Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Л. Д. Олениным с помощью метода баланса работ получены формулы для определения силы комбинированного выдавливания; при этом использовалось предположение о том, что деформации как в зоне истечения в образующуюся стенку стакана, так и в зоне истечения в стержень примерно равны друг другу и определяются площадями поперечных сечений каналов истечения [1321. Некорректность такого предположения подробно рассмотрена в разделах 45 и 7.3. Кроме того, в расчетные формулы Л. Д.
Оленина входит уточняющий коэффициент С„=0,92-1,15. По какому принципу пользователь должен выбирать значения этого коэффициента — автором не оговорено, несмотря на то, что разброс указанных значений составляет 25;4. Все это приводит к тому, что полученные по данным формулам расчетные значения существенно отличаются от экспериментальных. Следует также подчеркнуть, что данная задача с аналитическим определением напряженного состояния заготовки ранее не решалась.
Таким образом, разработка новой теории комбинированного вьщавл иван ил стаканов с наружным стержнем является весьма актуальной. В связи с этим сначала подробно рассмотрим физические особенности протекания данного процесса, после чего проведем его математический анализ. По сравнению с выдавливанием стаканов с внутренним стержнем выдавливание стаканов с наружным стержнем обладает еще большей неопределенностью окончательного соотношения высот стенки стакана и стержня. Это обусловлено тем, что при выдавливании с наружным стержнем очаги пластической деформации на части рабочего хода могут быть разделены жесткой зоной, а после слияния друг с другом высота их будет непрерывно уменьшаться с соответствующим непрерывным изменением радиуса границы Я,.
Таким образом, при слиянии очагов процесс будет нестационарным. Все это обуславливает самые разнообразные варианты протекания процесса деформации. При малой относительной величине отверстия матрицы, 611 предназначенного для выдавливания стержня (рнс. 9.25а), и, соответственно, большой величине требующейся для этого удельной силы, процесс будет начинаться традиционным выдавливанием стакана с набором высоты его стенки, и только после слияния очагов начнется образование стержневой части изделия. При наличии упрочнения течение в стержень может начаться еще до слияния очагов (см. подробные разъяснения к рис. 9.15).
Рис. У.ЗЯ. Варианты формообразования при выдавливании стакана с наружным стержнем При получении стакана с малой толщиной стенки и сравнительно большим диаметром стержня 1рис. 9.25б) на большей части рабочего хода может происходить прямое выдавливание стержня, и лишь в заключительной стадии начнется образование полости стакана. Если диаметры пуансона и отверстия в матрице близки друг к другу или вообще равны (рнс. 9.25в), то полость стакана может образовываться без обратного выдавливания за счет сдвига расположенного под пуансоном металла в отверстие матрицы наподобие процесса сквозной прошивки, а при небольшом перекрытии диаметром пуансона отверстия матрицы 612 — наподобие чистовой вырубки.
Рис. 9.2в. Стесненное выдавливание стакана с наружным стержнем Если значения удельных сил, необходимых для выдавливания полости и стержня, близки друг к другу, то процессы формообразования этих элементов начнутся практически одновременно (рис. 9.25г), однако из-за различной интенсивности упрочнения в верхнем и нижнем очагах пластической деформации скорости увеличения высот упомянутых элементов могут меняться по мере деформации в ту или иную сторону.
Высота стенки стакана может увеличиваться, но при этом, например, ее верхний торец может смещаться вниз. Согласно справочнику ~1321 этот случай является наиболее характерным для практики. На стадии разделенных очагов относительную удельную силу выдавливания при таком протекании процесса можно определить по формуле (9.30). Когда толщина дна стакана (рис. 9.2б) уменьшится до величины 613 Р 1)Ьо+Рч) 2(1+ ай) (9.42) (1 й2) + (й2 2) (9.43) 1 — г 2 а где относительная удельная сила, приходящаяся на пуансон в области обратного выдавливания стенки стакана 1: 2+~Я+ +~~ Н Ьо Р1)[ г г( г))+ Р (9 44) а относительная удельная сила, приходящаяся на пуансон в области прямого выдавливания стержня 2: 1Л 1 5(я 2 2)+ (0,5+уз го)(й +~~' — Ъо) Г2 г2 о (р,+1г, Я," 1п — — 0„75 +А,»' — 0,25~" ~ (и,— г, )Н 614 полученной из формулы (4.52), произойдет слияние верхнего и нижнего очагов пластической деформации.
После этого начнется стеснйнное комбинированное выдавливание, Из сравнения областей 1 н 2 рис. 9.26 с рис. 8.1 и 8.13 видно, что напряженное состояние в этих областях определяется формулами разделов 8.1 и 8.5. Учтя отличия в схематизации, приводящие к соответствующему изменению расчета относительных геометрических параметров, можно получить следующие результаты. Относительная удельная сила стесненного комбинированного выдавливания определяется выражением: где Н вЂ” текушая толщина дна стакана. В формуле (9.45) значение расчетного коэффициента трения )г2' выбирается в зависимости от типа применяемой оправки в соответствии с рис. 8.2-8.5, где этому коэффициенту соответствует )г!'.
Величина Я„определяется из условия минимума выражения (9.43). Получающееся уравнение не может быть решено в квадратурах, в связи с чем необходимо проводить минимизацию численным методом. Ниже приведена программа на языке «Бэйсик» для определения величины Р„и других параметров выдавливания стаканов с наружным стержнем. Расшифровка входяпгпя в программу обозначений 1 Р(М КЗ(102Щ1(102)Д2(102)Д(102) 2 ПЧР(3Т "К =";К 3 ПЧРРТ "г1=";К1 4 ПЧР(3Т "го=";КО 5 ПЧР(3Т "Н =";Н б 1НР()Т "М =";М 7 П4Р()Т "М1=";М1 8 ПЧР(3Т "МО=";МО 9 ПЧР(3Т "М2=";М2 10 С)(0)=100 11 Х=К"2 12 г'=К!~2 13 У=КО"2 !4 РОК!=1 Т0 101 ! 5 КЗ(1)=1-0.01*(1-К1)*(1) 1б З=КЗ(1) 17 13=)л2 18 Т1=(МО+М1)*(1-4Ч3+!3л2э(З 4э4 00(Ю)))/(2 (1 13) 2) 19 Т2=(Х-1)/(1+2*М*К) 20 ()1(1) — 1 1*(2+1 Об(К)+О 5эН/Т2+О 5еТ1/Нг-Мгй/(1+Мхй)) 6! 5 21 ТЗ=(0.5+М2*КО)~(!3+1/-2*2)/(У-Х)-(М1-МО)вК1 22 Р=(Л 23 Т4=(М1+МО)*((У'2*(1,00(З/К1)0.75)+1/*У-0.25*У"2)*К1/Р 24 !)2(1)=1.1*(1.5*Р+13а!.00(З/К1)+ТЗ аН+Т4/Н)/(!/-2) 25 (/(1) ((/1(1)а(1-(!)+(/2(1)в((3-Х))/(1-У) 26 1Р Я(1)>=Я(1-1) ТНЕХ 28 27 ХЕХТ 1 28 РКПЧТ ()ЯНЧО "Кг=№.№№№ 91=№.№№№ 92№.№№№ 9=№.№№№";КЗ(1-1), () 1(1-1),02(1-1),%1-1) 29 ЕХ!З Для проверки расчЕтных соотношений нами были использованы эксперименты А.
М. Дмитриева и Е. А. Абрамова по выдавливанию стаканов со сплошным наружным стержнем из свинца СОО (рнс. 9.27). Варианты смазки индустриальным маслом и обезжиривания ацетоном определенных поверхностей контакта заготовки с инструментом выбраны по методике планирования многофакторного эксперимента. Относительная толщина дна стакана, при которой производилось сравнение экспериментального и теоретического значения относительных удельных сил, определялась по формуле (9.42), то есть принималось, что Н=НС. Значение Я„определялось с помощью вышеприведенной программы.
Результаты сопоставления представлены в табл. 9.12. Рис. 9.27. Образец из свинца СОО, выдавленный нрн И=1,22, г;-0,49 С достаточной для практических расчбтов точностью величина Я„может быть также определена по следующей 616 приближенной формуле: Ф -го ГЯ-1+г — г о (9.46) результаты расчета с использованием этой формулы представлены в табл. 9.13. Таблица й12. Сравнение расчетных и экспериментальных значений относительной удельной силы выдавливании стаканов с наружным стержнем из свинца СОО прп г~=й (М, определен минимизацией) Таблица У.13.
Сравнение расчетных в экспериментальных значении относительной удельной силы выдавливании стаканов с наружным стержнем из свинца СОО при ге=О (к„определен по формуле (ОА6)) б17 ГЛАВА 1О РАДИАЛЬНОЕ ВЫДАВЛИВАНИЕ 10.1. ВЫДАВЛИВАНИЕ СПЛОШНОЙ ЗАГОТОВКИ Н, Рис. 1д.2. Двустороннее радна.ньное выдавливание сплошной заготовки Рис. 10Л. Олностороннее радиальное выдавливание сплошной заготовки При перемещении материала заготовки в зону деформации с одной стороны радиальное выдавливание называется односторонним (рис.
10.1). а при симметричном перемещении матсрнала с двух сторон двусторонним (рнс. 10.2). Общее определение напряженного состояния заготовки при радиальном выдавливании будет изложено в разделе 10.2. Ниже приводятся частные результаты. относящиеся к ради- в! 8 Радиальным выдавливанием низывается операция, при которой происходит увеличелгие диаметра заготовки на части ее высоты путем вытеснения .иатериали в ридиазьну~о полость, расположеннунз по перинетру боковой поверхности заготовки. Радиальное выдавливание применяется для изготовления изделий типа стержней или труб с поперечными выступами (рис. 1О.1, слева) или фланцами (рис.
10.1, справа). и =1,1 1+!и Я+ ' ' + 2)зН, 0,5+ н, 4Ь (10.1) а на рис. 10.1, слева— и =1,1~1+!пЯ+ — + 2рН 1 4Ь (10.2) Относительная удельная сила двустороннего радиального выдавливания (рис. 10.2) определена выражением д=1,1 1+!пЯ+ — +2рН, 1 4Ь (10.3) Так как в этом случае металл поступает в образующийся выступ с двух сторон, а не с одной, то очевидно, что удельная сила двустороннего выдавливания будет меньше, чем одностороннего, поскольку начальная высота Нш (рис.
10.2) будет меньше. чем Но (рнс. 10.1). Таблиц» 1й1. Сравненве расчетных и зкснервмевтальп значений относительной удельной силы ири радиальном выдавливании (н=п,=й,1 н Н=О,З) В табл. 10.1 представлено сопоставление результатов расчета относительной удельной силы радиального выдавли- альному выдавливанию сплошной заготовки. Относительная удельная сила одностороннего радиального выдавливания, показанного на рис. 10.1, справа, определена выражением ванна по формуле (10,1) с экспериментальными данными работы ~105).
102. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ ВЫДАВЛИВАНИИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ Одностороннее радиальное выдавливание трубной заготовки на оправке показано на рис. 10.3. Двустороннее выдавливание трубной заготовки осуществляется аналогично показанному на рис. 10.2. Рис. 10,3.
Одностороннее радиальное выдавливание трубной заготовки на оправке Определение напряженного состояния заготовки при радиальном выдавливании ранее рассматривалось в работе 1105]. Выполненное решение имеет следующие недостатки: 1) рассмотрен лишь наиболее простой частный случай выдавливания сплошной заготовки, показанный на рис. 10.1, справа; 2) полученные формулы имеют очень громоздкий вид; 3) для расчета по данным формулам необходимо использовать экспериментальный параметр, указанный лишь для Я=1,3; 1,5; 620 гррр(р) .
(10.4) Используя условие несжимаемости (2З5) н кинематические соотношения (2.19), с учетом выражения (10.4.) находим, что 1 д г =-- — [~р(р)р)г+<р,(р). Рор (105) Так как прн -=0 г,=О, то у~(р)=0 н окончательно (10.6) С учетом зависимостей (10.4) н (10.5) из системы (2.19) видно, что скорости линейных деформаций зависят только от р, а скорость угловой деформации представляет собой функцию от р. умноженную на г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
