Тема №4 «Осадка»

1. Схема операции и механическая схема деформации осадки.

2. Распределение накопленной деформации (ε_i) по объему осаженной заготовки.

3. Расчет силы деформирования при осадке и построение графика технологических нагрузок.

4. Мощность и работа пластической деформации при продольной осадке цилиндра. Работа деформирования при продольной осадке.

Определение

Осадкой (продольной, поперечной, плоской) называют операцию ОМД, при которой уменьшается высота исходной заготовки с одновременным увеличением площади поперечного сечения, перпендикулярного вектору скорости деформирования.

Рис.1.Схема осадки:1 – нижняя плита; 2 – верхняя подвижная плита; 3 – цилиндрическая заготовка при продольной осадке; 4 – цилиндрическая заготовка при поперечной осадке.

Механические схемы деформации:

при при

Рис.2

Накопленная деформация распределяется по объему осаженной заготовки неравномерно.

Рис.3

Частицы заготовки, прилегающие к торцам (конусообразные части заготовки) получают при осадке наименьшую деформацию. Смещения этих частиц в радиальном направлении и их деформация затруднена действием сил трения τ_к. Зоны I называют зонами затрудненной деформации.

Наибольшую пластическую деформацию получают частицы расположенные в зоне II.

Внутреннему неравномерному распределению накопленной деформации по объему заготовки соответствует внешнее искажение формы заготовки - бочкообразность.

Наличие и размеры зон I, II, III, искажение образующей цилиндра (бочкообразность), зависят от начальных и конечных размеров заготовки, а также от величины τ_к.

3. Оценим силу деформирования при осадке длинного бруса с размерами H₀, B₀ и L₀, L₀>>> B₀.

При такой осадке можно принять: ε_y=0 (ось оу направленвдоль L₀) тогда L_к≈L₀; при.

Рис.4

Применим метод СРДУР и УП

Упрощенное уравнение равновесия для ε_y=0:

.

Примем по закону Зибеля.

–выбираем по диаграмме деформирования. Если P_д оценивается на начальный момент времени, то ε_i (пластическая деформация) равна нулю и следовательно или(– первоначальный предел текучести). Если оцениваютP_д для других H и B то интенсивность деформации оцениваем по выражению:, по ε_i и диаграмме деформирования выбираем .

.

.

следовательно

Окончательно:

–является нормальным контактным напряжением

; ,

.

. (1)

При

Следовательно первое слагаемое в (1) отражает вклад в P_д напряжений трения τ_к.

График технологических нагрузок

Рис.5

. P₁ – рассчитываем по формуле (1) при условии выбора σ_s по ε_i=0. Если оценивается осадка бруса ε_y=0. P₂ – рассчитываем по формуле (1) ε_y=0. σ_s – выбираем по накопленной степени деформации ε_i≠0.

При оценке Р_д для продольной осадке используют соответственно формулы для расчета Р₁ и Р₂.

Работа деформирования при продольной осадке.

,

где р(h) – удельная сила деформирования ,– площадь проекции контактной поверхности при продольной осадке цилиндра на плоскость перпендикулярную υ_д, , где– объем исходного цилиндра,h – высота заготовки в текущий момент времени.

Следовательно , еслисчитать равнойдля, то

Произведение представляет собой величину смещенного объема.

Мощность пластической деформации при продольной осадке.

Кинематически возможное поле скоростей

Далее:

Далее:

Далее оцениваем и по этому значению выбираем σ_s по таблице или диаграмме.

т.к.

- мощность пластической деформации.

Работа пластической деформации при продольной осадке.

Кинематически возможное поле перемещений

Далее

, ,

,следовательно нужно по и диаграмме деформирования выбрать .