Протяжка заготовки прямоугольного сечения под плоскими бойками Протяжка представляет собой кузнечную операцию, посредством которой увеличивается длина заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Протяжка в общем случае осуществляется путем последовательных «обжимов» заготовки с кантовкой ее после каждого обжима. Два обжима с кантовкой заготовки между ними будем называть «переходом». Таким образом, в целом процесс деформации при протяжке не является монотонным. На каждом обжиме процесс протяжки прямоугольного бруса можно в общем случае представлять как последовательную осадку смежных участков заготовки. При этом к каждому осаживаемому участку примыкают с концов его свободные участки заготовки, не находящиеся под воздействием инструмента — бойка. Последние задерживают течение металла в горизонтальной плоскости по направлению, перпендикулярному к оси заготовки, чем увеличивают неравномерность деформации, а равно и деформирующую силу.
В свою очередь, участок, непосредственно находящийся под бойками, воздействует на примыкающие к нему зоны свободных участков. Поэтому в этих переходных зонах возникают области пластической деформации, протяженность которых зависит от соотношения геометрических размеров, величины трения и других условий деформирования, но в общем случае незначительные. За областями пластической деформации следуют области упругой деформации, а затем свободные участки заготовки становятся полностью недеформированными или, как говорят, следуя И. М. Павлову, «жесткими».
Как показал В. Г. Березкин, если отношение величины подачи /0 к ширине полосы а (относительная подача) большое, свободные участки значительно повышают неравномерность деформации, резко снижая уширение на концах деформируемого участка и весьма мало влияя на величину уширения в середине участка и тем самым на среднюю по участку величину уширения (рис. 7.22, а). При уменьшении 10/а влияние свободных участков на величину среднего уширения сначала возрастает (рис. 7.22, б, в), а при дальнейшем уменьшении 10/а становится опять неощутимым, так как деформация приближается к плоской и уширение вообще становится незначительным, так же как и неравномерность деформации по ширине (рис. 7.22, г). Для определения удельного усилия деформирования при протяжке можно пользоваться формулой (7.20), выведенной для плоской осадки при -г- < 2, представив ее в следующем виде: где /0 — величина подачи; h — высота полосы.
Возможность применения этой формулы для протяжки оправдывается тем, что, как правило, относительная подача — < 2, а принимая деформацию плоской при фактическом наличии уширения, мы как бы учитываем увеличение удельного усилия под влиянием свободных участков. По мере уменьшения отношения подачи /0 к высоте заготовки h удельное усилие р уменьшается. Однако теория и эксперимент показывают, что при значениях ~ < 1 происходит значительное изменение характера напряженного состояния и при дальнейшем уменьшении IJh, как показали работы, проведенные под руководством В. И. Залесского, качество проработки металла при протяжке значительно ухудшается. Задачу вдавливания узкого бойка решили Р. Хилл [1133, а также В. В. Соколовский [91] с помощью метода линий скольжения, используя поле, предложенное для этого случая J1. Прандтлем [103]. В свою очередь, А. Д. Томленов на основе работ Р. Хилла и В. В. Соколовского дал замкнутое решение, выразив приближенно зависимость удельного усилия.
Поле линий скольжения, характеризующее напряженное состояние при протяжке с малыми подачами < представлено на рис. 7.23, а. Особенностями такого напряженного состояния является появление растягивающих напряжений ох в зоне горизонтальной плоскости симметрии ху, как показано на эпюре.
Эти растягивающие напряжения при 0,2 5 достигают. Наличие растягивающих напряжений, особенно при вытяжке мало пластичных сплавов, может привести к образованию трещин. Для определения необходимого удельного усилия можно пользоваться табл. 7.1, в которой приведены также максимальные значения растягивающих напряжений. При очень малых /0/Л вновь происходит изменение вида напряженного состояния: вместо осадки начинается вытеснение металла вверх у краев бойка и врезание его в металл. Боек становится топором, а протяжка превращается в рубку. Определим приближенно работу деформирования при протяжке. Пусть мы начинаем протяжку прямоугольного бруса высотой h0 и шириной а0, причем h0 и а0 мало отличаются один от другого. После первого обжима поперечное сечение получит размеры: высота hx < h0 и ширина аг > а0. При этом деформацию по высоте надлежит задавать такую, чтобы после обжима было соблюдено соотношение < 2,5. В противном случае на втором обжиме может возникнуть продольный изгиб заготовки по новой высоте.