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

Кинематика формоизменения элементарных призм. Под­ ставим полученное выше значение а для осадки (щ) в выра­ жение (48)

Формулы (54) и (55) выражают изменения расстояния от центра элементарных концентрических слоев или частиц де­ формируемого тела в зависимости от высотной деформации. Исходя из этих формул можно сформулировать следующее по­ ложение: изменение расстояния от центра элементарных слоев или частиц тела при равномерной деформации цилиндрической заготовки осадкой или растяжением пропорционально первона­ чальному их расстоянию от центра и корню квадратному из коэффициента высотной деформации.

Таким образом, формулы (52) и (53) выражают закон фор­ моизменения элементарной призмы, а формулы (54) и (55) вы­ ражают закон перемещения элементарных призм. В совокуп­ ности эти формулы отражают закон течения металла при рав­ номерной деформации.

По формуле (54) можно построить схему деформации осад­ кой элементарного цилиндрического тонкостенного слоя. Для

Далее покажем, что и сплошное ядро, заключенное в эле­ ментарном тонкостенном цилиндре, деформируется по тому же закону.

Для этого преобразуем формулу (54)

р2 = роиУмножим полученное выражение на л, тогда

яр2 = лроТ).

Из последнего выражения видно, что площадь основания

пых объемов, как не связанных сплошностью. Все элементы тела, утолщаясь и перемещаясь, не оказывают силового воздей­ ствия друг на друга, и их перемещение происходит без сопро­

ционально первоначальному расстоянию ее от центра. Относи­

удельное перемещение. Для данной степени высотной деформа­ ции оно, действительно, постоянно для любой точки.

Формулы (56), (57) приведены в работах Я. М. Охрименко, широко исследовавшего осадку цилиндрических тел.

Если выражение (54) разделить на ро и прологарифмиро­ вать, то получим перемещение, выраженное в логарифмических

и зависят от радиальных координат, а величины s0 и s не за­ висят от координат.

Вычтем приращение предыдущего радиуса из приращения

степенью (68%). До деформации расстояния между окружно­

все риски вблизи центра тоже значительно уширились. Это сви­ детельствует о том, что на контактной поверхности нет ни од­ ной физической точки, которая не претерпевала бы относитель­ ного перемещения, кроме одной математической точки — цент­ ра. Следовательно, если при деформации с трением в центре образуется так называемая зона прилипания, то это свидетель­ ствует о наличии больших сил трения, которые тормозят пере­ мещение контактных слоев металла.

При осадке со смазкой на торцах деформируемого образца

бойков и вызывают все же значительное трение.

Глубина ванны зависит от упругих свойств деформируемого металла и его предела прочности (текучести). Чем ни­ же модуль упругости и предел текучести (например, алюминия), тем глубже ван­ на, и наоборот, чем выше эти физические константы металла (меди, стали), тем меньше глубина ванны и, следователь­ но, меньше влияние смазки на уменьше­ ние контактного трения. В. И. Казаченок, В. С. Раков [32] исследовали этот эффект специально при упругом состоя­

нии образца, не доведя его до пластического состояния.

Глубина ванны также зависит от скорости деформирования (обжатия, удара). Чем выше скорость, тем глубже образуется ванна. Однако высокие скорости при ударном деформировании вызывают резкое повышение давления масла, вследствие чего оно прорывается наружу в слабом месте, что ведет к сильному искажению формы образца: боковой изгиб длинного образца, случайные выпучины и концевые уширения в противополож­ ность бочкообразному ушнрению.

При осадке со смазкой наблюдается анизотропия контакт­ ного трения, которая вызывается направлением рисок обработ­ ки (шлифования) бойков и неравномерной смазкой контактных поверхностей. Анизотропия трения, вызванная рисками, прояв­ ляется главным образом в начале деформации и при малых ее

Равномерная, но неодинаково обильная смазка этих поверхно­ стей обусловливает различное трение, в результате чего значи­ тельно искажается форма образца.

С целью изучения внутренней неравномерности деформации проводили опыты с составными образцами. Четыре образца квадратного сечения 25x25 мм и длиной 100 мм изготовляли каждый из трех пластин: внешние (контактные) толщиной 10 мм и внутренние 5 мм. На внутренней пластине наносили координатную квадратную сетку 5X5 мм. Такие образцы в не-

увеличения отношения -у- появляется тенденция к течению по

кратчайшим нормалям.

Осадка свинцовых образцов. Все образцы изготовляли квад­ ратного сечения 17x17 мм, отличались они между собой дли­ ной, т.е. отношением — . Осадку проводили сериями, по во-

семь образцов разной длины. Чтобы учесть анизотропию внеш­ него (контактного) трения, вызванную следами (рисками) шлифования бойков, проводили осадку двух серий одинаковых

Разница в уширении вследствие указанной анизотропии, вы­ раженном величиной В, вдоль и поперек рисок для свинцовых абразцов невелика и составляет 1—2% при общем наибольшем уширении длинного образца 55—57%. В табл. 4 и 5 приведены исходные, результативные и расчетные данные экспериментов