|
20 мации за одну операцию приводит к уменьшению разностенности готового изделия. Целый ряд работ [19, 20, 140] посвящен теоретическому и экспериментальному изучению силовых режимов, предельных степеней деформации, удельных сил, действующих на вытяжной инструмент, качества получаемых изделий при комбинированной вытяжке в матрицах различного профиля (радиального, конусного, трактрисного) цилиндрическим и коническим пуансоном изотропных и анизотропных материалов. Даны рекомендации по профилю геометрии матрицы, предложены новые способы вытяжки и испытания листового материала на способность к комбинированной вытяжке. Эти исследования позволили получить простые соотношения для расчета силы процесса и определения предельных степеней деформации. В настоящее время появился целый ряд работ посвященных теоретическим исследованиям процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных изотропных материалов [82, 88-90, 94-96, 125127]. Авторами разработана математическая модель деформирования двухслойных изотропных материалов в условиях плоского деформированного состояния; получены основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных изотропных материалов. Рассматривается плоское радиальное течение материала. На контактных поверхностях заготовки и инструмента задаются касательные напряжения по закону Кулона. Изменение направления скоростей течения материала на границе очага пластической деформации при входе в него и выходе из него учитывается изменением величины радиального напряжения по методу баланса мощностей. Реализуется приближенное решение этой задачи с привлечением уравнений равновесия, условия несжимаемости материала, уравнений теории течения Сен-Венана-Леви-Мизеса. Приводятся ос |
из 269 наименований, 4 приложений и включает 255 страниц основного машинописного текста, содержит 175 рисунков и 47 таблиц, Общий объем 371 страница. Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе научно-технической проблемы, сформулирована цель работы, положения, выносимые н а защиту, научная новизна, методы исследования, практическая ценность и реализация работы, приводятся данные об апробации работы, публикациях, структуре и объеме диссертационной работы и краткое содержание разделов диссертации. В первом разделе рассмотрено современное состояние теории и технологии изготовления цилиндрических заготовок и изделий методами глубокой вытяжки из однослойных и двухслойных материалов, ротационной вытяжки тонкостенных цилиндрических деталей, сформулированы требования к их показателям качества, связанные с последующей обработкой давлением и эксплуатацией. Рассмотрено практическое использование ротационной вытяжки для производства тонкостенных цилиндрических деталей. Намечены перспективные направления интенсификации процессов вытяжки с угоиением стенки из двухслойных материалов и ротационной вытяжки, повышения качества изготавливаемых цилиндрических и осесимметричных деталей. Произведён анализ сущ ествую щ их и вновь разработанных схем ротационной вытяжки с оценкой их преимуществ и недостатков, определением области применения. Рассмотрены существующие методы анализа процессов обработки металлов давлением и критерии деформируемости. Обоснована постановка задач исследований. Во втором разделе приведены математическая модель деформирования двухслойных материалов в условиях плоского деформированного состояния; основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и 16 Предельных возможностей формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов. Рассматривается плоское радиальное течение материала. Н а контактных поверхностях заготовки и инструмента задаются касательные напряжения по закону Кулона. Изменение направления скоростей течения материала на транице очага пластической деформации при входе в него и выходе из него учитывается изменением величины радиального напряжения по методу баланса мощностей. Реализуется приближенное реш ение этой задачи с привлечением уравнений равновесия, условия несжимаемости материала, уравнений теории течения Сен-Венана-Леви-М изеса. При приближенном реш ении задачи принимается коэффициент жесткости функция координаты р в каждой из пластических областей (внутреннем и внешнем слоях). Привлекая уравнения связи между напряжениями и скоростями деформации, интегрируются уравнения равновесия в каждом слое. Этим достигается разделение переменных по скоростям течения и напряжениям. Приводятся соотношения для определения кинематики течения материала, деформированного и напряженного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности. Показано влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, толщины основного и плакирующего слоев, степени деформации, условий трения на контактных поверхностях инструмента и заготовки на напряженнодеформированное состояние заготовки, силовые режимы и предельные возможности формоизменения, связанные с максимальной величиной растягивающих напряжений на выходе из очага пластической деформации и накоплением повреждаемости, цилиндрических деталей при вытяжке с утонением 17 больш их степенях деформации изменение угла конусности матрицы (от 6 до 30°) практически не приводит к изменению силы. Показано, что с увеличением относительной толщ ины стенки удельная сила вытяжки уменьшается; влияние высоты цилиндрического пояска на силу вытяжки пренебрежимо мало. Определены допустимые степени деформации стальных и латунных полуфабрикатов в зависимости от угла конусности ьгатрицы. Теоретические и экспериментальные исследования формирования показателей качества при вытяжке с утонением стенки выполнены в работах [39, 41, 42, 98, 99, 127]. Установлено, что уменьшение исходной разностенности, увеличение угла конусности матрицы и снижение степени деформации за одну операцию приводит к уменьшению разностенности готового изделия. Построению математических моделей процесса образования разностенности при вытяжке с утонением стенки посвящены работы [41,42, 242]. Ц елый ряд работ [30, 31, 102, 126-130, 242, 243] посвящен теоретическому и экспериментальному изучению силовых режимов, предельных степеней деформации, удельны х сил, действую щ их на вытяжной инструмент, качества получаемых изделий при комбинированной вытяжке в матрицах различного профиля (радиального, конусного, трактрисного) цилиндрическим и коническим пуансоном изотропных и анизотропных материалов. Д аны рекомендации по профилю геометрии матрицы, предложены новые способы вытяжки и испытания листового материала на способность к комбинированной вытяжке. Эти исследования позволили получить простые соотнош ения для расчета силы процесса и определения предельных степеней деформации. В олочение прутков и труб. Теория волочения биметаллических прутков представляет частный случай общ ей теории пластичности неоднородных тел [103]. С точки зрения механики сплошной среды процесс волочения связан с явлением осесимметричного пластического течения в коническом кана37 |