Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Сопоставление результатов расчета удельной силы холодного выдавливании стали 10 с экспернментальиымн данными при 7=60' и 14=0,1 д,, МПа 9„МПа 8,% 770 0,0 о„МПа 0,924 0,647 0,477 0,213 1,283 1,3 702 600 770 1,4 0,482 0,272 0,728 1,039,657 600 1,553 932 900 3,4 0,482 0,375 1,6 0,765 1,270,659 1,990 1194 1130 5,4 1,8 0,788 1,501 0,648 2,078 0,606 0,477 0,463 2,331 1399 1400 0,1 1800 3,3 0,807 0,454 590 0,751 2,952 2,3 1742 Из табл. 7.7 и 7.8 видно, что средняя накопленная деформация е; прн увеличении относительного радиуса контейнера Я имеет экстремум, после которого начинает умень- 480 Напряжения текучести определены по кривой упрочнения немецкой стали Ск15 (соответствует отечественной стали 15кп), приведенной на рис. 7.19 (соответствует с.
182 книги [1281). Экспериментальные данные для табл. 7.8 взяты с рис. 22а, с. 82 книги [54]. Напряжения текучести определены по кривой упрочнения стали 10, приведенной на рис. 7.20 (соответствует рис. 12а-1, с. 53 книги [541). Те же данные приведены и в справочнике [1321, соответственно, на рис. 31а, с. 184 и рис. 5а-1, с. 123. шаться. Соответственно начинает уменьшаться и величина среднего напряжения текучести и,.
Так как это противоречит общепринятому мнению, согласно которому с увеличением относительного радиуса контейнера Я средние накопленная деформация и напряжение текучести всегда увеличиваютсл, дадим подробные пояснения. Для примера рассмотрим параметры выдавливания в плоских матрицах с Я=2 и Я=4 (рис. 7.21). В соответствии с формулой (7.29), совпадающей с общепринятой формулой (7.21), деформация ега с увеличением М действительно будет всегда увеличиваться. При Я=2 еа=1„386, а при Я=4 е;А=2,772, то есть наибольшая накопленная деформация на оси ,=2 Рме.
7.21. Сопоставление параметров деформированного состояния при разных относительных радиусах контейнера стержня возрастет в 2 раза. Так как по существующим представлениям вычисляют среднюю по очагу величину накопленной деформации, например, как среднее арифметическое между начальным и конечным значениями, то естественно, что при увеличении конечного значения среднее значение всегда будет только увеличиваться. Отметим, что при таком подходе даже не учитывается изменение относительного объема очага пластической деформации. 481 Между тем растущая при увеличении 11 накопленная деформация сосредотачивается лишь на выходе из центрального объема очага Р1 в калибрующнй канал матрицы.
Из формулы (7.22) следует, что при увеличении Ь в 2 раза относительная высота очага пластической деформации Ь, также увеличивается в 2 раза. Если для упрощения сопоставления принять, что в обоих сравниваемых случаях рабочий ход одинаков, то из формулы (7.31) с учетом (7.25) видно, что периферийная накопленная деформация ег при этом уменьшится в 2 раза. Кроме того, если при Я=2 центральный объйм очага с увеличенной деформацией К~=яЬ, был меньше периферийного объема Гз=л(Я вЂ” 1)Ь, в 3 раза, то при Я=4 он будет меньше уже в 15 раз. Таким образом, относительная область сосредоточения больших деформаций с увеличением Я будет уменьшаться. Помимо этого следует учесть, что для корректного вычисления средней накопленной деформации нужно выполнить интегральное суммирование накопленных деформаций по очагу, после чего отнести полученный результат ко всему объему очага пластической деформации.
А относительный объем очага пластической деформации Р'=~'1+1"г во втором случае будет в 8 раз больше, чем в первом. Все это и определяет то, что, несмотря на увеличение с ростом Л накопленной деформации на выходе из очага, начиная с некоторого значения 21 средняя накопленная деформация будет уменьшаться. В пределе при Я ю (полное перекрытие канала истечения) средняя накопленная деформация гч станет равной нулю„что полностью согласуется с тем очевидным фактом, что в замкнутом объеме пластическая деформация сплошной среды будет невозможна. Если же следовать принятым представлениям, то при Я=со и е;=се.
7.4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗРУШЕНИЯ При выдавливании ступенчатых стержней наиболее опасной точкой является точка Б (рис. 7.13), в которой величина накопленной деформации и алгебраическая величина 482 гидростатического давления будут наибольшими. Прогнозирование возможности разрушения в данной точке осуществляется в следующем порядке. 1. Определяется средняя величина относительного гидростатического давления, в условиях которой находилась материальная частица, попадающая в опасную точку Б: о = -0,366 — 0,275 1 — 0,5~ 1 — — )сову Ь вЂ” рл, . (7.41) 2.
С учетом найденной величины относительного гидро- статического давления по диаграмме пластичности выдавливаемого материала определяется деформация разрушения ер. 3. Если у < у„то после достижения рабочего хода з г к деформация в опасной точке увеличиваться перестанет. Таким образом, в данном случае надо произвести простой проверочный расчет, найдя накопленную деформацию, соответствующую зст: тьг еж — — ' +0,5771п[Я~ — (Я~ — 1)е Я '1. (7.42) Если еж < ер, то разрушения не произойдет при любом значении рабочего хода (предполагается, что температура и условия контактного трения в процессе выдавливания существенно меняться не будут).
4. Если 7 > у,, то накопленная деформация в опасной точке будет постоянно возрастать. В этом случае для ее определения следует по формуле (7.22) вычислить Ь„после чего использовать выражение еж =1,155 — +0,5771п(Я~ — (Я~ — 1)е ь1. (7.43) При проверочном расчете следует подставить в выражение (7.43) конечное значение рабочего хода з.
Если полученное значение еж < ер., то разрушения при выдавливании не 483 произойдет. При расчете предельной величины рабочего хода следует использовать метод последовательных приближений для нахождения по выражению (7.43) значения хода зр, при котором еж = ер. Из формулы (7.41) видно, что увеличение высоты калибрующего пояска Ь„снижает алгебраическую величину гидростатического давления, тем самым уменьшая вероятность трещинообразования. Это хорошо согласуется с известной экспериментальной рекомендацией увеличивать Ь„при выдавливании малопластичных материалов (с. 109 книги [1091). Следует отметить, что в практике прессования иногда наблюдается влияние на разрушение скорости деформнрования. Это, особенно при горячем прессованин, связано с тем, что скорость деформирования влияет на теплопередачу и, соответственно, влияет как на температурный эффект деформации, так и на изменение первоначальной температуры нагрева по ходу прессования.
Кроме того, как отмечено в разделе 3.4, скорость деформирования влияет и на скорость деформации. Поэтому для повышения точности прогнозирования разрушения путем учета влияния перечисленных факторов следует использовать диаграмму пластичности материала, полученную при соответствующих значениях температуры и скорости деформации. Пример 7.4.1.
Определить ход разрушения при холодном выдавливании заготовки из стали 20 с Я=2, 7=90', Ь„=6,5, Н=0.1. Решение. С учетом табл. 7.1 по формуле (7.1) находим Ь=0,520. После этого по формуле (7.41) вычисляем относительное гидростатическое давление а= — 0,559. С помощью диаграммы пластичности стали 20 на рис. 5.2б находим величину предельной накопленной деформации ер=2. По формуле (7.22) вычисляем Ь,=2, после чего с помощью выражения (7.43) методом последовательных приближений находим значение рабочего хода з~=2,344, при котором е,ь=ер=2.
Пример 7.4.2. Проверить возможность разрушения при 4В4 холодном выдавливании заготовки из стали 20 с Я=2, 7=60', Ь„М,5, (г=0,1. Решение. С учетом табл. 7.1 по формуле (7.2) находим Ь=0,577. После этого по формуле (7.41) вычисляем относительное гидростатическое давление о= — 0,555. С помощью диаграммы пластичности стали 20 на рис. 5.26 находим величину предельной накопленной деформации ер=2.
Так как у=у,=60', то по формуле (7.42) вычисляем е,~=0,965. Поскольку еж < ер, то разрушения при выдавливании не произойдет. Пример 7.4.3. Проверить возможность разрушения при холодном выдавливании заготовки из стали 20 с Я=2, 7=45', Ь„=0,5, р=0,1. Решение. С учетом табл. 7.1 по формуле (7.2) находим Ь=1. После этого по формуле (7.41) вычисляем относительное гидростатическое давление о= -0,642. С помощью диаграммы пластичности стали 20 на рис. 5.26 находим величину предельной накопленной деформации ер=2,2. Так как у<у;-60', то по формуле (7.42) вычисляем е;8=0,965.
Поскольку еж < ер, то разрушения при выдавливании не произойдет. Сравнивая результаты примеров 7.4.2 и 7.4.3 друг с другом, можно сделать вывод, что хотя наибольшая накопленная деформация в опасной точке будет одна и та же, но нри уменьшении угла конусности матрицы алгебраическая величина среднего гидростатического давления также уменьшается и, соответственно, величина предельной накопленной деформации увеличиваетсл.
Этот вывод подтверждается экспериментально 11091, и его следует иметь в виду при выдавливании малопластичных материалов, для которых возможно разрушение при ходе в < в„. 7.5. ВЫДАВЛИВАНИЕ В ОБОЛОЧКАХ При обработке давлением труднодеформируемых материалов имеют место две основные проблемы: недостаточная сзойкость штампового инструмента (материал, который необ- 485 Рис. 7.22. Вылавливание стержня в оболочке ходимо деформировать, может иметь более высокие прочностные характеристики, чем имеющийся материал для изготовления штампового инструмента) и повьппенная хрупкость труднодеформируемых материалов. Для решения первой проблемы, например, при изготовлении волочением вольфрамовых нитей электроламп применяют алмазные матрицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
