Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Однако отсюда не следует, что для обжима целесообразно применять максимальное упрочнение заготовки, так как с увеличением упрочнения возрастает склонность к образованию в краевой части продольных складок и трещин (пластичность понижена). Необходимо также отметить, что на допустимый коэффициент обжима мажет оказывать существенное влияние неравномерность распределения механических свойств по длине заготовки. Например, при обжиме цилиндрической заготовки, полученной вытяжкой и не подвергнутой отжигу, допустимый коэффициент обжима может быть меньше, чем при обжиме заготовки, отожженной после вытяжки.
Объясняется это тем, что при вытяжке упрочнение заготовки неравномерно по длине и краевая часть заготовки более упрочнепа (имеет большее значение напряжения текучести о,), чем часть цилиндрической стенки, прилегающей к донышку. В этом случае при обжиме деформируется часть заготовки, имеющая повышенное значение напряжения текучести, а часть заготовки, в которой может возникнуть потеря устойчивости, имеет меньшее напряжение текучести. Можно представить и другой случай неравномерного распределения механических свойств по длине заготовхи. Если цилиндрическая заготовка упрочнена, а ее краевая часть, которая будет пластически деформироваться прн обжиме, подвергнута разупрочняющему отжигу, то напряжение текучести в стенках заготовки, где может иметь место потеря устойчивости, будет больше напряжения текучести части заготовки, дсформируемой при обжиме, сопротивление деформированию будет меньше сопротивления потере устойчивости и можно ожидать увеличения допустимого коэффициента обжима.
В этом случае отжиг должен обеспечить плавное уменьшение напряжения текучести в краевой части заготовки, подвергаемой обжиму, с тем чтобы увеличение о, по мере деформирования при обжиме сопровождалось увеличением сопротивления потере устойчивости на границе между очагом деформации и недеформируемой частью. Рассмотрим дополнительно некоторые особенности деформировання при обжиме, в том числе и при обжиме в матрицах, отличных от конической. Отметим некоторые особенности деформирования краевой части заготовки при выходе ес нз конической рабочей полости матрицы, Для образования цилиндрического участка детали элементы заготовки, перемещающиеся из конического в цилиндрический учас- ~ "о 1= 2 соя а (3,123) Формула получена из условий равенства момента, образованного действием напряжений а,, моменту, необходимому для изгиба полосы. Диаметральныс размеры элементов краевой части заготовки, сходящих с конической поверхности матрицы, уменьшаются, а длина участка, деформирующегося без контакта с матрнцсй, увеличивается до значения, определяемого формулой (3.123), после чего начинается изгиб с образованием участка свободного изгиба при о, =- О (см.
ранее). После получения кривизны определенного радиуса элементы заготовки стремятся сохранить этот радиус, а так как по мере обжима все новые элементы сходят с конической поверкности матрицы, сохранение кривизны становится возможным лишь при условии увеличения диаметральных размеров краевых элементов заготовки, Однако это увеличение возможно лишь в случае, если тангенциальные напряжения станут растягивающимн. Отсюда следует, что после того хак диаметральныс размеры краевых элементов стануг минимальными, в них изменится знак тангенциальных напряжений (вместо сжимаюп1их они стануг растягивающими), а эти элементы начнут растягиваться в тангенциальном направлении.
Когда длина участка с растягивающнми тангенциальными напряжениями станет равной двине, определяемой по формуле (3.123), тангенциальные напряжения создадут момент, достаточный для спрямления, т.с. для изменения радиуса кривизны срединной поверхности элементов от радиуса свободного изгиба до бесконечности. С этого момента начнется образование цилиндрической части нового диаметра. Схема деформирования краевой части заготовки при сходе с конической поверхности матрицы приведена на рис. 3.49. ток (в отверстие матрицы), должны изменить форму срединной поверхности с конической на цилиндрическую. Это может быть выполнено поочередным нагибом и спрямлением, которые вызываются действием изгибающих моментов. Эти изгибающие моменты могут быть вызваны действием тангенциальных напряжений о, в элементах заготовки, деформнрующихся без контакта с поверхностью матрицы.
По крюо заготовки напряжения о, ~ о„и для создания изгибающего момента М = )о з'! нужно, чтобы длина участка, деформирующая- 4 ся без воздействия поверхностных сил, была равна в меридиональном направлении 164 !65 Рис. Злр. Образоввние крвеаото участка Рнс.3.50. Сиама обмима в матрице с образующей постоанной «рнвизнм Из сказанного следует, что при обжиме в матрице с малым радиусом скругления кромки между конической и цилиндрической частями цилиндрическая часть детали, образующаяся при обжиме, имеет диаметр, меньший диаметра цилиндрической части матрицы (заготовка отходит от матрицы).
Разницу в диаметрах легко определить, используя привсдешюе ранее выражение для определения радиуса свободного изгиба [! 8]. Наличие зазора между пялиндрическими поверхностями матрицы и обжатой заготовки приводит к тому, что край заготовки имеет криволинейную образующую (участок свободного изгиба), и, кроме того, образующая цилиндрическая часть меньшего диаметра имеет пониженную размерную точность по диаметру (нестабильность исходной и конечной толщины стенки). С целью устранения подобных размерных неточностей целесообразно переход от конической к цилиндрической части матрицы меньшего диаметра выполнять по радиусу, который несколько больше радиуса свободного изгиба на выходе из матрицы.
В этом случае заготовка в зове изгиба будет скользить по торообразной поверхности на переходе от конуса к цилиндру, а спрямление будет осуществляться действием момента, созданного давлением на краевую часть заготовки со стороны цилиндрической поверхности матрицы (аналогично действию реактивной полости матрицы на последующих переходах вытяжхи). Другой, наиболее распространенной разновидностью обжима является обжим в матрице с криволинейной образующей. В этом случае кривизна и в широтном, и в меридиональном направлении не равна нулю и, так как напряжения а, и а, отрицательны, контахтные нормальные напряжения при обжиме в матрице с выпуклой криволинейной образующей несколько больше (при прочих равных услоаияк), чем при обжиме в конической матрице. Рассмотрим случай обжима в матрице с образующей, имекнцей постоянную кривизну (рис. 3.50).
Распределение напряжений вдоль образующей [а, =Яр) или о, =7(а)] может быть получено совмест- ным решением уравнения равновесия и пластячности. Связь межщ р = =- Яа) можно установить из геометрических соображений. Более или менее строгий подход к решению этой задачи приведен в работе [Щ.
Формула для определения а„в этом случае может бьггь представлена в виде (г) а о рмач (3.124) (-Ю ПРиведеннаа фоРмУла спРаведдива пРи ле и Ус,. Мстодиха, которая была использована для отыскания величины о, может быть использована и для анализа других разновидностей Р обжима. Следует заметить, что полученные зависимости справедливы для относительно тонкостенных заготовок, когда схема напряженного состояния с достаточной точностью может быть принята плоской.
Для толстостенных заготовок следует учитывать влияние сжимающих напряжений, действующих перпендикулярно срединной поверхности заготовки. В этом случае схема напряженного состояния объемна и это изменяет как уравнение равновесия, так и уравнение пластичности, а кроме того, ввиду увеличения числа неизвестных приходится вводить в решение дополнительные уравнения (связи, постоянства объема и тп.), что делает задачу математнчески весьма сложной.
Приемлемую строгость решения может обеспечить использование для анализа процесса деформирования мепща конечных элементов (МКЭ) и других подобных методов. В то же время, хак показано в работах В.Н. Оцхели, прн использовании некоторых допущений можно получать решение в аналитических функциях, с приемлемой точностью отражающее условия деформирования при обжиме толстостенной оболочки и даже несколысо уточняющее некоторые особенности деформирования сравнительно тонкосгеннык оболочек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
