4307685416

Prace IMZ 1 (2011) Technologie kształtowania plastycznego na zimno i obróbki cieplnej ...

lu dodi . d₀ j

d₀ — di d₀ — d\

(1)

do wytworzenia modelowych wyprasek. Do produkcji łuski wytypowano gatunek stali C35 o zmodyfikowanym składzie chemicznym (w % masowych): max 0,15%Si; 0,34-0,38%C; 0,75-0,80Mn%; min. 0,020% Al,_mt oraz poniżej 0,01%S, 0,15%Cu i 80 ppm N. Z uwagi na stopień przerobu plastycznego wymiary przekroju poprzecznego wlewków powinny wynosić 140x140 lub 160x160 mm.

Materiał do produkcji taśmy rozsypnej po finalnej obróbce cieplnej powinien zapewnić uzyskanie twardości powyżej 500 HV i odpowiednich właściwości sprężystych. Przyjęto, że ogniwa będą produkowane z taśmy stalowej walcowanej na zimno i zmiękczonej, a finalne właściwości będą uzyskiwane po ulepszaniu cieplnym. Biorąc pod uwagę powyższe wymagania zaproponowano gatunek stali niestopowej C55 w formie taśmy zimnowalcowanej zmiękczonej.

3. ZAŁOŻENIA TECHNOLOGII OBRÓBKI PLASTYCZNEJ ŁUSEK

Opracowano schemat technologii kształtowania plastycznego łuski stalowej kalibru 30 mm, zgodnie z którym wytworzono partię modelową. W procesie technologicznym kształtowania łuski stalowej do amunicji kalibru 30 mm, materiał wyjściowy stanowią odcinki pręta okrągłego o średnicy 46 mm. Pierwsze dwie operacje to kształtowanie przez wyciskanie na zimno. Kształt uzyskanej po drugiej operacji wypraski pozwala na dalsze formowanie płaszcza łuski przez wyciąganie ścianki. Dopuszczalne siły w kolejnych ciągach pozwalają na uzyskanie wymiarów części cylindrycznej łuski w czterech operacjach obróbki plastycznej ścianki. Następną operacją jest prasowanie dna. Po tej operacji następuje zawężanie płaszcza łuski i obróbka cieplna łuski, a kolejna operacja obróbki plastycznej to kształtowanie szyjki łuski. Następnie wyrób poddawany jest wykańczającej obróbce mechanicznej. Procesy wyciskania obejmują wyciskanie współbieżne z maksymalnym odkształceniem materiału wypraski wynoszącym <p = 0,11. Z krzywej umocnienia dla zastosowanego gatunku stali określono wartość granicy plastyczności w części wyciskanej, która jest równa <r_pl = 355 N/mra. Przy wyjściowej granicy plastyczności cipo = 300 N/ mm², średnie naprężenie uplastyczniające wyniesie a_ps = 328 N/mm². Proces wyciskania w pierwszej operacji jest realizowany przy małym odkształceniu o granicznej wartości 0,8-1,0. W procesach obróbki plastycznej objętościowej na zimno, podstawowym ograniczeniem stosowalności procesu jest wytrzymałość narzędzi. Przeprowadzono oszacowania wartości średnich nacisków pod stemplem, ze względu na wytrzymałość narzędzi w procesie wyciskania współbieżnego stali C35. Obliczone naciski średnie pod stemplem, mieszczą się w przedziale od 308 do 529 MPa. Przyjmując nawet największą ich wartość, pozostaje duży zapas bezpieczeństwa, gdyż dopuszczalne naciski dla zastosowanego materiału stempla wynoszą 2000-2500 MPa. Wartość siły wyciskania, obliczona dla nacisków p = 529 MPa, wynosi F = 880 kN. Kolejna operacja — wyciskanie przeciwbieżne jest połączeniem swobodnego drążenia z wyciskaniem przeciwbieżnym. Możliwość swobodnego drążenia w pierwszej fazie wyciskania zmniejsza naciski pod stemplem oraz naprężenia w matrycy. Dla zapewnienia maksymalnego współczynnika bezpieczeństwa procesu, obliczono naciski i siły tylko dla operacji wyciskania przeciwbieżnego. Średnie odkształcenie w ściance wypraski określone na podstawie zależności: d„

% dla zastosowanych wymiarów narzędzi wynosi 1,31. Dla obliczonego odkształcenia, naprężenie uplastyczniające wyznaczone z krzywej umocnienia stali o zawartości 0,3%C, wynosi a_pI = 600 MPa. Średnia obliczona wartość nacisków pod stemplem wynosi 2044 MPa jest dopuszczalna dla zastosowanych narzędzi. Operacje wyciągania ścianki łuski są realizowane w czterech etapach obróbki plastycznej z międzyopera-cyjną obróbką cieplną. Redukcja grubości ścianki z 6,20 do 0,73 mm jest realizowana z zastosowaniem współczynnika wyciągania w zakresie 1,60-1,85 w kolejnych operacjach. Zaproponowane wartości współczynników wyciągania są dopuszczalne i umożliwiają wyciąganie bez obaw o naderwanie dna i obrzeża. To oznacza również, że siła wyciągania nie przekracza siły zrywającej (F_Zr = n d„g R_nl), która dla pierwszej operacji wynosi 300 kN.

Dla operacji prasowania dna oszacowano siłę potrzebną do prasowania na podstawie zależności:

F = 3^    (2)

Według powyższej zależności, dla ct_p0 = 300MPa i d = 50 mm otrzymano wartość F = 1,8 MN.

Zawężanie łuski oraz kształtowanie szyjki łuski zaprojektowano do wykonania w operacjach obciskania. W technologii przewiduje się operacje zawężania szyjki i płaszcza przez obciskanie sztywnym stemplem na prasie.

4. ZAŁOŻENIA TECHNOLOGII OBRÓBKI PLASTYCZNEJ OGNIW

Technologia wykonywania ogniw taśmy rozsypnej obejmuje operacje kształtowania plastycznego (gięcia) na zimno. W procesie technologicznym kształtowania ogniw z materiału wyjściowego w postaci odcinków blachy grubości 2 mm, w pierwszej operacji wykonywana jest wykrojka, w której obszary gięte powinny być usytuowane prostopadle do kierunku walcowania (KW) taśmy (rys. 2).

KW

Rys. 2. Kształt wykrojki do wykonania ogniwa taśmy amunicyjnej rozsypnej i jej usytuowanie w stosunku do kierunku walcowania (KW)

Fig. 2. Shape of sheared blank for making the disintegra-ting ammunition belt link and its location in relation to the rolling direction (KW)