Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 50
Текст из файла (страница 50)
6.2, 6.3. В отличие от табл. 6.3 расчйгные данные на рис. 6.7 получены для р=р1=0,5 и также показывают хорошую сходимость. Видно, что оптимальность формы торца по силе существенным образом зависит как от относительного радиуса матрицы А, так иоткоэффициентовтрения. С увеличением Я сила интенсивнее растет на пуансоне с плоским торцом, а с уменьшением Я вЂ” на пуансонах со сферическими торцами. Рис 6.5.
Экспериментальный набор сменного инструмента 345 Я И Рис. б.б. Сравнение теоретических н опытных (значкн) зависимостей силы выдавливания свинца СОО при малом трении з 16 58 Рис. б.7. Сравнение теоретических и опытных (значки) зависимостей силы выдавливания свинца СОО при большом трении 346 Таблаиа б.2. Результаты расчета относительных удельных сил выдавливания заготовок из свинца СОО нрн малом трении (р=р1=0,1) н их сравнение с экспериментальными данными Таблица 6.3, Результаты расчета относительных удельных сил выдавливания заготовок из свинца СОО нри большом трении (р=0,3, р,=0,5) и их сравнение с зкснериментааьнымн данными Установленная закономерность объясняется соотношением сил трения на границе между областями 1 и 2 (рис.
б.2) и на поверхности торца пуансона (силы трения на поверхности сферического торца дают проекцию на вертикальную ось, внося соответствующую составляющую в удельную силу выдавливания; при плоском торце соответствующая проекция равна нулю). При выдавливании плоским пуансоном величина трения на границе между областями 1 и 2 близка к предельной, поскольку имеется разрыв в касательных составляющих скоростей течения, то есть условия деформации здесь подобны срезу; при выдавливании сферическим пуансоном величина трения на границе между областями значительно меньше, так как происходит плавное обтекание металлом торца пуансона и линии тока ие имеют резких перегибов.
При увеличении Н высота очага пластической деформации растет, приводя к увеличению площади поверхности разрыва, а относительная площадь поверхности сферического пуансона умень- шается. Соответственно увеличивается составляющая силы, обусловленная трением среза при плоском пуансоне, и уменьшается составляющая силы, обусловленная трением на торце сферического пуансона. При уменьшении Я высота очага пластической деформации уменьшаегся, а относительная площадь поверхности сферического пуансона увеличивается. Соответственно удельная сила на плоском пуансоне падает, а на сферическом — растет.
Таблица б.б. Сопоставление расчетного изменении относительной удельнон силы выдавливания пуансонами с плоским н полусферическим (а=90') торцами Из табл. 6.4 видно, что прн малом трении сферический пуансон становится оптимальнее плоского при и=1,3, в то время как при большом трении — при 3=1,4. Это обьясняется тем, что при малом трении составляющая удельной силы выдавливания, обусловленная трением на сферическом торце, будет оказывать меньшее влияние на рост силы с уменьшением Я. Из табл.
6.4 и рис. 6.6, 6.7 также видно, что наличие минимума относительной удельной силы выдавливания в области значений Я=1,5-1,6 (раздел 4.8) наблюдается и у пуансонов со сферическим торцом. Для проверки расчетных зависимостей в случае выдавливания упрочняющегося материала были проведены эксперименты по холодному выдавливанию тем же инструментом заготовок нз алюминиевого сплава АВ, смазанных животным жиром. Макрошлифы выдавленных заготовок представлены на рис. 5.22-5.24. Расчетное изменение удельной силы показано на рис. 6.8, а сопоставление экспериментальных результатов с расчетными приведено в табл. 6.5, где удельные дефор- 348 Величины рабочего хода, при котором на~Ху т МПа чннается выдавливание, для пуансонов с плоским торцом брались из 1000 табл.
4.3. Так как для г пуансонов со сферическим торцом начальная 1 стадия выдавливания 600 совпадает с полным 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2Е внеДРением тоРца в за готовку, то соответстРие. 6.8. Теоретические зависимости вующий рабочий ход удельной силы холодного выдавлива- определялся по формуния алюминиевого сплаваАВ: ле (6.26). С учетом дан- 1 — а=О', 2 — а=45', 3 — а=90' ных табл.
4.5 для пуансонов с а=0' и а=45' принималось а=юг=0,05. Ввиду того, что до полного внедрения сферического торца пуансон с а=90' (полусфера) проходит путь, примерно вдвое болыпий, чем при а=45', и вследствие большой крутизны торца активно выжимает смазку с поверхности заготовки, то есть слой смазки активно истощается, для этого пуансона принималось р,=у~=0,1. Последовательность расчета для пуансона с плоским торцом подробно рассмотрена в примере 4.7.15.
Последовательность расчета для пуансона со сферическим торцом рассмотрим в следующем примере. Пример 6.1.1. Требуется рассчитать удельную силу начала холодного выдавливания цилиндрического участка полости в заготовке из алюминиевого сплава АВ и сравнить полученное значение с экспериментальным. Исходные данные: а=90', Я=1,5. 1200 800 349 мирующие силы определялись на момент начала внедрения в заготовку цилиндрической части пуансона. Таблица 6.5. Результаты расчета удельных сил холодного выдавливания заготовок из алюминиевого сплава АВ и их сравнение с экспериментальными данными аьМПа Ь д д.,МПа д,МПа 8,% е; 0,033 0,222 218,0 0,256 3,640 796 790 0,8 Оо 0,040 0,165 209,1 0,377 3,330 698 730 201,0 0,682 3,213 0,073 0,123 1,5 650 0,5 0,165 0,111 198,2 1,210 3,354 665 2,0 1,5 655 262,0 0,454 3,538 255,1 0,476 3,174 927 0,233 0,628 0,262 0,552 840 9,4 45" 1,2 810 800 1,2 234,4 0,807 3,116 1,5 0,317 0,353 730 685 6,2 214,1 1,245 3,277 2,0 0,359 0,196 702 725 3,3 279,7 1,062 4,463 1249 0,449 0,856 1100 11,9 272,1 1,110 3,576 90О 1,2 0,537 0,751 973 970 0,3 1,5 0,704 0,564 256,2 1,186 3,203 821 2,5 0,833 0,368 236,1 1,215 3,299 779 2,0 835 7,2 350 Решение.
Сначала определяем накопленную деформацию. Для этого по формуле (6.26) находим величину рабочего хода, соответствующего окончанию внедрения сферического торца и началу выдавливания цилиндрической части полости стакана: хо=0,704. По формуле (4.145) для 1з=р~=0,1 находим начальную высоту очага пластической деформации Ь=4),537. С учетом того, что согласно табл. 3.2 коэффициент упрочнения ЬУ=0,956, по формуле (4.146) находим расчбтное значение высоты очага пластической деформации Ь,=Ь~=0,988.
Далее по методу 4.6.1 находим коэффициент обжатия чу=0,8 и вычисляем вспомогательную величину и=0,713. Затем определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з =0,726. Так как з = за< з, то вычисляем х1= — 0,039. Далее по формуле (4.151) находим е;д=0,659, после чего определяем ел=0,342. Затем по формуле (4.158) вычисляем ел=0,531 и находим среднюю величину накопленной деформации во всем очаге е;=0,564. После этого, используя аппроксимацию (3.8), находим среднее по очагу пластической деформации напряжение текучести п,=256,2 МПа. Далее определяем параметры, относящиеся непосредственно к сферическому пуансону.
По формуле (6.21) находим А=0,685. Так как Ь<йе=1 (критерий (6.22)), то принимаем Ь=1. По формуле (6.23) находим текущую высоту очага пластической деформации л =1,186. Так как рассчитывается удельная сила начала выдавливания, то принимаем д, =0 и по формуле (6.20) определяем относительную удельную силу выдавливания д=3,203, после чего находим натуральное значение удельной силы выдавливания упрочняющегося алюминиевого сплава АВ сферическим пуансоном: д„= а, д = 821 МПа. Сравнивая зто значение с экспериментальным значением д, =800 МПа, находим расхождение 8=2,5%. Читатель может задать вопрос, не являются ли приведенные вьппе обоснования по выбору для пуансонов с иы90' коэффициентов трения п=1з1=0,1 вместо 0,05 логическим прикрытием плохой сходимости в последнем случае? В качестве ответа приведем табл.
6.6, которая демонстрирует хорошую устойчивость расчетных формул. Таблида б.б. Результаты расчбта удельных сил холодного выдавливании заготовок из алюминиевого сплава АВ и их сравнение с экспериментальными данными при д=рг=0,65 Анализ табл. 6.5 показывает, что для упрочняющегося материала меныпие величины удельной силы в момент начала выдавливания цилиндрической части полости независимо от величины Я обеспечивает пуансон с плоским торцом, что объясняется меньшей величиной упрочнения н лучшим удер- 351 жанием смазки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
