Анализ и исследование геометрических параметров инструмента с целью повышения качества поковок при штамповке корпусов латунных кранов

В данной работе приведен анализ пластического течения материала, проведенный на базе программного комплекта QForm 3D с целью определения оптимальных геометрических параметров инструмента. Высокий спрос на латунную запорную арматуру возрастает, что приводит к необходимости повышения качества и экономичности производства (в частности снижение металлоемкости полуфабрикатов). В данной статье рассмотрены схемы горячей объемной штамповки латунных корпусов шаровых кранов для крепления корпуса электропривода. В процессе опытного освоения был выявлен зажим (соприкосновение плоскостей заготовки) на торце поковки, вскрывшийся после механической обработки. Данный дефект является окончательным браком, что привело к необходимости проведения моделирования в программном комплексе QForm 3D для определения причин его появления и корректировки технологии. Согласно результатам моделирования образование зажима происходит при утонении пояска материала, движущегося навстречу верхнему пуансону, что приводит к его остыванию и повышению предела прочности. Дальнейшая деформация сопровождается проникновением остывшего и более прочного пояска латуни в тело заготовки. Данные моделирования позволили скорректировать геометрию инструмента (увеличить диаметр пуансона), что позволило в процессе формирования поковки обеспечить широкий поясок между внутренней полостью матрицы и наружным диаметром пуансона, позволивший сохранить температуру заготовки. Равномерное распределение температуры позволяет сохранить изотропию механических свойств по телу заготовки и обеспечить устойчивую пластическую деформацию без появления зажима. Определены цели и задачи дальнейшего исследования процесса, связанные с определением соотношений геометрических параметров инструмента для составления рекомендаций к конструированию оснастки. Планируется проведение физического эксперимента и сравнительный анализ с результатами моделирования в конечно-элементных пакетах, что позволит установить соответствие между физической и математической моделями.