Горячая штамповка выдавливанием осесимметричной детали, страница 7

.                        (17)

В подавляющем большинстве случаев при выдавливании наблюдается деформированное состояние, близкое к осесимметричному и можно без большой погрешности принимать β = 1, т. е. пользоваться формулой

                          (18)

Величина предела текучести деформируемого металла σ_S  зависит от температурно-скоростных условий процесса деформации и может быть определена по формуле

                                           (19)

где σ_Т – предел текучести металла при температуре деформации, определяемый по справочным данным; в области температур горячей штамповки стали вместо σ_Т можно без большой погрешности брать величину предела прочности σ_в при соответствующей температуре;

W_Z – коэффициент, комплексно учитывающий упрочняющий эффект, обусловленный скоростью и неравномерностью пластической деформации.

Значения W_Z принимают равными:

при штамповке на кривошипных прессах: W_Z = 2÷3,

при штамповке на гидравлических прессах: W_Z = 1÷1,5.

Для определения величины n_ср, необходимо знать закон распределения нормальных напряжений по контактной поверхности, который зависит от величины и распределения касательных напряжений по поверхности контакта.

  Конкретные значения касательных напряжений на отдельных участках контактной поверхности, т. е. относительные напряжения трения (контактное трение),

                               (20)

будем обозначать через μ соответствующими индексами:

μ_к – относительное контактное касательное напряжение в контейнере;

μ_о – то же в конической части очка;

μ_ч – то же в цилиндрической части очка;

μ_в – относительное касательное напряжение на границе внутреннего естественного конуса интенсивного скольжения при образовании застойных зон.

 Осреднённые значения контактного трения на отдельных участках μ_ср можно рассматривать как коэффициент пластического трения. Величина контактного трения зависит от ряда факторов (состояния поверхности металла и инструмента, смазки, характера напряжённого состояния, температурно-скоростного режима деформирования и т. д.) [5].                                                      

1.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО УДЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Рассмотрим закрытое выдавливание из гладкого приёмника к коническое или комбинированное очко. Под гладким приёмником понимается приёмник с вертикальными стенками не имеющий горизонтального дна, к под комбинированным очком  - очко, состоящее из конической и цилиндрической частей (рис.7). 

Относительные нормальные напряжения n₀, n₁, n₂ в характерных точках эпюры и относительное удельное давление ncp могут быть определены по формулам

При

 выдавливание в коническое очко

                    (21)

выдавливание в комбинированное очко

       (22)

При

выдавливание в коническое очко

                      (23)

выдавливание в комбинированное очко

                

где l_ц – высота цилиндрической части очка; в начальной стадии деформации, когда длина выдавленной части стержня l_c<l_ц, в формулы вместо l_ц следует подставлять l_c.

Рис.7 Эпюра нормальных напряжений в контактной плоскости при закрытом выдавливании в коническое (слева) и комбинированное (справа) очко.

При выдавливании в коническое очко в формулы вместо d подставляется значение  dу, равное диаметру нижнего торца поковки в рассматриваемой стадии выдавливания. При горячем выдавливании стали в зависимости от характера нагрева и очистки заготовки , а также от применяемой смазки рекомендуется применять следующие значения относительного контактного трения [5]:                                                                                                                          

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕШЕНИЯ

2.1 ВЫДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА

На основе литературного обзора можно выделить основные параметры процесса, которые определяются расчётным путём, а также вспомогательные параметры, которые задаются технологически на основе экспериментальных исследований.

Табл. 1

№ п/п	Название и обозначение основного параметра	Источник	№ п/п	Название и обозначение вспомогательного параметра	Источник
1	Удельное усилие при выдавливании, р		1	Предел текучести, σS
2	Касательное напряжение, τ		2	Коэффициент трения, μ	[5]
3	Напряжения деформации, σij		3	Угол конического участка, α
4	Деформации, εθ, εφ, ερ		4

2.2 СПЕЦИФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА:

2.2.1 ВЛИЯНИЕ   НАГРЕВА   НА   ПРОЦЕСС   ВЫДАВЛИВАНИЯ

Выдавливание можно осуществлять в условиях как холодной, так и горячей деформации. В соответствии с этим различают холодное  и  горячее  выдавливание.

Холодное выдавливание применяют при обработке металлов и сплавов, обладающих высокой пластичностью и низким сопротивлением деформированию, например свинца, олова, алюминия, меди, цинка и их сплавов. Используя специальную технологию и определенные режимы обработки, успешно применяют холодное выдавливание низкоуглеродистых сталей. Холодное выдавливание других сталей, распространенных в промышленности, пока почти не освоено.

В процессе выдавливания происходит искажение кристаллической структуры металла. Его атомы принудительно перемещаются из положения устойчивого равновесия, которое они занимают в недеформированной кристаллической решетке.