ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм деформирования в разделительных операциях из "основы теории листовой штамповки " В разделительных операциях листовой штамповки отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. Это смещение в начальных стадиях характеризуется пластическим деформированием, но завершается обязательно разрушением. [c.46] Для уменьшения искажений заготовки, вызываемых пластическими деформациями, стремятся локализовать очаг пластической деформации, чему способствует уменьшение радиусов скругления рабочих кромок инструмента и уменьшение зазора между пуансоном и матрицей. [c.46] Наличие зазора приводит к тому, что силы, приложенные к заготовке со стороны матрицы и пуансона, образуют момент, равный произведению равнодействующих элементарных сил, действующих от пуансона и матрицы на плечо несколько большее, чем зазор г. Наличие момента вызывает поворот в пространстве отделяемых частей (при отрезке) или изгиб заготовки (при вырубке и пробивке). Это в свою очередь, приводит к резкой неравномерности распределения нормальных напряжений на контактных поверхностях. Нормальные напряжения увеличиваются от нуля по мере приближения к режущим кромкам до максимума вблизи последних. Неравномерность распределения напряжений на контактных поверхностях вызывает неравномерность распределения напряжений в слоях, параллельных плоскости листа, и в толщине заготовки. [c.46] С момента образования единого очага деформации начинается остаточное смещение одной части заготовки относительно другой в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. По мере увеличения смещения величины деформаций, возникающие в очаге деформации также увеличиваются, причем наиболее интенсивно вблизи поверхности, соединяющей режущие кромки инструмента. [c.47] Приведенные соображения и данные позволяют воссоздать картину процесса деформирования в разделительных операциях без снятия стружки. В начальных стадиях пластическая деформация сосредоточивается у кромок, которые внедряются на некоторую глубину в металл. Очаги деформации от режущих кромок увеличиваются, продвигаясь в толщину заготовки, до смыкания. Дальнейшее внедрение режущих кромок вызывает пластическую деформацию по всей толщине заготовки, обусловливающую смещение одной части заготовки относительно другой. В этой стадии деформирования имеет место или только пластическая деформация [51 ], или уже начинается разрушение слоев заготовки, но только тех, которые приходят в непосредственное соприкосновение с режущей кромкой. [c.48] Как только будет достигнута предельная величина деформации в слоях заготовки, расположенных вблизи от режущих кромок, последние разрушаются, образуя трещины, быстро развивающиеся в толщину заготовки. [c.49] Благодаря расклинивающему действию сил Р и Т образующаяся трещина несколько разворачивается к свободной поверхности. Слияние этих трещин в разделительных операциях без снятия стружки завершает процесс отделения одной части заготовки от другой. [c.49] Как показали опыты [50 ], средняя величина угла р колеблется от 4 до 6°, уменьшаясь с увеличением прочностных характеристик материала заготовки. В то же время глубина внедрения к до появления трещин колеблется от 0,1 до 0,5 толщины заготовки, увеличиваясь с увеличением пластичности материала заготовки (с уменьшением прочностных характеристик). [c.49] С учетом приведенных данных можно сделать вывод, что минимальная величина зазора, обеспечивающая слияние трещин, развивающихся от режущих кромок, уменьшается с повышением пластичности штампуемого металла (с уменьшением прочностных характеристик). [c.49] Минимальный зазор, обеспечивающий совпадение трещин в разделительных операциях, называют оптимальным зазором. Уменьшение зазора по сравнению с оптимальным значением приводит к тому, что трещины, развивающиеся от режущих кромок, не встречаются и поверхность среза получается рваной с поясками дополнительных срезов перемычек между трещинами (рис. 8). [c.49] При увеличении зазора относительно оптимального трещины по-прежнему сливаются, однако при этом возрастает наклон поверхности среза к оси (разница в поперечных размерах заготовки или отверстия), а также увеличиваются искажения, вызванные действием момента (так как плечо, на котором действуют силы, увеличивается с увеличением зазора). [c.49] Необоходимо отметить, что при отрезке действие момента вызывает поворот отдельных частей заготовки относительно линии отрезки величина поворота ограничена и должна определяться равенством момента сил резания Р и реактивного момента, образованного давлением заготовки на боковые поверхности режущего инструмента Г. При вырубке и пробивке момент сил резания вызывает прогибы в отделяемой и остающейся на матрице частях заготовки, величина которых также определяется равенством активного и реактивного моментов. Реактивный момент в данном случае будет образован не только моментом сил, вызванных давлением заготовки на боковые поверхности инструмента, но и моментами сил, возникающих в изгибаемых частях заготовки. [c.50] Изложенное относительно процесса деформирования заготовки в разделительных операциях без снятия стружки позволяет перейти к изучению силовых условий деформирования. Типовые графики изменения усилия по пути при вырубке с нормальным и умень-щенным зазорами, а также при пластичном и малопластичном материале приведены на рис. 9. [c.50] Представляет интерес увеличение усилия деформирования в начальных стадиях разделения, когда площадь среза уже начинает уменьшаться. Одной из причин этого может быть упрочнение металла, которое наиболее интенсивно происходит в начальных стадиях деформирования. [c.51] Из полученной формулы видно, что Р = О при г]) = О и при I ) == 1. Отсюда следует, что кривая Р — f ) имеет максимум. Чтобы установить, какому значению -ф = х/з соответствует максимум усилия, необходимо приравнять нулю первую производную усилия Р по деформации dPld Sp = 0). [c.51] Проведенный анализ является приближенным это подтверждается, в частности, тем, что действительное значение Р ах несколько больше величины, полученной по формуле (44 ). Приближенность приведенного анализа обусловлена принятыми допущениями, основными из которых являются следующие равномерность распределения деформаций (а следовательно, и упрочнения) по толщине постоянство направления главных осей по толщине заготовки и в процессе деформирования совпадение траекторий максимальных касательных напряжений с поверхностью, соединяющей режущие кромки верхнего и нижнего инструмента. [c.52] Можно полагать, что неточность полученной формулы связана главным образом с допущением о постоянстве направления главных осей в процессе деформирования. В действительности вследствие влияния недеформируемых участков по мере внедрения режущих кромок главные оси будут поворачиваться, и направление одной из них будет близко к направлению касательных к изогнутым в процессе деформирования элементарным слоям заготовки. [c.52] На рис. 10 дана макроструктура заготовки, получившей деформацию, соответствующую началу образования трещины. Благодаря наличию неметаллических включений в макроструктуре образовавшиеся трещины развивались по границам слоев и вызывали их отделение. [c.52] В процессе деформирования по мере увеличения X угол а будет увеличиваться. [c.53] Из этой формулы видно, что Р = о при л = 5 и л = 0. Следовательно, кривая изменения усилия по пути должна иметь максимум (даже при постоянной величине напряжения текучести), который обусловлен поворотом главных осей в процессе деформирования. [c.53] Вернуться к основной статье