|
88 ходе из очага деформации и степенью использования ресурса пластичности. Это зависит от анизотропии механических свойств материала заготовки, технологических параметров, угла конусности матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента. Приведенные выше результаты теоретических исследований предельных возможностей формоизменения могут быть использованы при разработке новых технологических процессов вытяжки с утонением стенки двухслойных материалов в конической матрице. 3.6. Влияние анизотропии механических свойств на силовые режимы и предельные возможности формообразования Приведенные выше соотношения (раздел 2) позволили оценить влияние анизотропии механических свойств цилиндрических полых заготовок из двухслойных материала на силовые режимы и предельные возможности формообразования процесса вытяжки с утонением стенки. Расчеты выполнены для двухслойного материала со следующими механическими характеристиками: материал 1 (слой 1) (tx^o,2)i =340,0 МПа; (?£ =275,03 МПа; =0,435; Ях=0,55; 7?^ =0,66; Q^= 1,46; Ub=-i,2‘, материал 2 (слой 2) (^02)1 = 288,0 МПа; (?£ =324,07 МПа; «^=0,498; 7?х=1,О5; ^=0,85; Qjt=l,59; ^=-1,38. На рис. 3.15 и 3.16 приведены графические зависимости изменения относительной величины силы Р = Р/[2я(б/1 + ^i)^(t^ 0,2)2] от характеристики анизотропии в условиях плоской деформации с при различных углах конусности матрицы а и величины коэффициента утонения ms. Анализ графических зависимостей показал, что увеличение характеристики анизотропии с от 0,5 до 0,5 приводит к уменьшению относительной величины силы Р на25...35 %. |
симальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации (2.37), так и степенью использования ресурса пластичности (2.38). Это зависит от механических свойств основного и плакирующего материала заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента. Например, установлено, что предельные возможности деформирования двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 при углах конусности матрицы а 516° ограничиваются допустимой степенью ресурса пластичности (второй критерий). при а >16° максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации (второй критерий). Анализ графических зависимостей и результатов расчета показывает, что с увеличением угла конусности матрицы а предельный коэффициент утонения т^„р увеличивается, т.е. ухудшаются условия утонения. Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на предельный коэффициент утонения. С ростом коэффициента трения на пуансоне снижается предельное значение коэффициента утонения т^„р. Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности матрицы а . При углах конусности матрицы а = 30° увеличение коэффициента трения на пуансоне в три раза по сравнению с коэффициентом трения на матрице приводит к незначительному (около 5 %) изменению предельного коэффициента утонения, а при а = 1 0 ° к уменьшению коэффициента утонения , вычисленного по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности, на 45 и 25 % соответственно. В работах автора [142, 186, 241] показано, что при углах конусности матрицы а <25° для определения предельных коэффициентов утонения можно ограничиться первым, а при а > 25° вторым приближением задачи. 90 П редельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей ограничиваются как максимальной величиной растягивающ его напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и степенью использования ресурса пластичности. Это зависит от механических свойств основного и плакирующего материала заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента. П оказано, что учет упрочнения сущ ественно уточняет величину силы вытяжки с утонением и предельный коэффициент утонения, однако не изменяет характер влияния угла конусности матрицы а и условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и заготовки ( й я Ф л /)6 . Выполнены экспериментальные исследования по определению констант кривых упрочнения и разруш ения для двухслойной стали 12ХЗГНМ ФБА+08Х13. В отличие от известных методик определения механических характеристик двухслойных материалов, когда механические свойства двухслойных листов оценивают свойствами материала основного слоя, предложено их оценивать как свойства основного и плакирующего материалов слоев. Экспериментально найдены механические характеристики основного и плакированного слоев, а также двухслойной стали 12ХЗГНМФБА-Ю8Х13 с различной исходной толщиной. 8 . П роведены экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12ХЗГНМ ФБА+08Х13 в конических матрицах. Экспериментально показано, что сила процесса существенно зависит от коэффициента утонения, а также угла конусности матрицы. С уменьшением коэффициента утонения сила процесса растет. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований по силовым режимам процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных материалов указывает на удовлетворительное их согласование (до 10 %). Результаты теоретических расчетов даю т завьииенные значения силовых параметров вытяжки с утонением стенки двухслойного материала. 102 Отмечено, что с уменьшением величин р и б радиальная скорость Ер возрастает, приближаясь к величине скорости перемещения пуансона V q . Показано, что увеличение угла конусности матрицы а и уменьшение коэффициента утонения rUg сопровождаются ростом относительного радиального Стр и уменьш ением тангенциального Стд напряжений (по абсолютной величине). Выявлены оптимальные углы конусности матрицы в пределах 10. ..20°, соответствую щ ие наименьшей величине силы, при коэффициентах утонения ntg < 0,75. Если величины коэффициентов утонения mg > 0,75, то увеличение угла конусности матрицы а приводит к возрастанию относительной удельной силы Р . Величина оптимальных углов конусности матрицы а с уменьшением коэффициента утонения смещ ается в сторону больших углов. Изменение условий трения на контактной поверхности пуансона существенно влияет на относительную величину силы Р . Установлено, что с увеличением угла конусности матрицы а и уменьшением коэффициента трения на пуансоне предельный коэффициент утонения nig^p увеличивается. Предельные возможности формоизменения при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей ограничиваются как максимальной величиной растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации, так и степенью использования ресурса пластичности. Это зависит от механических свойств основного и плакирующего материала заготовки, технологических параметров, геометрии матрицы и условий трения на контактных поверхностях инструмента. 3. Выполнены экспериментальные исследования по определению констант кривых упрочнения и разруш ения двухслойной стали 12ХЗГНМ ФБА+08Х13. Проведены экспериментальные исследования вытяжки с утонением стенки двухслойной стали 12ХЗГНМ ФБА+08Х13 в конических матрицах. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований по силовым режимам процесса вытяжки с утонением стенки цилиндрических деталей указывает на удовлетворительное их согласование (до 10 % ). Результаты теоретических расчетов даю т завышенные зна286 |