Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Независимо от угла я находится расчетная (соответствующая ос=90') высота очага пластической деформации: 6. Вычисляется средняя величина накопленной деформации в области 1: еп = 0,5781р — 1 —— з,( (8.135) 7. Находится средняя величина накопленной деформации в области 2: ез — — 0,5п(1+с "). 18.136) 8.
Вычисляется средняя величина накопленной деформации во всем очаге пластической деформации: Зеп(Я вЂ” 1)+его +11+1 3'о) 31й'-га) Рис. 8.14. Заготовка из алюминиевого сплава Д16 с выдавленным ступенчатым отверстием при Я=1,25, го=0,625, а=45' 551 Для проверки расчйтных пения ступенчатого пуансона менты А. М. Дмитриева по холо зависимостей в случае приме- были использованы эксперидному выдавливанию трубных заготовок из алюминиевого сплава Д16 (рис. 8.14) пуансонами с диаметром верхней ступени 16 мм в матрице с диаметром рабочей полости 20 мм.
Высота и наружный диаметр исходных заготовок равнялись 20 мм, внутренний диаметр — 10 мм. Заготовки анодировались и смазывались техническим животным жиром. В экспериментах определялась величина удельной силы выдавливания в момент полного внедрения рабочего торца пуансона в заготовку. Соответствующая величина Таблица 8.2. Сопоставлевпс с экспсрвмептальпымв даппымп результатов расчета удельной силы начала холодного выдавливания ступенчатым пуансоном трубных заготовок вз алюминиевого сплава Д16 прп ~1,25, г,=0,625, Н,=25, п=1з,=рз=0,1 а„МПа Ь! л!у ~72 дз„, МПа д„МПа 8„% е; 0,044 0,170 279 0,257 0,299 2,216 619 630 1,8 326 0,217 0,252 2,088 0,165 0,394 680 650 60' 0,354 2,123 0,414 2,170 0,239 0,466 336 0,315 342 0,375 714 680 4,8 50О 0,285 0,506 742 710 4,3 45' 0,601 354 0,536 0,565 2,335 0,407 827 790 4,5 35' 0,915 2,777 0,688 0,793 375 0,905 1043 970 25О Пример 8.5.1. Выполнить подробный расчет значений, приведенных в табл.
8.2 при а=60'. Решение. По формуле (8.123) находим рабочий ход, требующийся для полного внедрения конического участка пуансона в заготовку: а=хо=0,165. Далее определяем накопленную деформацию. Для этого по формуле (8.130), с учетом того, что коэффициент упрочнения Й„=0,981 (табл. 3.2), находим расчетное значение высоты очага пластической деформации л,=0,378. Далее по выражению (8.131) находим коэффициент обжатия у=1,083 н по формуле (8.132) вычисляем вспомогательную величину л=0,436.
Затем по выражению (8.133) определяем рабочий ход, при котором поле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: з„=0,156. Так как з>з, то принимаем г1=0 и з1 =з„, Затем по формуле (8.135) находим ел=0,258. Далее по выражению (8.136) вычисляем ел=0,359 и по формуле (8.137) находим среднюю величину накопленной деформации во всем 552 рабочего хода з при а<90' находилась по формуле (8.123), а при а=90' — по формуле (4.50), в которую подставлялись п=п1=0,1, ою=200 МПа и ЯоИ=0,998. Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными представлено в табл.
8.2. очаге е,=0,394. После этого, используя приведенную в разделе 3.1 аппроксимацию кривой упрочнення алюминиевого сплава Д16, находим среднее по очагу пластической деформации напряжение текучести п,=326 МПа. Далее определяем параметры, относящиеся непосредственно к пуансону с коническим рабочим участком. По формуле (8.126) находим начальную высоту Ь|=0,194 и, сравнивая ее с Ьо=0,217, принимаем Ьг=0,217, после чего по выражению (8.127) находим текущую высоту очага пластической деформации Ь~„=0,252. Далее, с учетом того, что в начале вьщавливання 9, =О, по формулам 18.125), 18.128) определяем относительную удельную силу выдавливания дз=2,088 и затем находим натуральное значение удельной силы вьщавливания 9зг=о,9=680 МПа. Сравнивая это значение с экспериментальным значением дг,=650 МПа, находим расхождение 8=4,4%.
В той же матрице с диаметром рабочей полости 20мм А, М. Дмитриевым были также проведены эксперименты по выдавливанию трубных заготовок той же исходной высоты 20 мм, но с варьированием других геометрических параметров. Результаты сопоставления с расчетными данными представлены в табл. 8.3, верхняя строка которой относится к выдавливанию пуансоном, диаметр верхнего участка которого равнялся 16 мм, а диаметр нижнего — 7 мм; нижняя строка таблицы относится к выдавливанию пуансоном, диаметр верхнего участка которого равнялся 13,5 мм, а диаметр нижнего — 10 Тпблица 8.3.
Сопоставление с экспериментальными даннымн результатов расчета удельной силы начала холодного выдавливания ступенчатым пуансоном трубных заготовок из алюминиевого сплава Д16 прн гг=90', л=нг=рз=0,1 д „,МПад„МПа 8 оУ Ь, Ь„, „МП Я г, е; 0,161 0,309 0,360 277 782 780 2,50 0,3 2,827 0,044 1,25 0,44 494 460 269 96 1,832 0,067 0,138 0,308 0,380 1,48 0,7 553 Рнс. 8.15. Технологический процесс получения детали со ступенчатым отверстием из сплошной заготовки Поскольку стоимость исходного пругкового материала дешевле трубного, А.
М. Дмитриевым был разработан и опробован технологический процесс получения изделий со ступенчатой полостью из алюминиевого сплава АВ, представленный на рис. 8.15. Данный технологический процесс рационально выполнять с помощью специального штампа совмещенного действия, позволяющего осуществить все показанные операции за один рабочий ход пресса. На первом этапе рабочего хода производилось выдавливание верхней и нижней полостей с перемычкой (рис. 8.15, слева).
Опытное значение силы от начала до конца этапа равнялось 18 кН. Эксперименты показали, что использование свободноплавающей матрицы приводит к практически симметричному образованию стенок этих полостей, несмотря на то, что активным является лишь верхний пуансон. В момент достижения нужной толщины перемычки происходило освобождение нижнего пуансона, который при продолжении рабочего хода начинал двигаться синхронно с верхним, что позволяло сначала вырубить перемычку, а затем выдавить верхнюю ступень полости требуемой конфигурации (рис. 8.15, справа). Опытное значение силы начала выдавливания верхнего участка полости равнялось 120 кН, а окончания выдавливания — 180 кН.
Результаты опытов позволили провести дополнительную проверку точности различных расчетных зависимостей. Так как на первом этапе деформирования (рис. 8.15„слева) относительный радиус матрицы Я = 2,86 >Я~= 2,414 (формула (4.234)), то согласно разделу 4.10 это соответствует вьщавливанию толстостенной детали. Так как торец пуансона плоский, то согласно разделу 4.10 принимаем 1ц=0,5 и у~=0,1. В соответствии с разделом 3.1 имеем 1г„=0,956 и а,а=140 МПа.
С учетом формулы (4.235) видно, что при ходе я=О радиус, определяющий размеры очага пластической деформации, Я' = Я' = 2,414. Подставляя эти значения в формулу (4.221) находим, что относительная удельная сила начала вдавливания ~3,245 и„соответственно, д =о,с д=140 3,245=454 МПа, что отличается от экспериментального значения 468 МПа на 3,0%. Поскольку полученный на данном этапе полуфабрикат (рис. 8.15, слева) имеет неравномерно распределйнную по высоте стенки накопленную деформацию, то при последующем расчете параметров выдавливания верхнего участка полости (рис.
8.15, справа) необходимо учитывать историю деформирования. Для этого в расчетных сечениях стенки необходимо предварительно определить величины деформаций, накопленных на первом этапе. В начальный момент вьщавливания верхнего участка (рис. 8.15, справа) происходит внедрение сгупени пуансона в торец образованной сгенки полуфабриката, который, согласно формуле (4.233), имеет соответствующую ходу з=О накопленную деформацию е,с=О. В конечный момент выдавливания верхнего участка полости пуансон вне- 555 дряется на глубину, соответствующую сечению предварительно полученной стенки, показанному пунктиром на рис. 8.15, слева. Для этого сечения находим относительный рабочий ход з=2,5/3,5=0,714, прн котором по формуле (4.235) относительный радиус очага пластической деформации Я' = 4,17. Так как в соответствии с расчетной схемой на рис.
4.44 при выдавливании толстостенных изделий в матрице должно выполняться условие Я' < Я, то принимаем Я' = Я = 2,86. Подставляя эти данные в формулу (4.233), получаем, что соответствующая величина накопленной деформации ею=0,323. Дальнейшие расчеты этапа вьщавливания верхней ступени полости (рис. 8.15, справа) выполняем аналогично примеру 8.5.1, в отличие от которого учитываем, что в данном случае суммарная величина накопленной деформации еж = е; + еп.
Сопоставление результатов расчбта с экспериментальными данными представлено в табл. 8.4. Для сравнения А. М. Дмитриевым также был выполнен эксперимент по выдавливанию сплошной заготовки сходным ступенчатым пуансоном (рис. 8.16), в результате чего установлено, что при таком выдавливании сила в момент образования верхнего участка полости той же высоты 6 мм равна 205 кН, что на 13,8% выше, чем при выдавливании трубной заготовки. Сопоставление данных этого опыта с результатами расчета, полученными по формулам раздела 6.6, представлено в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
