Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Так как при и=90' 1~=1, то по формуле (6.95) находим з=га=0,485. В соответствии с рекомендациями раздела 3.2 принимаем р.=и~=0,1. По формуле (6.143) находим Ь=0,395. Берйм из табл. 3.2 Ь„=0,981, после чего по выражению (6.120) находим Ь„=0,718. Далее последовательно вычисляем: ло формуле (6.125) — у=-1,269; по формуле (6.126) — л=0,675; по формуле (6.127) — я~=0,463; так как з>з, то принимаем я~=Он аз=я, после чего по формуле (6.129) находим е;4=0,474; по формуле (6.130) — ел=0,509; по формуле (6.131) — е,=0,601. Используя аппроксимацию кривой упрочненил алюминиевого сплава Д16 из раздела 3.1, определяем сс,=354 МПа.
Так как зг=О, то по формуле (6.140) находим Ь|=Ь| =0,125. Затем последовательно находим: по формуле (6.141) — 9~=2,779; по формуле (6.142) — дд=1,732; по формуле (6.144) — 9з=5,130; по формуле (6.122) — 9=4,641. Вычисляем 9„=1643 МПа. Сравнивая это значение с 9,=1580 МПа, определяем погрешность 5=3,8%. Экспериментальные исследования А. М. Дмитриева выявили, что даже небольшая конусность, обычно не выходящая за пределы поля допуска на наружные размеры изделия, приводит к значительному эффекту снижения силы вылавливания. При 7=1,5' наблюдалось снижение силы до 20-25%. Пример б.б.7.
Определить удельную силу выдавливания заготовки из алюминиевого сплава Д16 при Я=1,11, го=0,89, 1=1,1, а=90', 7=1,5' и ~1 и сравнить полученный результат с экспериментальным значением 1900 МПа. Решение. Вычисляем относительное значение высоты Н (рис. 6.32), при которой начиналось внедрение верхней части пуансона в заготовку: И=27,5/9=3,056.
По формуле (6.93) находим Яа=1,19, которое будем подставлять во все используемые далее формулы вместо Я. Так как при а=90' 1о=1, то по формуле (6.95) находим ее=0,485. С учетом величины полного хода е=! по рекомендациям раздела 3.2 принимаем р=р1=0,1. Из примера 6.6.6 деформация, накопленная в момент окончания внедрения нижней ступени, е;р=0,60!. Определяем общую деформацию, накопленную в момент окончания выдавливания. По выражению (6.99) находим е2=0,515. Далее последовательно вычисляем: по формуле (6.145)— 6,=0,588; по формуле (6.133) — Ч7~=2,403; по формуле (6.134)— п~=0,877; по формуле (6.135) — е 1=0,300; так как з2>з~~, то принимаем е1=0 и е4=е ~, после чего по формуле (6.137) находим ел=0,708; по формуле (6.138) — еп=0,621; по формуле (6.139) — е;1,335.
Используя аппроксимацию кривой упрочнения алюминиевого сплава Д16 из раздела 3.1, определяем а,=417 МПа. По формуле (6.140) находим Ь1=0,125„после чего по формуле (6.116) вычисляем Ь|„=0,225. Затем последовательно находим: по формуле (6.141) — 9~=2,848; по формуле (6.142) — 94=1,732; по формуле (6.143) — Ь=0,395; по формуле (6.120), в которую подставляется е=! — Л,=0,757; по формуле (6.144) — д5=5,179; по формуле (6.122) — 9~,695. Вычисляем д„=1958 МПа. Сравнивая это значение с 9,=1900 МПа, определяем погрешность Ь=З,ОМ.
Пример б.б.8. Определить удельную силу выдавливания в цилиндрической матрице заготовки из алюминиевого сплава Д16 при А=1,11, ге=0,89, 1=1,1, а=90 и е=! и сравнить полученный результат с удельной силой из примера 6.6.7. Решение. Таккакпри а=90' 1о=1, топо формуле(6.95) 447 находим зсМ,393. С учбтом величины полного хода ~1 по рекомендациям раздела 3.2 принимаем и=и~=0,1. Сначала определяем деформацию, накопленную в момент окончания внедрения нижней ступени. Для этого по формуле (6.119) находим Ь=0,325.
Берем из табл. 3.2 Ь„=0,981, после чего,подставляя в выражение (6.120) з=за=0,393, находим Ь„=0,575. Далее последовательно вычисляем: по формуле (6.125)— Чг=1,800; по формуле (6.126) — а=0,683; по формуле (6.127)— з~=0,329; так как зо)гл, то принимаем я~=О и зз=з,, после чего по формуле (6.129) находим ем=0,595; по формуле (6.130) — едз=0,514„по формуле (6.131) — е;=е;с=0,632. Теперь определяем общую деформацию, накопленную в момент окончания выдавливания. По выражению (6.99) находим зг=0,607. Далее последовательно вычисляем: по формуле (6.132) — Ь,=0,438; по формуле (6.133) — чу~=4,308; по формуле (6.134) — а~=1,385; по формуле (6.135) — з ~=0,170; так как зр>з„~, то принимаем я~=О и з4= з„~, после чего по формуле (6.137) находим ел=0,965; по формуле (6.138) — еа=0,866; по формуле (6.139) — е,=1,596. Используя аппроксимацию кривой упрочнения алюминиевого сплава Д16 из раздела 3.1, определяем а,=430 МПа.
По формуле (6.115) находим Ь!=0,091, после чего по формуле (6.116) вычисляем Ь|„=0,168. Так как зз больше правой части выражения (6.112), равной 0,039, то по формуле (6.113) определяем 9,р=0,110. Затем последовательно находим: по формуле (6.117) — 9~=3,055; по формуле (6.118) — 94=2,543; по формуле (6.119) — Ь=0,325; по формуле (6.120), в которую подставляется к=1 — Ь„=0,622; по формуле (6.121) — 9з=6,209; по формуле (6.122) — 9=5,553. Вычисляем ду=2390 МПа.
Сравнивая это значение с д =1958 МПа из примера 6.6.7, делаем вывод, что при выдавливании в конической матрице удельная сила уменьшается на 18,1%. Если для сравнения рассчитать удельную силу выдавливания сплава Д16 при одинаковом рабочем ходе я=1,2 н Я=1,11, гс=0,89, 1=1,1, у=0,3, у~=0,5, то для цилиндрнческои матрицы получится 9„=3886 МЛа, а для конической матрицы с Яо =1,19 и 7=1,5' — ду=2964 МПа, то есть удельная сила уменьшается на 23,7%. Полученные результаты совпадают с экспериментальными данными А. М. Дмитриева.
Таким образом, снижение силы выдавливания в конической матрице по сравнению с традиционным вполне сопоставимо с эффектом от применения активных сил трения (раздел 11.1), однако технически достигается значительно проще. 449 ГЛАВА 7 ВЫДАВЛИВАНИЕ СПЛОШНЫХ СТЕРЖНЕЙ 7.1. СИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИ СВОБОДНОМ ВЫДАВЛИВАНИИ Выдавливание сплошных стержней может осуществляться как прямым (рис. 7.1), так и обратным способом (рис.
7.2). При прямом выдавливании заготовка помещается в полость контейнера (рис. 7.1, слева) и при рабочем ходе сплошного пуансона выдавливается через отверстие матрицы, расположенной внизу контейнера (рис. 7.1, справа). В этом случае кроме силы, необходимой для осуществления процесса пластической деформации, требуется дополнительно преодолевать силу трения между контей- Ь нером и перемещаемой вниз жесткой частью заготовки в зоне Н вЂ” Ь. Прн обратном выдавлиРис.
7.1.Прямое Рис. 7,2. Обратное ванин (Рис. 7.2) фоРмовыдавливание выдавливание образующее отверстие стержня стержня выполняется непосред- ственно в пуансоне, и для осуществления процесса перемещать расположенную ниже пластической области Ь жесткую часть заготовки и, соответственно, преодолевать силу трения между ней и контейнером не требуется. Таким образом сила, необходимая для осуществления обратного выдавливания, при наличии жйсткой зоны будет несколько меньше, чем для прямого.
Опыты, однако, показывают, что прн хорошей смазке трение между кон- 450 тейнером и жесткой частью заготовки влияет на силовые параметры прямого вьщавливания незначительно. Уменьшение длины Н вЂ” Ь в два раза приводит к изменению силы лишь на 3-5% 11241. Следует также отметить, что прямое выдавливание позволяет получать значительно большее разнообразие геометрической формы изделий, чем обратное.
Это связано с тем, что переходной части отверстия матрицы при прямом выдавливании можно придать любую требуемую форму. Если же при обратном выдавливании выполнить переходную часть отверстия в пуансоне с углом малой конусности (показано пунктиром на рис. 7.2, слева), то заострйшия кромка пуансона вследствие своей малой жесткости будет отжиматься вытекающей частью заготовки, царапая при этом стенку контейнера и вызывая тем самым значительный взаимный износ, или просто ломаясь вследствие малой прочности. Поэтому дальнейшие пояснения будут даваться преимущественно на примере прямого выдавливания, которое при получении ступенчатых стержней применяется значительно чаще обратного.
В традиционной расчетной схеме прямого выдавливания стержня (рис. 7.3) очаг пластической деформации представляется в виде единой конической области, заключбнной между двумя концентрическими сферическими поверхностями. Такая схема позволяет провести анализ напряженного состояния с наибольшей простотой и является достаточно корректной в области сравнительно малых значений угла у.
Однако в области больших значений угла у эта схема имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, как показывают искажения координатных сеток, принимаемое при традиционной схеме течение металла вдоль радиусов сферических координат сильно отличается от действительного при у)30 . Во-вторых, традиционная схема и, соответственно, полученные на ее основе формулы, становятся неприменимыми, когда пуансон перемещается внутрь области, ограниченной сферой большего радиуса (показано крупным пунктиром на рис. 7.3, справа), то есть при Н<(Я вЂ” сову)/в(пу. При 7=90' ограничение применимости выражается условием Н~Я, в то время как многие из- 451 готавливаемые выдавливанием детали имеют Н<Я. В-третьих, традиционная схема не позволяет провести достаточно корректный анализ деформированного состояния заготовки, так как исключает из рассмотрения деформации, расположенные в зоне М (рис.
7.3) и хорошо заметные на координатных сетках. В-четвертых, зта схема при любых углах у принципиально не позволяет определить давление, действующее на стенку контейнера, поскольку находимые напряжения заканчиваются на верхней сферической границе и непосредственно на стенку контейнера не выходят. Рис. 7.3. Традиционная расчетная схема выдавливания стержня Рис. 7.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
