Определяне на съотношението височина-диаметър на разрушаване при коване

В процеса на коване, разрушаването се отнася до деформацията на детайла, за да се увеличи диаметърът му чрез компресиране на височината му. Критичен параметър при разстройването есъотношение височина към диаметър (съотношение H/D), което играе ключова роля при определяне на качеството на крайния продукт и осъществимостта на процеса. Съотношението височина към диаметър се използва, за да се гарантира, че деформацията остава контролирана и равномерна, предотвратявайки проблеми като изкълчване, напукване или повреда на материала.

Какво е съотношението височина към диаметър?

Съотношението височина към диаметър (съотношение H/D) е съотношението между височината (или дължината) на детайла и неговия диаметър преди коване. Това съотношение помага да се определи до каква степен даден материал може да се деформира чрез процеса на разрушаване. Обикновено, колкото по-малко е съотношението, толкова по-осъществим става процесът на разгъване, тъй като по-късите, по-дебели материали могат да издържат на по-големи сили на натиск без изкривяване или развитие на дефекти.

Например, по-ниско съотношение H/D, като 1,5:1 или по-ниско, показва тънък детайл, който може да се справи с големи натоварвания на натиск без значителни рискове от нестабилност. От друга страна, по-високо съотношение, като 3:1 или повече, би изисквало по-внимателно разглеждане, тъй като детайлът става по-податлив на деформационни дефекти.

Как да определите оптималното съотношение H/D?

Идеалното съотношение H/D зависи от няколко фактора, включително свойствата на материала, температурата на материала по време на коване и необходимата степен на деформация. Ето основните стъпки за определяне на оптималното съотношение H/D за разстройване:

1. Свойства на материала: Различните материали показват различна якост на натиск и пластичност. По-меките материали, като алуминий, могат да издържат повече деформация без напукване, докато по-твърдите материали като високовъглеродна стомана може да изискват по-ниско съотношение H/D, за да се избегне прекомерно напрежение. Трябва да се вземе предвид напрежението на потока на материала, т.е. напрежението, необходимо за продължаване на пластичното деформиране на материала.
2. Температурни условия: Горещото коване обикновено се извършва при температури, които подобряват пластичността на материала и намаляват необходимата сила. По-високите температури позволяват по-голяма деформация, което позволява по-голямо съотношение на височина към диаметър. За студено коване съотношението H/D трябва да се поддържа по-малко поради повишения риск от втвърдяване и напукване.
3. Степен на деформация: Размерът на необходимата деформация е друг важен аспект. Ако е необходимо значително намаляване на височината, започването с по-ниско съотношение H/D е от полза, за да се гарантира, че детайлът може да претърпи необходимата компресия без дефекти.
4. Избягване на дефекти: При определяне на съотношението H/D е от съществено значение да се избегнат дефекти като изкълчване, което се получава, когато материалът се сгъва или набръчква по време на компресия. За да се избегне изкълчване, типично правило е да се използва първоначално съотношение H/D по-малко от 2:1 за общо изковаване с изкривяване. Освен това смазването и правилният дизайн на матрицата са от решаващо значение за минимизиране на триенето и осигуряване на равномерна деформация.

Практически пример

Да разгледаме случая на разрушаване на цилиндрична заготовка от стомана. Ако първоначалната височина на заготовката е 200 mm и диаметърът е 100 mm, съотношението H/D ще бъде 2:1. Ако материалът е относително мек и се използва горещо коване, това съотношение може да бъде приемливо. Въпреки това, ако се използва студено коване, може да се наложи намаляване на височината, за да се намали съотношението H/D, за да се избегне изкълчване или напукване по време на процеса на разгъване.

Заключение

Съотношението на височината към диаметъра при изрязване е основен аспект на коването, който определя успеха на процеса. Чрез внимателно оценяване на свойствата на материала, температурата и изискванията за деформация може да се установи оптимално съотношение, което да гарантира производството на висококачествени ковани компоненти без дефекти.