Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Ч' (6.127) 427 При наличии упрочнепия величина накопленной деформации на этапе внедрения нюкней части пуансона определяется в следующей последовательности: 1. Вычисляются величина обжатия заготовки 1 3. Если рабочий ход я < з, то вычисляется вспомогательная величина ~ = — "(е~" — 1 — у). 'т' (6.128) Если з > з, то принимается з4 — О. 4. Далеепринимается зз=я, если з<я, и зз=з,если з>з,,т.
5. Вычисляется средняя величина накопленной деформации в области 4: вм — — 0,578у — з 1- — 4 (6.129) еи — — 0,5п(1+ е "). (6.130) 7. Подсчитывается средняя величина накопленной деформации во всем очаге пластической деформации: 3е~401 го)+еиФ +11го+го) ЗЯ~ По изложенной методике определяется, в частности, величина накопленной деформации ес, соответствующая ходу окончания внедрения нижней части зс.
Для расчетов накопленных деформаций на этапах внедрения переходной галтели и верхней части пуансона необходимо для данной величины рабочего хода з определять накопленные деформации в областях 1 и 2, учитывая, что находящиеся в них в данный момент материальные частицы имеют накопленную деформацию, полученную ранее в областях 4 и 5. Поэтому, в точной постановке, сначала необходимо определять пути, пройденные частицей в нижнем и верхнем очагах деформации, а уже затем суммарную величину деформаций, накопленных в каждом очаге. Для определения накопленной 428 6.
Находится средняя величина накопленной деформации в области 5: Я~-1 05+ Ь, = ' ' 11+А 11 — 0,2е *' — 0,8е и')~ (6.132) 2(1+ 2)й) 2. Вычисляются величина обжатия заготовки 1 У1-йз 1 и вспомогательная величина (6.133) (6.134) 11е 3. Определяется рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: 1~е з, = — '1п(1+у,). Ч~ (6.135) 429 деформации в верхнем очаге следует использовать формулы из раздела 8.5. В результате расчета по такой методике отдельно находятся напряжение текучести п,~, соответствующее величине накопленной деформации в нижнем очаге, и аиь соответствующее величине накопленной деформации в верхнем очаге.
Выполнив по такой методике серию конкретных расчетов, мы пришли к выводу, что хотя эта методика и является вполне реализуемой, но она значительно увеличивает трудоемкость проведения практических расчетов. Поэтому была разработана упрощенная методика (как показало сопоставление, ее точность практически не уступает более строгой методике), согласно которой для определения накопленной деформации на этапах внедрения галтели и верхней части используются формулы для гладкого цилиндрического пуансона с радиусом, равным радиусу верхней части.
Порядок расчетов следующий: 1. Независимо от формы галтели находится условная высота очага пластической деформации: 4. Если рабочий ход я < я„~, то вычисляется вспомогательная величина е (еч>~4 1,~, ) % (6.136) Если з > з~~ „то принимается зг=0. 5. Далее принимается а =я~, если хг < з„д, и г4=з~~, если з~ >х„~. 6. Вычисляется средняя величина накопленной деформации в области, примыкающей к стенке матрицы: е = 0,578у — 1 —— 84 Я~ Ь Ь е е (6.137) 7. Находится средняя величина накопленной деформации в области, расположенной под пуансоном: еп -— 0,5л,(1+е "'). (6.138) 8. Подсчитывается общая средняя величина накопленной деформации: Зел(А — 1)+е,,(Я +Я+1) ЗЯ +ев 430 По найденной величине накопленной деформации е; определяется средняя для всех зон пластической деформации величина напряжения текучести о;.
Если при выдавливании ступенчатым пуансоном 1<Ь| (при наличии упрочнения !<Ь|„), то верхний н нижний очаги пластической деформации сливаются друг с другом. Эксперименты А. М. Дмитриева показали (рис. 6.26, 6.27), что по мере уменьшения длины нижней ступени деформируемый металл начинает искать оптимальную траекторию пластического течения, образуя при этом застойные зоны, обуславливающие плавное обтекание ступеней пуансона.
Таким образом, для расчета таких случаев выдавливания можно считать, что вследствие наличия застойной зоны в углу под ступенью пуансона выдавливание производится не ступенчатым, а коническим или сферическим пуансоном, и вести расчет по формулам разделов 6.4 или 6.1. Однако ввиду того, что это несколько нарушает цельность практического использования вышеизложенной методики, было проведено сопоставление результатов расчбта при 1<61„, включая предельный случай 1=0, по формулам раздела 6.6 (в этом случае полагается, что очаги пластической деформации как бы проникают друг в друга), с опытными данными А. М. Дмитриева (см. табл. 6.26, 6.30). Сопоставление подтвердило возможность такого подхода и достаточно высокую точность расчбтных значений, получаемых на его основе.
Рис. 6.26. Макрошлифы заготовок из алюминиевого сплава Д1 6; выдавленных ступенчатым пуансоном при #=1,48, гр=0,74, 1=0,9 (слева) и ~0,6 (справа) 431 Для проверки изложенной методики расчета параметров вьщавливання ступенчатым пуансоном упрочняющегося материала была использована серия экспериментов А. М.
Дмитриева по холодному выдавливанию заготовок из алюминиевого сплава Д16 в матрице с диаметром рабочей полости 20 мм. Высота и диаметр исходных заготовок равнялись 20 мм. Заготовки анодировалнсь и смазывались техническим животным жиром. ~'~~ ~-~™Ро~ф ~~кн В табл. 6.26 представнз алюминиевого сплава Д16, лено сопоставление расчйтвыдавленной сгупенчазым пуан ных и экспериментальньпс сеном прн ~1,48, гс,.-%,74, ~0,75 значений удельной силы выдавливания„соответствующей моменту начала внедрения в заготовку верхней части пуансона, не имеющего переходной галтели. Соответствующая величина рабочего хода з при 1> 0 находилась по формуле (6.95), а при 1 = Π— по формуле (4.50).
Характеристики кривой упрочнения сплава Д16 брались из раздела 3.1. Верхняя часть таблицы относится к выдавливанию пуансоном, диаметр верхнего участка которого равнялся 16 мм, а диаметр нижнего — 7 мм; нижняя часть таблицы относится к выдавливанию пуансоном, диаметр верхнего участка которого равнялся 13,5 мм, а диаметр нижнего — 10 вам. Для оценки влияния формы переходной галтели А. М. Дмитриевым были проведены эксперименты по выдавливанию пуансонами, геометрические параметры которых приведены на рис.
6.28. Эксперименты выполнялись следующим образом: максимальная сила выдавливания ограничивалась 432 Тадлица 6.26. Сопоставление с экспериментальными данными результатов расчета удельной силы начала холодного выдавливания верхним участком пуансона алюминиевого сплава Д16 пРи а=90, ~=1зз=1зз=1зз=0 1 гч ЯЗФ МПа о„ МПа 1,25 1,095 1,005 0,311 0,429 331 3,777 323 3,763 1250 1150 8,0 0,876 0,311 0,376 1,000 1215 1150 5,3 1,25 0,44 0,88 0,771 0,996 0,311 0,348 318 3,757 1194 1110 7,1 0,75 0,657 0,991 0,311 0,313 312 3,750 1169 1100 5,9 0,68 0,596 0,987 0,311 0,293 308 3,746 292 3,762 1154 1050 9,0 0„747 0,219 0,00 0,070 0,366 1099 1000 9,0 1,125 1,50 1,150 0,309 0,520 344 4,053 1394 1380 1,0 0,309 1,25 1,142 0,472 337 4,011 0,938 1353 1400 3,5 0,309 0,429 1,05 0,788 1,133 331 3,977 325 3,952 1316 1320 0,3 1,48 0,74 0,90 1,124 0,309 0,389 0,675 1284 1330 З,б 0,563 1,111 0,309 0,345 0,75 317 3,926 1246 1300 4,3 0,60 0,450 1,090 0,309 0,295 308 3,898 1202 1180 0,00 0,100 0,837 0,409 0,165 278 3,795 1055 1050 0,5 Поскольку расчйтная модель построена для пуансона с конической гаптелью, дадим подробные пояснения по корректному использованию этой модели в случае пуансонов, галтель которых имеет форму, отличную от конической.
Если выполнять аппроксимацию конической поверхностью, просто соединяя прямой линией крайние точки реальной галтели (рис. 6.30), то это приведет к существенной погрешности в дальнейших расчетах, что обусловлено двумя обстоятельст- 433 величиной 400 кН; по достижении этой силы процесс вьщавливания останавливался, и определялась величина рабочего хода, который смог пройти каждый пуансон. Макрошлифы выдавленных образцов показаны на рис. 6.29. Сопоставление полученных опытных данных с результатами расчета представлено в табл. 6.27 в порядке алфавитного соответствия пуансонам на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
