Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 4 (Mashinostroenie, 1987)(ru)(L)(T)(273s) (813579), страница 48
Текст из файла (страница 48)
е. за пределами круга радиусом а. Искривление при этом охватывает и приграничную область этого круга. Но круг, очерченный радиусом, равным приблизительно 0,8 а, остается практически плоским СКРУЧИВАНИЕ СКРУЧИВАНИЕ 231 гз; г; гг Ир = — агс(й внэ, (22) где а, — кручение [см, формулу (3) [. Отношение длины материальной винтовой линии к начальной длине прн неизменной длине полосы [( = = 1 (0)) равно отношению (рис. 5, в) с(г/бге —— 1/соэ Ир.
(23) Деформация удлинения винтовой ли- нни -р Рпс. Е. Респределенне деформлцна по сечению серуеенноя полосы (я !я! = ЕЕ') Р сжимающего напряжения ор, поэтому толщина винта по осн несколько больше исходной, Деформация по отношению к углу между координатными линиями г и р (см. рис. 5, г) егр =- вгу охх е) Рнс. а. Сгруонплнне относнтельно тонкоВ полосы: о — ресоехне» схема; б — нзчэльные размеры полосы; з — элемент скрученная полосы: г — схеме и среоннтельноа оценке касательного нэпрнменнн еср =- зв /2 гр г (хрутящнй момент определяют по формуле й( рл 8 3 !"+!!/зА (и.+3) 'а"ам+э г (21) где прннимаюта = а (О); в, = И /1(0). Разрушение металла по исчерпании его пластичности возннкаег на вер- шинах витков.
Предельный угол Ир(А) = Ир (А)п наклона винтовой линии, лежащей на цилиндрической поверхности радиусом а, составляет приблизительно (0,8 — 0,9) Ир (/()и Скручивание относительно тонкой полосы при неизменной длине. При скручивании относительно тонкой по- лосы ее срединная плоскость пре. вращается в винтовую поверхность (рис. 5). Материальные линни срединной плоскости полосы, расположенные от оси вращения па расстоянии р (0) (рнс. 5, б), превращаются в винтовые линии, лежащие на цилиндрических поверхностях радиусом р (рнс.
5, а). Расстояние р < р (О), т. е. в процессе скручивания линия приближается к осн. Угол наклона винтовой липин к образующей цилиндрической поверх- ности ег =- 1п (1/соз Ир). (24) Две другие деформации — в направлении нормали к винтовой поверхности н в направлении радиального луча — сдотвегственно равны: ен = !и [з/э(0)); (25) е„= — !п [г(р/б)э (0) ). (26) Толщина образовавшегося нз по. лосй винта непостоянна вдоль его поперечного сечения. Наименьшая толщина имеет место на кромках винта прн р = Я.
Если металл нэотропный, здесь выполняется равен. ство ен = ер, поскольку ор = — 0 (внешняя сила иа кромках ие действует). Поэтому толщина винта на его кром- ках з = з (0) соз Ир (/хз) ° Полученная экспериментально картина распределения деформаций по сечению винта представлена на рнс. б. Металл образца был аниэотропиым (гор= 1, 2), поэтому прн р < /се„< < ер. Деформации в частицах, расположенных по оси винта, еп ) О, ер < О.
Зто результат воздействия На срединной винтовой поверхности угловая деформация равна нулю; наибольшего значения деформация достигает в прнповерхиостном слое (у = г/2). Осредненное по направлению нормали к винтовой поверхности значение деформации соизмеримо с деформацией ег опреде ляемой по формуле (24), только для частиц срединной винтовой поверхности, расположенных вблизи от оси вращения, н на порядок меньше для частиц, отдаленных от оси иа расстояние р ~ бз. Поэтому в расчетах процесса скручивания относительно тонкой полосы угловой деформацией н касательным напряжением огр СКРУЧИВАНИЕ 232 СКРУЧИВАНИЕ 233 р/о/7Я/о/ Р о,у 7,0 -пщ -О,го р-р/о/ я/о/ о,го Рнс.
7. Зевнснмость относительного перемещении метсривльной точки от ес относительной нвсельиой «ооудннвты (рис. 5, г) пренебрегают. Нормальные напряжения считают главными (аг, = = аг, аоя = аа); ПРИИИМащт, Чта Ча. стицы находятся В плоском напряженном состоянии. Напряжения ао возникают от того,что растянутые винтовые слон, пойеречиое сечение которых равно зир, искривлены и надавливают друг на друга. Технологические параметры, полученные в численном решении уравнений теории пластичности, записанных о о,я 7,О юя Рнс.
а. Зависимость безразмерного крутящего момента т пви скручиианин полосы ет параметра ее 4юамонззсеиеннн ы Я Рис. Е. Зависимость безразмерной иуедольиой силы р возникающей орн скручивании полосы с неизменной длиной от нврвмстре ес 4юрмонзмеиеиня ы Я с отмеченным упрощением, представлены на графиках (рис. 7 — 9). На рис. 7 представлена зависимость относительного перемещения (р— — р (0))Я (0) материальной точки срединной поверхности анита от ее относительной начальной координаты р (0)//7 (0) для различных значений параметра ыЯ.
Как показали результаты расчетов, параметры кривой упрочнеиия практически ие влияют иа эту зависимость. На рис. 8 представлен безразмерный крутящий момент т =- М/А/7~ (0) з (0) в виде функции параметра ыг/7 для различных значений параметра л кривой упрочиения. Для значения п =- 0,2 штриховой линией показаны кривые, полученные с учетом влияния аиизотропии. На рис. 9 показана зависимость безразмерной продольной силы Р = = Р/Ай (0) з(0) от параметра формоизмеиеиия юг/г Возможности формоизмеиеиия при скручивании полосы из достаточно пластичного металла (я ) 0,2; ер р ) ) Зп) ограничивают два явления: по. теря устойчивости от силы попереч. ного сжатия, вызываемой напряжением ао, и локализация скручивания. Устойчивость относительно тонкого винта от силы поперечного сжатия зависит в основном от параметра /7 (0)/з (0) поперечного сечения.
Потеря устойчивости заключается в том, что при критическом значении параметра юга начинается ускоренное нарастание прогиба в некоторых поперечных сечениях винта, завершающееся внезапным складыванием участка витка протяженностью приблизительно 0,7 гв (п) (см. рис.
5, а). Приближенные опытные данные о предельном значении параметра ыг/г = (ыг/7)п для винтов, имеющих длину 1 = 1(0) не менее 2ге (п), следующие: /7 (0)/з(0) !О 12 16 20 24 (ыг/7)п 1,! 0,9 0,6 0,4 0,3 Локализация скручивания иаблю. дается при /7 (О)/з (0) ( 8. Оиа связана с точкой максимума кривой т (ыг/7) (см.
рис. 8). Период процесса скручивания, который соответствует приближению к точке максимума на этой кравой, характеризуется увеличением неравномерности распределения кручения ыг по винту. Точке максимума соответствует начало локального скручйвания винта на участке протяженностью (3 —;4) /7. На других участках винта происходит разгрузка, скручивание прекращается.
/Иакснмум иа кривой р (ыг/7) не оказывает влияния иа развитие локализации. так как сила продольного растяжения необходима только для того, чтобы выполнялось условие неизменности продольного размера винта. Формоизмененне полосы прн скру. чиваиии может ограничивать н разрыв металла на кромке, если металл не обладает достаточной пластичностью. При испытании иа одгюосное растяжение такого металла на образце перед тем, как произойдет его разрушение, шейка не образуется или же период растяжения металла в шейке невелик (ер Р ~ 1,2п). В этом случае предельное значение угла Яа (см.
рис. 5, а) можно определить по фор- муле ()Р (/7)п = агссоз )ехр ( — е, >)). ВЫТЯЖКА НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ОБОРУДОВАНИИ 235 ВЫТЯЖКА 1. РОТАЦИОННАЯ ВЫТЯЖКА НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ОБОРУДОВАНИИ Л= Няпа, (2) 2= Нана. Н = Лlз!п а. (3) Глава РОТАЦИОННАЯ Ротационная вытяжка представляет собой процесс формоизменения плоских или полых вращающихся заготовок по профилю оправки с помощью перемещающейся деформирующей нагрузки. Процесс характерен наличием локального очага деформации, образующегося в результате воздействия давильного элемента (ролика) на материал заготовки. Реализация локалиэироваиной деформирующей нагрузки при ротационной вытяжке позволяет получать за один проход высокие степени деформации (до 80 %), что делает процесс экономически выгодным по сравнению с другими способами изготовления деталей, например штамповкой.
С помощью ротационной вытяжки получают полые детали с постоянной и переменной толщиной стенки, имеющие широкий диапазон размеров (диаметром до 5 м, толщиной стенки до 40 мм и длиной до нескольких метров) и различной формы. Ротационную вы. тяжку можно успешно испольэовать для обработки как обычных сталей и сплавов, так и труднодеформируемых и тугоплавких материалов. Возможность изменения в широких пределах геометрических параметров рабочего профиля деформирующего элемента (ролика) в сочетании с оптимальными режимами обработки позволяет регулировать качество изделий и получать высокую размерную точность и низкую шероховатость поверхности. Практическое применение ротационной вытяжки дает возможность значительно снизить объем первоначальных затрат на приобретение оборудования, изготовление инструмента и оснастки, по сравнению с другими видами обработки, в частности глубокой вытяжки иа прессах, и позволяет эффективно использовать указанный метод в мелко- и среднесерийном производствах крупногабаритных деталей сложной формы.
Применение той или иной схемы ротационной вытяжки наряду с выбором рабочего инструмента (геометрии ролика) в значительной мере определяет качество получаемых деталей. Схемы ротационной вытяжки отличаются способами базирования деталей и траекторией перемещения инструмента. При ротационной вытяжке конических деталей и деталей с криволинейной образующей, имеющих отношение длины детали к диаметру ь(() ( 2, для легких и средних работ используются преимущественно одиороликовые станки.
На рис. 1, а показана схема ротационной вытяжки конических деталей с утоиением стенки по закону синуса из плоской заготовки с толщиной стенки где Н вЂ” толщина заготовки( а — угол наклона образующей конуса к его оси. Особенность формоизмеиеиия по закону синуса состоит в том, что диаметр исходной заготовки остается постоянным и любой стадии формоизмеиения, Поэтому для правильного ведения процесса ротационной вытяжки необходимо, чтобы перемещение ролика производилось строго параллельно образующей конуса оправки иа заданном от нее расстоянии, определяемом зазором 2 = Л, т, е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
