Учебно-технологический практикум по дисциплине "Обработка металлов давлением", страница 13

Для толстостенных заготовок σ_ρмах = σ_т, тонкостенные заготовки теряют устойчивость раньше, при достижении σ_ρмах ≡(0,7 - 0,8 ) σ_т.

Образование продольных складок на конической части заготовки происходит под действием тангенциальных напряжений σ_θ, причем вероятность возникновения этих складок возрастает с уменьшением относительной толщины стенки SID.

Таким образом, тонкостенные заготовки при прочих равных условиях теряют устойчивость при меньших коэффициентах обжима, чем толстостенные, другими словами, имеют меньший предельный коэффициент обжима, чем толстостенные.

Часто обжим заготовки в конической матрице производится с выходом в цилиндр, в результате чего получается деталь, имеющая на концевой части цилиндрический участок с диаметром, меньшим диаметра исходной заготовки (рис. 5.4).

Рис.5.4 Обжим заготовки с выходом в цилиндр

Особенностью такого процесса является то, что на переходе с конической части в цилиндрическую стенка заготовки изгибается радиусом свободного изгиба R_pи теряет контакт со стенкой матрицы, в результате чего между заготовкой и матрицей образуется зазор Z.

(5.4)

— радиус свободного изгиба   стенки заготовки на выходе из очага деформации, остальные обозначения указаны на рисунке.

Из формулы 5.3 видно, что на напряжения, а следовательно, и на силу деформирования влияет угол конуса матрицы. Оптимальная величин угла ά, при которой напряжения σ_ρмаx и, соответственно, сила деформирования Р получаются минимальными, определяется формулой:

(5.5)

где μ - коэффициент трения.

Сила деформирования при обжиме:

(5.6)

5.2   Содержание работы

В работе необходимо изучить постадийное формоизменение заготовки при обжиме, установить влияние угла конусности матрицы на силу деформирования и напряжение σ_ρтаx, и определить условия, при которых заготовка теряет устойчивость.

Обжим проводят на трубчатых заготовках из меди или алюминия в матрицах с углом конусности 20° и 30°, в качестве смазки используют масло.

В процессе обжима записывают индикаторную диаграмму нагружения в координатах «сила –путь» постадийно, через каждые 5 мм, фиксируя силу деформирования в конце каждой стадии. Для каждой заготовки процесс доводят до потери устойчивости - складкообразования. Соответствующий коэффициент обжима является предельным.

Измеряют наρужный d_Hи внутренний d_Bдиаметры обжатых заготовок, определяют толщину стенки S_max и диаметральный зазор Δdмежду стенкой матрицы и поверхностью заготовки.

Устанавливают наибольший коэффициент обжима, при котором заготовка теряет устойчивость с образованием поперечных складок (гофр). При постадийном деформировании, эскизируют изменение формы заготовки.

Экспериментальные значения зазора Δd, максимальной толщины стенки обжатой цилиндрической части заготовки S_maxнапряжения σ_ρmах сравнивают с расчетными значениями. Коэффициент трения μ берется в пределах 0,1...0,15.                                                  а

5.3   Оборудование, инструмент, образцы

Оборудование - гидравлический пресс силой 100 Кн

Инструмент - приспособление для обжима с набором сменных матриц с углами конусности: 20° и 30°.

Рис.5.5 Специальное приспособление для обжима

Измерительный инструмент - штангенциркуль, микрометр, масштабная линейка, угломер. Образцы - заготовки из трубы с наружным диаметром 30 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной 45 мм. Материал - медь или алюминий.