книги из ГПНТБ / Березкин В.Г. Формоизменение при обработке металлов давлением
.pdf
|
7 o = |
г |
|
|
. |
• |
|
|
(179) |
|
|
1 + 1.5, |
R |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент у учитывает влияние жестких концов и де |
|||||||||
формации растяжения |
на уширение. На |
уширение |
оказывает |
||||||
значительное влияние |
отношение |
— . |
Чем оно |
|
больше, |
тем |
|||
меньше уширение, |
так как при большой |
ширине |
и малой вы |
||||||
соте уширение сильно |
затруднено. Так, при прокатке |
тонкой и |
|||||||
широкой полосы (ленты) уширение мало |
даже |
при очень |
боль |
||||||
ших степенях обжатия |
(до е = 50%). Большое |
трение |
в |
таких |
|||||
случаях излишне, |
оно |
превращается |
во |
вредный |
фактор. По |
||||
этому лента лучше прокатывается со смазкой. |
|
|
|
|
|||||
Подставляя в формулу (177) значение коэффициента YI ПО |
|||||||||
формуле (178), будем иметь |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 + 1 , 5 — - ) ( 2 + є 2 ) |
|
|
|
|
|||
|
— |
^ |
|
. |
|
|
' |
(180) |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
On |
|
|
|
|
|
|
В полученной |
общей формуле для |
уширения |
при |
прокатке |
отражено влияние шести факторов: высоты, ширины заготовки,
диаметра валков, коэффициента |
трения, |
коэффициента |
давле |
|
ния (Ь}— 2цлг -^-^ и степени деформации. |
|
|
|
|
Анализ формулы уширения. При расчете уширения по фор |
||||
муле (180) следующие величины |
принимались |
постоянными: |
||
— = 1 (заготовка квадратная), |
е = 0,3. |
Коэффициент |
трения |
|
по |
|
|
|
|
принимался переменным. |
|
R |
|
|
Q |
|
|
|
|
Зависимость уширения от отношения |
— |
приведена на |
||
|
|
Ь„ |
|
|
рис. 74. Влияние трения на уширение при прокатке, как видно
из графика |
(заштриховано), незначительно, |
особенно |
мало |
|
|
|
|
|
R |
изменяется |
уширение в |
диапазоне изменения |
отношения |
— |
в пределах 2—5, что соответствует реальным |
условиям |
Ьа |
||
про |
||||
изводства. |
R |
|
R |
|
|
|
|
||
При отношении — < 3 |
трение снижает уширение, п р и — > 3 |
|||
|
Ьо |
|
Ь |
|
увеличивает, а при — =3 не влияет на уширение. Это объяс няется тем, что при таком отношении радиуса валков к шири не заготовок устанавливается приблизительное равенство раз
меров очага деформации, т. е. при этом |
h = bo, или относитель |
|||||
ная подача |
(по аналогии с |
протяжкой) |
равна |
единице |
(jp = |
|
-= — = 1 |
) |
и влияние трения |
одинаково |
как на |
уширение, |
так |
bo |
J |
|
|
|
|
|
и на удлинение. |
|
|
|
|
||
|
|
|
я=о,в |
\ \ |
|
|
|
|
|
"]-\ |
|
|
|
|
|
|
. M i l l - |
|
|
О |
1 |
Z |
J |
4 |
5 |
S |
7 |
8 |
9 |
R/bB |
Рис. 74. |
Зависимость уширения |
от отношения Rjb0 |
при |
разных |
||||||
|
|
|
|
коэффициентах трения |
|
|
|
|
||
В этой связи следует подчеркнуть важность условия равен |
||||||||||
ства длины и |
|
ширины |
|
очага |
деформации |
(aR — bo) |
в |
решении |
вопроса влияния трения на уширение и вытяжку. Многие ис
следователи не учитывают указанного условия |
[40, |
67]. |
При |
|||
aR>b0 |
с увеличением трения уширение увеличивается, при |
|||||
aR<bo |
уширение уменьшается, что является следствием закона |
|||||
наименьшего |
периметра, который |
действителен |
только при на |
|||
личии |
трения. |
Валки в отличие от |
плоских бойков |
дают |
боль |
шее удлинение очага деформации, но общая закономерность из
менения уширения остается той же. Согласно |
закону |
наимень |
шего периметра меньший размер очага деформации |
должен |
|
увеличиваться быстрее. Значит, если ширина |
меньше |
длины, |
то уширение больше удлинения и наоборот. Это соответствует
•более общим |
законам — законам наименьшего |
сопротивления |
||
и наименьшей |
энергии. Такие общие |
закономерности |
иногда |
|
упускаются из |
виду, и исследование |
частного |
вопроса |
услож |
няется. |
|
|
|
|
R
Из графика видно, что с увеличением отношения — уцін ко
рение увеличивается, независимо от величины трения. Это также объясняется увеличением длины очага деформации. Та-
ким образом, и при прокатке имеем аналогию с кузнечными операциями протяжки и осадки призматических брусьев.
Влияние трения на уширение при больших коэффициентах трения менее эффективно, чем при малых. С увеличением ко эффициента трения влияние трения снижается. Это объяс-
1>с
6,25
3.13
1,88
-.139 Ш '
0,85
О |
0,05 0,1 0,15 0.2 0,25 0,3 Ц35 OA 0,45 0,5 0.55 ju. |
Рис. 75. Зависимость уширения от коэффициента трения при раз ных отношениях R/b0
няется тем, что влияние трения ограничено условием пластич ности. Максимальное значение коэффициента трения ц = 0,58.
На рис. 75 приведены зависимости, показывающие непосред ственное влияние трения на уширение, из которых также видно малое влияние трения на уширение, но различное в зависимости
от отношения — . При больших отношениях — трение уве-
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6R/b, |
Рис. 76. Зависимость уширения от отношения R/b0 при разной относительной высоте заготовки
личивает уширение, а при малых отношениях, наоборот, умень шает.
Зависимость уширения от высоты заготовки при постоянной ееширине показана на рис. 76. Главным аргументом при этом является отношение радиуса валков к начальной ширине заго товки, а расположение кривых по высоте диаграммы характе ризует зависимость уширения от высоты заготовки или, что то
же |
самое, от отношения |
—— или от — |
. Зависимость |
уширения |
от |
радиуса валков (от |
— ), как и в |
предыдущих |
графиках, |
Ьо
выражается параболическими кривыми. Чем больше диаметр валков для данной заготовки, тем больше уширение. Значитель ное влияние оказывает и высота заготовки, с увеличением кото рой уширение увеличивается.
О |
Ц2 OA 0.6 0.8 1,0 1.2 1.4 1,6 1,8Щь, |
Рис. 77. Зависимость уширения от относительной вы соты заготовки при разных отношениях R/b0; лома ные линии построены по опытным данным
Следует отметить некоторую особенность влияния высоты на уширение. С одной стороны, как видно из формулы для опреде ления s, уменьшение высоты равносильно увеличению коэффи циента трения, что вызывает увеличение уширения. С другой сто роны, и это главное, уменьшение высоты при прокатке ведет к
уменьшению угла захвата и отношения — , что видно из выра-
Ь0
жения (176). Это способствует уменьшению длины очага дефор мации и, следовательно, уменьшению уширения. Отсюда стано вится ясным тот факт, что при прокатке тонких полос, лент и
.листов, где ширина относительно велика, уширение мало. Смазка тонкой заготовки уменьшает излишнее трение, тор
мозящее опережение, и облегчает общий |
|
процесс |
деформации. |
||
На рис. 77 |
и 78 представлены зависимости уширения от от- |
||||
ho |
bo |
R |
и приведены две ло- |
||
ношения —— или — и от отношения — |
|||||
ba |
ho |
Ь0 |
|
(табл. 39, |
40). |
маные кривые, построенные по опытным |
данным |
||||
Эти графики довольно точно совпадают |
с теоретическими, |
что |
|||
подтверждает |
правильность теоретических |
методов вывода |
фор- |
|
|
|
Результаты последовательной прокатки |
свинцового образца |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
(/?=37,5 мм) |
|
|
|
|
|
|
|
||
образца |
в .мл |
D JI.II |
/о |
Л |
Ь |
1 |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
В Jl.ll |
в мм |
в мм |
в мм |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
28,5 |
28,2 |
104,4 |
26 |
28,6 |
107 |
1,085 |
1,05 |
1,065 |
0,247 |
0,753 |
0,08 |
1,01 |
0,37 |
2 |
28,6 |
26 |
107 |
22,3 |
27,8 |
129 |
1,281 |
1,06 |
1,205 |
0,255 |
0,745 |
0,22 |
1,1 |
0,59 |
3 |
22,3 |
27,8 |
129 |
18,6 |
28,8 |
150 |
1,202 |
1,038 |
1,161 |
0,186 |
0,814 |
0,17 |
0,78 |
0,425 |
4 |
18,6 |
28,8 |
150 |
13,8 |
30 |
195 |
1,345 |
1,04 |
1,29 |
0,135 |
0,865 |
0,24 |
0,646 |
0,46 |
5 |
13,8 |
30 |
195 |
9,55 |
31 |
270 |
1,44 |
1,028 |
1,382 |
0,114 |
0,886 |
0,305 |
0,46 |
0,375 |
6 |
9,55 |
31 |
270 |
5,75 |
32 |
436 |
1,66 |
1,025 |
1,612 |
0,06 |
0,940 |
0,4 |
0,31 |
0,39 |
7 |
5,75 |
32 |
436 |
3,5 |
32,8 |
736 |
1,71 |
1,023 |
1,68 |
0,043 |
0,957 |
0,415 |
0,18 |
0,296 |
8 |
3,5 |
32,8 |
756 |
1,75 |
33,2 |
1330 |
1,828 |
1,012 |
1,808 |
0,018 |
0,982 |
0,45 |
0,093 |
0,22 |
9 |
1,75 |
33,2 |
1330 |
1,1 |
33,0 |
2300 |
1,711 |
0,998 |
1,729 |
0,014 |
1,014 |
0,41 |
0,053 |
0,157 |
10 |
1,1 |
33 |
2300 |
0,3 |
33,0 |
8160 |
3,561 |
1,001 |
3,540 |
0,005 |
0,995 |
0,72 |
0,033 |
0,165 |
|
|
|
Результаты последовательной прокатки |
свинцового образца |
|
|
Т а б л и ц а |
40 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
( Я = 3 7 , 5 мм) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
К |
в мм |
в мм |
ft |
ь |
1 |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
образца |
. в мм |
в мм |
в мм |
в мм |
|
X |
в |
L |
8 |
|
|
|||
1 |
21 |
21,2 |
165 |
13,8 |
23,3 |
228 |
1,52 |
1,1 |
1,38 |
0,24 |
0,76 |
0,34 |
1,0 |
0,775 |
2 |
13,8 |
23,2 |
228 |
9,6 |
24,5 |
310 |
1,44 |
1,05 |
1,36 |
0,154 |
0,846 |
0,30 |
0,595 |
0,54 |
3 |
9,6 |
25 |
310 |
6,5 |
26 |
450 |
1,475 |
1,04 |
1,42 |
0,10 |
0,9 |
0,32 |
0,383 |
0,425 |
4 |
6,5 |
26 |
450 |
3,45 |
26,7 |
814 |
1,88 |
1,04 |
1,8 |
0,067 |
0,933 |
0,47 |
0,25 |
0,41 |
5 |
3,45 |
26,7 |
814 |
1,9 |
27 |
1450 |
1,817 |
1,01 |
1,78 |
0,03 |
0,97 |
0,45 |
0,128 |
0,285 |
6 |
1,9 |
26,8 |
1450 |
1,03 |
26,9 |
2650. |
1,84 |
1,004 |
1,82 |
0,02 |
0,98 |
0,46 |
0,071 |
0,215 |
7 |
1,03 |
26,9 |
2650 |
0,75 |
27 |
3602 |
1,36 |
1,004 |
1,35 |
0,008 |
0,992 |
0,27 |
0,0383 |
0,12 |
8 |
0,75 |
27 |
3602 |
0,41 |
27,1 |
6520 |
1,82 |
1,003 |
1,81 |
0,015 |
0,985 |
0,45 |
0,028 |
0,133 |
9 |
0,41 |
27,1 |
6520 |
0,25 |
27 |
10050 |
1,53 |
0,998 |
1,54 |
0 |
1,0 |
0,35 |
0,0152 |
0,086 |
тмул и эмпирического коэффициента |
у. На рис. 77 видна |
зависи |
мость В о т — при сравнительно |
больших значениях |
этого |
'Отношения, а на рис. 78, наоборот, |
лучше показана зависимость |
|
В при больших значениях отношения — . |
|
|
|
/'о |
|
Рис. 78. Зависимость уширения от относительной ширины заготовки при разных отношениях R/b0
Рис. 79. Зависимость уширения от отношения Rjb0 при разных степенях деформации
Зависимости уширения от |
— при разной |
степени |
дефор- |
|
мации приведены на рис. 79. |
Расчет |
уширения |
произведен при |
|
ія = 0,5 и — = 1 . Чем больше |
степень |
деформации, тем |
больше |
|
/'о |
|
|
|
|
уширение. Однако влияние степени деформации на уширение очень мало.
На рис. 80 уширение представлено в непосредственной за висимости от степени деформации. При больших отношениях
R
—уширение несколько увеличивается с увеличением степени
деформации, а при |
малых |
отношениях |
— |
оно |
мало |
зависит |
от степени деформации. |
|
bo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
bo |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—1 |
|
г |
|
3.13 |
30 |
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
ш |
|
|
|
|
|
|
||
20 |
|
і |
— |
^ |
— |
W |
|
|
|||||
10 |
|
1 |
|
і |
1 |
|
|
|
|
і |
; £ = 0,85 |
||
|
|
|
|
|||
0.1 |
0.2 |
аз |
OA |
0.5 |
с |
Рис. 80. Зависимость уширения от степени деформации при раз ных отношениях R/b0
На рис. 81 показаны зависимости В и L от относительной
подачи \р по формуле (176) при — = 1 и ц = 0,5. Эти зависимо го
сти идентичны экспериментальным (см. рис. 73). Как видно,
Рис. 81. Зависимость уширения и |
Рис. 82. Зависимость |
коэффициента дт |
||
удлинения от относительной |
пода |
от отношения |
R/bo при |
разной относи |
чи при разных отношениях |
Rjb0 |
тельной |
высоте |
заготовки |
уширение мало зависит от длины очага деформации, так как величина т|э изменялась только за счет различной степени дефор-
R Л0
мации є при постоянных отношениях — |
и — . |
|
|
||||
Влияние относительной подачи "ф на уширение в значительной |
|||||||
степени зависит |
от того, за |
счет |
какого |
параметра изменяется |
|||
|
|
|
|
|
R |
К |
|
сама подача, так как ф сильно зависит от |
— и |
— . |
|
||||
На рис. 82 представлены |
зависимости коэффициента |
уі о т |
|||||
— |
по формуле |
(178). Как |
видно, этот |
коэффициент увеличи |
|||
ло |
|
|
|
|
|
|
8 = 0,3, |
вается с увеличением — . При |
расчете |
было |
принято |
||||
М = |
0,5. |
ьа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА
1.Аркулис Г. Э. Метод наружных отметок для расчета внутренней" неравномерности деформации при осаживании. Труды межвузовской научно-
технической конференции «Современные достижения прокатного производст
ва». Л., изд. Л П И , |
1958. |
2. Бахтинов Б. |
П. Некоторые вопросы теории прокатки. «Сталь», 1946, |
№4—5.
3.Березкин В. Г. Абстрактная деформация и суммарная уковка. Труды Фрунзенского политехнического института, вып. 10. Фрунзе, Изд-во Министер
ства народного |
образования Кирг. ССР, 1964. |
4. Березкин |
В. Г. Кузнечная вытяжка под плоскими бойками. В сб. тру |
дов МВТУ им. Баумана, «Машины и технология обработки металлов давле
нием», |
вып. 40. М., Машгпз, 1955. |
|
|
|
|
|||
5. |
Березкин |
В. Г. Энергоемкость поковок и |
суммирование |
деформаций |
||||
при |
операциях |
протяжки н осадки. «Кузнечно-штамповочное производство», |
||||||
1961, |
№ 9. |
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Березкин |
В. Г., |
Клименко Н. П. Влияние |
угла |
выреза |
на |
уширение |
|
при |
ковке в вырезных |
бойках. «Вестник машиностроения», 1961, |
№ |
10. |
||||
7. |
Березкин |
В. Г., |
Клименко Н. П. О применении |
СШТ-11 |
при ковке |
|||
крупных поковок. «Кузнечно-штамповочное производство», 1964, |
№ |
6. |
8.Березкин В. Г., Клименко Н. П. Уширение после кантовки. «Вестник машиностроения», 1960, Л» 10.
9.Березкин В. Г., Клименко Н. П. Уширение при вытяжке в вырезных бойках. «Вестник машиностроения», 1960, № 9.
10.Бровман М. Я. Расчет усилий при осадке между криволинейными! бойками. «Кузнечно-штамповочное производство», 1966, № 9.
11.Выдрин В. И. Распределение уширения в очаге деформации. В сб..
«Обработка металлов давлением». М.—-Свердловск, Металлургиздат, 1956..
12.Головин А. Ф. Прокатка. Ч. 1. М., Металлургиздат, 1933.
13.Голубев Г. М. Распределение пластической деформации. «Теория и: практика металлургии», 1937, № 1.
14.Гришков А. И. Исследование уширения при прокатке в гладких вал ках. В сб. трудов МВТУ им. Баумана «Прокатные станы и технология про катки», вып. 84. М., Машгиз, 1958.
15. |
Губкин |
С. И. Пластическая |
деформация |
металлов. Т. I — I I I . М., |
М е |
таллургиздат, |
1961. |
|
|
|
|
16. |
Губкин |
С И . Пластическая |
деформация |
металлов. М., ОНТИ, |
1935- |
17.Губкин С. И. Теория обработки металлов давлением. М., Металлург издат, 1947.
18.Губкин С. И. Научное и практическое значение теории деформируе мости. «Известия АН БССР», № 3, Минск, 1950.
19.Губкин С. И. и др. Деформируемость металлов. М., Металлургиз дат, 1953.
20.Дзугутов М. Я. Внутренние разрывы при обработке металлов давле нием. М., Металлургиздат, 1958.
21.Дзугутов М. Я. и др. Влияние степени укова на прозвучиваемость поковок. «Кузнечно-штамповочное производство», 1960, № 3.
22. Дзугутов М. Я., Степенов В. П. Новый метод изготовления дисковых поковбк осадкой слитков. «Кузнечно-штамповочное производство», 1962, № 10, 23: Живов Л. И. Формоизменение цилиндрического образца при осажи вании на гладких плитках. В сб. трудов МВТУ им. Баумана «Машины и тех
нология обработки металлов давлением», вып. 42. М., Машгиз, 1955.
24.Залесскнй В. И.„ Пузанчиков А. В. О методе осадки коническими бойками. Труды МИС «Производство и обработка стали», № 29. М., Металлургиздат», 1950.
25.Зарощинский М. Л. Исследование уширения при прокатке. «Сталь», 1949, № 11.
26. |
Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. М.,. |
ОНТИ, |
1934. |
27.Зимин А. И. Механика пластически деформируемых тел. В сб. тру дов МВТУ им. Баумана «Машины и технология обработки металлов давле нием», вып. 42. М., Машгиз, 1955.
28.Иванушкин П. Ф. Вытяжка между выпуклыми бойками. В сб. трудов-
Ждановского металлургического института «Производство и обработка ста ли», вып. 5. Харьков, Металлургиздат, 1960.
29. Иванушкин П. Ф. Коэффициент уковки при поочередной деформации
вразличных направлениях. «Кузнечно-шамповочное производство», 1959, № 9.
30.Иванушкин П. Ф. Уширение при ковке под плоскими бойками. <Вестннк машиностроения», 1950, № 7.
31.Казаринов Б. Н., Шабуров В. Е. Исследование процесса закрытия
осевых дефектов' при осадке. «Кузнечно-штамповочное |
производство»,. |
1964, Ко 4. |
|
32. Казаченок В. И., Раков В. С. Гидродинамический эффект смазки при осаживании. «Кузнечно-штамповочное производство», 1964, № 1.
33.Калинин В. П. Метод определения продольной и поперечной дефор мации, среднего давления и коэффициента трения при горячей прокатке с натяжением по аналитическому выражению удельного давления. В сб. «Тео рия прокатки». М., Металлургиздат, 1962.
34.Клименко В. И. Формулы для определения уширения в прямоуголь
ных калибрах. В сб. «Научные труды института черной металлургии». Киевг Изд-во АН УССР, 1957.
35. |
Константинов И. Г. Работа |
деформации |
при |
прокатке. «Сталь»,. |
1937, № |
7. |
|
|
|
36. |
Королев А. В. Давление при |
осадке металла |
с |
учетом наличия сред |
ней зоны затрудненной деформации и влияние внутренних касательных нап ряжении. «Известия вузов. Машиностроение», изд. МВТУ им. Баумана,
1961, |
№ 10. |
|
|
|
|
|
|
|
37. |
Колмогоров В. Л., Орлов С. И. Напряженное состояние при попереч |
|||||||
ной осадке цилиндра. Труды Ц Н И И Ч М «Технология |
производства |
черных |
||||||
металлов», т. 2. М., Металлургиздат, |
1963. |
|
|
|
|
|
||
38. |
Крагельский И. В., Щедрое |
В. С. |
Развитие |
науки о |
трении. |
М., |
||
Изд-во АН СССР, 1956. |
|
|
|
|
|
|
||
39. |
Лошкарев В. Ф. Производство стальных поковок. М., Металлургиз |
|||||||
дат, |
1953. |
|
|
|
|
|
|
|
40. |
Метц Н. Горячая прокатка и калибровка валков. М., |
Металлургиз |
||||||
дат, |
1937. |
|
|
|
|
|
|
|
41. |
Мутьев М. С. Вывод формул |
уширения при |
прокатке |
на |
гладкой |
|||
бочке. |
В сб. трудов Днепропетровского металлургического института |
«Обра |
||||||
ботка |
|
металлов давлением», вып. XXXIX. М., Металлургиздат, |
I960. |
|
|
|||
42. |
Мутьев М. С. Калибровка черновых |
валков. М., |
«Металлургия», |
1964. |
43.Охрименко Я. М. Анализ равномерной осадки. «Научные доклады высшей школы», 1958. № 2.
44.Охрименко Я. М. Закономерности бочкообразования при осадке.. «Научные доклады высшей школы», 1958, № 3.
45.Охрименко Я. М. Поочередная деформация. «Кузнечно-штамповочное производство», 1959, № 2.