Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Сделанные теоретические выводы подтверждаются известными экспериментальными исследованиями, представленными в работе 11091. Кинематически возможную модель образования утяжины можно представить в виде центральной зоны 3, в которой металл движется со скоростью уже выдавленного участка стержня 1,, и которая непрерывно увеличивает свои радиальные размеры по ходу выдавливания (рис.
7.7). Из условия постоянстварасходаочевидно, что соответственно, глубина утяжины начнет интенсивно расти. Вычисление глубины утяжины в этом случае достаточно сложно, так как выражение (7.1б) становится некорректным, и требуется определение текущей формы образующей утяжнны, что нецелесообразно ввиду отсугствия практической необходимости.
При использовании выдавливания стержней для производства машиностроительных деталей изделием является весь отштампованный объект, то есть как выдавленный участок, так и оставшийся в контейнере. Поэтому, если утяжина определенной величины недопустима в готовом изделии, то для получения утолщенного участка ступенчатого стержня вместо операции выдавливания следует использовать операцию высадки. Выдавливание стержней в металлургической промышленности называется прессованием.
В этом случае изделием является только выдавленная часть стержня, вышедшая из матрицы и называемая прессизделием. Остающийся в контейнере объем металла называется прессостатком и вместе с объемом металла, остающемся в канапе матрицы, образует отход и подлежит отделению от прессизделия. Таким образом, если при производстве машиностроительной детали расстояние от торца пуансона до матрицы в конце рабочего хода обусловлено заданным размером утолщенного участка изделия, то при прессования оно обусловлено другим требованием. Прессование ведут не до целесообразного для снижения отхода технически возможного конца, определяемого максимальной силой пресса или предельным приближением пуансона к матрице, а до момента возможного проникновения утяжины в прессизделие (рис.
7.7, справа). С некоторым запасом (не учитывая высоту металла„расположенного в калибрующем канале матрицы) минимальную высоту прессостатка й„,> можно определить, найдя ход после начала образования утяжины зу,1, при котором глубина утяжины станет равной высоте прессостатка, то есть Ь = А~р зг~'~ = Ь> (7.18) 462 С учетом выражения (7.17) находим, что Ь„„ я г (7.19) Подставляя найденное значение в соотношение (7.18), полу- чаем формулу для определения минимальной величины пресс- остатка: Ь = 1 — — Ь (7.20) Результаты расчета по формуле (7.20) представлены в табл.
7.4. Так как 7=90', то значения Ь„определялись по формуле (7.1). Таблица 7.4. Зависимость минимальной высоты прессостатка Ь„, прн 7=90' от относительного раднуса контейнера и трения 463 Полученные в табл. 7.4 результаты хорошо согласуются с известными экспериментальными данными. В области значений до Я=7 (соответствует наиболее часто применяемой при прессовании вытяжке, равной 50 [1091) расчетная минимальная высота прессостатка хорошо согласуется с установленной многолетним опытом практической зависимостью Ь„,=0,2Я (с. 90 книги [1091; экспериментальная зависимость также не учитывает высоту металла, расположенного в калибрующем канале матрицы).
При дальнейшем увеличении Я рост высоты прессостатка постепенно затухает, что также хорошо согласуется с известными экспериментальными данными (с. 91 книги [1091). График зависимости этого затухания полностью аналогичен показанному на рис. 4.37 и совпадает с представленным на рис. 11.49, с.
92 книги [1091, но математи- чески получен впервые. Известное ранее теоретическое выражение Л. А. Шофмана Ь„,=1, полученное для у=0,5 путем решения плоской задачи методом линий скольжения, никакой зависимости от )г и конкретного коэффициента трения р не отражает и дает удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными лишь в узкой области значений )г=4 (с. 91 книги 1109)). Между тем из табл. 7.4 видно, что увеличение трения по матрице приводит к увеличению высоты минимального прессостатка, что также хорошо согласуется с известными экспериментвльными данными.
Важно сделать следующее замечание. Определяющая значение Ь„„высота очага пластическойдеформации Ь найдена путем минимизации выражения (7.3), то есть без учета скоростного или деформационного упрочнения. Но так как эта высота влияет как на среднюю скорость деформации (см.
выражение (7.9)), так и на накопленную деформацию (раздел 7.3), то, выполнив в зависимости от свойств конкретного материала минимизацию с учетом того или иного из упомянутых факторов (методика выполнения такой минимизации подробно изложена в разделе 4.б), мы получим для разных материалов разное значение Ь и, соответственно, Ь„р. Это означает, что на практике могут встречаться материалы, более склонные к образованию утяжины и, соответственно, требующие большей высоты прессостатка, и менее склонные, требующие меньшей высоты прессостатка Ь„,. Ниже рассмотрен ряд примеров конкретных расчетов утяжин в процессах выдавливания ступенчатых стержней.
Пример 7.2.1. Определить, появится ли утяжина при следующих параметрах выдавливания: Я=2,3, 7=-15', Н=5,3 (Ь„=0,45). Решение. Так как у < бб' (табл. 7.1), то определяем критическую высоту по формуле (7.14): Ь,р=5,15. Поскольку Н>Ьч, делаем вывод, что утяжина не появится. Фотография выдавленного при данных параметрах образца, представленная на рис. 7.8а (соответствует рис. 120г, с. 190 книги 11041), полностью подтверждает этот вывод. Нргенер 7.2.2.
Определить, появится ли утяжина прн следующих параметрах выдавливания: г1=2,3, у=25', Н=4,0 1гг„=1,2). Решение. Так как у < бб', то определяем критическую высотУ по фоРмУле (7.14): гг„р=3.3. ПосколькУ Н>Уг„р делаем вывод, что угяжнна не появится.
Фотография выдавленного при данных параметрах образца, представленная на рис. 7.8б (соответствует рис. 120в, с. 190 книги [1041), подтверждает этот вьпюд. Рис. 7.10. Утяжнна в выдавленном образце с й=2,5, у=бО, Н=2,2 Рис. 7.У. Утяжнна в выдавленном образце с Я=1,3, у=45, Н=0,3 Рис. 7.8. Отсутствие утяжнн в выдавлен- ных образцах с Я=-2,3: а — у=15', бы5,3; б- у=25", В=4,0 4б5 Припер 7.2.3.
На рис. 7.9 !соответствует рнс. 13, с. 131 книги !91"!), представлена фотография образца с утяжиной, выдавленного при следующих параметрах: Я=1,3, 7=45', Н=Ьв=О,З. Определить глубину утяжины и сравнить ее с экспериментальным значением Ь, =0,389. Решение. Так как у < 55' (табл. 7.1). то определяем критическую высоту по формуле (7.14): Ь„р=0,838. Находим величину рабочего хода после достижения высоты Ь„р.
зп = Ькр- Н = 0,838 — 0,3 = 0~538- По формуле (7.17) вычисляем глубину утяжнны: Ьг,=0,371. Таким образом, расхождение 6=4,9%. 77Рииер 7.2.4. На рис. 7.10 (соответствует рис. 55, с. 75 книги 11281), представлена фотография образца с утяжиной, выдавленного при следующих параметрах: Я=2,5, 7=60', У=2,2. Определить глубину утяжииы и сравнить ее с экспериментальным значением Ь,,=0,533.
Решение. Так как 7 < 66' (табл. 7.1), то определяем критическую высоту по формуле (7.14): Ь„.„=2,309. Находим величину рабочего хода после достижения высоты Ьч,. зт, = Ь„„— Н= 2,309 — 2,2 = 0,109. По формуле (7.17) вычисляем глубину утяжины: Ь„=0,572. Таким образом, расхождение 8=6,8%. Приивр 7,2.5. В ходе упомянутых опытов по выдавливанию стержней нз свинца СОО в матрице с 7=90' Л. М.
Дмитриевым зафиксированы следующие значения критической высоты, при которой начинала образовываться утяжина: при Я=2,5 Ь„„;-0,7; при Я=З,ЗЗ Ьч„=0,9. Требуется найти соответствующие расчетные значения и сравнить их с экспериментальными. Решетм. В соответствии с табл. 7.1 критическое значение высоты следует определять по формуле (7.1). В результате получим значения, указанные в табл. 7.2: при Я=2,5 Ьч,=0.665, то есть 8=5.3%; прн Я=З,ЗЗ Ь„.„=0.837.
то есть 8=7 5% 7.3. ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАГОТОВКИ В учебной и справочной литературе вся теория определения накопленных деформаций при выдавливании ступенчатых стержней независимо от угла конусности матрицы сводится к простейшей формуле, характеризующей отношение начальной площади поперечного сечения к конечной 157, 1321: е = 1п — 0 = 2 1п Я Р'„ (7.21) Для облегчения понимания сначала проанализируем деформированное состоя! ние заготовки при вьщавливании в матрице с 7=90' (так ! называемая плоская матрица), а затем рассмотрим влияние угла конусности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
