Файл: Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий.pdf

Далее через Т приближенно определяют компоненты NP, Nz силы N, нормальной к .поверхности зоны де­ формации:

Зная радиус приложения усилий и угловую скорость вращения шпинделя, определяем крутящий момент на шпинделе, мощность и работу раскатки.

Более уточненную, но также приближенную форму­ лу для определения мгновенной касательной составляю­ щей силы, действующей па ролик, предложили В. Авитцур и С. Янг:

где

да-

At.

Если пренебречь влиянием скорости деформации

— . Д И * Т 0 Ô = 0; если пренебречь также величиной Л ,

как малой по сравнению с величиной 2nRotncosa, то формула (9) будет аналогична формуле (7).

Более упрощенный анализ усилий деформирования основан на представлении, что на деформируемый эле­ мент в одной плоскости действуют три компоненты сил (пренебрегается составляющими сил, направленными перпендикулярно плоскости чертежа). Предполагается, что на контактной поверхности нормальное напряжение распределено равномерно. Компонента Р направлена от центра радиуса закругления рабочей части ролика к се­ редине дуги контакта ролика с деформируемой заго-

26

товкой. Компонента G — реакция оправки, направлена нормально к поверхности конусной оправки; компонен­

Обозначив главное направление, возникающее под действием составляющей С, через сть а главные напря­ жения, возникающие под действием составляющей G, через 02 и аз и приняв условие аі>02 = стз, запишем уравнение пластичности -

ром возможен чистый сдвиг. Если зазор между роликом и оправкой будет меньше толщины стенки конуса, то аг>0, следовательно,

sin a

отсюда 2a = 33°10' — угол при вершине конуса, при ко-

27

тором теоретически возможно деформирование металла раскаткой.

Определив далее

Из приведенного приближенного анализа видно, что если металл обладает пластичностью, достаточной для деформирования, то его прочностные свойства не огра­ ничивают технологических возможностей процесса рас­ катки. Последние влияют лишь на энергосиловые пара­ метры процесса. Поэтому раскатка широко применяется для обработки труднодеформируемых металлов и спла­ вов.

Теоретически минимальный угол конусной оправки может быть равным 26—27°. Практически, из условия целостности металла, минимальный угол раствора, при котором возможна раскатка плоской заготовки, состав­ ляет не менее 30°.

При идеально протекающем сдвиговом процессе тол­ щину стенки после раскатки определяют из зависимости

(1). Однако если зазор z между раскатным роликом и

шение условия (1) вызывает незначительное изменение

Для раскатки малопластичных металлов угол конуса

28

О 0,25 0,50 0,75 d

о 1

Рис. 4. Изменение относительной толщины стемки

при вершине ограничивается предельной величиной от­ носительного сужения

3. РАСКАТКА ТРУБ РОЛИКАМИ НА ОПРАВКЕ

Трубы на оправке могут быть раскатаны в холодном, «теплом» и в горячем состояниях прямым и обратным методами по внутренней и по наружной оправке.

Прямой метод раскатки заключается в том, что рас­ катной ролик в процессе раскатки перемещается вдоль оси к свободному концу трубы; при этом направления перемещений ролика и недеформированной части трубы, сползающей с оправки, совпадают (рис. 5). При обрат­ ном методе раскатки направления перемещений ролика

У,

'А

6)

Рис. 5. Схема раскатки трубы прямым (а) и обратным (б) способами на внутренней и на внешней (s) оправках

29

и деформированной части заготовки, сползающей с оп­ равки, противоположны.

Поскольку отношение среднего диаметра трубы до раскатки к среднему диаметру трубы после раскатки в большинстве случаев близко к единице, деформацией по

при раскатке по внутренней или внешней оправке глад­ кой трубы могут быть определены через среднее дав­ ление металла на ролик рср и мгновенную площадь кон­ тактной поверхности между роликом и деформируемым металлом, зависящую от их геометрических размеров и

30