ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Определяющим размером для гильзы кристаллизатора является ее внутренний размер, а также его отклонения от номинала.

В качестве заготовки для гильзы можно использовать трубу прямоугольного сечения и круглые тонкостенные и толстостенные трубы. Прямоугольной заготовки нужного сечения нет. Тонкостенные трубы оказались непригодными из-за их низкого качества, которое выявилось в процессе изготовления. На внутренних поверхностях гильз после их строительной обработки появились раковины, волосовины и другие дефекты, не допускаемые техническими требованиями. Поэтому от тонкостенных труб пришлось отказаться и использовать в качестве заготовки толстостенную трубу, у которой снимался поверхностный слой материала как с наружной, так и с внутренней поверхностей, а затем из механически обработанной заготовки изготовлялись гильзы. Но и этот вариант применения толстостенной трубы не являлся оптимальным, так как большое количество меди уходило в стружку, качественной заготовки по структуре металла не получилось, себестоимость изготовления гильзы очень высока.

Поэтому была поставлена задача определения оптимального внутреннего диаметра трубной заготовки под формовку (получение необходимого прямоугольного сечения заготовки на прессе).

После механообработки трубных заготовок для гильз кристаллизаторов были произведены измерения геометрических параметров в трех сечениях (рис. 1) у 23 гильз после каждой токарной операции, привязав измерения к определенной точке заготовки. За такую точку было принято место маркировки заготовки после токарной обработки.

Рис. 1 Трубная заготовка и схема измерений

Затем из трубных заготовок были изготовлены прямоугольные заготовки. Причем при штамповке строго соблюдалось условие - место маркировки располагалось наверху, была принята та же индексация. Эскиз прямоугольной заготовки показан на рисунке 2.

Рис. 2 Схема измерения прямоугольной заготовки:

где Вз - внутренний размер прямоугольной заготовки;Аз - наружный размер прямоугольной заготовки;tз - толщина стенки прямоугольной заготовки;r -внутренний радиус скругления;r -наружный радиус скругления.

Особое внимание уделяется расчету внутреннего и наружного радиусов заготовки. Маленький внутренний радиусrприводит к непроработке внутренней поверхности гильзы (рис. 3). Большой внутренний радиусrявляется причиной разностенности заготовки на прямых участках и в углах (рис. 4).

Рис. 3 Непроработанный участок

Рис. 4 Разностенная заготовка

Рассматривая данные измерений толщины стенок прямоугольных заготовок и сравнивая с размерами стенок круглых заготовок одинакового номера, было отмечено увеличение толщины стенок у прямоугольных заготовок по равнению с круглыми заготовками. Это говорит о том, что в процессе формовки прямоугольника из круга в материале преобладают напряжения сжатия, которые и вызывают утолщение стенок и сокращение внутреннего периметра. При этом объем заготовок остается неизменным.

Была установлена связь между размерами круглой заготовки и прямоугольной после штамповки. Для этого были рассчитаны периметры у всех прямоугольных заготовок и проведено сравнение их с внутренними периметрами соответствующей круглой заготовки. Экспериментально было установлено среднее значение коэффициента, связывающего периметр трубной заготовки и прямоугольной К=1,05015. Для практических расчетов принимаем значение К=1,05, что вполне допустимо, так как погрешность этого действия составляет»0,014%.

Отсюда выводится формула для расчета внутреннего диаметра трубной заготовки под формовку

Рт = 1,05 Рк Рт =pdpd = 1,05Рк

,

где Рт - периметр трубной заготовки, мм;

Рк - периметр квадратной (прямоугольной) заготовки, мм.