Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

17.38 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 184 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

V////////. z<s0

A > 0	C
a)
Рис. 13. Схемы комбинированной вытяжки			на конической матрице
с суммарным эффектом в начальный		критический момент			(а)	и
без этого	эффекта при большом а	(б)	н при	большом	Rn	(в)
пуансону. По-видимому, здесь оба указанных фактора						создают
суммарный эффект. Но и во втором случае				несущая		способ
ность опасного	сечения выше, чем при		вытяжке, так		как опас

ное сечение (часть донного закругления и прилегающая к нему

стенка) упрочняется во второй	фазе принудительным утонением
и одновременно разгружается	за счет увеличивающегося трения

по пуансону, т. е. тоже создается суммарный эффект, хотя и меньший.

Роль трения на пуансоне в первом случае значительно боль ше, чем во втором. Суммарный эффект позволяет успешно пре одолеть первый критический момент со значительной степенью деформации .

Необходимо отметить, что 'описанный суммарный эффект по вышения несущей способности стенки у выхода из очага пла стической деформации (выходного сечения) является общим за

кономерным свойством всех процессов с		принудительным	уто
нением: протяжки, штамповки сдвигом	и	комбинированной	вы
т я ж к и , объясняющим их преимущество	перед вытяжкой . Ш т а м

повка сдвигом вообще не может быть осуществлена без исполь зования суммарного эффекта . Случаи выполнения комбиниро ванной в ы т я ж к и или протяжки в неоптимальных условиях [на


матрице	с большим		углом (рис.			13,	б ) ,	пуансоном	с большим
радиусом	закругления			(рис.	13,	в)]	без	суммарного	эффекта в.
первой фазе		являются		исключением,			кстати, п о д т в е р ж д а ю щ и м
правило,	так	как	приводят		к снижению степени				д е ф о р м а ц и и
и относительной глубины.

Наличие суммарного эффекта повышения несущей способ ности выходного сечения (и разгрузки дна) заготовки иллюст

рируют	т а к ж е данные	экспериментов	по	комбинированной вы
т я ж к е	(на первом и втором переходах)			заготовок	из латуни и
алюминия пуансоном,		практически	не	имевшим	скругления
кромки	(рис. 14, а) [10].

.31

ол иженных			ур авиеиии
равновесия		с энергетиче		Мм о
ским	условием		пластич	7TDS,
ности.
Ценность			теоретиче
ского	анализа,		проведен-
ного	И. А.	Норицыиым,		" B s °
заключается		в	том, что

им впервые было дано ре- У////ЛУ///-^ЛУ,

шение		задачи	с	учетом
напряженного			состояния
как	и а	плоском,		так и
на	р а д и а л ь н о м		участках

фланца . Кроме того, им


впервые		была	выведена
аналитическая			формула
д л я	определения			пре
дельного		коэффициента
вытяжки		с учетом		основ-

Рис. 15. Схема к теоретиче скому анализу комбиниро ванной вытяжки:

а —схема первого перехода на радиальной матрице; б — обоб щенная схема напряженного со стояния зоны / / па радиальной н конической матрицах

ных факторов, влияющих на процесс

вытяжки .

Б о л е е

простая

приближенная

формула предельного

коэффициента

в ы т я ж к и

была предложена позднее Е. А. Поповым .

Теоретический анализ напряженного состояния при комбини

рованной в ы т я ж к е выполнен автором книги смешанным

мето

дом. Смешанный метод анализа состоит в том, что зона /

ана

лизируется путем совместного решения приближенных

уравне

ний равновесия с приближенным энергетическим условием

пла

стичности, а зона

/ / — п у т е м решения

уравнения

баланса

работ

внешних и внутренних сил с использованием граничного

усло

вия, по которому на верхней границе

зоны / /

имеется

противо-

натяжение, равное растягивающему

напряжению

от

зоны

(рис.

15).

Приближенное

энергетическое

уравнение

пластичности

зоне

огр — ere

Pior.i-

( 2

5 )

Р а с т я г и в а ю щ е е

н а п р я ж е н и е

конце

зоны

очага пластиче

ской

деформации

(рис. 15) при

P i « l , l :

ар 1 =

1,1а,, Л п - ^ +

^.Q

_ ±

( 2

6 )

2 С. Л. Валнев

В связи с тем, что здесь рассматривается			геометрия	матрицы
с радиусом RM= (6-f- 10)s0 ,		обычно принятая д л я в ы т я ж к и и
использованная	в некоторых	экспериментах	по комбинирован
ной в ы т я ж к е ,	диаметр к р а я	заготовки уменьшается		к концу

первой и к началу второй стадии незначительно. Поэтому при

ближенно можно принять DmD0	и	ffpi ~ ° p i m a x - Тогда,		полагая,
по Е. А. Попову, что усилие прижима
Q m „ « 0 , l ( l - - ^ - ^			И ф = 9 0 " - а я ,
- " ' < * ,	/ '"3,
после подстановки в формулу	(26)	и	преобразовании	с учетом

формулы (17) получим в ы р а ж е н и е для максимального напря

жения в зоне / в критический				момент
ар,	= l , l a . ,		V		4 R	»	J	-	(27)
P m a x			0 , 2 ^ , ( 1 +		1,5щ,)	/	18sD	-
			1
где								4
где
	0%7	:				4>D
	0%7	:	1 -	\	%
			1 -	\	%
При переходе в зону принудительного утонения в уравнении
пластичности	тангенциальное			напряжение			с ж а т и я	а 0	сменяется
нормальным	к поверхности инструмента						контактным		н а п р я ж е
нием с ж а т и я	(Тк:
			°р — стк	=	Piifsii -				(28)
Т а к как	в зоне	утонения		уменьшение среднего					периметра

незначительно из-за большой разницы между поперечным раз

мером вытягиваемой детали и толщиной его	стенки,	м о ж н о
принять, что д е ф о р м а ц и я здесь происходит по	схеме,	близкой

к плоской. Ввиду незначительного влияния касательных напря


жений	на	величину		и направление нормальных					н а п р я ж е н и й
можно	считать,		с некоторым		приближением,			нормальные на
п р я ж е н и я		в зоне утонения главными .
Тангенциальное				нормальное		н а п р я ж е н и е в зоне				утонения
становится		средним		м е ж д у осевым			р а с т я г и в а ю щ и м		и	нормаль
ным к	контактным			поверхностям,			с ж и м а ю щ и м	н а п р я ж е н и я м и :
				a 0 e	j2pL		.				(29)
О б ъ е м н а я схема				напряженного состояния в зоне утонения
при комбинированной вытяжке, сохраняя преимущества											перед
плоской	схемой		при в ы т я ж к е			без	утонения,	несколько			отли
чается	от	объемной		схемы при		протяжке, так		как		противона-

т я ж е н и е снижает величину контактных напряжении на поверх

ностях	пуансона и матрицы. Это имеет положительное	значение
с точки	зрения стойкости вытяжного инструмента, но,	как будет

показано далее, несколько ограничивает степень утонения по сравнению с достижимой при протяжке ввиду уменьшения по лезного трения на пуансоне.

Анализ напряженного состояния заготовки на тороидальной поверхности рабочей кромки матрицы д а ж е при вытяжке, т. е. в предположении, что толщина заготовки не изменяется, весьма сложен [31] . Д о б а в л е н и е деформации принудительного утонения

при

комбинированном

процессе

еще

более

осложняет

задачу .

Д л я

упрощения анализа представим

тороидальную

контакт

ную поверхность матрицы в пределах

зоны / /

в виде

конической,

о б р а з у ю щ а я

которой

наклонена к оси вытяжки под

углом

а =

(см.

рис.

15).

Это дает

возможность

построить

общую

схему очага пластической деформации при

любой

геометрии

матрицы и

выполнить

обобщенный теоретический анализ

ком-

б и н 11р ов а н н ой

в ытя ж к и.

Смещения,

на

которых совершаются

элементарные

работы

внешних и внутренних сил, определим на основе элементарного

перемещения

пуансона dh

из

условия

постоянства

объема

[ 3 6 ] :

-2—

dhr;

sin

dhp

= —

dhr;

dhp

—

dh./,

dhp„ =

dhr.

Примем, что сдвиговая д е ф о р м а ц и я происходит

д в а ж д ы ,

т. е.

на

входе в зону / / и

на

выходе из

нее.

Приближенно можно принять величину касательных напря

жений на указанных

границах

максимально

возможной,

т.

е.

Ы 5 а

т = xs =

Уравнение

работ

внешних

внутренних

сил

д л я зоны

/ /

дифференциальном

виде:

dA = cWH J I

+ dAa

dAXR

dAXr

+ dAni

+ dArn,

(30)

где элементарная

работа

деформации

идеальная

dA„a

— J

J" j"0id&(dV

\,\basUardhr\r\

—

v "

(V — объем

зоны

/ / ) ;

2* 35

э л е м е н т а р н ая

работа

на

границе

зон /

и / /

от

противоиатяжеиия

dAa

= J

apl

RdhRdy

oplardlir;

работа

сдвиговых

деформаций

на

верхней

границе

зоны

/ /

dAXR

isdhr

tgyRdy

^lA5asU

rdhr

sin2

- y - ;

работа

сдвига

па

нижней

границе зоны

/ /

dAXr

j ts

dhr

tg yrdy

s= 1,15as [ l rdhr

sin2 — ;

работа от контактного трения на

матрице

^ т м

= I f W A - —

lA5iiMasllrdhrX

I - 0 , 5

работа сил контактного трения по пуансону

при

dhPn

—

dhr

dArn

j |-inCTKd/ir

^ - j -

1 j

= —

l,\5nnasUrdhr

' " ' • S ( h f ) " - T ^ r ( f - ' - ^ ) '

где
		a K =	I,15a s n	1 — In R			l . l a , , ,			(31)
					P		l . l a , , ,
П о д с т а в л я я		значение элементарных					работ в в ы р а ж е н и е			(30)
и принимая	г = — — — ; R = —^—, получаем							в ы р а ж е н и е д л я		эле-
		sin a		sin	a
ментарной	работы		активных		сил. При		этом	осевое	н а п р я ж е н и е
в выходном	сечении стенки			в начале второй				стадии
1,15сг.si I		1	+		1,15стsi 1 /			м	In	X
1,15сг.si I		1	+		1,15стsi 1 /			2 sin a	In	X
		X	In	J- . . с			sin a			(32)
		X	In	J- . . с		+ •				(32)
						+ •

3fi

где

1 — fflj/n

Д л я конечного		этапа утонения	(края) стенки (сгр1 =				0)
		2р.м — (М-п + Им) 1	1
сг«к = 1,15a,		2р.м — (М-п + Им) 1	п	1	.	sin a	x	/ r ) o \
	1 +		П —	1	.	sin a	x	/ r ) o \
	1 +	2 sin a	П —		1	—	[ ,	(33)
		2 sin a
где		т.

Формулы (32) и	(33)	являются общими д л я					радиального и
конического профилей матрицы				и д л я		любого	перехода.	П р и
\| А м = (Хп= l-i формула	(33)	п р е в р а щ а е т с я			в	формулу Е. А. Попова
для протяжки, если	принять		1 , 1 5	» 1 и	s i n a ^ a :
т.		JL	л- JL	1 — 1п		lo	rn	(33')
		2	а
Р а с с м а т р и в а я структуру			формулы (32), м о ж н о отметить,					что

н а п р я ж е н и е в стенке в начальный критический момент комбини


рованной в ы т я ж к и			в	значительной		мере зависит			от	величины
н а п р я ж е н и я		в зоне	/ в начале		второй		стадии,	т. е. от		величины
протнвонатяжения,			а	именно:	чем	больше		противонатяжение,
тем больше растягивающее н а п р я ж е н и е в опасном сечении.
Условие		прочности		стенки	при	комбинированной в ы т я ж к е
можно записать без учета радиуса						закругления			пуансона, т а к
как его	роль здесь		меньше, чем при				в ы т я ж к е :
Общий принцип			интенсификации			процессов вытяжки состоит
в увеличении		as т а х	или в уменьшении а 2 (8, 44].
К а к	отмечалось,			комбинированная			в ы т я ж к а		обеспечивает

повышение несущей способности стенки в опасном сечении не

только	в результате ее		непосредственного	упрочнения,	но и
за счет	разгрузки	путем	увеличения трения	по пуансону	(сум
марный	э ф ф е к т ) .	Кроме	того, значительный	резерв интенсифи

кации процесса открывает оптимизация условий деформирова ния, которая способствует уменьшению crz.

Оптимальные		условия осуществления комбинированной вы
т я ж к и	включают	три	фактора: оптимальные п а р а м е т р ы в ы т я ж
ного	инструмента;		оптимальные комбинации коэффициентов

д е ф о р м а ц ии

по периметру и толщине заготовки;

оптимальные

контактные

условия.

Формула

(32) показывает,

что все

эти факторы

оптимизации

процесса

взаимно

связаны между собой. Н а п р и м е р , изменяя

п а р а м е т р ы

вытяжного инструмента (Ям,

а),

можно

влиять не

только

па

величину

растягивающего

напряжения

стенке

(а

следовательно,

и на величину

коэффициентов

д е ф о р м а ц и и ) ,

но

на

величину

противонатяжения

(o"pi),

которая,

в свою

очередь,

влияет на

величину напряжения в стенке и на значе

ния контактных давлений на инструмент в зоне утонения.

Оптимальные условия зависят от технологических задач,

которые

возникают

определенных технологических

ситуациях.

Последние

можно

различать

по

таким

основным

конструктив

ным п а р а м е т р а м изделия, как

б о л ь ш а я

относительная

глубина

(длина)

# d

и б о л ь ш а я степень

тонкостепности

Ке.

одних

случаях

(изделия с

большой На) з а д а ч а

заклю

чается

в обеспечении

оптимальных

условий

для

наибольшей

деформации по периметру заготовки. Утонение здесь будет

играть подчиненную роль. Оптимальными д л я			данных	случаев
будут	п а р а м е т р ы	инструмента, у м е н ь ш а ю щ и е	растягивающие
н а п р я ж е н и я как		на первой, так и па второй	стадиях.	П а р а
метры	матрицы /?м= (6-^-10)so или а = 30-=-45° и большой			радиус

кромки пуансона У?п, не являющиеся оптимальными д л я совме


щения	больших деформаций					по	периметру	и толщине, т а к ж е
д а ю т весьма			удовлетворительные				результаты	при	полукомбини
рованной		в ы т я ж к е		и комбинированной в ы т я ж к е					с	небольшим
утонением		(см. рис. 7),			обеспечивая значительную				степень вы
т я ж к и	и относительную				глубину.
Большое			противонатяжение от зоны / па радиальной								матрице
с малым		RsU	с к л а д ы в а ю щ е е с я			в критический		момент		из	состав
л я ю щ и х от трения				под прижимом,			от изгиба и трения на закруг
лении и от значительной величины							внешнего периметра				(DxD0),
ограничивает степень деформации							(главным	образом		утонение).

Однако д л я материалов, принудительное утонение которых ограничено налипанием на инструмент и д л я которых еще не

найдены	достаточно надежные технологические смазки (напри
мер, для	н е р ж а в е ю щ и х сталей), параметры инструмента, обес

печивающие большое противонатяжение и тем самым облегчаю щие контактные условия в зоне утонения, по-видимому, можно успешно использовать д л я комбинированной в ы т я ж к и с неболь шим утонением. Больших значений относительной глубины здесь можно достичь, применяя более высокую степень в ы т я ж к и и используя значительное произвольное утонение при расчете

оптимального вытяжного зазора по формуле	(12).
В других случаях (при большом значении		Кт) задачей
является обеспечение оптимальных условий	д л я	наибольшего

принудительного утонения заготовки. Уменьшение периметра здесь играет подчиненную рель .

Получение значительных утонений в обоих случаях связано с ухудшением контактных условий трения в зоне утонения, по этому успех зависит, во-первых, от антифрикционных свойств трущихся пар (заготовка — инструмент), во-вторых, от н а д е ж ных технологических смазок (например, фосфатирование, мед

нение дл я	углеродистых	сталей), п р е д о т в р а щ а ю щ и х налипание
и задиры	на контактных	поверхностях.
Одним	из путей решения задачи увеличения возможности

утонения для материалов, не налипающих па инструмент, яв ляется уменьшение противонатяження при комбинированном процессе за счет оптимизации условий расчленения процесса на стадии.


3. УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОГО				РАСЧЛЕНЕНИЯ
ПРОЦЕССОВ		ВЫТЯЖКИ НА		СТАДИИ
Из рис. 3 следует,			что при / ? м = (6 - M0)s 0 ,		обычно	используе
мом на	практике, в		н а ч а л е	второй стадии	в ы т я ж к и		фланец
заготовки	еще	деформируется		под с к л а д к о д е р ж а т е л е м .			Следо
вательно,	здесь	н а к л а д ы в а е т с я первая стадия на				вторую, что

вызывает и увеличение растягивающего н а п р я ж е н и я в опасном

сечении, и смещение максимума				усилия в ы т я ж к и	(без утонения)
б л и ж е	к концу	операции.
П р и	любом	методе	в ы т я ж к и	уменьшение	растягивающего
н а п р я ж е н и я в		опасном	сечении	стенки позволяет интенсифици
ровать	процесс.
Опасное сечение можно разгрузить в большей или меньшей
мере,	если расчленить процесс формоизменения заготовки в
одном	штампе	на стадии с учетом характера изменения состав
л я ю щ и х н а п р я ж е н и я в ы т я ж к и по пути пуансона					таким образом,

чтобы их максимумы не совпадали по времени с максимумом


растягивающего н а п р я ж е н и я				во ф л а н ц е		заготовки.		З а м е т и м , что
последний	максимум наблюдается				при	диаметре		к р а я	ф л а н ц а
D = (0,754-0,85)		D0.
Оптимальное		расчленение		процесса		заключается		в	том, что
на каждой	стадии		заготовке	сообщается			степень	деформации,
обеспечивающая		устойчивый		процесс при			небольших		усилиях,
причем последующая			стадия	начинается		в фазе снижения			усилия
предыдущей	стадии.		Значительный		эффект		интенсификации про

цесса объясняется тем, что максимальные усилия стадий не

складываются,	б л а г о д а р я	чему	уменьшаются			р а с т я г и в а ю щ и е
н а п р я ж е н и я в стенке, а общий коэффициент деформации							равен
произведению	коэффициентов в ы т я ж к и			и утонения, полученных
на к а ж д о й стадии. К р о м е		того, уменьшение			максимального уси
лия на операции способствует улучшению условий работы							штам
пов, увеличению точности		изделий	и уменьшению			з а т р а т на обо
рудование.
На первом	переходе в ы т я ж к и		с плоским		с к л а д к о д е р ж а т е л е м
оптимальным	будет расчленение		на	следующие		стадии: пер-

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 184 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
19.10.20234.3 Mб7Вайсман, Д. И. Основы экономики метизного производства учеб. пособие.pdf
#
29.10.20232.63 Mб12Ваксер Э.Б. Электронные лампы для радиовещательных приемников и телевизоров.pdf
#
22.10.202317.82 Mб21Вакуумная металлургия [сб. ст.].pdf
#
27.10.202340.29 Mб27Вакуумные прокатные станы..pdf
#
24.10.20239.27 Mб13Валиев Т.А. Передача данных по ЛЭП.pdf
#
22.10.202317.38 Mб45Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.pdf
#
20.10.20238.76 Mб26Вальднер, О. А. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория учеб. пособие.pdf
#
23.10.20237.33 Mб22Вальков К.И. Введение в теорию моделирования.pdf
#
29.10.20232.47 Mб9Вальковский Э.Г. Электромонтер-наладчик средств автоматизации.pdf
#
25.10.202315.22 Mб36Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства.pdf
#
19.10.20234.92 Mб2Ванагас, В. В. Методы теории представлений групп и выделение коллективных степеней свободы ядра.pdf