Способ оптимизации процесса циклического формообразования

ОП ИСАЙ И Е (1 ц 935190ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпв делам кзввретевкй и вткрытий(72) Авторы изобретения И. Н. Бабурин, В, Г, Сапрыкин, Б. Ф. Трахтенберг, В. А. Калашников, Е. Г. Бородулин и К, М. ышевский политехнический институт им. В. В 1) Заявитель ИИ ПРОЦЕССА БРАЗОВАНИЯ(54) СПОСОБ ОПТИМИЗА ЦИКЛИЧЕСКОГО ФОРМ поковок в мин) и ее еньшении времени акличении длительности длительности цикла,Изобретение относится к обработке металлов давлением.По основному авт. св.814539 известен способ оптимизации процесса цилиндрического формообразования, включающий интенсификацию водяного охлаждения штампового инструмента при регулировании темпа циклического формообразования, при этом интенсификацию охлаждения инструмента осуществляют, последовательно увеличивая темп циклического формообразования, поддерживая соотношение минимальных температур на рабочей поверхности инструмента в предыдущем и последующем цикле в пределах не менее единицы 1 .Однако по мере превышения некоторого критического темпа штамповки 1 М ХРпроисходит рост максимальной температуры (Тщ гравюры инструмента вследствие недостаточности паузы охлаждения, что ведет к снижению стойкости штампового инструмента. Таким образом, после достижения максимальной производительности процесса работы прессового оборудования увеличение стойкости за счет повышения темпа циклического формообразования невоз 2можно. Вместе с тем максимальные значения стойкости инструмента не достигаются.Целью изобретения является повышениестойкости штампового инструмента при максимальном темпе циклического формообра зования.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу оптимизации процесса циклического формообразования, после достижения максимального темпа циклическогоформообразования одновременно увеличивают время паузы и уменьшают время активного контакта заготовки с инструментом, поддерживая при этом соотношение максимальных температур на рабочей поверхности инструмента последующего цикла к преды дущему до значения не более 1,1.На фиг, 1 представлена структура теплового единичного цикла для темпа штамповки; на фиг, 2 - осциллограммы температуры на рабочей части инструмента - гравюре11 = 11 = 11 еах (трансформация при умтивного контакта и увепаузы с сохранением935190 15 3где 1 ц - длительность всего цикла штамповки;Т - длительность активного (в процессе нагружения) контакта заготовки с инструментом;- длительность сивного (приснятом усилии) контакта заготовки с инструментом;в длительнос паузы, в течение3которой происходит отвод теплаиз контактной зоны штамповогоинструмента;- тепловой поток из заготовки винструмент . 4Таким образом, способ оптимизирует процесс циклического формообразования в том смысле, что позволяет при максимальной производительности работы оборудования (предельном темпе штамповки) получить максимальную стойкость штампового инструмента.Способ осуществляется в следующей последовательности. Устанавливают интенсивность внутреннего охлаждения инструмента и максимальный темп штамповки, Увеличивают скорость движения ползуна, одновременно уменьшая скорость движения манипулятора. При этом контролируют соотношение максимальных температур гравюры инструмента в последующем и предыдущем циклах. Скоростьла формообразования При достижении максимального темпа штамповки увеличивают скорость движения ползуна, уменьшая при этом скорость движения манипулятора и оставляя неизменным 1, что обеспечивается нежесткой кинематической связью манипулятора и ползуна пресса. В результате изменяются характеристики единичного цикла, в частности уменыпается время активного контакта Т," и составляющая (Тф+ Т) и одновременно увеличивается время паузы Т. Уменьшение времени активного контакта заготовки и инструмента и соответствующее увеличение времени паузы сопровождается ростом стойкости инструмента до тех пор, пока инструмент в процессе циклического теплового,нагружения работает без накопления тепла от цикла к циклу, т. е. средняя температура штампа не возрастает от цикла к циклу Т" Т Это условие соблюдается, если при максимальном темпе циклического формообразования максимальная температура на гравюре возрастает за счет повышения тепловыделения от трения в процессе увеличения скорости перемещения ползуна пресса не более чем на 10/О, т, е. соотношение максимальных температур на рабочей по. верхности инструмента в последующем и предыдущем цикле находится в пределах т щ - 1. При дальнейшем увеличении ско -- трости движения ползуна пресса тепловыделение от трения возрастает и отвод тепла от контактной зоны в период паузы не обеспечивает охлаждения инструмента и выполнение соотношения ЧфТ,р. Инструмент начинает разогреваться и стойкость инструмента снижается. 25 Зо 35 40 45 движения ползуна и манипулятора регулируют до тех пор, пока указанное соотношение остается меньшим или равным 1,1. Фиксируют скорость движения ползуна и манипулятора, обеспечивающих указанное соотношение, после чего дальнейший процессведут с найденными характеристиками цикПример. Опытно-промышленные испытания проводят при горячей штамповке клапанов типа СМД на прессе типа К 86 ЭБ с нежесткой кинематической связью между приводом ползуна и манипулятором. Используется водоохлаждаемый штамповый инструмент из стали 4 ХЗВМФ. Каналы для охладителя располагаются на глубине 5 мм от гравюры. Температура охлаждающей среды 12 - 14 С, расход 10 - 12 л/мин, Начальная температра инструмента 25 - 28 С. Температурный режим инструмента контролируют с помомщью зачеканенных термопар с непрерывной записью показаний на осциллографе Н 115, Темп штамповки назначают в соответствии с основным изобретением. В каждом случае оценивается соотношение максимальных и минимальных температур гравюры инструмента в предыдущем и последующем циклах. Стойкость инструмента оценивают по наличию и величине сетки разгарных трещин. Одновременно в процессе испытаний фиксируют долговечность работы узлов манипулятора и ползуна пресса, оцениваемую длительность межремонтного периода.В таблице приведено сравнение результатов испытаний предложенного и известного способов.935190 СредняяСТОЙ КОС Т Ь 1штук поКОВОК Соотношение минимальных Максимальная Соотношение максимальных темТемп, штамДлительность От-;дельных этаповцикла, с Способ Оптимизации температура,фС ПОВКИ, ПОК/М температур в предыдушем ипоследующем циклах ператур в последующем и пр дыдущем циклах 1,64 0 98 640 1,15 7250 29 0,37 Известный Предлагаемый 0,98 1,66 7200 29 0 35 7300 645 1,69 1,12 1,03 0,32 1,06 7800 1,10 1,71 0,30 1,14 675 1,74 1,12 7100 027 Формула изобретения Как следует из данных таблицы при достижении максимального темпа штамповки 29 пок/мин, определяемого по известному способу, стойкость инструмента составляет 7250 поковок. Последовательно уменьшая.-у удлительность , + Тд и увеличивая длительность Тз за счет увеличения скорости движения ползуна и уменьшения скорости движения манипулятора пресса при сохранении И = 29 пок/мин, добиваются увеличения стойкости до 7800 поковок, т, е. на 7% больше, чем по известному способу. При этом соотношение максимальных температур в последующем и предыдущем цикле остается меньше 1,1. При дальнейшем уменьшении длительности Т,"+ Тд максимальная температура гравюры возрастает до 675 С, а указанное соотношение достигает 1,14 и стойкость инструмента снижается, Таким образом, оптимальным значением 4 О верхнего предела соотношения максимальных температур в последующем и предыдущем цикле является 1,1.Использование предложенного способа оптимизации процесса штамповки, по сравнению с известным, обеспечивает при максимальном темпе штамповки получение максимальной стойкости инструмента. Способ оптимизации процесса циклического формообразования по авт. св.814539 отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости штампового инструмента при максимальном темпе циклического формообразования, после достижения максимального темпа циклического формообразования одновременно увеличивают время паузы и уменьшают время активного контакта заготовки с инструментом, поддерживая при этом соотношение максимальных температур на рабочей поверхности инструмента последующего цикла к предыдущему до значения не более 1,1. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке2760557/25 - 27, кл, В 21 1 1/06, 03.05.79 (прототип) .Редактор Н. ГорватЗаказ 4037/14ВНИИ Составитмь В. КарпыТехред А. БойкасТираж 702И Государственного комитетаделам изобретений и открыМосква, Ж - 35, Раушская наП Патент, г. Ужгород, ул. евКорректорПодписноеСССРийд. 4/5Проектная,