ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Экспериментальные данные по распределению удельных сил трения из "Трение и смазки при обработке металлов давлением Справочник " Унксов и В. М. Зэварцева [27] исследовали распределение контактных напряжений поляризационно-оптическим методом при плоской (без уширения) осадке свинцовых образцов (рис. 43). Опыты проводили на лабораторном прессе. Предел текучести свинца при обжатии 5—8 % составлял 16 МПа. Размеры образцов и опытные данные по усилию осадки приведены в табл. 7. [c.55] Примечание, а — размер образца в направлении течения а = 1 . [c.57] В работе [6] рассмотрено распределение контактных напряжений при осадке свинцовых и алюминиевых образцов с применением универсального штифта. Эксперименты проводили на универсальной испытательной машине УИМ-30. [c.57] Примечания 1. Начальный диаметр всех образцов о = обжатия во всех вариантах опытов составляла 20, 40 и 60 %. [c.57] Аналогичные исследования были проведены при осадке свинцовых и алюминиевых образцов в щелевом штампе [6]. [c.58] Наибольшее число исследований контактных напряжений относится к процессу продольной прокатки. Экспериментальные материалы опубликованы в работах [6, 36, 39, 44, 46, 57—68, 72—74]. В работе [72] методом наклонных точечных мес-доз исследовано распределение нормальных давлений и удельных сил трения вдоль продольной оси очага деформации при прокатке свинца и горячей (1000— 1050 °С) прокате стали (рис. 45). Размеры образцов и некоторые параметры деформации приведены в табл. 9. Скорость прокатки составляла 0,3 м/с. Направление прокатки на всех эпюрах — слева направо. [c.58] Отношение / //гср изменялось в пределах 0,79—2,34. Применение точечной месдозы, установленной с наклоном по отношению к образующей валка, позволило исследовать распределение не только продольных, но и поперечных составляющих сил трения в нескольких продольных сечениях очага деформации. Результаты измерений для одного из образцов представлены на рис. 47. Стрелками показаны полные векторы удельных сил трения в соответствующих сечениях. [c.58] На рис. 48 показаны эпюры нормальных и касательных напряжений, полученные при прокатке на сухих и смазанных валках при одинаковых геометрических условиях деформации (/ // ср = 3,6 3,9). Эпюры элементарных сил / и р в других случаях прокатки имеют аналогичный характер. [c.60] В работах [46, 73, 74] исследовано распределение нормальных давлений и сил трения по дуге контакта при холодной прокатке алюминиевых (А-1), медных (М-1), латунных (Л62) и стальных (08кп) полос на стане с валками D = 200 мм. Скорость прокатки составляла = 0,31 м/с. Применяли образцы различных размеров Но — 1ч-8 мм Ьо — 10ч-80 мм. Относительное обжатие находилось в пределах е — 10ч-50 %. Кроме варьирования геометрических параметров (е, / //гср) было изучено влияние натяжения и технологических смазок (машинного и касторового масел, свиного жира). При прокатке стальных образцов также исследовали влияние температуры металла в интервале 20—900 °С. [c.60] Несколько эпюр, отражающих влияние переднего и заднего натяжений на распределение давлений и сил трения, показано на рис. 49. Все остальные эпюры, приведенные в работах [46, 73, 74], в качественном отношении подобны. [c.60] Большой экспериментальный материал по контактным напряжениям при горячей и холодной прокатке содержится в монографии [57]. Исследования проводили методом универсального штифта. Основные варианты опытов и параметры прокатки указаны в табл. 10. В качестве примера на рис. 50 приведены эпюры продольных и поперечных сил трения, а также эпюры нормальных давлений, полученные в случае горячей прокатки стали 0Х23Ю5. Эти эпюры являются типичными. [c.61] На рис. 51—54 показаны эпюры контактных напряжений и скольжений, полученные при прокатке толстых и тонких алюминиевых образцов в шероховатых и гладких валках [6]. [c.65] В работе [31] исследовано распределение контактных напряжений методом наклонных точечных месдоз при волочении стальных (Ст 3) прутков и труб. Угол рабочего конуса волоки 7°, диаметр калибрующего пояска 16 мм. Месдозы располагали в шести сечениях по длине рабочего конуса. Волочению подвергали прутки диаметром 18, 19, 20 и 21 мм коэффициент вытяжки соответственно составлял 1,27—1,72. Трубы наружным диаметром 20 мм с толщиной стенки от 1,3 до 6,0 мм проходили безоиравочное волочение. Прутки и трубы перед волочением обтачивали на токарном станке, протравливали, омедняли и смазывали солидолом. Часть прутков проходила волочение без обточки и омеднения солидол наносили непосредственно на поверхность металла, покрытую окалиной. Скорость волочения составляла 0,17 м/с. [c.65] Вид эпюр контактных напряжений при волочении прутков (рис. 55) и труб (рис. 56) примерно одинаков. [c.65] Авторы работ [75, 76] проводили исследование при помощи разрезной волоки, состоящей из двух половин, скрепленных стяжными шпильками, что позволяло измерять распорное усилие. В каждую половину волоки вставляли ползуны различной длины для измерения нормальных и касательных контактных напряжений. Точность определения напряжений, по данным авторов, около 10%. Волока и ползуны были изготовлены из стали ШХ15. Угол рабочего конуса волоки а = 10. Шероховатость поверхности канала Ца = 0,65 мкм. [c.65] Как видно на графиках (рис. 57, 58), в этих опытах наблюдается соответствие в характере изменения нормальных давлений и удельных сил трения. [c.68] Данные по распределению нормальных и касательных контактных напряжений, полученные поляризационно-оптическим методом при волочении свинцовых полос сечением 4,75- 5,5Х 10 мм через плоскую матрицу с углом конусности а = 2°, 4° и 8°, приведены на рис. 59. Скорость волочения составила около 0,02— 0,03 м/с. Характер распределения нормальных давлений существенно зависит от угла конусности волоки и в меньшей мере от величины обжатия. При а = 2° максимум давления смещен к плоскости выхода, в то время как при а — 4° давление распределяется вдоль очага деформации приблизительно равномерно, а при а = 8° имеется ярко выраженный максимум вблизи плоскости входа (последнее согласуется с результатами других исследований [74]). Эпюры удельных сил трения во всех случаях имеют седлообразный вид, но изменение сил трения на протяжении очага деформации не очень велико. [c.68] В работах [78, 79] изучали распределение контактных напряжений вдоль стенки контейнера при прямом и обратном прессовании свинцовых полос и прутков, а также при закрытой прошивке с образованием стакана. В исследованиях применяли поляризационно-оптический метод. Основные опыты проведены на плоских образцах размерами 60X40X6 мм при степени деформации 50%. Скорость прессования составляла 0,03 мм/с. Напряжения фиксировали при трех положениях пуансона относительно стенок контейнера. На рис. 60 показаны эпюры контактных напряжений, полученные при прямом и обратном прессовании плоских образцов. Установлено, что распределение напряжений при осесимметричной деформации лишь незначительно отличается от плоской деформации. [c.68] На рис. 61 показаны экспериментальные данные по распределению контактных напряжений вдоль стенки контейнера при закрытой прошивке цилиндрических свинцовых образцов диаметром 40 мм и высотой 50 мм диаметр пуансона 28 мм. Полированные поверхности вставок из оптически активного материала смазывали смесью машинного масла с графитом. Эпюры контактных напряжений получены через каждые 5 мм хода оправки-пуансона при общей глубине внедрения 37,5 мм (последняя ступень внедрения составляла 2,5 мм). Силы трения на протяжении образующей контейнера изменяют знак на части поверхности они совпадают с движением пуансона (вблизи дна контейнера), а на другой части, где металл выжимается в зазор с образованием стенки стакана, они направлены против хода пуансона. Лишь при максимальной деформации (внедрении на 37,5 мм) силы трения по всей длине поверхности контейнера направлены против движения пуансона. [c.68] Вернуться к основной статье