книги из ГПНТБ / Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий

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

холодной и теплой раскатках без особой по­ грешности для определения пн можно восполь­ зоваться зависимостью

ko и ki — истинное сопротивление деформации до и после раскатки, которое может быть оп­ ределено из общей зависимости,

Коэффициент По учитывает влияние трения на по­ верхности контакта и наличие переднего и заднего на­ тяжений (коэффициент подпора) .Он зависит от геомет­ рических размеров очага деформации и от коэффици­ ента трения на границе металл — инструмент ( r t f f ^ l ) . При раскатке труб на оправке узким роликом многие исследователи пренебрегают трением менаду инструмен­ том и трубой [28], тогда па — \. Для приближенного оп­ ределения можно воспользоваться выражением [24]

где [X — коэффициент трения в направлении скольжения деформируемого металла по ролику.

31

Коэффициент пѵ учитывает влияние скорости дефор­ мации. Он может быть определен по кривым А. А. Динника [7].

В приближенных расчетах давления металла на ро­ лик при раскатке пѵ может быть принят равным едини­ це, тогда

А = 1,155а,.,

где оѵ — предел текучести, полученный при статическом испытании на одноосное растяжение.

Использование более сложных в математическом от­ ношении -теоретических выкладок при принятых допу­ щенных не гарантирует получение точных результатов при определении составляющих усилия деформирования; при этом в конечные формулы необходимо вводить по­ правочные коэффициенты, полученные опытным путем.

4.ОБКАТКА ТРУБ ИНСТРУМЕНТОМ ТРЕНИЯ БЕЗ ОПРАВКИ

Втеоретическом и экспериментальном отношениях обкатке труб инструментом трения без оправки стало уделяться большое внимание в связи с совершенствова­ нием производства осеснмметричпых изделий из труб (газовых баллонов, для котельной, холодильной, ракет­ ной и других отраслей промышленности).

Для получения значительных пережимов на концах трубчатых заготовок в баллонных цехах нашла примене­ ние показанная ниже схема обкатки (см. рис. 9 и 17). При этом конец трубчатой заготовки под обкатку подо­ гревается до ковочной температуры, остальная часть за­ готовки, оставаясь жесткой, способна передавать от шпинделя обкатной машины крутящий момент, необхо­ димый для осуществления деформации.

Нестационарный и несимметричный процесс дефор­ мации при обкатке схематически описывается следую­ щим образом. При вращении заготовки по часовой стрелке (рис. 6) у границы AB контактной поверхности оболочка изгибается, на границе ВС — выпрямляется, между границами AB и ВС спрямленный элемент обо­ лочки перемещается, преодолевая силу трения на кон­ тактной поверхности.

Далее на границе СВ оболочка вновь изгибается.

В процессе указанных изгибов и перемещения длина

32

ментом, наклон которого плавно изменяется, можно представить как поверхность, образованную движением прямой, перпендикулярной к радиусу-вектору (х, у , z) (рис. 7), через кривую, заданную уравнением

мещении инструмента зависимость между к и g может

параметрической форме (параметр %). Полученная по­

34

При совместном решении уравнений (29) и (31) по­ лучим уравнение кривой, ограничивающей поверхность соприкосновения заготовки и инструмента,

(x — Xj) хх + {у — t/0 уг -f- (z — Zi) Za = 0;

После установления пределов интегрирования, неко­ торых преобразований и упрощений находим площадь горизонтальной проекции контактной поверхности

При ориентировочных расчетах контактную площад­ ку можно представить в виде треугольника ABC (рис. 6), площадь которого

35

установившийся характер деформации, трудность уста­ новления граничных условий позволили лишь прибли­ женно подойти к решению задачи по определению уси­ лий обкатки с использованием поправочных коэффи­ циентов, полученных опытным путем.

Для решения задач обработки металлов давлением при таких условиях, как показано в работе В. С. Смир­ нова, целесообразно применение теории размерностей [24]. Воспользуемся указанной методикой для определе­ ния давления металла на инструмент при обкатке.

Среднее давление металла на инструмент можно представить как произведение истинного сопротивления

мент (а также влияние переднего и заднего натяжений, если они имеются):

Запишем известную из экспериментальных исследо­ ваний функциональную зависимость среднего давления металла на инструмент от параметров обкатки:

36

где pep — функция от истинного сопротивления дефор­ мации, коэффициента трения, исходной тол­ щины стенки и наружного радиуса трубчатой заготовки, а также средней длины дуги кон­ тактной поверхности.

Представив безразмерный коэффициент трения \х как размерное отношение контактного касательного х на­

Если уравнение (47) является правильным физиче­ ским уравнением, то левая и правая его части должны иметь одинаковую размерность.

Запишем уравнение (47) через формулы размерно­

сти

Приравнивая показатели степени слева к показате­ лям степени справа при одинаковых размерных едини­ цах, получим

1 = а + Ь + с;

— 1 = — а — Ь — с -\- d -\- е -\- q;

—2 = — 2а — 26 — 2с.

Первое и третье уравнения тождественны. Получаем

. d + е + q = О, J

откуда

а = 1 — Ь — с и е = — d — q.

37

В. К. Потапенко, проведенных в лабораторных и произ­

и 40ХНМА можно принять следующие значения коэф­

38

где T=N\.i — сила трения; обычно при обкатке |o, = 0,25-f-

4-0,30;

Ri — радиус заготовки в точке приложения рав­ нодействующей,

Хотя сила трения в действительности направлена по касательной к винтовой линии высшего порядка, вдоль которой перемещается инструмент, однако можно пола­ гать, что вследствие весьма малого ее угла подъема она действует в диаметральной плоскости. Например, при среднем угле поворота инструмента за один оборот за­ готовки фср=1°30', отклонение направления действия силы трения от диаметральной плоскости составит

Пример. Определить нормальное давление металла на инструг мент, осевое усилие, момент поворотного суппорта и момент, прило­ женный к шпинделю при обкатке сферических днищ на трубах 0=140 мм, so=4 мм. Технологические параметры обкатки: Г=1200°С, ß = 9 7 мм, фср=1 Іоб, ц=0,25, зазором между формовав телем и инструментом пренебрегаем. Известно, что в процессе об-, катки с изменением температуры, скорости и степени деформации'

39,