Теоретические основы охватывающего поверхностного пластического деформирования, технология и оборудование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, доктор технических наук Зайдес, Семен Азикович

• Зайдес, Семен Азикович
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Зайдес, Семен Азикович

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ Й ТЕХНОЛОГИИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН.

1.1. Деформационное упрочнение деталей машин.

1.1.1. Достоинства и недостатки метода.

1.1.2. Использование упрочненных изделий в машиностроении

1.2. Методы определения напряженно-деформированного состояния упрочненного металла

1.2.1. Аналитические методы расчета.

1.2.2. Численные методы расчета.

1.2.3. Анализ напряжений и деформаций

1.3. Остаточные напряжения в упрочненных изделиях.

1.3.1. Методы определения.

1.3.2. Зависимость от параметров деформирования.

1.3.3. Влияние на эксплуатационные свойства.

1.4. Предпосылки к созданию охватывающего поверхностного пластического деформирования.

1.5. Выводы и постановка задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХВАТЫВАЮЩЕГО ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

2.1. Физико-механическое и геометрическое моделирование.

2.1.1. Физические особенности упругопластической деформации.

2.1.2. Очаг малых упругопластических деформаций.

2.1.3. Напряженно-деформированное состояние.

2.1.4. Модели материала и контактного трения.

2.1.5. Конечноэлементная модель заготовки.

2.2. Математическое описание упругопластического состояния осесимметричного тела.

2.2.1. Статические и геометрические уравнения равновесия.

2.2.2. Физические уравнения теории упругости и теории пластичности.

2.3. Решение упругопластической задачи.

2.3.1. Метод переменных параметров упругости.

2.3.2. Решение осесимметричных задач.

2.3.3. Оценка сходимости метода.

2.4. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния в очаге пластической деформации.

2.4.1. Вариационная форма метода конечных элементов

2.4.2. Построение матрицы жесткости конечного элемента

2.4.3. Аналитические выражения для компонент матрицы жесткости. Форма учета граничных условий.

2.4.4. Тестовый пример определения напряженного состояния методом переменных параметров упругости

Выводы.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА ОХВАТЫВАЮЩЕГО ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

3.1. Напряженное состояние в очаге формоизменения.

3.1.1. Краевые условия и ограничения.

3.1.2. Результаты расчета.

3.2. Напряженно-деформированное состояние заготовки в зоне приложения осевого усилия.

3.2.1. Силовые схемы и краевые условия.

3.2.2. Результаты расчета.

3.3. Напряженно-деформированное состояние при взаимодействии заготовки с рабочим конусом матрицы.

3.3.1. Силовые схемы и краевые условия.

3.3.2. Результаты расчета.

3.4. Напряженно-деформированное состояние жесткой матрицы

3.4.1. Краевые условия.

3.4.2. Результаты расчета.

Выводы.

4. ЧИСЛЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОХВАТЫВАЮЩЕМ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ.

4.1. Анализ остаточного напряженного состояния.

4.2. Методика расчета остаточных напряжений.

4.3. Остаточные напряжения в упрочненных деталях.

4.4. Остаточные напряжения в концевой зоне упрочнения.

Выводы.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В УПРОЧНЕННЫХ ДЕТАЛЯХ.

5.1. Методика определения остаточных напряжений.

5.1.1. Основные расчетные зависимости.

5.1.2. Техника эксперимента.

5.2. Зависимость остаточных напряжений от основных параметров охватывающего деформирования.

5.2.1. Исследование одновременного влияния основных параметров.

5.2.2. Степень относительного обжатия.

5.2.3. Геометрия инструмента.

5.2.4. Анализ теоретических и экспериментальных результатов

5.3. Влияние механических характеристик упрочненного материала на образование остаточных напряжений.

5.4. Технологическая наследственность в формировании остаточных напряжений при охватывающем деформировании.

5.4.1. Степень относительного обжатия.

5.4.2. Совмещение переходов.

5.4.3. Правка после охватывающего деформирования.

5.4.4. Оценка остаточного напряженного состояния.

Выводы.

6. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ОБРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОХВАТЫВАЮЩЕГО ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

6.1. Классификация и технологические схемы процесса.

6.1.1. Структура и классификация.

6.1.2. Технологические схемы.

6.2. Технологические показатели процесса.

6.2.1. Степень упрочнения и толщина пластического слоя.

6.2.2. Оценка шероховатости и точности упрочненных деталей.

6.3. Оценка устойчивости и прочности изделия вне очага деформации.

6.3.1. Устойчивость гладких деталей.

6.3.2. Устойчивость ступенчатых деталей.

6.3.3. Оценка прочности упругонагруженных участков.

6.4. Технологическое оборудование и оснастка.

6.4.1. Оборудование с жесткой матрицей.

6.4.2. Оборудование с локальным инструментом.

6.4.3. Проектирование и изготовление матриц.

Выводы.

7. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА УПРОЧНЕННЫХ ВАЛОВ

7.1. Условия работы трансмиссионных валов артезианских насосов.

7.2. Зависимость остаточных напряжений от параметров деформирования заготовок валов.

7.2.1. Степень относительного обжатия.

7.2.2. Скорость деформирования.

7.2.3. Геометрия инструмента.

7.2.4. Обобщение экспериментальных результатов.

7.3. Исследование износостойкости.

7.3.1. Методика эксперимента.

7.3.2. Влияние параметров деформирования.

7.3.3. Влияние остаточных напряжений.

7.3.4. Изменение шероховатости при износе.

7.4. Правка упрочненных валов

7.4.1. Исследование искривления валов.

7.4.2. Новый способ правки валов

7.4.3. Напряженное состояние валов

7.4.4. Оборудование для правки.

7.5. Исследование усталостной прочности.

7.5.1. Методика эксперимента.

7.5.2. Влияние параметров деформирования.

7.6. Определение оптимальных параметров деформирования 331 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические основы охватывающего поверхностного пластического деформирования, технология и оборудование»

Необходимость выхода российских технологий и продукции машиностроения на мировые рынки требует поиска неиспользованных возможностей внутренних резервов. В частности, для развития и внедрения высокопроизводительных точных методов деформационного упрочнения необходимо создание их технологических основ на новом уровне, позволяющих оптимизировать процессы и устанавливать связь технологических, физических и эксплуатационных параметров, а также обеспечивать отработку технологий, инструмента и рабочих машин с ограниченной доводкой на этапе освоения.

Среди деформационных методов упрочнения деталей машин широкое распространение получили локальные: обкатка шариком, роликом, диском, выглаживание алмазным индентором. Универсальность, высокое качество обработанных поверхностей, получение регулярного микропрофиля и другие достоинства привлекают к ним постоянное внимание отечественных и зарубежных исследователей и производственников.

Трудами Г.М. Азаревича, В.М. Браславского, Е.Г. Коновалова, И.В. Кудрявцева, A.M. Кузнецова, A.A. Маталина, А.Н. Овсеенко, Л.Г. Одинцова, Д.Д. Папшева, A.B. Подзея, М.С. Поляка, Ю.А. Проскурякова, A.M. Розенберга, O.A. Розенберга, Э.В. Рыжова, М.М. Саверина, A.M. Сулимы, А.Г. Суслова, В.М. Торбило, Л.А. Хворостухина, П.А. Че-па, Ю.Г Шнейдера, В. Вэя, Г. Зигварта, Г. Нейферя, О. Пшибыльского, О. Хоргера и многих других исследователей созданы научные основы методов поверхностного пластического деформирования (ППД), разработаны эффективные конструкции инструментов и оснастки, установлены оптимальные режимы упрочнения.

Основная особенность таких процессов в том, что величина пластических деформаций соизмерима с упругими. По результату воздействия на заготовку эти процессы примерно равноценны и предназначены для и создания благоприятного микрорельефа обработанной поверхности, уточнения размеров и формы изделий, формирования тонкого упрочненного слоя и наведения в нем сжимающих остаточных напряжений.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований дают достаточно полное представление о закономерностях и явлениях, протекающих при поверхностном пластическом деформировании деталей машин. Однако основанные на них технологии не всегда могут быть эффективно использованы. Так, при обработке длинномерных маложестких деталей локальными способами ППД весьма сложно при приемлемой производительности получить заданную шероховатость поверхности и точность диаметрального размера по длине заготовки. Поэтому создание новой высокопроизводительной упрочняющей деформационной технологии, обеспечивающей получение подобных изделий с заданными физико-механическими и эксплуатационными параметрами, является актуальным направлением исследования.

Решение поставленной задачи автор видит в замене локального поверхностного пластического деформирования осесимметричным нагру-жением заготовки на ограниченной длине. Локальный индентор заменяет кольцевой - матрица, которая обеспечивает равномерную обработку заготовки по всей длине. Предложенный способ обработки заготовок назван охватывающим поверхностным пластическим деформированием (ОППД).

Предлагаемая технология упрочнения ОППД построена на использовании сочетания с соответствующей модификацией двух видов обработки: отделочной (ППД) и заготовительной (обработка металлов давлением). Достоинством ППД является возможность формирования качественного упрочненного слоя с остаточными напряжениями сжатия, а преимуществом заготовительных процессов, основанных на осесимметрич-ном деформировании, - высокая производительность.

Теоретические и экспериментальные результаты, полученные в работе, позволили научно обоснованно установить технологические границы способа ОППД.

Для их выявления потребовалось рассмотрение более широкого диапазона параметров с целью установления действительного распределения напряженного состояния в заготовке в зависимости от параметров процесса. Благодаря этим исследованиям предложен способ охватывающего поверхностного пластического деформирования, реализующий схему осесимметричного нагружения на ограниченной длине изделия. Способ отличается высокой производительностью и позволяет изменять характеристики формируемого поверхностного слоя в широких пределах.

На основе деформационной теории малых упругопластических деформаций и метода конечных элементов построена математическая модель процесса охватывающего деформирования, позволяющая с помощью разработанной программы численного расчета определять текущее и остаточное напряженно-деформированное состояние в зависимости от параметров обработки.

Разработанная математическая модель охватывающего поверхностного упрочнения позволяет научно обоснованно определять напряженно-деформированное состояние в очаге деформации; выявлять причины дефектов холоднодеформированных изделий и намечать пути их устранения и предотвращения; определять, прогнозировать и регулировать величину остаточных напряжений в зависимости от технологических параметров деформирования; назначать режимы охватывающей обработки, обеспечивающие заданную износостойкость, шероховатость, твёрдость, усталостную прочность изделия.

Для общей оценки потребительских свойств упрочненных деталей предложен комплексный показатель качества продукции. Решением оптимизационной задачи нелинейного программирования получены оптимальные параметры обработки, при обеспечении которых повышается работоспособность упрочненных изделий.

На уровне изобретений разработаны оборудование и оснастка для охватывающего деформирования; способ и устройства для правки готовых изделий, обеспечивающие геометрическую стабильность изделия; конструкции центробежных обкатников для эффективного упрочнения длинномерных маложёстких деталей. Конструктивные и технологические решения защищены девятью авторскими свидетельствами и патентами.

Результаты работы внедрены на Черемховском машиностроительном заводе, Рубцовском машиностроительном заводе, Магнитогорском калибровочном заводе, предприятиях г. Иркутска: заводах тяжелого машиностроения и релейном, на авиационном производственном объединении и других предприятиях.

В представленной работе автор защищает следующие основные положения:

1. Способ охватывающего поверхностного пластического деформирования длинномерных маложестких деталей, как один из перспективных путей повышения производительности и качества упрочненных изделий.

2. Математическую модель процесса охватывающего деформационного упрочнения, учитывающую упругопластическое поведение материала изделия и изменение физико-механических свойств при осесиммет-ричном нагружении ограниченной части заготовки.

3. Результаты теоретических расчетов напряженно-деформированного состояния материала в очаге упругопластической деформации.

4. Методику численного расчета и экспериментального определения остаточного напряженного состояния упрочненных изделий и результаты исследования влияния параметров упрочнения на главные компоненты тензора остаточных напряжений.

14

5. Результаты экспериментального определения влияния параметров охватывающего деформирования на остаточные напряжения, шероховатость, искривление упрочненных изделий, а в связи с этим на их усталостную прочность и износ.

6. Конструкцию станков для охватывающего упрочнения по схеме растяжения и сжатия заготовки, машины для правки и одновременного снижения остаточных напряжений в готовых изделиях, станок для обработки рабочего канала матриц и установку для оценки несущей способности упрочненных поверхностей.

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения Иркутского государственного технического университета, а также в цехах Че-ремховского машиностроительного завода, Иркутского завода тяжелого машиностроения и Магнитогорского калибровочного завода в соответствии с государственной научно-технической программой "Технологии, машины и производства будущего" (1990-1996 г., государственный заказчик - министерство науки и технологий России) и межвузовской программой "Ресурсосберегающие технологии машиностроения".

1. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Заключение диссертации по теме «Технология машиностроения», Зайдес, Семен Азикович

Выводы

1. Выполненные эксперименты выявили возможность повышения износостойкости трансмиссионных валов, упрочненных охватывающим деформированием. При угле рабочего конуса матрицы 8°, длине калибрующей части инструмента близкой к диаметру заготовки и степени обжатия 19 %, получена износостойкость, близкая к износостойкости поверхностей, покрытых хромом. Установлено, что износ шеек валов при взаимодействии с резиновой парой можно существенно уменьшить за счет снижения величины растягивающих остаточных напряжений в поверхностных слоях.

2. Эффективное воздействие на изменение показателей шероховатости валов, упрочненных охватывающим деформированием, оказывает геометрия рабочего канала матрицы. Так, при угле рабочего конуса равном 8°, и длине калибрующей части, близкой к диаметру заготовки, высота микронеровностей снизилась почти в три раза. Положительное влияние на качество поверхности упрочненных валов оказывает и повторное охватывающее ППД.

3. Установлено влияние остаточных напряжений на усталостную прочность изделий, упрочненных охватывающим поверхностным деформированием. Снижение обобщенного параметра остаточного напряженного состояния (отношение эквивалентного остаточного напряжения к пределу прочности изделия) с 0,58 до 0,23 применением охватывающего ППД позволило повысить предел усталостной прочности на 40 - 45 %.

4. Разработаны новый способ и оборудование для правки стержневых цилиндрических деталей, Способ исключает повреждение поверхности изделия и позволяет одновременно с правкой снижать остаточные

336 напряжения, существовавшие в заготовке, обеспечивая геометрическую стабильность изделий.

5. Для общей оценки потребительских свойств упрочненных деталей предложен комплексный показатель качества продукции, выбранный из условия минимизации и максимизации единичных показателей качества. Решением оптимизационной задачи нелинейного программирования получены оптимальные параметры обработки, при обеспечении которых повышается работоспособность упрочненных изделий.

6. Сочетанием величины угла рабочего конуса и длины калибрующей части матрицы можно уменьшить максимальные остаточные напряжения растяжения в пять - семь раз.

7. Получены эмпирические формулы для определения максимальных значений компонент тензора остаточных напряжений в зависимости от параметров охватывающего деформирования. Для использования результатов исследования в инженерных расчетах построены номограммы.

8. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

8Л. Рекомендации по технологии охватывающего поверхностного пластического деформирования

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в работе, позволили разработать практические рекомендации по охватывающего поверхностного пластического деформирования

Технологические схемы нагружения. Охватывающее ППД цилиндрической детали осуществляется под действием осевой силы, перемещающей ее через рабочий канал матрицы. Если длина заготовки Ь < Он, то её можно проталкивать через матрицу. При этом не требуется подготовка концевого участка заготовки для применения специальных захватов.

При упрочнении детали значительной длины и небольшого по размерам поперечного сечения (Ь > 50н) изделие необходимо вытягивать из матрицы. В этом случае требуется либо дополнительная обработка конца заготовки под типовой захват, либо использование конструктивных особенностей детали и проектирование специального захвата.

Если упрочняется участок вала ограниченной длины или обрабатывается в упор и по техническим причинам нельзя осуществить обратный ход заготовки или инструмента, то возможно использование разрезной матрицы, которая разбирается на 2-3 части в конце рабочего хода.

Рабочий инструмент. Для охватывающего ППД основным рабочим инструментом является жесткая матрица. При изготовлении небольшой партии деталей или на стадии отработки операции можно использовать стальные матрицы, а при обработке изделий массового или крупносерийного производства желательно использовать твердосплавный инструмент. Поскольку ОППД является обычно финишной операцией механической обработки, то к качеству рабочих поверхностей матриц предъявляются повышенные требования, особенно к калибрующей части, так как от её точности и шероховатости зависит качество упрочнённой поверхности.

Для исключения искривления от несовпадения оси обрабатываемой детали с осью матрицы, в последней предусмотрен направляющий участок, который центрирует изделие при входе в рабочую зону инструмента. При наличии в заготовке центровых отверстий ее можно обрабатывать прямо в центрах на специально спроектированном для этого станке. Геометрия рабочего канала матрицы зависит от технологических и эксплуатационных требований к обрабатываемому изделию. При увеличении длины калибрующей части матрицы снижаются растягивающие остаточные напряжения от предшествующих операций, а при уменьшении -повышаются сжимающие и увеличивается степень наклёпа.

Для формирования максимальных сжимающих остаточных напряжений угол рабочего конуса матрицы должен быть равен 10-12°. Снизить максимальные растягивающие остаточные напряжения в заготовках можно при использовании матрицы с углом а = 3°.

Моделирование процесса ОППД показало, что существенная концентрация напряжений возникает не только на входе, но и на выходе из рабочего очага матрицы. Поэтому для сглаживания пиковых значений напряжений предполагается выполнить на выходе из калибрующей части матрицы участок с обратным конусом величиной 1-2°.

Если детали изготавливаются из калиброванного металла, то для снижения растягивающих остаточных напряжений или наведения в поверхностных слоях сжимающих целесообразно использовать сборные матрицы, состоящие из двух деформирующих инструментов.

Технологическое оборудование. Реализовать охватывающее ППД в условиях машиностроительного завода можно на протяжных, строгальных и других станках. Однако для получения изделий с прямолинейной продольной осью необходима специальная оснастка, обеспечивающая соосность изделия, инструмента и тяговых элементов. Для упрочнения деталей в условиях серийного производства целесообразно использовать специализированное оборудование: станок для охватывающего ППД относительно длинных изделий или полуавтомат для относительно коротких изделий.

При наличии в деталях центровых отверстий хорошую соосность обрабатываемых поверхностей можно получить на специализированном станке для охватывающего ППД. При использовании универсального пресса для упрочнения заготовок целесообразно применять автоматическое приспособление модульного типа.

Шероховатость. Повышение качества упрочненных поверхностей после охватывающего ППД можно достичь изменением степени относительного обжатия - с ее увеличением все показатели шероховатости снижаются. Для заполнения пустот микропрофиля необходимо упрочнение детали с относительным обжатием более 0,5%. Благоприятное влияние на качество поверхности оказывает повторное ОППД и деформирование через сдвоенные матрицы.

Точность диаметрального размера упрочнённых деталей может быть повышена уменьшением степени относительного обжатия и угла рабочего конуса матрицы, а также увеличением длины её калибрующей части. Рекомендуемые параметры матрицы: а = 3-5°, / <1к= 0,1-0,2.

Точность диаметрального размера по длине заготовки, если не считать наследования от предшествующих операций, можно считать постоянной при ОППД. Но и при наличии исходной разнородности геометрических и физико-механических характеристик точность по длине заготовки при охватывающих способах упрочнения длинномерных деталей значительно выше, чем при локальных.

Степень наклепа. Повысить степень наклёпа упрочняемых деталей при ОППД наиболее эффективно можно снижением длины калибрующей части инструмента. При £к—>0 степень наклёпа увеличивается в 2-3 раза. Для получения упрочнённого слоя большей глубины необходимо увеличивать степень относительного обжатия и длину калибрующей части матрицы. Установлено, что при С2 = 2 % заготовка прорабатывается пластически по всему сечению.

Скорость деформирования оказывает слабое влияние (в интервале от 0,05 до 0,5 м/с) на качество упрочнённых изделий. Поэтому для осуществления процесса ОППД можно использовать любое универсальное оборудование, имеющее в качестве главного движения поступательное перемещение. Средняя скорость деформирования при этом составляет 0,10-0,15 м/с.

Технологическая смазка. В результате экспериментальных исследований установлено, что наиболее эффективной смазкой при охватывающем ППД стальных изделий является сухой порошок натриевого мыла. При обработке деталей на специализированных станках и автоматах можно использовать индустриальное масло И-40А, которое даёт удовлетворительные результаты по качеству упрочнённой поверхности.

Эксплуатационные характеристики. Увеличение калибрующей части матрицы оказывает положительное влияние на износостойкость, повышение усталостной прочности и геометрическую стабильность упрочнённых изделий. Степень относительного обжатия оказывает наиболее существенное влияние на усталостную прочность и искривление валов. Причём с увеличением усталостная прочность растет, а геометрическая стабильность изделий падает. Для повышения работоспособности деталей, изготовленных из упрочненного материала, угол рабочего конуса матрицы необходимо снижать до 2-4°. Закономерности изменения основных параметров охватывающего ППД в зависимости от достигаемых технологических и эксплуатационных показателей представлены в табл. 8.1.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Зайдес, Семен Азикович, 1999 год

1. Зайдес С.А. Размерно-упрочняющие технологические процессы в машиностроении // Повышение эффективности производства изделий в машиностроении. - Иркутск, 1995. - С. 10-14.

2. Зайдес С.А. Оценка остаточного напряженного состояния в упрочненном металле // Материалы и упрочняющие технологии 97: Тез. и матер, докл. V науч.-тех. конф. с международ, участ. - Курск, 1997. - С. 13-15.

3. Зайдес С.А. Прогрессивные методы обработки металлов давлением в технологии машиностроения // Вестник ИрГТУ. Иркутск, 1997 - № 1. - С. 80-85.

4. Зайдес С.А. Остаточные напряжения и качество калиброванного металла. -Иркутск: Изд-во Ирк. гос. ун-та 1992. 200 с.

5. Зайдес С.А. Напряжённо-деформированное состояние в технологических процессах калибровки // Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири: Тез. докл. региональной науч.-практ. конф. Иркутск, 1997. - С. 19-20.

6. Напряженно-деформированное состояние деталей при охватывающем упрочнении = 40 мм; £к/йк = ОД; Сталь АС14)

7. Параметр Остаточное напряженное состояние

8. Q°z(o) <*z(n) <(о) <*ф(п) ctj(o) СТ?(п) СТ?( о) a¡( п)1. МПа а = 8°

9. Напряженно-деформированное состояние на конце заготовки при ее взаимодействии с толкателем (Бн =30 мм, сталь АС 14)

10. Виды напряжений и деформаций Относительное обжатие у, %0,2 0,6 2,0 5,0 10,0

11. Напряжения и перемещения в очаге

12. О? (о) МПа -31,9 -70,3 -143,1 -66,4 -33,4

13. Т?(п) МПа -72,8 -121,3 -135,7 -217,4 -214,4

14. МПа -30,7 -73,1 -142,2 -65,2 -32,3

15. МПа -81,6 -133,3 -153,4 -242,9 -342,1

16. О? (о) МПа -256,8 -253,5 -368,6 -494,3 -574,4

17. МПа 58,4 91,4 95,9 142,3 144,7хР(о) МПа 225,9 183,4 229,2 428,5 488,5стР(п) МПа 255,1 247,7 360,7 480,3 480,7и?. мм 0,005 0,020 0,072 0,183 0,387и2р мм 0,045 0,135 0,450 1,120 2,250

18. Т?(о) МПа Остаточные напряжения и перемещения-10,1 -33,7 -87,1 4,2 49,5

19. МПа -23,4 -70,9 -66,0 -120,3 -98,3

20. К (о) МПа -10,2 -33,4 -86,3 -30,2 -50,3

21. МПа -21,7 -70,6 -65,9 -120,6 -99,31. МПа 0,8 1,7 1,9 0,2 0,3

22. МПа 2,3 7,5 14,2 27,7 28,4

23. СТ?( о) МПа 9,3 35,2 83,5 50,3 38,70?(п) МПа 28,6 99,2 94,2 169,7 142,6и; мм 0,0017 0,016 0,067 0,176 0,362мм 0,014 0,104 0,405 1,060 2,180

24. Напряженно-деформированное состояние на конце заготовки при взаимодействии с толкателем (Он 30 мм, 1|/= 2 %, сталь АС14)

25. Виды напряжений и Относительное длина заготовки Ь/Эндеформаций 1 1,5 2,0 3,0

26. Напряжения и перемещения в очагестР(о) МПа -150,1 -149,5 -149,9 -164,30?(п) МПа -201,6 -185,6 -181,0 -285,3

27. МПа -149,0 -148,4 -148,9 -167,2ф00 МПа -236,4 -217,2 -211,8 -284,2

28. МПа -375,0 -375,8 -377,1 -405,1о5(п) МПа -517,8 -500,9 -497,9 -696,8

29. МПа -130,1 -121,6 -119,3 -94,4стР(о) МПа 226,1 226,8 227,6 234,5

30. С?(п) МПа 382,1 372,1 371,2 369,3и? мм 0,070 0,072 0,073 0,072и' мм 0,300 0,450 0,600 0,900

31. Остаточные напряжения и перемещения

32. МПа -94,8 -91,5 -90,5 -114,3

33. МПа -124,7 -111,1 -107,2 -215,2

34. Напряженно-деформированное состояние на конце заготовки при взаимодействии с толкателем (DH = 30 мм, \фг= 2 %, сталь АС14)

35. Виды напряжений и деформаций Условия трения (К)1. ОД 0,2 0,5 0,8 1,0

36. Напряжения и перемещения очаге

37. О? (о) МПа -6,7 -109,5 -131,3 -192,6 -263,3а?(п). МПа -21,7 -81,5 -135,5 -300,1 -397,8сгР(о) МПа -383,3 -370,0 -359,9 -335,7 -313,8

38. МПа -405,2 -439,9 -462,1 -508,3 -532,6

39. МПа -16,7 -61,3 -95,9 -180,2 -223,5tP(o) МПа 381,7 260,6 229,0 143,8 52,4af(n) МПа 383,4 369,1 360,7 372,9 412,7и? мм 0,129 0,09 0,07 0,03 0мм 0,450 0,45 0,45 0,45 0,45

40. МПа Остаточные напряжения и перемещения0 ~0 ~0 ~ 0 ~0

41. CT°z(n) МПа 2,0 11,2 14,2 31,7 442,0z(n) МПа 5,7 33,2 28,5 61,5 65,6

42. О?(о) МПа 1,8 106,1 83,5 101,8 137,1

43. Т?(п) МПа 17,6 94,4 94,2 224,4 278,7и0 ^ г мм 0,405 0,403 0,404 0,403 0,403

44. В табл. 8.6 размещены данные по напряженному состоянию при взаимодействии заготовки с рабочим конусом матрицы. Представлено влияние степени относительного обжатия, угла рабочего конуса инструмента и предела прочности (Ти обрабатываемого материала.

45. Напряженное состояние при взаимодействии заготовки с рабочим конусом матрицы (Он =30 мм, сталь АС 14)