Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (Попов Е.А. - Технология и автоматизация листовой штамповки - 2000), страница 8

2.3) и на отделенных частях заготовки образуются острые торцовые заусенцы,появление которых нежелателыюпо соображениям технихи безопасности (возможность порезов при ручной подаче). Кроме того, торцовые заусенцы могут сказываться на точности подачи заготовки прн механизированных подачах. Высота торцовых заусенцев возрастает по мере притупления режущих кромок, а также при увеличении зазора з. Пластические деформации, возникшие в заготовке до появления идущих от режущих кромок трещин, в условиях холодной штамповки вызывают упрочнение металла. Отсюда следует, что вблизи поверхности раздела образуется зона упрочненного металла с пониженяой пластичностью и увеличенными прочностными характеристиками.

Так как поле деформаций в очаге пластических деформаций неоднородно, то н вызванное упрочнением изменение свойств металла различно на различных участках очага деформации. Наибольшее упрочнение происходит вблизи поверхности раздела, и степень упрочнення убывает по мере удаления от поверхности раздела.

На рнс. 2.4 схематично представлена форма очага деформащтн. Ширина зоны пластических деформаций ст = (0,6...1,2) з зависит от свойств материала (возрастает с увеличением пластических свойств металла), от зазора л (увелнчивается с ростом последнего), от степени притупления режущих кромок (увеличивается с ростом притупления) н от скорости деформирования (уменьшается с увеличенном скорости деформнрования).

В ряде случаев (как будет показано далее) при проектировании технологических процессов приходится учитывать наличие упрочненной зоны, образовавшейся при выполнении разделительных операций. Вышеизложенное позволяет перейти к изучению силовых условий деформирования. Типовые графики изменения усилия по пути в разделительных операциях приведены на рис. 2.5. Из графиков видно, что на начальных стадиях деформирования усилие возрастает медленно (смятие и образование локальных очагов у режущих кромок), а затем усилие увеличивается достаточно быстро (образование единого очага деформации и начало сдвига одной части Рис.

15. ТипОаые творили нзмененил усилий р по пути а разлелитслаиыл операциями: ! — малопластичный металл; т и у — пластичный металл заготовки относительно другой). При определенной глубине внедрения режущих кромок усилие резко снижается для малопластичных металлов или плавно изменяется, имея максимум для пластичных металлов. Однако и для пластичных металлов в определенный момент, когда трещины, идущие от режущих кромок, завершают отделение частей заготовки, усилие резко падает. Такой характер изменения усилия по пути имеет место при оптимальном зазоре, обеспечивающем слияние трещин, идутцнх от режутцих кромок.

При зазоре, меньшем оптимального, когда трещины не встречаются и образуются пояски вторичного среза, усилие снижается ступенчато, рывками, обеспечивая срезание перемычек, остающихся между трещинами. Тахим образом, при зазоре, меныпем оптимального, максимальное усилие увеличивается незначительно, но существенно возрастает работа деформирования, а кроме того, вследствие захлннивания перемычек между трещинами существенно возрастают напряжения, действующие на боковыс поверхности режущего инструмента, что приводит к их повышенному износу. Основной причиной роста усилия деформирования на стадии сдвига, когда площадь сечения, сопротивляющаяся сдвигу, уменьшается, является упрочненне металла в процессе его доформирования.

Математически это можно показать следующим образом. Примем, что на поверхности, соединяющей режущие кромки, действует максимальное в условиях пластических деформаций касательное напряжение т„равное по гипотезе постоянства максимальных напряжений о/2. Прн разделительных операциях происходит уменьшение площади среза. Отсюда следует, что оценивать изменение о, вследствие упрочнення целесообразно по криной истинных напряжений второго рода Примем степенную аппроксимацию кривой упрочпения в виде (2.2) где о, — временное сопротивление; фа, — относительное уменьшение площади поперечного сечения образца до начала образования шейки 36 37 Р =о РК. (2.5) т Р= — з (з-х)Е, 2(1 — ф )~яу (2.3) Р„, = 0,5а,зХ = 0,5о,Г (2.4) (2.7) при испытании аа растяжение; ф = хЪ вЂ” относительное уменьшение площади сечения заготовки в процессе деформирования; х - глубина внедрения режущей кромки в заготовху толщиной к Тогда усилие деформирования (пренебрегая углом 1)) может быть определено по формуле где Š— длина линии реза.

Из формулы следует, что теоретически Р=О прях=Он при х= =х Значит, функция Р=Ях) имеет махсимум. Определить величину хь соответствующую максимальному усилию, можно, приравняв йР/сЬ = О. Выполняя дифференцирование, находим, что х, = зй Подставив х = х, в формулу (2.3). получаем где Є— площадь среза. Из формулы (2.4) следует, что максимальное усилие в разделительных операциях пропорционально начальной площади среза.

Формула (2.4) является приближенной вследствие того, что условие постоянства т, по площади среза, во-первых, не учитывает неравномерность распределения деформаций по толпище заготовки, а вовторых, предполагает постоянство направления главных осей напряжений в процессе деформнрования. Очевидна, этим и объясняется то, что по формуле (2.4) сопротивление срезу о„= 0,5о„в то время квх действительное сопротивление срезу, найденное экспериментально, как частное от деления максимального усилия на исходную площадь среза, равно о 0,8о,.

Более точные значения о„, найденные экспериментально, приведены в справочнике (13). Прн определении усилия деформировання с использованием экспериментальных значений о„целесообрашо учитывать, что действительные значения толщины листового металла отличаются от номинальных и допуск на толщину может составлять 5-10 % ее номинального значения. Кроме того, по мере притупления режущих кромок усилие деформировання несколько увеличивается. Влияние этих факторов на усилие может бъггь учтено введением множителя К = 1,1...1,2. В этом случае формула для определения усилия деформировання принимает вид Работа деформирования равна плошади под кривой Р =-Ях) и для разделительных операций при нормальном зазоре может бъпь приближенно определена с помощью коэффициента полноты диаграммы Е„ = —, где Є— площадь под кривой изменения усилия по пути, г„ь' Ь' — значение хода до разрушения.

Значения коэффициента А зависят от свойств металла и прн нормальном зазоре А в 0,7...0,8. Тахим образом, работа деформнрования при разделвтелъных операциях приближенно может быль определена по формуле "' = о У~эх'А. (2.б) Заметим, что при зазоре, меньшем нормального, когда появляются пояски вторичного среза, работа деформнровання существенно увеличивается. Рассмотрим еще некоторые вопросы, относящиеся к механизму деформирования, Вели принять, что напряжение о„на площади контакта заготовки с горцем инструмента изменяется по линейной зависимости от о =-. 4о, у режущей кромки до нуля на границе контактной площадки (на расстоянии у„от режущей кромки), то у„ может быть приближенно найдено из условия равенства усилий резания Р (2.4) усилию, создаваемому напряжениями а„.

В этом случае у„- 0,39 з 118), а момент, создаваемый силами Р, будет равен М =. Р г + — у . При использовании для определения усилия Р 2 3" формулы (2,3) получим з М = ' ( х ' т-(з — х)С(г + 0,26з). 2(1-Э )(зч Как видно из формулы (2.7), момент, создаваемый силами Р, увеличивается по ходу деформировання (по мере увеличения усилия Р) и с увеличением зазора между режущими кромками. Сила Т, действующая на боковую поверхность режущего инструмента, приближенно может быль определена нз условия равенства а, (2.8) аа Р=о 2!ко 2.2. Отрезка (2.9) 40 4! моментов, обрсзованных силами Р и Т в п п$юдпшюжевии, по боковой позе хн поверхности о распределены Равномерно: Из этого Равенства можно пол в виде лучить формулу дла определения о, Из формуль! (2.8) можно установить, что контакт действующие а бо ь, что контактные напряжения, ходу ннструмевта, мо о а новую поверхность ин струмента, переменны по .

а, могут достигать значений, близких к о, и возрас- тать с увеличением зазора между режущими к м Приведенный п нближе и кромками. вання в разделительных опе я рн енньсй анализ силовых условий деформи о- Р ерациях является одним из вариантов анализа, который частично выясняет ейсгв доформирования. ет де сгвнтельный механизм Однако этиьс методом не с ческой деформации, асп устанавливаются границы очага пласги- размеры и формы угяжин, образ , р ределенне напряжений в очаге деформации. разующихся вблизи свободных от внешних снл поверхностей заготовки. Основываясь на ассмот е прн Разделителъных опс а ях, Р р ином ранее механизме деформирования Р цн~, Ладим кратхсю описание технологи- ческих осо енностей основных разделительных опе ацнй. Раций. Отрезка, т.е.

Рсолное от еле д ние части листовой заготовки по незамкнутому контуРу путем с виг, штампах. Для о д а, вьшо!!ляется на ножницах или в Дл грезки применяют ножницы с пос вращательным ханже! тупательным или с ОтРезка иа Иолоппаах с виже~нем ножей (режущего инструме ). нта).

ожюшлх с поступательным двнжемнеы ножен. При параллельных Реэкущих кромках разделение идет одновременно по всей длине отрезаемой заготовки. В этом мере внедрения этом случае усилие резко возрастает по перемещениях х .= й релсущнх кромок и маком р ком падает до нуля при Рмс.з.б.птрсакаиагилыпмммыкпюпммциы Рис. 2.7. Дсформацми полюсы прм ! - прилип; Э вЂ” асркмма молс; 3 - ииплма отрезке ыыккг наклонными попами мап В бра я, воэниканнцая при резком снижении усилия, сказыв~ ся на работоспособности ножниц и приводит к быстрой разладке инструмента (изменение зазоров и т.п.). Большую плавность изменения усилия обеспечивает натслониое расположение режущих кромок ножей (рис.

2.6). В этом случае процесс Резания Рассредоточивается по холу ножа, а в любой момент резания плошадь среза представляет собой треугольник с углом при вершние, равным углу а створа между режущими кромками (ножницы с наклонным расположением режущих промок называют обычно гильотиннымн ножницами).