Файл: Сопротивление материалов пластическому деформированию Инженерные расчеты процессов конечного формоизменения материалов..pdf

расположенную на поверхности, контактирующейся после свертки с пуансоном. Следовательно, поверхностные материальные ча­ стицы заготовки должны претерпевать при свертке деформацию сжатия в тангенциальном направлении (т. е. в направлении, пер-

Рис. 22. Схема операции свертки колпачка из плоского кружка. Внутренняя поверхность колпачка контакти­ рует с поверхностью пуансона

пендикулярном меридиональному сечению заготовки). Поэтому для достижения такой деформации при минимальной затрате ме­ ханической энергии желательно, чтобы внешние силы, приложен­ ные к противоположной наруж­

Тип матриц (см. рис. 23) во многих пособиях по холодной ли­ стовой штамповке приводится как основная стандартная форма сверточной матрицы. Тем не менее, подтвержденный практикой

составляемого с осью симметрии касательной к меридиональному сечению наружной поверхности у верхней кромки (касательной, проведенной из точки Б). Получив функциональную зависимость

ней точке расчетного профиля ма­ трицы, может заметно отличаться в меньшую сторону от прямого

угла (рис. 26). Это значит, что в своем исходном положении заго­

должна касаться профиля матрицы только вдоль линии, не опи­ раясь даже на какую-либо узкую плоскую кольцевую площадку. Исходное положение относительно толстой заготовки в матрице фиксируется тем, что она направлена по диаметру D0 в вырубной матрице. Получаемая расчетом кривая рабочего профиля матрицы обычно на практике аппроксимируется кривой, состоящей из двух дуг окружностей различного радиуса.

Следует отметить, что данный характер рабочего профиля свер­ точных матриц был получен на производстве чисто опытным путем значительно ранее, чем удалось подвести (хотя бы приближенно) теоретическую базу для расчета.

8. Определение степени деформации, температурно-скоростного режима

ипотребных усилий формоизменения

Взадачах обработки металлов давлением приходится встре­ чаться с вопросом о выборе числа переходов, т. е. числа отдельных операций любого технологического процесса. При этом в различ­

ных случаях необходимо подходить к решению этого вопроса с совершенно различных точек зрения. Действительно, прежде чем решать подобную задачу, следует выяснить, зачем нужно производить данную технологическую операцию не за один, а за несколько переходов. Ответы на этот вопрос могут быть различ­ ные. В ряде случаев при производстве изделий сложной конфигу­ рации оказывается кинематически невозможным придать дефор­ мируемому металлу заданную форму за один переход, т. е. за один ход подвижной детали рабочего инструмента. На практике в этих случаях применяется свободная ковка или многоручьевая горя­ чая штамповка.

Естественно, что определение оптимального числа переходов выходит за рамки тематики СМПД. В подобных случаях можно лишь рекомендовать тщательное выяснение всех возможностей предельного уменьшения числа переходов любого процесса горя­ чей обработки металлов давлением, что особенно важно в случаях массового производства сравнительно мелких изделий. Так, при многоручьевой горячей штамповке деталей малых габаритов без промежуточного нагрева всегда происходит значительное и нерав­ номерное остывание деформируемого металла и, как следствие, большой процент брака изделий или ухудшение качества готовой продукции. Поэтому выяснение возможностей производить под­ готовительные операции процессов горячей обработки металлов давлением до нагрева в холодном состоянии является одной из актуальных задач тематики СМПД.

Выбор числа переходов при холодной обработке металлов давлением базируется на соображениях совершенно иного харак-/ тера.

Необходимо начать с того, что число переходов при холодной обработке металлов ставится в зависимость от числа необходимых промежуточных отжигов деформируемого металла. Как известно, промежуточные отжиги после каждой отдельной операции тех­ нологического процесса производятся в целях снятия деформаци­ онного упрочнения (наклепа) металла. Большие степени дефор­ мации, вызывающие значительное деформационное упрочнение, повышают сопротивление металла дальнейшей деформации, уве­ личивают хрупкость металла, а вместе с тем и вероятность брака изделий. Критерием степени деформации всего деформируемого тела в целом на практике для любого типа технологического про­ цесса служит степень деформации в какой-либо определенной ха­ рактерной зоне данного тела, в которой деформационное упрочне­

ние близко к максимуму, а значения главных компонентов дефор­ мации могут быть сравнительно легко определимы численно. На­ пример, при технологических процессах вытяжки полых осесим­ метричных изделий типа стаканов и колпачков из плоской листо­ вой заготовки критерием степени наклепа служит степень дефор­ мации на верхней внутренней кромке вытягиваемого колпачка (см. точку А на рис. 22 и 24). На практике значения степени де­ формации некоторой материальной частицы в зоне верхней вну­ тренней кромки изделия определяются в зависимости от несколь­ ких параметров, в число которых входят относительные уменьше­ ния диаметра; толщины стенки изделия; площади сечения стенки изделия плоскостью, перпендикулярной оси. На предприятиях применяются различные формулы для вычисления общей для всего технологического процесса степени деформации и для разбивки ее по отдельным операциям, между которыми рекомендуется про­ изводить отжиг полуфабрикатов. При этом, согласно принятым формулам, общая степень деформации нескольких последователь­ ных операций не равна арифметической сумме степеней деформа­ ции на отдельных операциях.

В связи с этим разбивка степени деформации процесса на сте­ пени деформаций отдельных операций всегда связана с относи­ тельно громоздкими пересчетами. Такое положение дел объясня­ ется отсутствием четкого и более или менее общепринятого опре­ деления понятия степени деформации. Выше уже было упомянуто о том, что в 1958 г. Ильюшин опубликовал [31 ] рекомендуемое им математическое определение понятия степени деформации. Нами оно расшифровывается следующим образом: степенью де­ формации рассматриваемой материальной частицы мы называем арифметическую сумму интенсивностей последовательных малых деформаций, на которые можно было бы разделить весь процесс конечного формоизменения этой частицы. В случае монотонного протекания процесса деформации, степень деформации численно равна интенсивности главных логарифмических деформаций.

Новое определение понятия степени деформации дает возмож­ ность считать общую степень деформации за весь технологиче­ ский процесс равной арифметической сумме степеней деформации отдельных операций. Это обстоятельство в значительной мере об­ легчает разбивку любого технологического процесса на отдельные операции. .

В частности, если рассматривать как критерий степени дефор­ мации при технологическом процессе вытяжки стакана или кол­ пачка из круглой листовой заготовки степень деформации в зоне верхней внутренней кромки полуфабриката, то каждую отдель­ ную операцию оказывается возможно разбить на два периода, а именно: первый период (период выбора зазора между верхней внутренней кромкой полуфабриката и рабочей поверхностью пуансона) — от начала операции до того момента, когда верхняя внутренняя кромка полностью войдет в контакт с пуансоном;