Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Сояоставлевве расчетных и экспериментальных значения относительвов удельной силы выдавливания с раздачей/традиционного заготовок вз свинца СОО ярв 7=5', р=рз=0,3 я р; — 0,5 Ьо 8,% го 1,2 5,0 5,061 0,831 0,448 1,33 6,1 1,3 6,181 0,524 О,б 4,9 4,870 0,852 0,491 1,16 6,3 1,20 5,6 5,979 1,33 7'15' 0,519 0,866 0,492 1,05 3,7 4,6 4,774 7,5 5,840 0,515 1,4 4,637 0,886 0,492 0,90 6,0 5,3 0,509 5,636 2,4 4,590 0,776 0,546 1,5 4,0 5,3 5,519 0,618 3,6 4,459 0,806 0,604 1,3 1,50 1,35 8'30' 5,1 5,376 0,615 5,1 0,836 0,607 4,351 8,0 4,8 5,216 0,611 0,865 0,609 0,9 4,232 4,2 0,8 5,038 0,607 2,7 573 Рис. У.б. Экспериментальный штамп для выдавливания с раздачей Пример 9.1.2.
Выполнить подробный расчет параметров выдавливания с раздачей заготовки, приведенных в табл. 9.1 при значениях Я=1,33, г1=1,2, а=7'15', ив=1,1б. 574 Решение. По формулам (9.19) и (9.20) вычисляем ге=6,852 н Яа=1,229. С помощью выражения (9.8) находим 18уа=6,109, после чего по зависимости (9.9) определяем рай=6,060. Затем по формуле (9.14) вычисляем А=0,491, а по формуле (9.18) — Н~=0,32б. С учетом критерия (9.17) по формуле (9.5) находим А~=2,057, после чего по формуле (9.13) вычисляем ~4,870. СравниРие.
9.7. Образец из свинца С00, выдавленный с раздачей вал с экспеРнментальным зн~- при Я=1 5 г~ — 1 35,$~-6 9 чением, 01пРеделлем погРеш7=5' а=8"30' ность 8=6,6%. Выполненные исследования позволили разработать ппамп для выдавливания с раздачей заготовки [146], который работает следующим образом. При опускании верхней плиты (рис. 9.8) с пуансоном 1 приводится в движение съдмник 4, который в момент касания пуансоном заготовки начинает синхронно перемещать вниз подпружиненную матрицу 2. По окончании выдавливания выталкиватель 3 удаляет изделие из матрицы. В случае застревания изделия на пуансоне оно снимается при обратном ходе съем- ником 4.
Выбор формы рабочих участков матрицы и пуансона не обязательно должен быть коническим, а проектируется с учетом требуемой формы получаемого изделия. При этом следует стремиться к тому, чтобы площадь зазора в направлении истечения оставалась постоянной или несколько уменьшалась (последнее создает дополнительный подпор, уменьшающий вероятность трещинообразования, что важно в случае выдавливания малопластичных материалов).
Аналогичным способом можно выдавливать не только цилиндрические, но и, например, заготовки с квадратным нли шестигранным наружным 575 или внутренним поперечным сечением. Рис. У.8. Штамп для выдавливания с раздачей заготовки в движущейся матрице 576 9.2.
ВЫДАВЛИВАНИЕ СТАКАНОВ СО СФЕРИЧЕСКИМ ДНОМ Операция выдавливания пуансоном с полусферическим торцом в матрице, имеющей сферическое дно, является наиболее эффективной для изготовления стаканов со сферическим дном. Для получения расчЕтных формул такого выдавливания сначала получим общую формулу удельной силы на основе наиболее удобной схемы, показанной на рис. 9.11, где область пластических деформаций представлена заключенной между двумя эквндистантными сферическими поверхностями. Так как эта схема соответствует правой части рис.
4.44, то можно аналогично разделу 4.10 показать, что напряженное состояние заготовки определяется выражениями: 2СР+ С, о =1+ 21пр+ ' соз42+С2, У Р с =а — 1, (9.22) Ср+ С, т = ' з1п42. ру 2 Для определения произвольных постоянных С и С~ в качестве первого граничного условия имеем т =2р,/~Г3 при р=1 и 62 = к /2 . В качестве второго граничного условия в известных решениях 1105, 12Ц принято т = — 1/~/3 при р=Я и 92 = л /2 . Недостатком этого условия является то, что оно не позволяет учесть коэффициент трения между заготовкой и матрицей.
Поскольку соответствующая этому условию точка А (рис. 9.11) принадлежит не только границе между пластической и жесткой областями, но и одновременно является точкой соприкосновения пластической области с матрицей, то 577 нам представляется более целесообразным принять, что каса- тельное напряжение в зтой точке равно среднему арифмети- ческому между трением по матрице и предельным касатель- ным напряжением, то есть 2 Гф+0,51 1 г, = — — ~ ' ~= — — (р+0,5), ~/3 (. 2 1 ~ГЗ (,и+ 0,5)Я'+ 2,и, ГЗ(Л-1) М(~~+ 0 5)й+ 2р, ~ГЗ(й-1) (9.23) Произвольную постоянную Сз найдем из граничного условия н, =0 при у=к/2 и р =(Я+1)/2 (то есть посередине толщины стенки стакана): Я+1 Сз= — 1 — 2 1п —. (9,24) 2 Аналогично выражению (4.221) использовав систему (9.22) при р=1, с учетом формул (9.23)-(9.24) найдем удельную деформирующую силу: 1+21 ~~+~+0 3й5й(0~5+У)11+2Р~) (925) 2 Я вЂ” 1 Теперь рассмотрим типовую диаграмму изменения удельной силы по ходу выдавливания стакана со сферическим дном, которая показана на рнс.
9.9. По сравнению с диаграммой традиционного выдавливания она имеет значительно более сложный характер, в связи с чем подробно рассмотрим 578 Это граничное условие является более общим по сравнению с традиционным и переходит в него при подстановке 1г=М,5. Использовав оговоренные граничные условия, получим, что физические процессы, обуславдива1огцие особенности отдельных участков диаграммы выдавливания изделий со сферическим дном.
я ! Рис 9.9. Типовая диаграмма изменения удельной силы по ходу выдавливания стакана со сферн- Рпс. 9.19. Формонзмененне заческнм дном нз неупрочняюше- готовки в начале выдавливания гося материала стакана со сферическим дном Рис. 9.Ы Формоизменснне за- Рпс. 9.12. 1!араметры стесненногсповкн перед окончанием вы- го вызавлнвання стакана сосфедавливания стакана рнческим дном На участке ОА происходит внедрение сферического торца пуансона в заготовку и одновременно начинается заполнение сферической полости дна матрицы (рис.
9.10, слева). Верхний очаг пластической деформации 1 отделен от нижнего очага 2 жЕсткой зоной 3. При рабочем ходе, соответствующем точке А, торец пуансона полностью внедряется в заготовку, после чего наступает квазистационарная стадия выдавливания АБ (рис. 9.10, справа). Поскольку на данной стадии вследствие интенсивного заполнения сферической полости матрицы происходит преимущественное перемещение материала заготовки вниз, то это вызывает соответствующее перемещение верхней части заготовки, в результате чего в зоне контакта очага пластической деформации 1 и матрицы возникают активные силы трения. Для определения относительной удельной силы выдавливания на данной стадии следует с учетом активных сил трения подставить в формулу (9.25) и со знаком « — »: д =1+2)в~+~+0ЗЗР(05 1")~'+~"') (9.2б) 2 Л вЂ” 1 По мере заполнения сферической полости матрицы перемещение материала заготовки вниз замедляется.
в результате чего силы трения между верхней частью заготовки и матрицей постепенно меняют направление и становятся реактивными, что вызывает соответствующий рост силы выдавливания на участке БВ (рис. 9.9). Точка В соответствует моменту полного заполнения донной части матрицы (рис. 9.11, слева). Соответствующую этой точке относительную удельную силу можно вычислить по формуле (9.25). При дальнейшем ходе пуансона нижняя граница очага пластической деформации 1 перестанет соприкасаться с жесткой областью 3 и выйдет на поверхность дна матрицы (рис. 9.11, справа), в связи с чем на этой границе предельное касательное напряжение г„, = -1/~/3 изменится на меньшее г = — 2р/~ГЗ.
Сделав соответствующую корректировку гра- 580 ничных условий, можно показать, что в этом случае относительная удельная сила выдавливания, соответствующая эквидистантному положению сферических поверхностей пуансона и матрицы (точка Г на рис. 9.9), будет определяться выражением: д =1+ 21п — +0,77 2 Л вЂ” 1 ж2Л К вЂ” 0,5з, +1 (Я-0,5з,)1,и(Я вЂ” 0„5з,)+ р,1 2 Я вЂ” 05з,— 1 581 При продолжении выдавливания (рис. 9.12) удельная сила какое-то время (до точки Д на рис. 9.9) остается практически постоянной, после чего начинает расти. Поскольку на данной стадии эквидистантность границ очага пластической деформации нарушается, то задача определения деформирующей силы требует специального рассмотрения.
Эта задача без особых затруднений может быть решена достаточно корректно на основе полученных выше соотношений и кинематически возможной схемы, показанной на рис. 9.12, слева. Нами такое решение получено, однако окончательная формула имеет достаточно громоздкий вид. Учитывая, что изделия с переменной толщиной дна на практике встречаются крайне редко, то есть решенная задача больше представляет академический, а не практический интерес, мы считаем целесообразным предложить более простой подход, который и можно использовать в случае необходимости. Этот подход состоит в принятии допущения, что сила выдавливания на данной стадии эквивалентна силе выдавливания в зазор постоянной толщины между торцом пуансона и дном матрицы, определяемый средним значением между наибольшим Я и наименьшим А~ = Л вЂ” з~ радиусами реального зазора (рис.
9.12, справа), где зз — ход, отсчитываемый от точки совпадения центров полусфер пуансона и матрицы. Подставив в выражение 19.27) вместо Я это среднее значение, равное Я вЂ” 0,5з~, получим формулу для расчетов на участке стесненного выдавливания ДК: Для проверки расчетных формул были использованы эксперименты А. М. Дмитриева и Е. А. Абрамова по выдавливанию заготовок из свинца СОО (рис. 9.13). Выдавливание осуществлялось в матрице с диаметром рабочей полости 30 мм (рис. 65; донный вкладыш матрицы имел сферическую полость) пуансонами с диаметрами рабочих торцов 25 и 15 мм (соответственно, ~1,2 и и=2). В первом случае опыты проводились с заготовками высотой 11 мм, смазанными смесью индустриального масла 20 и днсульфита молибдена, во втором случае использовались как смазанные, так и обезжиренные ацетоном заготовки высотой 23 мм.
Таблица 9.3. Сравнение расчетных в экспериментальных значении удельной свлы вь1давлвваннв в характерных точках диаграммы на рнс. 9.9 Результаты опытной проверки расчетных соотношений представлены в табл. 9.2. Отсутствие сравнений в клетках, где стоят прочерки, обусловлено следующим: ввиду того, что при Я=1,2 исходная заготовка была сравнительно низкой, на диаграмме (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
