Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Березкин В.Г. Формоизменение при обработке металлов давлением

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

13.4 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1611 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Если при выводе общей формулы уширения использовать формулу (106), то получим еще более простую формулу:

Ъ	1
1 + 4ц/и - h	Ь

(156)

1 + т

Это выражение представляет важную закономерность: если течение идет в соответствии с формулой (106), то работы пла стической деформации.в ширину и длину равны между собой.

Приравнивая выражения (135) и (156), после преобразова ний получим

В=	!		b	=	I		.	(157)
			b		1 +	Е	4	'
	1 + — — -			1-	1 +	Б	Т
	£ =	2	^Т	1-	— .		(158)
	1 +	2
			I	+ 2ц/н	—
			1 + 2 ц т		—

Выражение (157) по сравнеиню с формулами (106) и (153) дает несколько меньшие значения. Если в формуле (157) вели чину | приравнять бесконечности, то получим формулу (106).

	3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ		ПРОВЕРКА	ФОРМУЛ
С	целью	экспериментальной	проверки	формул (138)	и
(140)	было	произведено обжатие	(поперечная осадка)		не

скольких серий образцов квадратного сечения из различных

металлов (свинца, меди, алюминия, стали в горячем			состоянии).
Для установления влияния длины заготовки		на уширение об
разцы 'изготовляли с отношением—от	1 до 6,0.
К
Осадка свинцовых образцов. На рис. 45 представлены зави
симости уширения от отношения — ,	полученные		при осадке
нескольких серий свинцовых образцов.
1-ю серию образцов обжимали совершенно		сухими бойками
после ковки на них стальных поковок	в горячем		состоянии

(табл. 18, 6 о = й 0 = 2 5 мм, є = 0,34). При этом коэффициент тре ния был наибольшим. Экспериментальные точки лежат вблизи теоретической кривой, проведенной при д.=0,5.

во

•

ю\

	30	А
		ш
	20'	ги
		1
	to г1
	1
		0.5		1.5		2,5			3.5	b/Ь,
	Рис. 45. Зависимость уширения от отношения									101Ь0
	при осадке		с разной смазкой свинцовых образцов
		(номера	кривых	соответствуют			номерам		серий)
										Т а б л и ц а			18
Результаты осадки свинцовых				образцов,	осаженных			вдоль рисок сухих					бойков
№ об	I) в мм		(й =	16,5 мм,	t j = 1,52)
разца	I) в мм		Ь в мм	I в мм									f
	100	4	34,8	109	1,39		1,09		0,80		0,20		0,76
	75	3	34,4	82,5	1,37		1,10		0,75		0,25		0,725
	60	2,4	33,8	67,2	1,35		1,12		0,72		0,28		0,68
	50	2	33,4	56,7	1,33		1,13		0,68		0,316		0,634
	40	1,6	32,6	45,2	1,31		1,16		0,64		0,36		0,59
	35	1.4	32,4	41	1,29		1.17		0,62		0,383		0,57
	30	1.2	31,9	35,7	1,27		1,19		0,58		0,42		0,532
	27,5	1,1	31,6	33	1,26		1,20		0,56		0,44		0,51
2-ю серию образцов				обжимали		бойками,			насухо			протер
тыми	после	их смазки маслом (табл.					19,	Ьо = Ло=25 мм, є =
= 0,38). Никаких других				мер по удалению				оставшейся				смазки
не применяли. Обжатие				проведено		поперек		рисок.			Коэффици
ент трения		хотя несколько и снизился					по сравнению				с предыду-

Результаты осадки свинцовых образцов, осаженных поперек рисок бойков

№ об			( Л =	14 мм,	y] =	1,79)	ІЗ
№ об			Ь в мм	і в мм	Р			L
разца	1а В Мм	la/ba	Ь в мм	і в мм	Р			L	f
1	100	4,0	39,2	114	1,565	1,140	0,772	0,228	0,720
2	75	3,0	38,7	81,6	1,544	1,165	0,750	0,250	0,695
3	50	2,0	37,2	60	1,484	1,203	0,680	0,320	0,618
4	40	1,6	36,6	49,4	1,462	1,235	0,650	0,350	0,590
5	35	1,4	35,6	43,9	1,424	1,253	0,610	0,390	0,540
6	30	1,2	34,8	38,5	1,390	1,283	0,570	0,430	0,500
7	27,5	1,1	34,2	36	1,369	1,305	0,540	0,460	0,470
8	2,5	1,0	33,8	33	1,351	1,320	0,520	0,480	0,450

щей серией образцов, но остался еще достаточно высоким. Оставшаяся смазка почти не повлияла на снижение уширения.

									Т а б л и ц а		20
Результаты осадки без смазки					свинцовых	образцов,		осаженных
				вдоль рисок бойков
			( Л = 14 мм, т) = 1,785)
№ об	1с в мм		Ь в мм	1 в мм	Р		в
разца	1с в мм	hlb„	Ь в мм	1 в мм	Р		в		L		f
1	100	4,0	39,3	114	1,571	1,147	0,78		0,22	0,726
2	75	3,0	38,9	87	1,553	1,16	0,755		0,245	0,71
3	50	2,0	37,6	59,5	1,5	1,19	0,7		0,3	0,7
4	40	1,6	36,6	48,8	1,463	1,22	0,65		0,35	0,59
5	35	1,4	35,5	44,1	1,416	1,26	0,6		0,4	0,53
6	30	1,2	34,8	39,6	1,39	1,285	0,575		0,425	0,497
7	27,5	1,1	34	36,2	1,36	1,31	0,53		0,47	0,46
8	25	1	33,4	33,8	1,333	1,348	0,495		0,505	0,425
3-ю	серию	образцов		обжимали без		смазки		(табл. 20,			Ьо =
= / г 0 = 25 мм, є = 0 , 3 8 ) . В этих экспериментах							трение также				ве

лико, течение шло тоже по схеме, близкой к схеме течения по

кратчайшим	нормалям. Результаты		экспериментов первых трех
серий почти	одинаковы.
4-ю серию образцов обжимали с большей степенью				деформа
ции так же без смазки		(табл. 21,	6о = /г0 =17,5 мм,	е=0,457) .
5-ю серию образцов		обжимали	с обильной смазкой	без при

нятия специальных мер	для удержания смазки на контактных
поверхностях (табл. 22,	60 = /г0 =17,5	мм, е=0,457, кроме пер
вого образца, у которого 60 = Л 0 = 1 8		мм, є = 0,52).

	Результаты осадки				без смазки свинцовых образцов,										осаженных
						поперек			рисок			бойков
					( Л =			10,5	мм; т ) = 1,666)
№ об	/„ в мм			b в мм				1 в мм			Р		X	в		L			f
разца
1	144	8,2		27,5				153		1,57			1,061	0,885		0,115		0,856
2	105	5,6		27,1				114		1,548			1,08	0,856		0,144		0,825
3	70	4,0		26,2				77,7		1,50			1,11	0,795		0,205		0,75
4	52,5	3,0		25,6				59,8-		1,462			1,139	0,745		0,255		0,694
5	35	2,0		24,4				41,6		1,399			1,19	0,655		0,345		0,606
6	28	1,6		23,9				34,1		1,365			1,226	0,61		0,39		0,548
7	24,6	1,4		23,6				30,5		1,344			1,238	0,58		0,42		0,516
8	21	1,2		23,2				26,4		1,323			1,26	0,55		0,45		0,493
															Т а б л и ц а				22
	Результаты осадки				со смазкой свинцовых образцов,										осаженных
						поперек			рисок			бойков
№ об	/ 0 в мм и/ь0		h в мм b в мм ;						в мм				Р	X		в	L		f
разца
1	144	8,0.	9,4			28,4		175			1,914		1,375	1,215		0,7	0,3	0,63
2	105	6,0	10,5			24		129			1,666		1,358	1,224		0,6	0,4	0,537
3	70	4,0	10,5			23,6			86,8		1,666		1,344	1,239		0,58	0,42 0,526
4	52,5	3,0	10,5			23,4			64,4		1,666		1,336	1,224		0,57	0,23 0,5
5	35	2,0	10,5			23,2			44,2		1,666		1,323	1,259		0,55	0,45 0,493
6	28	1,6	10,5			23,0			35,6		1,666		1,31	1,271		0,53	0,47 0,466
7	24,6	1.4	10,5			22,9			31,4		1,666		1,305	1,276		0,52	0,48 0,458
8	21	1,2	10,5			22,9			26,9		1,666		1,297	1,278		0,51	0,49 0,45
	•
6-ю серию образцов с канавками обжимали																с обильной
смазкой (табл. 8, 60 =							=	25 ММ,			е = 0 , 3 8 ) .			экспериментальных
Из приведенного				графического								анализа
материалов следует				два вывода.
					/їо
1. Осадка		свинцовых образцов										без смазки			и	даже		с не
сколько уменьшенным						трением				путем			частичной			смазки			со
провождается течением							металла			по схеме, которая						ближе к схе
ме течения по кратчайшим нормалям. При обильной																	смазке
течение металла			приближается							к	радиальной схеме						течения.
2.	Сопоставляя			результаты						экспериментов					(см. рис.				45)
с теоретическими			кривыми					(см. рис. 35), построенными									по фор
мулам (138),		(140), убеждаемся								в том, что они идентичны, т. е.
характер кривизны одинаковый. Таким образом,																эксперимен
ты на свинцовых			образцах подтверждают											правильность				выве
денных формул.

Осадка		алюминиевых				образцов. На рис. 46 приведены ре
зультаты экспериментов по осадке четырех											серий		алюминиевых
образцов.
							1 .
					Is
			W
			1
			1
			;
			О Ь		' 15	/	15	J	IS	І 45 І	.SSb/b,
	Рис.	46.	Зависимость			уширения			от	отношения		klb0 при
	осадке с		разной		смазкой алюминиевых образцов								(/—4 —
					серии		образцов)
1-ю серию образцов						из	прокованного				пруткового				мате
риала осаживали на бойках, протертых после												смазки		тряпкой
(табл. 23, /іо=6о = 25					мм,	е=0,38) . Однако					коэффициент				тре-
													Т а б л и ц а		23
	Результаты		осадки		без смазки алюминиевых образцов,								осаженных
					вдоль		рисок		бойков
					(Л = 14 мм; і) = 1,785)
К: об	10 в мм			Ь в мм				Р				в	L		f •
разца	10 в мм			Ь в мм		/ В	.«.II	Р				в	L		f •
													а
1	100	4,0		39,9		113		1,595		1,125	0,796		0,204		0,76
2	75	3,0		38,9		86,5		1,554		1,151	0,762		0,238		0,706
3	50	2,0		37,7		59,4		1,507		1,184	0,71		0,29		0,646
4	40	1,6		37,2		48,7		1,462		1,219	0,658		0,342		0,59
5	35	1,4		35,5		44		1,42		1,256	0,605		0,395		0,535
6	30	1,2		35		38,3		1,40		1,275	0,58		0,42		0,51
7	27,5	1,1		33,8		26,1		1,35		1,312	0,53		0,47		0,445
8	25	1,0		33,3		33,6		1,33		1,343	0,49		0,51		0,42
ния был еще достаточно						большим,			чтобы обусловить					характер

течения металла ближе к схеме течения по кратчайшим нор

малям, чем к радиальной схеме. Как видно из					сопоставления
результатов экспериментов		с	предельной	теоретической кри
вой (на рисунке	показана	штриховой линией)			по формуле
(138), величина	коэффициента		трения	была	максимальной.

2 п 3-ю серию образцов из непрокованного алюминия оса живали со слабой смазкой (табл. 24, 25, h0 = b0 = 2Q мм; є = = 0,224-0,25).

												Т а б л и ц а				24
	Результаты		осадки со слабой смазкой алюминиевых образцов,
			осаживаемых поперек рисок бойков
				(/г =		15 мм; rt =		1,334)
№ об				Ь в мм	/	В .11.11	Р	X			в			L		f
разца	(„ В .11.11			Ь в мм	/	В .11.11	Р	X			в			L		f
1	80	4,0		25,1		85,2	1,257	1,065			0,79			0,21	0,677
2	60	3,0		24,5		65,4	1,224	1,09			0,68			0,32	0,67
3	40	2,0		24,2		43,6	1,215	1,09			0,66			0,34	0,64
4	30	1,5		23,8		33,6	1,191	1,12			0,6			0,4	0,57
5	24	1,2		23,6		27,2	1,182	1,13			0,58			0,42	0,545
												Т а б л и ц а				25
	Результаты		осадки со слабой смазкой алюминиевых образцов,
				осаживаемых вдоль рисок бойков
№ об	Ulb0	h в мм		Ь в мм	; в мм			Р	X			в		L		f
разца	Ulb0	h в мм		Ь в мм	; в мм			Р	X			в		L		f
1	4	15,1		24,2	87,2		1,32	1,22	1,09			0,702		0,298		0,67
2	3	15,6		23,3	66		1,28	1,17	1,10			0,62		0,38		0,593
3	2	15,1		23,6	44,8		1,32	1,18	1,12			0,594		0,406		0,56
4	1,6	15,6		22,8	36		1,28	1,14	1,124			0,53		0,47		0,5
5	1,38	15,1		23,1	31,9		1,32	1,16	1,14			0,52		0,48		0,49
6	1,16	15,1		23,1	26,6		1,32	1,15	1,11			0,51		0,49		0,54
7	1,12	15,1		22,8	25,6		1,32	1,14	1,17			0,48		0,52		0,44
												Т а б л и ц а				26
	Результаты			осадки со смазкой алюминиевых образцов
				(k =		16 мм; -г] =		1,56)
№ об	/о в мм	ljb0		Ь в мм	/	в мм	Р	X			в			L		/
разца	/о в мм	ljb0		Ь в мм	/	в мм	Р	X			в			L		/
1	100	4,0		32,8	119,5		1,31	1,195		0,6			0,4		0,555
2	75	3,0		32,3		90,6	1,295	1,206		0,575			0,425		0,526
3	60	2,4		32,2		72,6	1,29	1,21		0,56			0,44		0,518
4	50	2,0		32	60,1		1,28	1,22		0,55			0,45		0,5
5	40	1,6		31,8	49,2		1,27	1,23		0,54			0,46		0,48
6	30	1,2		31,5	37,2		1,26	1,24		0,52			0,48		0,464

4-го	серию		образцов из				прокованного				алюминия				осаживали
с обильной смазкой					без применения специальных мер для удер
жання	смазки		на контактных					поверхностях				(табл.		26,		/г0	= 6о =
									= 25 мм, е =				0,36).
									Осадка			медных			образцов.
									Результаты				опытов		с	образца
									ми квадратного					сечения			(Ь0 —
							)	п	= Ii0-12.им)				представлены					на
							)	п	рис.	47.
		/у							1-ю серию образцов осажи
		/у							вали	без		смазки			(табл.			27,
									є = 0,47). Результаты							экспери
									ментов		почти			совпадают				с
									теоретической кривой,							соответ
ІІ									ствующей			предельному					коэф
1									фициенту трения					по		формуле
1									(138).
1									2- ю серию образцов осажи
0 0.5		1 1,5		2	2.5 Z	3,5 h/b,			2- ю серию образцов осажи
0 0.5		1 1,5		2	2.5 Z	3,5 h/b,			вали		со		слабой			смазкой
Рис. 47. Зависимость уширения от									(табл. 28, є = 0,465).								осажи
отношения		hlba	при	осадке с		разной			3- ю серию образцов								осажи
•смазкой	медных		образцов (/—3 — се						вали с обильной смазкой без
		рии	образцов)						применения				специальных					мер
									для		удержания						смазки
									(табл.		15,	е = 0,48).
													1	Т а б л и ц а				27
		Результаты осадки без смазки медных										образцов
					(/і =		6,4	мм; т) =		1,87)
№ об	/о	п мм	la/b0		Ь в мм	/	в мм		Р		1.		в		1.			/
разца	/о	п мм	la/b0		Ь в мм	/	в мм		Р		1.		в		1.			/
1		48	4,0		19,8		54,5		1,65		1 ,14		0,8		0,2		0,75
2		36	3,0		19,7		41		1,64		1,14		0,79		0,21		0,76
3		24	2,0		18,9		32,5		1,54		1,35		0,68		0,32		0,66
4		19,2	1,6		18,0		24,4		1,48		1,27		0,62		0,38		0,62
5		16,8	1,4		17,6		21,6		1,47		1,27		0,62		0,38		0,54
6		14,4	1,2		17,0		19,0		1,42 .		1,32		0,55		0,45		0,51
7		13,2	1,1		16,6		17,8		1,385		1,35		0,52		0,48		0,44
8		12	1,0		16,4		16,4		1,37		1,37		0,5		0,5		0,43

Осадка стальных образцов. Опыты по осадке стальных об разцов проводили в горячем состоянии при ковочной темпера туре. Никакой смазки при этом не применяли. Результаты экслериментов хорошо совпадают с теоретической кривой по форму ле (138) при предельном коэффициенте трения (рис. 48).

	Результаты		осадки со слабой смазкой медных образцов
			(А =	6,4 мм; і) =		1,87)
№ об	/„ в мм		b в мм	1 в мм	Р		в	L	f
разца	/„ в мм		b в мм	1 в мм	Р		в	L	f
1	48	4,0	18,7	57,6	1,56	1,2 ~	0,712	0,288	0,643
2	36	3,0	18	45	1,5	1,25	0,65	0,35	0,578
3	24	2,0	17,6	30,5	1,47	1,27	0,62	0,38	0,54
4	19,2	1,6	17,3	25,0	1,44	1,30	0,575	0,425	0,54
5	16,8	1,4	16,9	22,2	1,41	1,32	0,554	0,446'	0,516
6	14,4	1,2	16,8	19,3	1,40	1,34	0,528	0,472	0,487
7	13,2	1,1	16,5	17,9	1,38	1,36	0,515	0,485	0,453
8	12	1,0	16,5	16,5	1,37	1,37	0,5	0,5	0,426
	100	г

b(b.

Рис. 48. Зависимость уширения при осадке стальных образцов от отношения l0/bo

Выводы

1. При осадке образцов из различных металлов без смазки трение всегда достаточно велико, т. е. близко к ц = 0 , 5 , что обус ловливает предельное уширение для квадратных образцов. Те чение металла при этом происходит в основном по схеме крат чайших нормалей. Слабая смазка маслом незначительно влияет на уширение и схему течения, при этом коэффициент трения в физическом смысле, видимо, снижается значительно, но это снижение еще мало влияет на уменьшение уширения. Например, если естественный коэффициент трения равен 0,7, а при слабой смазке 0,5, то уширение оказывается одинаковым и схема те чения не изменяется. Лишь обильная смазка начинает изме-

нять схему течения, склоняя ее к радиальной со снижением уширения.

2. Коэффициент трения смазанных поверхностей не остается постоянным в процессе деформации. Он зависит от степени вы давливания смазки, а следовательно, от величины давления и скорости деформации, а также от степени увеличения контакт ных поверхностей, т. е. от степени деформации. Чем больше по верхность, тем тоньше слой смазки даже при отсутствии ее вы давливания. С увеличением скорости деформации трение умень шается за счет снижения естественного трения и сохранения смазки.

3. Все эксперименты отражают единую закономерность фор


моизменения, дают один и тот же характер			кривых		уширения,
который точно	отражается теоретическими		кривыми,		что под
тверждает правильность		выведенных формул.		Эксперименты
с различными	металлами	подтверждают, что		формоизменение
не зависит от рода материала.

	Г л а в а		V
УШИРЕНИЕ	ПРИ	ВЫТЯЖКЕ		(ПРОТЯЖКЕ)
1. О Б Щ И Е П О Л О Ж Е Н И Я
Операция вытяжки	представляет		собой ряд последователь
ных осадок заготовки большой или бесконечной длины						(рис.	49).
Кроме осадки, происходит		отрезка,	на	которую	также		тре
буется сила и дополнительная энергия.
Исследованием формоизменения			при	протяжке	занимались.
А. Чайле, И. Я. Тарновский,		А. И.	Сконечный		[66,	69,	70],

А. И. Рогов, В. П. Котельников, В. Ф. Лошкарев [39], В. Н. Тру бил [78], М. В. Сторожев [73], Н. П. Клименко [7, 9].

И.П. Ренне, П. Ф. Иванушкин [28, 30] и др. Примем следующие термины и обозначения:

	/о — абсолютная подача		в мм, или		начальная длина
		очага деформации	(захват)	(рис. 49, а);
	—	/ — текущая длина подачи, очага			деформации,	за
		хвата (рис. 49, б),
г\|) =		относительная подача.

Явления, происходящие при осадке и вытяжке, широко опи
саны С. И. Губкиным [15, 16, 18] и другими				авторами. При		вы

тяжке наблюдаются те же явления формоизменения, что и при


осадке. На участках заготовки появляется		бочка, т. е. выпучина
в вертикальной и горизонтальной	плоскостях (рис. 49,в). Боко
вая поверхность заготовки переходит на		контактную, что		не
влияет на формоизменение и не имеет практического			значения
в технологии обработки давлением. При		вытяжке	происходит
полное или частичное скольжение	металла по контактной			по

верхности инструмента. Степень скольжения зависит от коэффи циента трения и от относительной высоты заготовки — . При

нулевом значении коэффициента трения имеет место полное абсолютное скольжение по всей площади контактной поверхно сти, независимо от отношения — . При коэффициенте трения

ь° -

больше 0,58 на основании условия пластичности (6) и закона

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1611 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ