Пластическая деформация
Строение металлов
Холодная пластическая деформация монокристалла
Элементы теории дислокаций
Движение дислокации и пере ползание дислокации
Вектор Бюргерса
Возникновение и размножение дислокаций
Силовые поля
Холодная пластическая деформация поликристалла
Равенство деформаций
Упрочнение при холодной деформации
Кривые упрочнения
Влияние температуры и скорости деформации
Виды деформации при обработке металлов давлением
Влияние температуры на сопротивление деформированию
Влияние горячей деформации на свойства металла
Условие постоянства объема
Степень деформации и смещенный объем
Влияние скорости деформации на пластичность
Сверх пластичность
Напряжения
Напряжения в координатных площадях
Напряжения в наклонной площадке
Понятие о тензоре напряжений
Главные касательные напряжения
Диаграмма напряжений Мора
Условия равновесия для объемного напряженного состояния
Осесимметричное напряженное состояние
Плоское напряженное состояние
Малые деформации и скорость деформаций
Неразрывность деформаций
Однородная деформация
Условие пластичности
Смысл энергетического условия пластичности
Связь между напряжениями и деформациями
Механическая схема деформации
Схемы главных напряжений
Принцип подобия
Контактное трение
Характер нагрузки
Принцип наименьшего сопротивления
Неравномерность деформаций
Методы определения деформирующих усилий
Решение дифференциальных уравнений
Основы метода расчета деформирующих усилий
Метод линий скольжения
Свойства линий скольжения
Характеристики
Методы графического построения
Жесткопластическая схема
Связь полей линий скольжения с полями скоростей
Построение годографа скоростей
Понятие о методе верхней оценки
Метод сопротивления материалов
Метод баланса работ
Понятие о пластическом методе
Краткое сопоставление различных методов
Осадка
Удельное усилие
Осадка правильной призмы и цилиндра
Осадка полосы конечной длины
Неоднородность деформации при осадке
Толстостенная труба под равномерным давлением
Протяжка
Протяжка заготовки круглого сечения
Выдавливание
Удельное усилие деформирования
Объемная штамповка в открытых штампах
Удельное усилие деформирования заусенца
Элементы штамповки в закрытых штампах
Скручивание
Уравнения равновесия
Дальнейшее увеличение кривизны
Вытяжка

Удельное усилие деформирования заусенца

В открытых штампах делают по периметру полости в плоскости разъема канавку для заусенца, состоящую из двух участков: «мостика» и «магазина». При правильно сконструированной канавке сжатие заусенца происходит только в зоне мостика шириной s и глубиной h3, определяющей толщину заусенца, как показано на рис. 7.45. В скобках на рисунке даны обозначения для поковки формы тела вращения. Величина h3 в процессе штамповки является переменной, но минимальнее ее значение в конечный момент штамповки определяется нормалями. Магазин предназначен для приема излишка металла, и его глубину следует выполнять достаточно большой с тем, чтобы в зоне магазина не происходило значительного сжатия (осадки) заусенца. Процесс деформации заусенца в зоне мостика. Удельное усилие деформирования металла в штампе. Рассматривая условия деформации в объеме металла, находящегося в полости фигуры штампа, автор в свое время утверждал 196], что во второй период штамповки (когда фигура полностью заполнена металлом и происходит только вытекание излишка его в заусенец) пластическая деформация не охватывает всего этого объема. Например, заштрихованный в клетку объем металла (рис. 7.48) в плоскостях бобышек во всяком случае не охвачен пластической деформацией, а лишь находится в условиях всестороннего сжатия. Так как процесс истечения металла в заусенец во второй период штамповки аналогичен процессу выдавливания, автор предположил, что пластической деформацией будет охвачен относительно небольшой объем металла по обе стороны от плоскости разъема штампа высотой. Предыдущее утверждение и данное предположение в дальнейшем были подтверждены С. И. Губкиным при помощи оптического метода изучения пластических напряжений, а также результатами экспериментов на образцах с нанесенной координатной сеткой. С. И. Губкин писал 115]: «Весь объем поковки в последний момент штамповки может быть разделен на три зоны. Первая зона концентрированного неоднородного напряженного состояния находится вблизи выхода металла в облойный мостик. Вторая зона занимает центральную часть поковки и по внешнему виду имеет линзообразную форму. Третья зона представляет как бы оболочку, в которую заключена линзообразная зона напряженного состояния. В этой зоне пластическая деформация отсутствует и имеет место однородное напряженное состояние (гидростатическое давление). Для третьей зоны девиаторная часть напряженного состояния равна нулю. Правильность этого предположения была проверена как на самом веществе, привлеченном для оптического анализа напряженного состояния, так и на металлических моделях».
 Аналогичные результаты получил Е. И. Семенов при опытах штамповки образцов с нанесенной координатной сеткой [85, 100], а также И. П. Молосаев. Наконец, Л. А. Шофман, используя метод линий скольжения, в 1956 г. теоретически показал, что пластическая деформация при доштамповке охватывает ограниченную зону, примыкающую к плоскости разъема, в то-время как остальная масса металла остается «жесткой», т. е. пластически не деформируется.
 Рассмотренная особенность напряженно-деформированного состояния металла заготовки, при доштамповке отвечающая жесткопластической схеме, облегчает определение деформирующих усилий, резко снижая в ряде случаев влияние формы поковки на удельное усилие. Как сказано выше, эксперименты показывают, что очаг интенсивной деформации во второй период штамповки имеет линзообразную форму. Величина отношения толщины линзы hQ к толщине заусенца h3 (см. рис. 7.48) увеличивается с увеличением alh3 (или d!lц). При 20 значение hjh3 достигает примерно 5. При изменении отношения afh3 происходит также и качественное изменение формы очага интенсивной деформации. Примерно до отношений очаг интенсивной деформации имеет форму двояковогнутой линзы, а при больших отношениях a/h3 «линза» становится двояковыпуклой. При малых отношениях alh3 по существу происходит не выдавливание заусенца и доштамповка, а высадка участка заготовки, т. е. осадка в кольцах [100]. Следует отметить, что экспериментальное определение величины hjh3 при значениях alh3 больших 20—30 встречает значительные трудности.
 Были сделаны попытки определить относительную толщину очага деформации теоретически, которые дали, однако, резко расходящиеся результаты. Тем не менее результаты, полученные И. Я Тарновским, О. А. Ганаго и Р. А. Вайсбурдом [102], достаточно хорошо совпадают при = 20 с экспериментами и отражают происходящее изменение формы очага деформации в зоне отношений. Удельное усилие деформирования определим сначала для поковок (удлиненных) стержневого типа, имеющих в плоскости разъема форму, приближающуюся к прямоугольнику, считая деформацию плоской, т. е. равной нулю в направлении оси у.
 Воспользуемся при этом методом линий скольжения. Как; уже было сказано, для изучения процесса штамповки в открытом штампе можно применить поле линий скольжения, образованное двумя дугами окружностей равного радиуса. Подробное рассмотрение этого поля было выполнено на стр. 205. На рис. 6.21 центральной узловой точкой, в которой соприкасаются верхняя и нижняя жесткие зоны, а также левая и правая пластические зоны, является точка (4, 4) с координатой Х^, 4> == 0,5/i3-5,41, и, следовательно, для данного примера. В реальных случаях штамповки отношение alh3 всегда больше (обычно 15—65).
Легко усмотреть, что построение поля, изображенного на рис. 6.21, можно продолжать, проводя из точки А радиусы-лучи (0,5), (0,6) и т. д., пока центральный угол кругового сектора станет равным 135° и последний луч совпадет со стенкой штампа. При принятой на чертеже рис. 6.22 величине угла | = я/12 можно провести еще пять радиусов, и тогда, по выполнении построения, последней узловой точкой, расположенной на оси х, будет, точка (9,9). Вычислив по формуле (6.266) значения i| для узловых то б) для поковок, круглых в планеили приближающихся к ним [используются уравнения (7.73) и (7.78)1.
 В формулах (7.80) и (7.81) Fn — площадь проекции поковки (или рассматриваемой части ее при расчленении сложной поковки на элементарные участки) в плоскости разъема; Fa — площадь проекции мостика заусенца.
 Формально было бы правильнее в формулах (7.80) и (7.81) не выносить as за общую скобку, так как средние значения напряжения текучести металла в заусенце и в самой поковке будут несколько различны. Однако доля усилия, необходимого для деформирования заусенца на мостике, относительно мала по сравнению с долей усилия, необходимого для деформирования металла в полости штампа. Поэтому возможная разница в ..значениях as мало повлияет на общую величину деформирующего усилия. Вместе с тем резкое остывание заусенца происходит лишь после окончания деформирования, а в процессе деформирования в заусенец непрерывно поступает горячий металл из полости штампа, а значительная скорость деформации заусенца способствует сохранению температуры.
 Формулы (7.80) и (7.81) получены комбинированным методом: напряжения в металле, деформируемом в мостике заусенца, вычислены путем решения приближенных уравнений равновесия совместно с условием пластичности, а напряжения в металле, вытесняемом из полости штампа, определены методрхм линий скольжения.
 Возможно также построить непрерывное поле линий скольжения, включая и объем металла, деформируемого в мостике заусенца. Однако это повело бы к некоторому усложнению конечных выводов, не давая каких-либо практических преимуществ. Формулы (7.80) и (7.5/), равно как и формулы Ла действительны в диапазоне —р§ 15 ч-65 и только в тех случаях, когда глубина полостей верхнего и нижнего штампов по выступам
В представляет собой участок поля, образованный дугами двух окружностей равного радиуса, и не отличается от рассмотренного по рис. 6.21. Далее следует второй участок поля, соответствующий случаю осадки полосы между шероховатыми плитами, как на рис. 6.19. Поэтому на основе уравнений (7.74) и (7.8) для второго участка можно написать Длину L начального участка можно определить из (7.82а): Большие значения коэффициента для меньших значений hjh3 в пределах примерно 3—16. Эпюры напряжений представлены Вместе с тем, пользуясь формулами (7.74), (7.82) и (7.83), можно получить общие выражения усилия штамповки как для плоской, так и для осесимметричнои  деформации. Для плоской деформации (пользуясь приведённым выше материалом) это будет достаточно просто, для осесимметричной — несколько сложнее. Для поковок сложной формы, в частности таких, у которых выступы штампа пересекают плоскость разъема, также возможно, как показал Л. А. Шофман, в конкретных случаях графическое построение поля линий скольжения и определёние по этому полю усилия штамповки.




 
Яндекс.Метрика