Опытным путем установлено, что на величину наклепа бо^ыт влияние оказывает
угол волочения. При соблюдении одинаковых уси лий волочения применение
инструмента с малым углом водгоченщ дает меньший наклеп, чем с большим
углом.
Для определения усилий волочения трубы на закрепленное оправке различными
авторами предложено большое количеств! уравнений. Однако точная задача
определения напряжений и уси лий при этих процессах со строгим учетом граничных
условий сис, темы волока — деформируемая среда — оправка в настоящее врещ не
решена. Существуют лишь приближенные решения этих задач, по лученные при
определенных допущениях. Одним из основных до пушений является концепция жестко
пластичного и идеально пластичного тела. Другое допущение сводится к идеализации
услови| трения на поверхности контакта между обрабатываемым материалов и
инструментом: принимают, что касательные напряжения, вызывав] мые трением, равны
нулю при абсолютно гладкой поверхности или максимальны —• равны пределу
текучести деформируемого материала в случае шероховатой поверхности.
Необходимо заметить, что реальные условия формоизмененщ пластичного материала
при холодной сварке трубных элементов не» сколько отличаются от условий
деформации при указанном техноло» гическом процессе, например наличием кольцевых
выступов и впадин на заготовке из менее пластичного материала, выполняющей ролв
оправки, отсутствием зазора между деформируемым материалом Ц боковой
поверхностью выступов, необходимостью значительных до< полнительных усилий
для заполнения впадин пластичным материалом и схватывания его с инструментом и
др. Это усложняет решение задачи прикладной теории пластичности при холодной
сварке трубиых элементов.
Для расчета удельных давлений и усилий деформирования широко применяют
предложенный Е. П. Унксовым [69] метод, согласно которому нет необходимости
определять напряжения в каждой точке деформируемого тела: достаточно определить
лишь нормальные напряжения в каждой точке контактной поверхности. Применение
указанного метода предполагает использование экспериментально обоснованных
граничных условий, относящихся к нормальным напряжениям на свободных
поверхностях и к касательным напряжениям, являющимся результатом действия сил
контактного трения) между деформируемым металлом и инструментом. При этом
счпта-' ют, что независимо от величины нормальных напряжений касательные
напряжения не могут превзойти некоторой величины, определяемой условием
пластичности. Интеграл нормальных напряжений по проекции контактной поверхности
на плоскость, перпендикулярную к направлению действия равнодействующей усилия
деформирования, дает величину деформирующего усилия. Частное от деления
получен-! ной величины на указанную проекцию контактной поверхности определяет
величину среднего удельного давления деформирования.
Развитие математической теории пластичности позволило наме-| тить новые
способы определения рабочих напряжений при различных процессах пластических
деформаций решением системы общих дифференциальных уравнений равновесия
элементарного параллелепипеда очага деформаций без широкого применения
упоминавшихся I усреднений. В работах [70, 71] предложен метод характеристик
(линий скольжения), обеспечивающий высокую точность расчетов, однако
использование его для решения практических задач вызывает некоторые
затруднения.
Метол характеристик (линий скольжения) позволяет лишь в виде представить
некоторые закономерности формоизменения 2 ррМпластИчного металла при холодной
сварке трубных элементов, п не учитывает конкретных технологических условий
деформирова-геометрии свариваемых заготовок, обжимного конусного кольца
""соотношения их размеров, а также сил трения на контактных по-И пхностях. При
различных процессах обработки металлов давле-ием (например, при волочении полых
профилей) наиболее широко тпименяют аналитический метод определения усилий и
напряжений с"помощью дифференциальных уравнений равновесия в усредненных
значениях главных нормальных напряжений с привлечением новых устовий
пластичности, основанных иа современных представлениях о предельных состояниях
[72].
И, Л. Перлин в работе [60] проанализировал наиболее известные уравнения,
основанные на этом методе, и показал, что целесообразно отказаться от некоторых
допущений, заменив их новыми, более близкими к реальным условиям процесса. Ои
пришел к выводу, что усилие волочения Р связано с напряжением волочения К
зависимостью
Р — К FK, (22)
где fu — конечная площадь сечения заготовки.
С. И. Губкин [48, 72] исследовал характер напряженного состояния и нашел
расчетную и экспериментальную зависимость для определения усилия деформирования
при волочении. Он ввел понятие давления течения q, которое определяется как
отношение главного результирующего усилия Р к площади давления Fq:
g = P/FQ. (23)
Им получено уравнение для определения удельного давления течения при
волочении труб с учетом всех потерь:
(7 п l ¡FK \а Ь Г (FK \" ]
X(tga+~2")}' (24)
где / — длина цилиндрической части волоки; П—-периметр профиля; f —
коэффициент внешнего трения; Оср= (он+о"к)/2 — сопротивление деформации, причем
он и стк — истинные сопротивления в начальном и конечном сечениях, определяемые
по ориентировочной прямой при степенях упрочнения, соответствующих начальному и
конечному сечениям:
а= l/cos(a/2) +//[tg a-cos (a/2)]—1; Ь = l/cos(a/2) +//[tga-cos(a/2)].
При обжатиях ~25% в предлагаемом способе соединения металлов, как будет
показано ниже, сплав алюминия полностью заполняет анавки на стальной (титановой)
заготовке. В этих условиях пластическая деформация соединяемых заготовок по
характеру аналогична деформации металлов при волочении биметаллического прутка.
Подтверждением этому является следующее. При холодной сварке стальная
(титановая) заготовка имеет значительно более высокий модуль упругости, чем
деформируемый алюминиевый сплав. Однако она под-
Карта
|
