Оптимізація конструкції матриць прес-форм

Abstract

UK: Мета роботи. Оптимізація методики проєктування і розрахунку складених матриць прес-форм для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. Методи дослідження. Аналіз напружень у стінках суцільного і складеного товстостінного циліндрів та їх існуючих розрахунків. Отримані результати. У ході роботи досліджено особливості формування напружень у стінці суцільного і складеного товстостінного циліндрів під дією внутрішнього тиску. Проаналізована можливість застосування отриманих результатів для визначення міцності та жорсткості стінки матриці прес-форми для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. Визначено обмеження можливості забезпеченні міцності матриці за рахунок лише збільшення її товщини. Показано, що використання матриці, складеної з внутрішнього циліндра і зовнішньої обойми, дозволяє використати оптимальний перерозподіл напружень у стінках такої матриці з метою зменшення її розмірів і відповідно – економії матеріалів на її виготовлення Проаналізовано можливість використання різних, краще пристосованих матеріалів для виготовлення внутрішньої стінки матриці і обойми, що дозволяє знизити витрати на виготовлення прес-форми. Узагальнено методику розрахунку напружень у небезпечних точках стінок матриці при оцінюванні їх міцності і жорсткості. Наведено формули для визначення гарантованого натягу, який забезпечить ефективний перерозподіл напружень у стінках складеної матриці при заданих умовах експлуатації. Наукова новизна. Оптимізовані та узагальнені підходи до аналізу напружень у стінках складених матриць прес-форм під дією внутрішнього тиску. Наведені математичні залежності, які надають можливість визначити оптимальні розміри елементів прес-форми при дії тиску пресування. Практична цінність. Запропоновані принципи проєктування і методика розрахунку складених матриць прес-форм для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. EN: Purpose. Optimization of the method of design and calculation of the composite matrices of molds for the manufacture of products from powder materials. Research methods. Analysis of stresses in the walls of solid and composite thick-walled cylinders and their existing calculations. Results. The peculiarities of stress formation in the wall of solid and composite thick-walled cylinders under the action of internal pressure are investigated. The possibility of applying the obtained results to determine the strength and stiffness of the wall of the mold for the manufacture of products from powder materials is analyzed. Limitations in ensuring the strength of the matrix by only increasing its thickness are determined. It is shown that the use of a matrix composed of an inner cylinder and an outer holder allows to use optimal stress redistribution in the walls of such matrix in order to reduce the size and, accordingly, save materials for its manufacture. The possibility of using various, better adapted materials for the manufacture of the inner wall of the matrix and permiting the reduction of the cost of manufacturing the mold are analyzed. The method of calculation of stresses in dangerous points of walls of a matrix at an estimation of their strength and stiffness is generalized. Formulas for determination of the guaranteed tension which will provide effective redistribution of stresses in walls of the composite matrix under the set operating conditions are given. Scientific novelty. Approaches to the analysis of stresses in the walls of composite matrices of molds under the influence of internal pressure are optimized and generalized . Mathematical dependences are given, which make it possible to determine the optimal dimensions of mold elements at action of pressing pressure. Practical value. The principles of design and methods of calculation of composite matrices of molds for the manufacture of products from powder materials are proposed.