Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Например, для алюминиевого сплава АВ согласно соотношению (11.5) при рабочем ходе в=1 Ь, =1,88Ь„ и, следовательно,при Я=1,8 расчЕтное значение и Ь,=1,6, а экспериментальное из работы 11051 — м,в,lи,=1,7, то есть Ь=б,3%; таким образом, у данного упрочняющегося сплава по сравнению с неупрочняющимся свинцом СОО оптимальная скорость по расчЕту уменьшается в 1,33 раза, а по данным эксперимента — в 1,35 раза, то есть 8=1,1%. 11.3.
ВЫДАВЛИВАНИЕ СТАКАНОВ С ПРОТИВОНАТЯЖЕНИЕМ Выдавливанием с нротнвонптяженнем называется выдавливание, при котором к образующейся стенке стакана ирикладывают растягивающую силу. Операция выдавливания с протнвонатяженнем является, как правило, элементом общего технологического процесса штамповки полых деталей с внешним фланцем, расположенным вблизи торца стенки. В этом случае можно осуществить такую схему выдавливания, когда приложенная к флаицу сила тянет за него, создавая в стенке осевое напряжение, несколько меньшее по величине, чем напряжение текучести материала Рис 11.4. Вылавливание заготовки.
Удельная сила на е прстивоиатяжеиием пуансоне, выдавливающем Фланец формируется на предшествующих выдавливанию полости операциях штамповки. При штамповке на прессе выполнение фланца может быть осуществлено прямым выдавливанием из заготовки, имеющей диаметр, равный диаметру фланца. При штамповке на холодновысадочном автомате фланец набирают путем высадки заготовки, имеющей диаметр, равный внешнему диаметру основной по длине части детали. После формирования фланца заготовка поступает на операцию вьщавливания полости, в процессе которой к фланцу с помощью соответствующего уступа матрицы (рис.
11.4) прикладывают удельную силу натяжения д„, величина которой не должна превышать наименьшее напряжение текучести материала в образующейся стенке стакана, чтобы не вызвать ее пластическую деформацию и разрыв. С учетом этого, в относительных величинах должно выполняться условие д„< 1. Важно отметить, что эффект снижения силы при выдавливании с противонатяжением обусловлен не только созданием растягивающих напряжений, но и тем, что с учетом принудительного перемещения матрицы со скоростью движения образующейся стенки стакана на части поверхности контакта очага пластической деформации с матрицей возникнут активные силы трения, подробно рассмотренные в разделе 4.9. Соответствующие расчетные формулы для выдавливания с противонатяжением имеют вид: (11.27) (Я~ — 1)(0,5 + р,) 2(1+ 2р„Я) (11.28) Ьду Ьд (1 + Ау(1 0,2е ' — 0,8е ")) (11.29) 670 материал в стенку, может быть при этом существенно сниже- на.
2(Я вЂ” 1) " 4Ь„ р„— 1,1 1+, ܄— д„. 1+ 2р„Я й2 1 и н' (11.31) Таблица 11.2. Сравнение расчетных н экспериментальных значений снижении относительной удельаои силы нрн выдавливании с протнвонатажеиием (12=12,=0,1; 9„=0,9) Расчдт накопленных деформаций при выдавливании с противонатяжением выполняется по методам 4.6.1 н 4.6.2 (принимается Ь, = Ь„). Прогнозирование разрушения осуществляется по методу раздела 5.5. Среднее гидростатическое давление, в условиях которого находились частицы, поступающие в опасную по разрушению точку А (рис.
4.16), определяется по формуле о„= — 0,183 — 0,275 2 " Ь„+ 0,59„, (11.32) 1+ 212„Я л2 1 и 671 В справочнике 19Ц указано, что при выдавливании с противонатяжением сила деформирования снижается на 30- 37% по сравнению с традиционным выдавливанием. В табл. 11.2 представлено сравнение расчетных значений снижения силы со средним экспериментальным значением 33,5%. Для определения параметров традиционного выдавливания использовались формулы (4.20), (4.22) н (4.38), а для выдавливания с противонатяжением — (11.27), (11.28) н (11.30). а в точку Б — по формуле (5.66). Лример 11.3.1. Определить ход разрушения при холодном свободном выдавливании с противонатяжением (9„=0,9) фосфатированной и омыленной заготовки из стали 20 в матрице с относительным радиусом 1т=1,5. Решение.
Принимаем р=1г1=0,1 и, в соответствии с рекомендациями п. 7 метода 4.6.1, ведем расчет накопленной деформации в опасной точке Б по формулам для случая затрудненного течения под торцом пуансона. По выражению (11.27) находим р„= — 0,03, после чего, используя формулу (11.28), находим начальную высоту очага пластической деформации Ь„=0,645. Далее по формулам (11.32) и (5.66) нахошгм величины относительного гидростатического давления в опасных точках: од=0,138, па= — 0,085.
Подиаграмме пластичности (рис. 5.26) для соответствующих величин гидростатического давления находим величины предельных накопленных деформаций: ерд=1,0, ерь=1,3. В соответствии с табл. 3.2 коэффициент упрочнения А„=0,999. С учетом этого, задаваясь величиной рабочего хода з, сначала по формуле (11.29) определяем расчетную высоту л, = Ь„„а затем последовательно находим по методу 4.6.1 Ч~, л„е„, е;д, еж, еж. Расчет ведйм до тех пор, пока не найдем ход ер, при котором либо ем=ерд, либо еж=ерь . В данном случае с помощью программы для ЭВМ (№=3), аналогичной приведенной в разделе 5.5, при ходе зр=0,779 получено: Ь,=1,070, у=0,8, а=6,728, з =0,786, е;д=0,673 (так как при е=е„ед<ерд, а при дальнейшем ходе пуансона егд остается постоянной, то делаем вывод, что разрушения на наружной поверхности стенки стакана не произойдет), еж=0,896, еь=1,30~рь. Таким образом, при рабочем ходе пуансона з>0,779 вероятно начало интенсивного трещинообразования на внутренней поверхности стенки стакана.
Сравнивая полученный результат с установленным в примере 5.5.1 для традиционного выдавливания ходом разрушения ер=2,148, можно сделать вывод, что выдавливание с противонатяжением приводит к значительному снижению ре- 672 сурса пластичности материала заготовки. Это обусловлено тем, что при таком выдавливании, в отличие от выдавливания с активными силами трения, не происходит существенного увеличения высоты Ь„и, следовательно, ещй большее повышение алгебраической величины гидростатического давления практически не компенсируется уменьшением величины накопленных деформаций.
11.4. ВЫДАВЛИВАНИЕ СТАКАНОВ С КРУЧЕНИЕМ Выдавливанием с кручением называется выдав- л иван не, при котором к торцу заготовки помимо осевой ппы прикладывают крутяи1ий момент. Экспериментально ус- Ь тановлено, что выдавливание с кручением позволяет значительно снизить осевую силу деформнрования 199, 100, 1341. Теоретически показано, что снижение осевой Рис 11.5. Параметры выдавлнва- силы при таком выдавливания цилиндрического стакана с нии по сравнению с традикручением ционным обусловлено при- ведением пггампуемого материала в пластическое состояние за счет скручивания и изменением направления действия сил контактного трения, приводящим к уменьшению его отрицательного влияния [106- 1081.
Поскольку выдавливание с кручением наиболее эффективно при отсутствии проскальзывания, то специально увеличивают шероховатость поверхностей штампового инструмента, контактирующих с торцовыми поверхностями заготовки. В частности для этого на торцах пуансона и выталкивателя вы- 673 полняют канавки определенной формы 11341. С той же целью торцовые поверхности заготовки обезжирнвают, а боковые— смазывают, чтобы трение между заготовкой и матрицей не препятствовало скручиванию. В результате этих мероприятий обеспечивается скручивание заготовки по всему ее поперечному сечению.
Основным параметром, влияющим на эффективность кручения, является относительный угол закручивания 9 (11.33) где ~р — абсолютный угол закручивания верхнего торца заготонки относительно нижнего в радианах, получаемый при величине пути деформирования, равной з. Если в процессе выдавливания выталкиватель неподвижен, а кручение обеспечивается винтовым механизмом, то относительный угол закручивания будег константой т=2ч0Р, где Р— шаг резьбы.
При осуществлении выдавливания с кручением с помощью винтового пресса можно также использовать следующую эквивалентную зависимость: РН = —, (11.34) т0 где ш — угловая скорость вращения пуансона (рис. 11.5). Ввиду сложности, связанной с тем, что из-за наличия тангенциальных касательных напряжений задача является объемной и требует использования всех трех уравнений равновесия (2.25), теоретический анализ напряженного состояния заготовки при таком выдавливании в литературе отсутствует. Между тем исследование напряженного состояния актуально как для определения величин деформирующей силы и максимального давления на стенку матрицы, что необходимо для выбора оборудования н расчета на прочность инструмента, так и для оценки предельного формоизменения заготовки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
