Теория и технология волочения при обработке металлов давлением: Лабораторный практикум, страница 13

Деформированное состояние в очаге деформации объемное. Имеют место деформации элементов заготовки в окружном ε_е , меридиональном ε_ρ и нормальном ε_п к срединной поверхности направлениях.

4.1.2.       Технологические возможности процесса.

Возможности формоизменения при отбортовке ограничиваются разрушением краевого участка отверстия при достижении максимальной деформацией предельных значений. Характеризуется предельным коэффициентом отбортовки

K_отб=d₀/d_б                                                              (4.1)

Определяющим максимально достигаемую степень изменения диаметра отверстия. Коэффициент отбортовки связан с максимальной окружной деформацией кромки зависимостью:

Ε_{0 max}= lnd_б/d₀=ln(1/K_отб   )                   (4.2)

или при малых степенях деформации

Ε_{0 max}= d_б-d₀/d₀=1/ K_отб -1                   (4.3)

Толщина стенки борта уменьшается от S₀ у основания до S_k на кромке. Значения S_k  определяются по формуле

S_k = S₀ 

                                       (4.4) 

Рис. 1. Схема процесса отбортовки отверстий

Рис. 2. Изменение усилия отбортовки по ходу процесса

Основными факторами, влияющими на технологические возможности процесса являются:

I. Механические свойства штампуемого материала. Значения Котб.пр, тем меньше, чем более пластичен материал. Наиболее эффективным способом интенсификации процесса является применение нагрева и отбортовка в состоянии сверхпластичности.

2. Состояние кромки отверстия. Риски, задиры и пр. дефекты ведут к локализации деформации и преждевременному разрушению заготовки до исчерпания деформационной способности сплава.

3.  Относительная толщина заготовки. Возможности формоизменения уменьшаются с уменьшением значений S₀/d₀ из-за более сильного влияния концентраторов напряжений на локализацию деформаций.

4.  Форма пуансона. Значения Котб.пр.при отбортовке коническим, сферическим и параболическим пуансоном несколько меньше, чем в случае цилиндрического пуансона. Причина - кромка отверстия на всем протяжении контактирует о рабочей поверхностью инструмента. Силы трения при этом препятствуют локализации деформации.

4.1.3. Силовые параметры процесса

Усилие отбортовки изменяется по ходу процесса, проходя через максимум в определенный момент деформации, характер кривых Р_отб.=t(l) зависит от формы пуансона /рис. 2/.                                       максимальное усилие определяется приближенно по формуле

Р_отб.=πd_sS₀ δ_sk_ф

где      δ_s  - напряжение течения /предел прочности материала/;

k_ф - коэффициент, учитывающий Форму пуансона.

Значения    k_ф принимаются равными  k_ф = 1,0 - для цилиндрического пуансона; k_ф= 0,8 для сферического пуансона;      k_ф = 0,4 для параболического пуансона.

4.2. Особенности отбортовки в режиме сверхпластичности.

Особенностью проведения процесса в состоянии сверхпластичности является необходимость поддержания определенных температурно-скорост-ных условий деформации краевого участка отверстия, получающего мак-симальную деформацию и поэтому наиболее опасного с точки зрения возможного разрушения.

Выбор оптимальных температурно-скоростных условий деформации осуществляется на основе зависимостей  Котб.пр.=t(εt), полученных при проведении технологических проб на отбортовку в состоянии сверхпластичности.

Так как температурный оптимум, как правило, совпадает с данными, полученными при испытаниях материалов на линейное растяжение, можно при проведении технологических проб ограничиться построением зависимости предельного коэффициента отбортовки  Котб.пр.от скорости деформации кромки отверстия   ε при оптимальной  температуре t.

4.2.1. Постановка технологических проб на отбортовку.

Проведение технологических проб с целью определения оптимальной скорости деформации, обеспечивающей получение минимального коэффициента отбортовки Котб.пр. (ε) связано с расчетом регулировочных кривых V_g=t(H) из условия обеспечения постоянной скорости деформаций на кромке отверстия. Скорость деформирования определяется по стадиям /рис. 3./ c учетом  того, что высота борта в процессе деформации остается неизменной