Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Сначала определим удельную силу выдавливания при ходе 4=0,187. к Сначала найдйм накопленную деформацию. По формуле ; „!,:м,„-'„' -...,'Я4 (4.145) вычисляем начальную высоту очага пластической "','~.:::;-.;~~~ф деформации Ь=0,551. С учй- '4'::.', "-:'~~ .
''з' '' том того, что коэффициент упрочиения Й„=1 (табл. 3.2), 'Ф по формуле (4.146) находим 1 расчетное значение высоты очага пластической деформации Ь,=Ь„=0,838. Далее по методу 4.6.1 находим коэффициент обжатия ц~=1,301 и выРис. 6.19. Выдавленный образец числяем вспомогательную из закаленной стали 12Х18Н9Т с величину л=0,223. Затем опго=0,8 н а=40' при Я=1,33 ределяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з =0,537.
Так как з<з~, то вычисляем з1= — 0,621. Далее по формуле (4.151) находим е,А=0,335„после чего определяем ел=0,292. Затем по формуле (4.158) вычисляем ел=0,201 и находим среднюю величину накопленной деформации во всбм очаге е;-0,282. После этого, используя приведйнную в разделе 3.1 аппроксимацию кривой упрочнения закаленной стали 12Х18Н9Т, находим среднее по очагу пластической деформации напряжение текучести о; — 656 МПа.
Лалее определяем параметры, относящиеся непосредственно к коническому пуансону. По формуле (6.76) находим высоту конического торца Ар=0,238. По выражению (6.79) вычисляем вспомогательную высоту Лг=0,537. Так как гр>0,4, то по формуле (6.80) находим начальную высоту 6=0,636, после чего 402 по выражению (6.81) находим минимально допустимую высоту Ь .„=0,442. Так как Ь>Ь и, то оставляем Ь=0,636. Далее, по формуле (6.82) находим текущую высоту очага пластической деформации Ь =0,858. Затем по выражению (6.41) находим ход, требующийся для полного внедрения конического торца в заготовку: го=0,129. Далее по формуле (6.1) находим з,„=0,424. Так как з ~.,р, то по выражению (6.2) находим д„=0,025, после чего по формуле (6.77) определяем относительную удельную силу выдавливания д=3,537 и затем находим натуральное значение удельной силы выдавливания д„=а,9=2320 МПа.
Сравнивая это значение с экспериментальным значением д„,=2260 МПа, находим расхождение 8=2,6%. Теперь определим удельную силу выдавливания при ходе ~,45. Сначала найдем накопленную деформацию. Для этого по формуле (4.145) вычисляем начальную высоту очага пластической деформации Ь=0,551. С учетом того, что коэффициент упрочнения /с„=1, по формуле (4.146) находим расчетное значение высоты очага пластической деформации Ь,=Ьу=0,985. Далее по методу 4.6.1 находим коэффициент обжатия ~р=1,301 н вычисляем вспомогательную величину и=0,457. Затем определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: я =0,631.
Так как з<з, то вычисляем з~= — 0,371. Далее по формуле (4.151) находим еА=0,686, после чего определяем ел=0,472. Затем по формуле (4.158) вычисляем ел=0,373 и находим среднюю величину накопленной деформации во всбм очаге е,=0,493. После этого, используя приведенную в разделе 3.1 аппроксимацию кривой упрочнения закаленной стали 12Х18Н9Т, находим среднее по очагу пластической деформации напряжение текучести о,=870 МПа. Далее определяем параметры, относящиеся непосредственно к коническому пуансону. По формуле (6.76) находим высоту конического торца Ьо=0,238. По выражению (6.79) вычисляем вспомогательную высоту Ь; — 0,537. Так как го>0,4, то по формуле (6.80) находим начальную высоту Ь=0,636, после чего по выражению (6.81) находим минимально допустимую высо- ту Ь„а,=0,442. Так как Ь>Ь ~, то оставляем Ь=0,636. Далее, по формуле (6.82) находим текущую высоту очага пластической деформации Ьг=0,972.
Затем по выражению (6.41) находим ход, требующийся для полного внедрения конического торца в заготовку: го=0,129. Далее по формуле (6.1) находим зч,=0,424. Так как з>з,р, то по выражению (6.3) находим дч,=0,129, после чего по формуле (6.77) определяем относительную удельную силу вьщавливания 9 — 3,700 и затем находим натуральное значение удельной силы выдавливания о =о,9=3219 МПа. Сравнивая это значение с экспериментальным значением 9,=3100 МПа, находим расхождение 6=3,7%.
Дополнительно были также проведены эксперименты по холодному выдавливанию в матрице с диаметром полости 30 мм (рис. 6.5) смазанных животным жиром заготовок из алюминиевого сплава АВ. Ввиду большого количества варьируемых параметров использовали 4 пуансона, сочетание различных геометрических характеристик которых выбрано по теории многофакторного эксперимента.
Результаты расчетов и опытные данные (высота Ь, определялась по макрошлифам выдавленных стаканов, показанным на рнс. 6.20) приведены в табл. 6.21. Расчеты выполнялись для хода окончания выдавливания аналогично примеру 6.4.2 с использованием данных раздела 3.1. Для определения коэффициента трения р в зависимости от величины хода выдавливания использовались данные табл. 4.5.
Таблица 6.31. Сопоставление с экспериментальными даннымн результатов расчета параметров холодного выдавливанпа коническими пуансонами заготовок из алюминиевого сплава АВ прн в~=0,5 404 Рис. 6.Ж Макрошлифы загозовок из апомипиевого сплава АВ. вы- давленных при й=! .1: 1.2: 1.5: 2.0 коническими пуансонами 405 о, МПа 800 Рве. 6.22. Кривая упрочиения стали 16МпСг5 Таблица 6.22. Сопоставление с зксперимеитальиымн данными результатов расчета удельной силы холодного выдавливания пуансонами с заостренным коническим торцом заготовок из стали 16МиСг5 при .й=1,6, а=1, 1г=и; — 0,1 406 Для проверки формул в предельном случае го=О (заостренный пуансон на рис. 6.14), были проведены сопоставления с экспериментальными данными, показанными на рис. Збб, с.
39 книги [1281, которые были получены при холодном выдавливании фосфатирован- 0 ных заготовок из немецкой 04 06 08 ~з стали 16МпСг5 (соответствует отечественной стали 20ХГ) пуансонами с диаметром калибрующего пояска 25 мм в матрице с диаметром рабочей полости 40 мм.
Исходная высота заготовок— 25 мм. В соответствии с кривой упрочнения упомянутой стали, приведенной на рис. 6.21 (соответствует с. 185 книги [1281), при е~=0,2 оп=640 МПа, а при ее=1,0 а,г=-800 МПа, с учетом чего коэффициент упрочнеиия )г,=0,956; рассчитанная аналогично примеру 6.4.2 величина накопленной деформации е,=0,597, а соответствующее напряжение текучести а, =750 МПа.
Результаты сопоставления приведены в табл. 6.22. Следует подчеркнуть, что изложенные формулы являются достаточно устойчивыми, н если, например, прн а=90' выполнить расчеты, приняв с учетом возможного образования застойной зоны р1=0,5, то также получится хорошее соответствие с экспериментом: в этом случае А=О,769, Ь„=1,446, ела=4),525, а,=730 МПа, д=3,732, 9,=2724 МПа, что отличается от опытного значения 2600 МПа на 4,6% .
6.5. ВЫДАВЛИВАНИЕ В КОНИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕ Выдавливание стаканов в конической матрице (рис. 6.22) является высокоэффективным способом снижения удельной силы выдавливания по сравнению с традиционным выдавливанием в цилиндрической матрице. Для изделий, имеющих наружную коническую г поверхность, применение выдавливания в коничег=1 1 ской матрице является 0 р~ ! естественным, тем более р) что такая форма исключает возможность приме- 7 пения выдавливания с 1 активными силами трения (раздел 11.1). В соответствии с но принятой расчетной схе- мой очаг пластической деформации включает в Рис. 6.22. Параметры выдавлива- себя области 1 и 2.
Расния в конической матрице смотрим область 1. Поле скоростей течения берем в виде (4.1)-(4.2): = А1з — 7 (о)1, (6.85) А 7(г) 407 а произвольную функцию будем искать в виде: Яг)=Во +С~гтйу, (6.86) переходящем при у=О в полученное в разделе 4.1 выражение для традиционного выдавливания в цилиндрической матрице. На конической поверхности между областью 1 и матрицей условие равенства нулю нормальной составляющей скорости течения имеет вид: касоа у — рапп у =О, откУда с Учетом того, что на этой повеРхности ~(Р— Ро)/18У, и выражений (6.85)-(6.86): у(р)= Зр — 2Ро — — о+ — -1 С, . (6.87) 218у " р р Из условия постоянства расхода на границе между областями 1 н 2 при р=1 можно записать, что о 2л Ьр пг =лро, р — о откуда 2ио (6.88) (2(Л, -1)+С,гйу)Ь' 2л ) р рс1р = ла, ! откуда с учетом формул (6.85), (6.87) и (6.88) находим 2()1" — 1)(г„— 1 — И с,= (г„— 1)'+ А!87 (6.89) 408 Из условия постоянства расхода на верхней границе области 1 с образующейся стенкой стакана при а=О можно записать, что Ввиду того, что увеличение угла конусности матрицы приводит к повышению вероятности трещинообразования, на практике целесообразно ограничивать этот угол величиной у<15'.
Анализ выражения (6.86) с учетом равенства (6.89) для реальных значений параметров выдавливания показывает, что второй член этого выражения составляет порядка 2% от пер- вого, поэтому с достаточной точностью можно считать, что скорости деформаций в области 1 зависят только от р. Тогда компоненты напряженного состояния в области 1 будут опре- делены выражениями (6.4), в которые следует подставить у. =0 и Яз вместо Л. Применив выражение(6.16),вданном случае имеющее вид а -а, яш2у+т соз2у, 2 Р~ из граничныхусловий тр,=0,513 при р=1 и т=-рр при р=Лз, находим произвольные постоянные: соя2у+(2,и — зш2~ )Я, (Р,', -1)соя2у (6.90) Я,(Я, соя2у+ 2,и — з1п2у) 2(Я,' — 1) соя 2у Напряженное состояние в области 2 определено в разделе 4.1, следуя которому можно показать, что удельная деформнрующая сила на плоской поверхности торца пуансона определена выражением: =~3 2+1 Я созе+(2Р— яш2У)кз 0,5+р' .(6.91) 2(Я~~ — 1)соя 2у 46 Из условия (4.21) находим высоту очага пластической деформации: 409 (6.92) При наличии упрочнения текущая высота очага пластической деформации определяется формулой (4.146), в которую следует подставлять выражение (6.92).
Для определения Яо целесообразно использовать формулу (рис. 6.22) (6.93) Максимальное значение давления, действующего на стенку матрицы, находим из условия р=~ ор „~ при г= — Ь и р=Яо — Ьфу. С учетом выражений (6.4) и (6.90) получаем: , ( л ~ соз2у+(211 — аш2у)Я Я ! фо2 -1)соз2у В табл. 6.23 представлено сравнение результатов расчета по формулам (6.91) и (6.92), с экспериментальными данными, полученными в работе 1621 при выдавливании заготовок из отожженной стали 20 (упрочнение в расчетах не учитывалось ввиду того, что в работе 1621 приведены относительные значения удельных сил и отсутствует точное указание рабочего хода, для которого они определены).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
