Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з„=1,294. Так как г~<з, то г~= — 0,031. Далее по формуле (4.151) находим е;А=0,340, после чего определяем ел=0,173. Затем вычисляем ел=0,603 и находим среднюю величину накопленной на стадии свободного выдавливания деформации ел=0,483.
Затем по методу 4.6.2 находим среднюю деформацию, накопленную на стадии стесненного выдавливания. Для этого вычисляем толщину дна заготовки в момент начала данной стадии: На'=Но — э~=1,509. Далее последовательно находим: ив=О 538, е;А=О 217 р„=1,221, гчв=0,447, Ь!=0 210 Ьг=О 615, А)= — 0,091, йг= — 0,231, е;л=0,400. По формуле (4.175) находим суммарное значение накопленной деформации е,=0,883, после чего ло кривой упрочнения для 700'С на рис.
4.35 (соответствует рис. 5.44 на с. 114 справочника 1951) находим напряжение текучести о,=400 МПа. Далее по формуле (4.176) находим зч,=1,775. Поскольку з>з. р, то по формуле (4.178) вычисляем у,р=0,181. Затем принимаем рс=0,1 и по формуле (4.179) определяем относительную удельную силу стесненного выдавливания ~3,422, после чего находим искомое значение удельной силы полугоря- чего выдавливания: д =1369 МПа. Таким образом, расхождение с экспериментальным значением 8=5,0',4. Пример 4.7.22. Из смазанной цилиндрической заготовки, выполненной из стали 12Х18Н9Т с исходными диаметром 35,8 мм и высотой 50 мм, полугорячим выдавливанием получен стакан с наружным диаметром 36 мм, внутренним диаметром 20 мм и толщиной дна 20 мм. Заготовка была нагрета до 700'С и сохраняла эту температуру при ходе 10 мм.
Далее вследствие теплоотдачи в инструмент происходило охлаждение заготовки. При ходе 20 мм средняя температура заготовки равнялась 600'С, а в момент завершения выдавливания при ходе 30 мм — 500'С. Требуется построить диаграмму измене- 208 пия удельной силы по ходу выдавливания. Решение.
Переводим натуральные параметры в относительные величины: К=Р!0=36/20=1,8; Н=20/19=2; е1=10/10=1; н2 — -20/10=2; ез=30/10=3. Для определения хода начала выдавливания находим ЯвИ=17,9/18=0,993 и Нв/Я=50/18=2,778. По кривой упрочнения на рис. 4.35 при 700'С находим а,в=200 М11а. Для начального момента выдавливания в соответствии с рекомендациями раздела 3.2 принимаем п=)г1=0,1 (значение О,1, а не 0,05 принято потому, что смазка при повышенных температурах работает менее эффективно, чем при комнатной температуре).
После этого по формуле (4.50) находим нн="0,308. Далее ведем расчеты по методу 4.6.1. Находим начальную высоту очага пластической деформации Ь=0,703. В соответствии с разделом 3.1 принимаем коэффициент упрочпспия Ьу=0,95 и находим текущее значение высоты очага пластической деформации Ь,=Ь =1,158. Находим общий для всех последующих расчетов коэффициент обжатия ~у=0,446 и вспомогательную величину п=0,266. Затем определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкак1 щей к стенке матрицы, становится стационарным: ,т,, "0,957.
Так как з=е„<н„, то вычисляем н1= — 0,831. Далее по формуле (4.151) находим е1А=0,137, после чего определяем ~ и (),118. Затем вычисляем еп=0,235 и находим среднюю величину накопленной деформации во всем очаге е; — 0,227. По кривой упрочнения на рис. 4.35 при 700'С находим напряжение текучести о,=350 МПа. Так как рассчитывается удельная сила начала выдавливания, то принимаем д, =О.
Затем определяем относительную удельную силу вьщавливания 9=3,376, после чего находим натуральное значение удельной силы выдавливания: д =1182 МПа. Теперь определим параметры, соответствующие относигсльпому рабочему ходу ~1. Принимаем р=р1=0,1 и находим Ь=0,703, а затем Ь„=1,318. Далее вычисляем вспомогательную величину и=0,759. Затем определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, прнмыкакпцей к 209 стенке матрицы, становится стационарным: з„=1,090. Так как з<з, то вычисляем г~= — 0,128. Далее по формуле (4.151) находим е;А=0,391, после чего определяем ел=0,215.
Затем вычисляем еп=0,557 и находим среднюю величину накопленной деформации во всем очаге е;=0,494. После этого по кривой упрочнения на рис. 4.35 при 700'С находим напряжение текучести а,=380 МПа. Далее находим з,р=1,312. Поскольку з<лч то по формуле (4.162) вычисляем д,р=0,128. Затем определяем относительную удельную силу выдавливания ~3,540, после чего находим ду=1345 МПа. Далее определим параметры, соответствующие относительному рабочему ходу а=2. Принимаем у=0,1 и у~=0,5. Находим начальную высоту очага пластической деформации 6=0,907 и текущее значение высоты очага пластической деформации Ау=1,746.
Вычисляем вспомогательную величину в=1,145 и определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з =1,444. Так как з>з, то гг=О. Далее по формуле (4.152) находим е;А=0,426, после чего определяем ел=0,213. Затем вычисляем ел=0,755 н находим среднюю величину накопленной деформации во всем очаге е; — 0,616.
После этого по кривой упрочнення на рис. 4.35 при 600 С находим напряжение текучести а,=520 МПа. Далее находим з„; — 1,312. Поскольку з>з. р, то по формуле (4.163) вычисляем 9,р=0,168. Затем определяем относительную удельную силу выдавливания 9=3,755, после чего находим натуральное значение удельной силы выдавливания 9„=1953 МПа. Теперь определим параметры, соответствующие относительному рабочему ходу ~3. Принимаем и=0,1 и 1п=0,5.
Находим начальную высоту очага пластической деформации Ь=0,907 н текущее значение высоты очага пластической деформации Ау=1,761. Так как Ь„<Н, то делаем вывод, что в момент завершения выдавливание также было свободным. Поэтому продолжаем вести расчеты по методу 4.6.1. Вычисляем вспомогательную величину п=1,704 и определяем рабо- ло Ч М! 20 14.163) вычисляем ач;-0,168. Затем определяем относительную удельную силу выдавливания 9=3,759, после чего находим натуральное значение удельной силы выдавливания а =2255 МПа. По полученным я, мм результатам строим !О 5 20 О 5 10 график изменения удеРнс.
4З6. Изменение удельной силы по льной силы по ходу холу полугорячего выдавливания стали выдашпхвания занный на рис. 4.36. ! 2Х18Н9Т 4.8, ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫДАВЛИВАНИЯ Из выражения 14.146) видно, что чвм больше коэффициент упрочнения, тем больше и высота очага пластической деформации Видно также и то, что если в начале рабочего хода «ысота Ь„интенсивно увеличивается по сравненшо с начальной высотой Ь, то по мере углубления пуансона интенсивность этого роста значительно снижается, в конце конц1н~ становясь несущественной 1наглядно зто видно из табл. 45).
Такая закономерность хорошо подтверждается как ре- 211 чий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: ,с;.,:=1,456. Так как в>л„, то г1=0. Далее по формуле 14.152) находим есх=0,426, после чего определяем ел=0,213. Затем вычисляем еа=1,007 и находим среднюю величину накопленной деформации во всйм очаге е;=0,773. После этого по кривой упрочнения на рис. 4.35 при 500'С находим напряжение тскучесги о,=600 МПа. Далее находим л,р=1,312.
Поскольку в>вч,, то по формуле зультатами наших собственных экспериментальных исследований, полученными из анализа поэтапного искажения координатных сеток и волокнистой структуры образцов, так и опытными данными работ 1105, 1171. Эта закономерность имеет простые математическое и физическое объяснения. Из формул раздела 4.6 видно, что с увеличением высоты очага пластической деформации накопленная деформация и, соответственно, упрочнение материала заготовки уменьшаются, что и позволяет обеспечить минимум энергетических затрат деформнрования, выраженных условием (4.185) Физически очевидно, что возрастающее по ходу выдавливания упрочнение приводит к повышению напряжения текучести и соответствующему затруднению пластического течения.
В результате становится энергетически необходимым снижение среднего по очагу пластической деформации напряжения текучести путем интенсивного вовлечения в процесс формоизменения свежих слобв металла, напряжение текучести которых еще равно первоначальному.
Замедление же роста высоты очага обусловлено тем, что, начиная с определйнных значений накопленной деформации, интенсивность упрочнения уменьшается, и дальнейшее увеличение этой высоты уже не оказывает заметного влияния на напряжение текучести. В табл. 4.8-4.10 представлены результаты расч8тов параметров выдавливания неупрочняющегося материала, где до — начальная удельная сила выдавливания, определяемая с учетом выражения (4.22) по формуле (4.20) при О„,=О. При вычислении и удельная сила трения определялась по формуле (4.38).
Во всех расчетах коэффициент Лоде р=1,1. Результаты расчетов по формуле (4.38) максимального значения силы сопротивления дч, и соответствующего ему повышения удельной силы выдавливания (д /до) 100о~о пока- 212 Рис. 4.37. Зависимость высоты очага пластической деформа- ции от относительного радиу- са матрицы Рис. 4ЗВ. Схема к пояснению закономерностей изменения высоты очага пластической деформации Для того чтобы дать физическое объяснение указанных закономерностей изменения высоты очага пластической деформации, сначала проведем анализ формулы (4.20), которая в физическом отношении характеризует общее сопротивление истечению материала заготовки при внедрении в нее пуансона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
