Круглых цилиндров

Результаты расчета и эксперимента свидетельствуют о том, что при радиальном СВС-прессовании круглых цилиндров сечение получаемой заготовки отличается от правильного полукруга. Куполообразную форму заготовки следует связать с характером деформирования и уплотнения оболочки. Расчеты показали (рис. 7.10), что, как и при СВС-прессовании осесимметричных заготовок, в оболочке формируются две характерные зоны: центральная зона над заготовкой и боковая зона по обе стороны заготовки. Так как материал заготовки (сплав TiB-40% Ti) практически не оказывает сопротивления деформации, то центральная зона оболочки уплотняется в меньшей степени, чем боковая зона. Поэтому в ходе прессования высокоплотный материал оболочки из боковой зоны перемещается к центру и по пути внедряется в заготовку. Одновременно высокоплотная и жесткая боковая зона оболочки препятствует деформированию и уплотнению центральной зоны оболочки и находящейся под ней заготовки. В результате верхняя деформируемая поверхность заготовки получается куполообразной.

Установим технологические параметры и количественные характеристики процессов уплотнения и формообразования заготовки. Для изотермического процесса пластического деформирования варьируемым технологическим параметром является начальная высота оболочки h _об, расположенной над заготовкой. Напомним, что ширина оболочки оказывает незначительное влияние на процесс формообразования заготовки. Конечное изделие имеет форму правильного полуцилиндра с плоской образующей, поэтому количественной мерой размерной точности спрессованной заготовки является максимальная высота купола h _к (см. рис. 7.10), которая определяет величину припуска на механическую обработку. Интегральным показателем качества материала заготовки может служить величина средней относительной плотности r ₁. Для оценки характера уплотнения оболочки будем использовать среднюю относительную плотность боковой зоны r _2б и центральной зоны r _2ц.

На рис. 7.11 приведены результаты расчета формы, высоты купола h _к и относительной плотности r ₁ заготовки в зависимости от начальной высоты оболочки h _об. Видно, что увеличение высоты h _об приводит к повышению всех показателей качества спрессованной заготовки: уменьшается высота купола h _к и увеличивается средняя плотность заготовки r ₁. Отмеченные закономерности следует связать с изменением напряженно-деформированного состояния и характера уплотнения оболочки.

С увеличением начальной высоты оболочки h _об уменьшается различие в степени уплотнения центральной и боковой зон спрессованной оболочки (рис. 7.12), и процесс деформирования и уплотнения заготовки становится более однородным. В результате повышаются размерная точность и средняя плотность заготовки. Согласно расчетам оптимальная начальная высота песчаной оболочки для рассматриваемого процесса составляет h _об» 20 мм.

Вместе с тем рассматриваемая технологическая схема радиального СВС-прессования имеет ограниченные возможности по получению заготовок высокой размерной точности. С увеличением начальной высоты оболочки h _об свыше 20 мм показатели качества h _к и r ₁ асимптотически приближаются к своим предельным значениям
(см. рис. 7.11, б). Это означает, что при начальной высоте оболочки h _об свыше 20 мм размеры оболочки и граничные условия на пуансоне перестают оказывать влияние на процесс формообразования заготовки. Согласно расчетам предельная минимальная высота купола, а значит и припуска на механическую обработку, составляет h _к» 6, 2 мм (см. рис. 7.11, б). При такой величине припуска и формы обрабатываемой поверхности выход годного материала не превышает
70-75%, и рассматриваемая технологическая схема является неэффективной.

	a
	б
	Р и с. 7.11. Влияние начальной высоты оболочки h об на форму (а), размерную точность h к и среднюю относительную плотность заготовки r 1 (б): 1 – h об = 5 мм; 2 – 10 мм; 3 – 15 мм; 4 – 20 мм; 5 – 25 мм
Р и с. 7.12. Влияние начальной высоты оболочки h об на среднюю относительную плотность боковой r 2б (1) и центральной r 2ц (2) зон спрессованной оболочки