамповочное производство. - 1978. - № 9. - С. 9-13.

2. Коновалов Е.Г., Скрипниченко А.Л. Влияние ультразвуковых вибраций

на механические свойства материалов при растяжении//Вестник машиностроения. -1965. - № 8. - С. 27-29.

3. Кристофи И. Штамповка металла вибрирующим инструментом

// Конструирование и технология машиностроения: Труды американского общества инженеров-механиков. - М.: Мир, 1969. - Т.91. - № 4. - С.256-263.

УДК 621.7.011 Д.Н. Парышев

ЗАО «Курганстальмост», Курган В.Я. Гэрасимов

Курганский государственный университет

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ КОНСТРУКЦИОННЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ИЗДЕЛИЙ

Аннотация

Разработаны технологические рекомендации по выбору марки стали при холодной штамповке крепежных изделий. Установлены закономерности изменения относительного удлинения - основной характеристики пластичности в зависимости от содержания углерода в стали и дана ее вероятностная оценка.

Ключевые слова: сталь, относительное удлинение, содержание углерода, кривые распределения.

D.N. Paryshev

Close Corporation "Kurganstalmost", Kurgan V.Y. Gerasimov Kurgan State University

TECHNOLOGICAL RECOMMENDATIONS FOR CHOOSING CONSTRUCTION CARBONACEOUS STEELS FOR THE COLD PUNCHING PRODUCTS

Аnnotation

The technological recommendations for the choice of the steel grade are worked out for the cold punching of the fasteners. The appropriateness's of the relative elongation change are determined - of the main characteristic of the plasticity depending on the carbon content in the steel-its

probabilistic evaluation is made.

Key words: steel, relative elongation, carbon content, distribution curves.

В соответствии с литературными данными и рекомендациями, приведенными в стандартах, при выборе марки конструкционной углеродистой стали для изготовления крепежных изделий по технологии холодной высадки и штамповки требуется учитывать прочностные и пластические свойства деформируемого металла. Это относится к исходному структурному состоянию металла (например, при использовании прутковой стали [3]) и его способности к деформационному упрочнению при осуществлении пластических формоизменяющих операций.

В настоящей работе даны технологические рекомендации по выбору марки конструкционной углеродистой стали с учетом деформируемости металла в холодном состоянии. В качестве «базового» параметра принята одна из основных характеристик пластичности металла -относительное удлинение S (%). Это стандартная характеристика, величина которой регламентирована и которую назначают с учетом технологических и экономических факторов [4].

Рассмотрим изменение относительного удлинения в зависимости от содержания углерода в стали (рис.1) и степени пластической деформации металла (рис.2).

Из представленных графических зависимостей следует, что повышение содержания углерода в стали приводит к значительному уменьшению относительного удлинения и, следовательно, адекватному снижению пластических свойств и деформационной способности металла. Такой характер изменения данного параметра можно объяснить увеличением количества дислокационных барьеров [5].

0 ОД 0,й 0,3 0,4 0,5 с,*

Рис.1. Изменения относительного удлинения в зависимости от содержания углерода в стали

Интенсивное уменьшение пластичности стали при изменении степени пластической деформации (рис.2) обусловлено ростом количества структурных нарушений (в первую очередь дислокаций) в деформированном объеме металла. Поэтому при выборе исходного металлопроката (это особенно относится к холоднотянутой или калиброванной прутковой стали, которая широко применяется при операциях холодной высадки и штамповки машиностроительных изделий) необходимо учитывать влияние содержания углерода в стали и степень деформационного упрочнения металла. Убедительным подтверждением этого являются рекомендации, приведен-

112

ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1

ные в ГОСТ Р 52627-2006, когда марка углеродистой стали назначается с учетом прочности крепежных изделий.

во ш гз

ш

га

ю &

о

Рис.2. Изменения относительного удлинения для стали 08 кп

Количественную оценку изменения относительного удлинения применительно к технологии изготовления болтов можно выполнить путем статистической обработки экспериментальных данных, полученных при механических испытаниях по схеме растяжения стандартных образцов.

С учетом рекомендаций, приведенных в документе РД 50-398-83, определяются: выборочное среднее а и среднее квадратическое отклонение а . При этом можно построить кривую нормального распределения.

Для построения эмпирической кривой использован метод группировки, когда для каждого интервала значений XI определяют количество наблюдений т.

Кривые нормального и эмпирического распределения показаны на рис.3.

1984. -120 с.

4. Таурит Г.Э., Пуховский Е.С., Добрянский С.С. Прогрессивные

процессы резьбоформирования. - Киев.: Технка, 1975. - 240 с.

5. Манасевич А.Д. Физические основы напряженного состояния и

прочности металлов. - М.: Машгиз, 1962. - 199 с.

6. Герасимов В.Я., Парышев Д.Н. Проверка высокопрочных болтов с

различным полем допуска // Транспортное строительство - 2006.-№ 7. - С. 24-25.

\

V 1

> К' к-

1С № Эй 40 м £ >

Рис.3. Кривые теоретического (1) и эмпирического (2) распределения относительного удлинения

Получено удовлетворительное совпадение обеих кривых, что является подтверждением стабильности технологического процесса изготовления болтов. Следовательно, статистическая оценка качества получаемой металлопродукции может найти широкое применение в технологической практике как при механических испытаниях опытных образцов, так и готовых крепежных изделий.

Список литературы

1. Холодная объемная штамповка: Справочник / Под ред. Г. А. Навроцко-

го. - М.: Машиностроение, 1973. - 496 с.

2. Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Гурьянова М.К. Механические

свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании: Справочник. -М.: Машиностроение, 1971. - 64 с.

3. Владимиров Ю.В., Герасимов В.Я. Технологические основы холодной

высадки стержневых крепежных изделий. - М.: Машиностроение,

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5

113