Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 55
Текст из файла (страница 55)
(6.77) Высота очага пластической деформации в общем случае может быть найдена лишь минимизацией выражения (6.77) на ЭВМ. В частном случае заостренного пуансона (го=О) из условия (4.21) с учбтом формулы (6.77) получаем: (6.78) При использовании формулы (4.78) следует учитывать, что физически высота Ь не может быть меньше Ьв, определяемой выражением (6.76). Если в результате расчета Ь<Ьо, то следует принимать Л=Ьц. На основе обработки данных, полученных на ЭВМ, а также с учЕтом того, что в одном частном случае (при а=90' или ге=1) выражение (6.77) переходит в выражение (4.20) для пуансона с плоским торцом и, соответственно, высота Ь определяется выражением (4.22), а в другом частном случае (при ге=О) определяется равенством (6.78), можно предложить следующую общую методику определения высоты очага пластической деформации при выдавливании коническим пуансоном.
Сначала по формуле (6.76) находится высота конического торца. Затем вычисляется вспомогательное значение высо- 384 ты: япа — сова 5+ггг (1 'о) . ' +го " з(па+сова 2(1 — 0,5 сов а + 2 рЯ) Ь,— Если го<0,4,то принимается. что Ь=Ь;. Если ггг>0,4, то Ь =!г„сова + 1г [! — 0 5(1 — г )соаа1(з(па)' "'. (6.80) При этом в обоих случаях вычисляется минимщгьно возмож- ное значение высоты: Ьт в = Ьо+ 0,4го(Я вЂ” 0,5)соях, (6.81) и производится сравнение этого значения с Ь .
Если Ь < Ь ;„, то принимается, что Ь = Ь,„. В случае выдавливания упрочняющегося материала высота очага пластической деформации определяется зависимостью: д 1 ггг чФФ~ Ь, = Ь 1-~ Ь,(1 — 0,2е ' — 0,8е ")~, ~, (6.82) Аналогично получению формулы (6.24) можно показать, что максимальное давление на стенку матрицы будет равно: 1 — 0,5(1 — г„)сова+ 2рг! 1 Я вЂ” 1 Ь +гг .
(6.83) е.я~ Прогнозирование разрушения при выдавливании коническим пуансоном осуществляется по методике раздела 5.5. ('роднее гидростатическое давление. в условиях когорого нахолились частицы. поступающие в опасную по разрушению гочку А определяется по формуле: гг =- -0,183 — 0„55 — 0,275 ' " — — Ь (6.84) 1+!Я Я' — 1 а в точку Б — по формуле (5.66); высота Ь определяется по приведенным выше выражениям с учетом критерия (6.81).
Рис 6.15. Изменение координатной сетки при холодном выдавливании образца изстали 10 при ~1,5, го=0,75, а=45', з=2,0 Сопоставление накопленных деформаций, найденных методом координатных сеток для выдавленного коническим пуансоном крупногабаритного образца из стали 10 с наружным диаметром 60 мм (рис. 6.15), с результатами, полученными при выдавливании такого же образца плоским пуансоном 386 (рис. 4.26), показало хорошее соответствие. Это, помимо при|к|димой силовой проверки, является дополнительным обоснованием использования для расчета вьшавливания пуансонами с профилированным торцом метода определения накопленных деформаций, разработанного для пуансона с плоским торцом.
Для проверки расчетных формул А. М. Дмитриевым и Л, Л. Воронцовым были проведены эксперименты по холодному выдавливанию заготовок из стали 10 в матрице с диамсгром полости 20 мм. Конструкция сменного штампового инструмента показана на рис. 6.4, а фотография — на рис. 6.16.
Использовались пуансоны двух диаметров: 13„5 мм 1л=1,5) и ! 5 мм (А=1,33). Пуансоны имели усеченные конические торцы с углами а, равными 20',30',40', 50',60', 70',80',90'. Н- ли|ьньш радиус площадки торцев га=0,5. После проведения серии экспериментов торцы сошлифовывали до получения следующего значения го. Начальная высота заготовок равна|шсь 25 мм; глубина выдавливаемой полости — 30...40 мм. Поверхность заготовок фосфатировали н омылнвали.
Рис. 6.16. Экспериментальный набор сменного инструмента Типовые экспериментальные диаграммы изменения тл| льпой деформирующей силы по ходу выдавливания пока- 387 заны иа рис. 3.9, а типовой выдавленный образец — на рис. 6.17. Полученные экспериментальные результаты и их сравнение с теоретическими данными представлены в табл. 6.16, 6.17. Сопоставление удельных снл производилось прн одинаковом рабочем ходе, равном ходу, необходимому для полного внедрения самого выпуклого торца (то есть торца с а=20' и го=0,5).
Этот ход определялся по формуле (6.41) и составлял: э=0,921 при Я=1,33 и э=1,018 при 0=1,5. В расчетах принято р=0,1 и 1ц=0,5. Пример 6.4.1. Выполнить Рис. 6.17. Выдавленный обра- подробный расчет значений, зец из стали 10 с гв=0,5 и приведйнных в табл. 6.16 при Я=1,33, го=0,5, а=30', гМ,921. Решение. Определяем накопленную деформацию. Для этого по формуле (4.145) находим начальную высоту очага пластической деформации 6=0,551. С учйтом того, что коэффициент упрочнения й„=0,993 (табл. 3.2), по формуле (4.146) находим расчбтное значение высоты очага пластической деформации Ь,=Ь„=1,050. Далее по методу 4.6.1 находим коэффициент обжатия юг=1,301 и вычисляем вспомогательную величину и=0,877.
Затем определяем рабочий ход, прн котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з„=0,673. Так как з>з, то принимаем зг=0. Далее по формуле (4.152) находим ем=0,962, после чего определяем ел=0,481. Затем по формуле (4.158) вычисляем ел=0,621 и находим среднюю величину накопленной деформации во всем очаге е;=0,689. После этого, используя приведенную в разделе 3,1 аппроксимацию кривой упроч- 388 Таблица 6.16. Сопоставление с эксвернментальнымн данными результатов расчета удельной силы холодного выдавливания коническими вуавсовами заготовок из стали 10 ври й=1,33, з=э1,921, 1г=0,1, в,=0,5 д„, МПа 8,% го я 1,668 3,844 2359 2500 6,0 1,530 20О 2210 1,245 3,698 2270 3,599 2209 2,6 1,027 30' 2200 0,787 1,050 0,4 0,5 2200 0,942 3,569 2190 0,650 0,5 50' 0,890 3,582 2198 2250 2,4 0,572 60' 0,839 3,630 2228 3,718 2282 2280 2,3 0,533 70' 2300 0,939 0,8 0,527 30' 1,050 3,856 2366 2340 0,551 90' 1,484 1,298 3,893 2390 2550 20О 1,182 3,714 2279 3,635 2231 2280 0,0 0,921 30' 0,6 40о 2200 1,033 1,4 0,734 0,627 0,951 3,611 2216 2280 2,9 50' 3,740 2296 2300 0,960 0,2 0,532 80' 1,345 2500 1,096 3,893 2389 3,737 2294 4,6 20" 1,130 2160 5,8 0,820 30' 0,7 40.
3,678 2257 2100 0,684 1,024 7,0 3,661 0,966 11,0 2247 0,606 50о 3,766 2311 3,874 2377 2200 4,8 0,537 0,982 30' 0,903 1,228 2280 20' 0,724 1,091 3,769 2313 2220 4,0 30' 08 40 2120 0,636 1,023 3,729 2289 7,4 0,987 2100 8,0 3,718 2282 3,793 2328 0,586 50" 1,004 0,541 2280 2,1 80' 389 пения стали 10, находим среднее по очагу пластической деформации напряжение текучести о,=614 МПа 1заметим, что зто значение будет одинаково для всей табл.
6.16; для табл. 6.17 можно полностью аналогично найти, что е,=0,583, а а; — 589 МПа). Таблица 6.17. Совоставлеввс с зксвернментальвымв давнымн результатов расчета удельной свлы холодного выдавливания конвческнмн пуансонами заготовок из стали 10 нрн л=1,5, з=1,018, р=0,1, 14=0,5 д, МПа 8,% 20' 1,564 30о 1 098 1,745 2130 1,9 3,550 2090 5,2 1,371 3,492 1950 2056 40' 0,872 1980 1,198 3,494 2057 0,5 1,112 50о 0 748 60' 0,681 2059 2030 1,4 3,498 1,085 3,523 1,2 2074 2050 70о 0 654 2100 0,1 1,110 3,572 2102 1,188 3,647 80о 0 659 2,5 2200 2147 1,329 90' 0,693 20' 1,366 30' 1,003 3,756 2240 2211 2100 0,8 1,606 3,598 2118 2000 4,4 1,327 3,551 2091 0,6 40о 0 829 3,9 1,199 3,535 2081 2000 50' 0,733 80о 0 666 2020 1,139 3,535 2081 5,4 1,215 3,664 2040 2157 3,652 20" 1,178 1,491 2150 2050 2000 30 0,915 1,298 3,602 2120 0,7 6,0 40' 0,789 50О 0 720 2106 1980 1,211 3,577 1980 6,0 1,172 3,579 2107 80 0,673 2080 4,1 1,242 2169 3,684 20" 1,003 0,2 1,405 2176 2180 3,697 2080 3,0 1„287 30' 0,833 40" 0,753 2144 3,642 0,8 6,3 2000 2135 1,235 3,627 6,4 1,214 50" 0,709 3,630 2137 0,1 80' 0,680 2180 2182 1,270 3,706 390 Далее определяем параметры, относящиеся непосредственно к коническому пуансону.
По формуле (6.76) находим высоту конического торца Ьо=0,866. По выражению (6.79) вычисляем вспомогательную высоту Ь,=0,500. Так как го>0,4, то по формуле (6.80) находим начальную высоту 6=1,027, после чего по выражению (6.81) находим минимально допусти- мую высоту Ь „=1,010. Так как Ь>Ь „, то оставляем А=1,027.
Далее, по формуле (6.82) находим текущую высоту очага пластической деформации Ь„=1,245. Затем по выражению (6.41) находим ход, требующийся для полного внедрения конического торца в заготовку: за=0,580. Далее по формуле (6.1) находим з, =4),875. Так как з>з,„, то по выражению (6.3) находим дч,=0,129, после чего по формуле (6.77) определяем относительную удельную силу выдавливания ~3,698 и затем находим натуральное значение удельной силы выдавливания 9„=о;9=2270 МПа. Сравнивая это значение с экспериментальным значением 9гэ=2210 МПа, находим расхождение 5=2,6'Ь. Пршиер 6.4.2.
При холодном выдавливании коническим пуансоном заготовки из стали 10 с параметрами Я=1,5, гс=0,5, и=60' установлено, что удельная сила начала вьщавливания равнялась 1650 МПа, а удельная сила выдавливания при э=1,018 — 2050 МПа (табл. 6.17). Требуется найти теоретические значения соответствующих удельных сил и сравнить их с опытными данными. Решение. Сначала определим удельную силу начала выдавливания. Принимая технологический зазор равным 0,2 мм на диаметр, находим Яа/Я=19,8/20=0,990.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
