Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

при любых а

и К). Жидкость начинает

проникать в эту

зону

и постепенно снижает

силы контактного трения,

что

приводит

к повышению

контактных

напряжений pi.

несколько

превысит

р в , при этом жидкостной клин раз­

делит контактную зону на два участка

(см. рис. 53, б).

На первом

участке

выполняются условия жидкостного

трения, на

втором — граничного трения.

Протяженность

Рв FH = Pi (F„ — FK ) +

Л

dh

(Fn

— FL) ctg a

+

+

1-iPi ( ^ 1

— FK) ctg a;

Рв =

+

Л f (1 - I)ctg a + m

(AlA

j .

(50)

Изменение параметров процесса, приводящее к сни­

жению контактных напряжений

(т.е. увеличение

р,)

или уменьшение

сс) вызовет

увеличение зоны

жидкост­

ного

трения

и уменьшение

зоны

граничного трения. И,

наоборот, изменение параметров

процесса,

приводящее

к

повышению

контактных

напряжений

(т. е. снижение

я|з

и

(х или увеличение а), вызовет

уменьшение

зоны

жидкостного трения.

При определенном соотношении параметров ty;

т\; п.;

dv/dh;

а

жидкостные

условия трения создадутся по

всей контактной зоне, т.е. di =

dK.

можно

записать

Условие

равновесия

в

этом случае

так

Рв

Ф (pi +

' H - ^ c t g a j .

(51)

= ;

Проведенный анализ силовых условий процесса гид­

ропрессоваиия

позволяет • сделать

следующие

выводы:

1. Трение в процессах гидропрессоваиия на всех уча­

стках

движения

металла

носит

пассивный

сопротивля­

ющийся характер.

2.

При углах

конусности

матрицы,

меньших arcctg

l / f i ( l — X),

создаются

жидкостные

условия трения на

части

контактной

зоны.

При определенном

соотношении

параметров \\>\ ц; u,; dv/dh; а

жидкостные

условия

трения создаются во всей контактной зоне.

3. Активный характер сил трения может возникнуть

при перераспределении боковых

и торцовых

напряже­

дя из формулы

(48):

Рбо

Р т р ц

11

dv .

(52)

—

ctg а.

dh

Подтверждением

последнего

теоретического вывода

является реально

существующий

метод

гндропрессова-

пия [60] с активным тре

пнем

(рис. 54).

Создание

повышенного

бокового

давления

по

сравнению

с торцовым

конструктив­

но

достигается

в

рас­

сматриваемом

способе

делением

контейнера

на

две

зоны,

причем

зона

высокого

давления

при­

легает

непосредственно

к матрице,

а торец

заго­

товки через

уплотпитель-

ное устройство

выведен в

зону

пониженного

давле­

Рис. 54. Схема процесса

гндропрессова-

ния. Развитием

этого

на­

правления

явилось

со­

ння с

активным

трением [114]

здание способа

иепре-

рывного

гидропрессования

проволоки,

схема

которого

была приведена на рис. 13.

При

гидромеханическом

прессовании

существует

об­

пряжениями— торцовые

напряжения превышают боко­

вые. Поэтому

при гидромеханическом прессовании по

сравнению с

гидростатическим

прессованием попада­

ние жидкости

в контактную зону еще более затруднено

и возможно при углах

конуса

матрицы, определяемых

из соотношения

ctg а >•

1

(53)

р я (X — 1)

ности процессов гидропрессования

в перераспределе­

нии сил, действующих на различных

участках заготов­

В зависимости от

соотношения боковых и

торцовых

напряжений

можно

различать, по

крайней

мере,

три

принципиально различных

способа

гидропрессоваиия:

1.

Гидростатическое

прессование — р т р ц = Рб<ж-

2.

Гидропрессоваиие

с торцовым

усилением (гидро­

механическое) — р т р ц

>

рбок.

3.

Гидропрессование

с

боковым

усилением — р т р ц

<

*С Рбок-

3. ДАВЛЕНИЕ

ВЫДАВЛИВАНИЯ

Давление

выдавливания — это

давление

рабочей

вания

можно

выразить следующим

образом [8]:

где

Рв = Pi + р а .

( 5 4 )

Pi — давление, затрачиваемое

на преодоление соп­

ротивления деформированию в конической ча­

сти матрицы;

р 2

— давление, затрачиваемое

на преодоление соп­

ротивления в цилиндрической части матрицы.

По данным работы [ПО], давление складывается из

следующих компонентов:

Рв =

Pi + Р 2

+

Рз,

(55)

где

р, = F0Kfi

Фд

— идеальное

усилие

необходимое

для деформации элементарного объема по из­

менению площади его

поперечного сечения от

F0 до

Fi;

К1ь— сопротивление деформации

в

начале

процес­

са пластического

течения;

Фд—логарифмическая

степень деформации;

р 2 — давление,

необходимое для

в

поворота

частиц

металла

при их

движении

очаге деформа­

2

ср

Ф—-угол течения металла;

н

Ps — Pi cos a

sin а — усилие

трения

металла

о

поверх-

ность

конического участка

матрицы.

В работе [111] дан теоретический вывод потребного

давления

выдавливания:

=

2/ (a) In £ЇЇ- +

- | г

f —

ctg оЛ +

crT

d K

i / g

\sin2 а

/

+

2ц

ctgaf l + i n ^ l n ^ - b

(57)

где /(a) — функция,

учитывающая

влияние

угла

а ко­

нуса матрицы, для обычных условий

f ( a ) « i

Лп —высота калибрующего пояска матрицы.

Все приведенные выше формулы получены аналити­

чески

при соответствующих

допущениях.

Недостаток

этих

формул

в том, что они

громоздки для

инженерных

давления выдавливания:

рв = аЫХ + Ь,

(58)

где а и Ь — постоянные

величины

для

данного матери­

ала. Значения Ь во

всех

случаях

малы. Следовательно,

не будет большой

ошибки, если

для

всех материалов

принять величину Ь = 0; тогда

рв = а\пк.

(59)