Text
                    АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНСКОЙ ССР
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕ РИАЛОВ
РАСЧЕТ СИЛЫ ПРОТЯГИВАНИ~
ОТВЕРСТИЙ ТВЕРдоспnдВНОй
ДЕФОРМИРУЮЩЕЙ ПРОТЯЖКОЙ
( Научно - техническая информация )
ИЗДАТЕЛЬСТВО • НАУКОВА ДУМКА•
КИЕВ - 1975


УДК 621.9!9 Изложены результаты научно-исследовательских ра­ бот.А. :вьm:олнешшх в Институте сверх:твердых материалов АН .1ССР по изучениJР силы протягивания цилиндриqеских отверстий 1,вердосплавными деформирук.щими nро•rяж.ками. • Показано, .как сила протягивания зависит от основних . факторов процесса - обрабатываемого металла и его тве:р- • дости, диаметра отверстия, •rолщинн стеmtи детали, натя­ га на деформируццее кольцо, располо~в.ения 1tольца по дли­ не 01·веротия и др. Приведены форму.пы д.пя расчета силы протягивания. Предложен метод значительного о.ниженил силы nрот.яr·ивания использованием внеконтактно.й -дефор- , мации детали_. • • • Авторн р З!UO'J - 5:!О М22l (0,1)-?5 А.М,РОЗЕНБЕРГ, О.А.РОЗЕНБЕРГ, А,Д.КРИЦКИЙ, ю.Ф.БУСЕЛ Редакция информационных: изданий @Инсти'l'j'Т сверх·1•nерднх материалов АН YCGP, l~П5 r.
ВВЩI!ЕНИЕ Прот.lПIКи с твердосплавными д еформирукщими элементами no.nyчaю.r вое бо.щ,шее распространение при обработке цилиндрических отверстий в дeтaJlffX , изготовляемых из разлИЧRЫХ ПJшотичных мe'I.'aJJJ.lOB и сплавов . Эти детали мо•.' гут быть корnусными или иметь форму втулок и труб . Твердооплавнан ;цефор­ мирущця про'I.'Ю\Ка (рис . I) состоит из стальной оправ1ш r , на .которую од е­ ты твердосплавJШе деформирукщие кольца 2 и дистанционные втулки 3 ,, С'l'яну­ тые шйкой 4. Для протягивания отверстий в корпусных деталюс с M8.JI.ЬIMИ подходами I( отверстиям 11ротнжки снабжащся: сменным хвостовихщм 5 . ИспоJJ.Ь­ зование на протюкках твердосплавных колец вместо стаJiьнщс повысиJiо их стойкость в сотни раз , по зволило освободиться от возникновения: схва•r.ыва­ ния 1шльца с обраба'J.·ы.ваемым метаJШом,расширило возможности применения: в машиностроении метода пластического деформирования для обработки отверс- тийLI- v. • Рис. I . Твердосплавная: ;цеформирукщая протнжиа. Если ранее· э1•а операция с.цу11'Ила в основном ДJ1Я осуществления: ма..тщх пластических деформаций (поверхностных) и цеJIЬю ее было выглаживание по-­ верхности отверстия, то · в ;1>астоящее время она успе1uно используется в де­ талюс типа втулок и труб при обра6от.ке отверс•rкй до деформации I(}..20%.- Это приводит к увеличению не только диаметра отверс•rия, но и наружного диаметра детали, т ,е, при втом происхою!'J: сквозная n.ластичес1щя дефо1"J1vtа- ция стенок детали. . Малые пластические деформации при деформируli:щем протяrива.н;~и nрименя-:­ ются и в настояще·е- время в тех слiчаях ; 1югда -необходимо пощ чить в11- 3
сокую •rо чность и чистоту поuерхности обработанного отв ерстия, а таюке , при обработке 01'веротий с бесконечной 'l'олщшюй стенки* , При крушш х деформациях ооответственн о значительно увеличиваюr на­ тяги на 1щждое rtольцо протяжrш . Они составлн т не сотые доли миЛJiиметра, а 0,2- 0 ,5 мм и в ряде с.nучаев рюшяися I-2,5 мм на одно .кольцо . Естест..; венно , Ч'l'О при больших деформацша: и с•rоль r,рупных на1·яrах на .кольцо, си­ ловая нагрузка на проттr.ке б удет очень большой и може'l' достигать несколь­ ких десятков 'l'OJ-rn . Например , при протягивании втулки из ст али 45 с ВнУТ­ ренним диаметром 69 мм и толщин ой стенки 8 мм с натягом на I<ольцо 2 , О мм сил.а на ШJ.щцом отдельном кольце прот.f.Пi\.Еtи составляет !6 т , в. пыи -ВнУ'l'рен­ нем диаметре ! 04 мм и толщине стенки I I мм с натягом на кольцо I, О мм - 22 т. В последние rоды в Институте сверхтвердых материалов .АН УССР разра­ б отан ме1•од расчета !!'Вердосnлавных колец деформирукщих про•rя:жек на проч­ ност ь f;r::,J . определена их оптимальная форма с точки зрения несущей способ­ ности. Это позволило перейти к обработке отверстий методом больщих плас­ тических деформаций твердосплавными протmкка'11и в крупных цилиндрах со _ значительной толщиной с~·ен.ки, где наr.рузки на .коJrьцо еще более значите.ль­ нне . Та~, , при протягщ,ании отверстия диаметром 150 мм в цилиндре· с отвер- • СТИеМ диаметром 141,5 ММ ИЗ стали 45 С ТОЛЩИНОЙ C1'0HiGt 28 ММ · О- Н.О/ЛИ.Н8ЛЬ.: __. . вым натягом на десJ,ормирующий элемент I , 5 мм и использованием в качестве .омаэки сулыJ;офреэола нагрузка на одно кольцо ооста:вля!3Т_ 92 т . ff Рис. 2. Деформирущее кольцо симметрично , нагруженной формы. Деформирук.щими элементами на протяж.ках чаще всего служат кольца, схрорм.ленные снаружи двумя у_сеченами конУсами (рабочим и обра1•ннм) и ци- ;i Под бесr,онечной тоJIЩИНой стенки понимается такая: тотцина, при · кото­ рой ни при каких IiЦТЯГах пластическая: деформация не :выходит на наружный диаметр де'l'али /J.'ll. . . - .•
линдричеокой ленточкой меж;пу н~и (рис. 2). Оптимальным я:вляетоя симме­ трично нагруженное кольцо, у которого эона нагрузки расположена на равных удалениях от его торцов /5, 26]. Работа деформирукщими протяжками ведетоя на обыЧНЬIХ протяжных стан­ ках или прессах. При проектировании протяжки, а также при вы.боре необхо­ димого при•ЯШ}1ого станRа или пресса НУЖНО знать силу протягивания:, кото­ рая зависит от многих факторов. Основ~ше иэ них - метаJJл детали, диаме•1•р отверстия, ТОJШ!ИНа стенок детали, нат.я:г на кольцо, величина деформации, число одновременно находящихся в работе колец, геоме•rрические параметры колец, применяеман смазка, Силу про1·ягиваJ-1ия: наиболее целесообразно было 6ы рассчи.тывать по аналитичесrшй зависимости, выведенной на основе законов теории пластич­ ности с учетом физиrш-механически:Х: свойств металла детали , размеров ее, формы деформирукщиУ. элементов, степ ени деформации, параметров процеооа. трения: между дН'J'МЬЮ и деформирукщими элемен~•ами и др. Ряд таких зависи~ мастей разработан 13 основном для потребнос1·ей трубного производства, где процесс холодной раздачи труб исполъэуе•rся: сравнительно давно. Ниже при­ водим э•rи уравнен:м: в поряд~(е юс опуол1шования: :в сJrедУкщ их о6оэнач:ениях: fl - сила про•rяrивания:, кr; в;. - предел ~•екучес1rи мe~•aJ!Jla дета.ли, . кГ/м~t?-; f' ••• fЛOJlVШ, упру:гости мeтaJJJJa деты1и, кГ/мм2; ~ - диаметр от­ верстия: до fiJJO'rю:иnaнv,я, мм; ~ - толщина с•rенки детали до протягивания, мм; l - вею1,,шrа ш1астичет,ой деформации (у:nеличение - диаметра от:верстм), мм;d-· натя:г на 1,:олъцо номина.J1ьщ:1й, M'li (увеличение диаметра кольца по сравнению с предuдуuщм .кольцом или для nepEOl'O кольца по сравнению с диа­ метром от:верстv,я до протяrиванl!!Я); ,JL - коэф:fжциен1• треющ ме~,дУ дета.;1ью и коJJЬцом; о( - полош{rщ угла рабочего 1,онуса rюльца, градус (радиан); !J - ширина ци.Jшндрической JLeн•roчrш на Rольце, мм; . . tti - длина дe•ra.JIИ до протягиванин отверс•rия, мм; !, - то же после про•rя:гивания, •мм. Уравнение Л ,Е,Альшевш<ого [ч} 2.Jib . _ , ,-· · 2J_f. . dQ,-to _{ - do•t'o+t:j fl-t,!f.11(:;>т(fiu~ +tuJ/_l (l{, +t;;+c/ е . (I) • C!Jd. + .Ji !(- (7- .JJ . t9d.)!;gc<. _: (J-2coso1). (3) 5
Уравнение И.И. Каэаrtевича /iQ/ /J•2:i ~~~бт(m-о,5(1+ r:«)c( v~~;U /1-н(t- t;-)]J. где n=(t1- t ~ ){с,;{&j1-(1• /;d.) ·;z;;~0 j + + du:t0 /t+ 2(d:,t0) {t- t~1}}. (4) Уравнение В . Л.Колмогорова [iI] 2. {)25 :. (t+ -/,т,;) f_,, + f!Jot) •. · Q%6:. d f ' 0_ и~- • т~о 2tga(f-J1igd.)+Z01,:t j1(t-tg2 ot) Уравнение Ю. Г.ПросI<;.Урякова /1?7 !] • 6 f1/ t+ iy ln f1+: )+ r1, ~: j ff(d,f;; +-t1/}+tJ,28(2f(Jd.+,JL}r.,} Т/ j 1- t!fd. • \'d О• • , (6) Здесь r;=Jf.1J/-(3u"e)J, • JJ,.2=M8 (t1r;,c/f ':Е +IJ,! !, 'lto" do. -2tu)( d,,+2i0 _ 1) -11,;oll . J [ бr(rfprt;} f!~• q, do 'ff Уравнение с . И .Борисова_ и В.И .Стрижаrtа DW ( т ! •(_ durfo )m+jf t;~t,!5flбт т•! 1-\tfo•t;,+c: + +4J1~+~;;;(,•;;1fv,) i/4(;:~:E) (t1u~~:)"'Jjr~~ .. t;J• \.. - (~)2-,/~)7-ctg~- . ,u{ctJd.ln 4;; + d:•ьs ) ~ _ ( _t(g_ ~to_)2 (_;!.р__ _ IWld.) 7l \d0;\sш2d.0' "fl}}• (8) S;цесь d0 ,- ztu вirr ~ = si/!CX: do Уравнение Г. И .Ше.JJ.Ьвинского . [iч] (9)
где где ь', с - коэфрициенты, эависящие от механических свойств сб:рабаты­ ваемого металла L'Zl}J; в,:"'Р берется по rtривой течения; С ~о , 04 для ста­ JJИ 45 . Во всех уравнениях 5т - средняя величина предела текучести для соответствук:щей степени деформации ; ото - начальный предел текучести . Рассмотрение приведенных уравнений nокаэывает, что хотя все они относятся к периоду последних 20 лет , но имеют соверше1iно различную струк­ туру и по-разному отражаю·r вJiияние одних и тех же фа~tторов процеаоа· на сиду протягивания, ПоэтомУ , естес•rвенно , возникает сомнениэ в их ~1 оч­ ности, Достаточно полной эксперимент а11ьной проверки этих уршmений не nроиэврдилось , В ИНститу•rе сверхтвердых материалов АН УССР, начиная с !964 г. , ис ­ следовался процесс обработки цидиндрических отверстий •1·вер;цосmmвными де- . формирукщими протю~щами в деталях их различных nл.аотичных материалов и сплавов с разными режимами деформирования , При Э'l'ИХ исследова.нияi иэме­ ряJJВ.СЬ сила nротягивавия и изучалось влм..ние на . ее веJiичину многочислен­ ных факторов процесса протягивания , НакопJJ ещш й 01tсuерименталышй матери­ ал позволяет проверить_точность прив еденн ы х вы ще ур авнений и, n случа е необходимос'l'И,. разработать эмпиричоош~ е 3 8.fJ!И! н,юст:И для их р ао ч и·а в широких пределах изменения действующих в пр оцессе фак1•оро.в . Ниже иэлагаюrся ре эулы'аты иос;~ед овашu\ . ОБОРУДОВЛНИЕ, .tJШАРАТУ.РА, ОБРАБАТUВЛ.И11ЫЕ МАТЕРИА1111 И УСЛОВИЯ: Ш'ОВ]ЩЕНИЯ: ЭКСПЕРИМЕНТОВ На 011,цу п].)от.ягивания основное ВJIИяни:е должны окаэuвать следукщие фак­ торы: фиэ1шо-ме:,::г.ничес1ше характерист1ши обраоатьmаемого материала ,разме­ ры детали ( дизметр о~·верстия, толщина стенки, длина); параметры процесса деформирования (номи.на.пьнuй натяr на кольцо, суммарная пластическая де­ формация , скорос'.L'Ь про'l'Яl'ИВЭJ!ИЯ , ~•ехнологичещ,ая смаэка, относи1•ельное р·асположение ~еформиру'КЩИХ элементов); •геометрические параметры. и форма деформирукщих элементов (углы рабочего и обра1·ного конусов , ширина цилин- дрической ленточки) . • . Исследования проводились по конструкционным и углеродистым сталлм (1.'a6J1. I) , по леr11рованным, :высоколе;ироваН.!шм и нержавекщим с·rаля:ы (табл . 2) и по цветным металлам и специ.альНЬ1м сnJJВ.Вам (табл , 3) . Всего было использовано 32 l~ета.лла -- и сплава , Материалы были выбраны с уче•rо м запросов различны х 01•раслей промышленности . В больш анств е случае в no эт и м материалам в Институте :веJiиоь исследования по н:онкретiшм задани:я.м пром ыщ... ленных предприятий . 7
Таблица 1 С1•адъ у глеродис'I'Ш:! качествеш~ая машино с•r·роите льн.ая Твердость нв но более 1 Механические своиства ' 1\1ар1щ С'l'ЭЛР! С•rаль горя- С1rаль отож- Предвл Предвл Относи- Относи- чекатаная женная проч- теку- тельное тельное нос·rи чести уд.лине'- сужение при рас- вт, H.t\0 t;% • ПJIОЩадИ ·rяжении кГ/мм2 попереч- б.J' НОГО СВ- -- кГ мм2 чения ~ % Армко-железо 100 32 19 29 76r 10 137 36-45 22. 32 55 20 156 44-54.26 26 55 35 187 - 56-66 32 21 45 45 229 197 64-76 36 17 40 20Г 197 - 4'8-58 28 25 50 УВ(УВА) 187 62 3? 22 28 Тас5лица2 С•rали Jrегироваrшне, высоколегированные и нержавеющие Марка стали Термообра- Твердос'!'Ъ Механичесю1е сво:nства ботr,а кГiNo/12 Jвп кГ/мм2 1 lf, %1 v,; % 12ХН3А Отжиг НВ 21'7 100 85 12 55 30:ХГСА Закалка и НВ320-341 l10-130 85-95 12 высокий отпуск 40ХНМА ·То же НВ310-331 r10-125 85-95 10 55 30:ХГСНА Закалка и HRC 45 - 49,5 160-180 140 945 о·rщ1ск 18Х2Н4ВА~ То же нв 269 120 105 12 55 38ХМЮА Отжиг нв215-225 100 85 14 50 38ХЮ,'IЮА " нв215- Xl8НIOT 11 НВ!60-190 52 20 40 50 lXl8H9T 11 НВ160-190 50 20 45 55 ЭИ643 Sакалн.а и HRC 46 - 51,5 170-200 отпус1< ШХ1 5 О•rжиг }ГВ 207 73 42 •21 46 твм lГВ 225 8
AR6 ДI6 В93 В95 МЛ5nч Л62 JlC59-I Б~,ОЦС 5-3-3 IиО ВТ9 Ниобий JIЭ-I Табдица 3 Цветные и слециалъные оплавы и метаЛJШ Механические свойства ..___,,... ---- бр!й'/мм"' tf'1 % j ~~-- Закалка и исщ,·с- ст:венное старение 100.- :125 36-39 28 8-П 'Го же I20.-: .I29 43-4 8 36-37 10-Il " " 149-161 :;;,,,18 4.4 6 " " I60.- I77 50.-:56 41-'16 5-7 " " 56-6 3 ;,,24 -,II 5 • 60--62 38 14,2 15 26 80-83 40 I4 45 60 15 6 285-388 105 8 18,.22 Методика nроведеюm э~~оп~именtст. Для проверни пр~r..веденнuх Еыше ур~tsнени.й, nы6011а иs них наиболее точ- ного или разраб01'!{И НОВОЙ ЗВJЭИОИМООI1 f1 неоdхо;цимо бЫJlО эксnе:римеНТаJ!ЫШМ путем опре11елить закономорнооти ЕJ1 ИШШ11: на. силу nро1·лr·и:ванил следУl<ЩИХ ф1щторов: ма1•ериа.11а обра6а•1.•ымемой детаJ1Н и его тех1шчеСJ(ИХ харвл:•.rерис­ ти.к ; диаметра от:ве_рс11 ил; •11 0J1щины с~1 еюси ;цo'N!JJИ; номинады1ого натяга на кольцо; суммарной r1пас~'Ичео1<ой деформации; угла рабочеJ.'о кон.уса кольца; ширины ЦИJIИНдричесмй .11ен•1·оч1ш коJJьце.; угJщ обратного КОНУСа кольца; рас­ поJшженшr ROJteц на пр отJ"Ш!се; мгновенного полож.енм колец в odpada~l'u:вaeмoй детали; скорости щщ1•Jrги:вания; •rе~шоJ1огичес1<0й смазки. Изучение нoмeюtJia'l'YP!:I. деталей, которые можно · обрабатш~ать ;цефОIJМИРУ­ кщими протялшами в промышленности, позволило ус1•ановить наиболее часто . приме.шемые материаJш (1:ao.1.I -3), диаме•rр.ы 01'верстий (6-I50 мм), отно­ шение наружного диаметра It диаметру отверст ин де1•али ( I, 05 - 3 и выше), При обрабо1•ке отвеl)С'l'И:Я: операция. деформирук:щеrо npo'l·яr1mai!ия может применя1ъся: ДJJЯ получения высо1шх классов чис1•01·ы II точности о6ра6отан­ ной поверхнрс•rи, а также в качес1·ве предвари1\ельной черновой операции для исправленин не1tруглости и повышения точности черной нео6ра6о'l'анной по- верхности отверс1·ия: заготовки. 1;J первом случае прот.f!ЖКи имеюr номи:наль­ JШе натяrи на кольца ll (разность диаметров последукщего и преднду-щего колец) от О,01 мм до - нескодью1х десятых миллиметра. Во втором - натлги на ОДНО КОJ!ЬЦО MOI'YT ДОХОДИТЬ ДО 2-3 ММ. Основное количество эксперименто_в проведено на втуЩ(аХ с диаметрами отверстий 19; 35; 66; 102,5 и I4I , 5 мм с толщинами стенок З; 7; 10; 14 и· ·2а мм. 1{роме того, В'rУJIКИ из некоторых материалов изготовленн с толщ;иноJ! сiешш I; (;s·;-· 2; 5- и- 8 мм. -Силы протi.rиванил в толстостенных · дета.irях . , (с практичес1,и бесконечной то.лmиной стенки) исследовали на втуJU<аХ с 9
диаметрами отверстий 8; И; 20; 32; 45 мм, Номинальные нат.m•и на itoльi~a были 0,01; 0,02; 0,03; 0,05; О, I; 0,2; О,б; !,О; I,5; 2,0; 2,5 и З мм. I{роме того,часть оrш.тов была проведена при на'J'ЯI'аХ О,З и 0,4 мм. Д;шна :всех втулок состамя:ла не менее двух диаметров 01'верст~.л. Уrол рабочего .конуса мдец 2о<. иэмеJ-Urлс.а: от 2сх>4° до 2о( =50°, Ши­ рина цилиндрич:есrtDЙ ленточю1 J(ОЛОЦ Ь от 0,2 до 5 мм; YI'OJl оора'.i'НОГО ко­ нуса МЛ<Щ 01' 2 cf1 ~ 6° до 2«'1 ~ 18° • СRОРОС1'Ь протлrивания: В опытах ПО в;'IИЯ­ НИЮ 01tорос•1•и протягивания на CИJJY иэменялв.сь от О, 02 до I5 м/ми:н. Основные опыты по изучению вд,L'!НИЯ натя:га на ко.11ьцо, диаметра отвер­ стия, толщшш стенки, смазrщ, rrолож.еюш .ко;rьца в детали на сищ нротяги­ ващ!!Я бми проведены твердоспJiавными 1,ольцами с уrлом а~4 °, ct,•4-5° и шириной цилиндрической ;1енточшr rro табл. 4, Таблицв4 Ширина цилшщричесr,ой ,,rенточ.юr -- Скорость Номиналь- I<онстру~щиошше Леrироваюше и ЦветНЬJе сплавы rrротяги- ный на.тю и ш1зr,олег1$ован- труддообраба•rы- (ЛI{б,дiб~В9З, вrмия, на дольцс ные 0'1'али r . 20, ваемые ста.тш и В95, МЛ5пч и ;др. м мин мм 20Х, 35, 45, 40Х СПJ'дВЫ (30Хl1:НА, и др. 4ОХНМА, 1.хr~·9т, ниобий и др. ) .. .. -· - Ле1·а.т1Ь - ТО!ШО-. толсто- тонко- TOJ!C~ • o- тонко- толсто- стен.нм -стенна.в: стенная стенная: стенная: стенная: toI !и_ I t-. r z<з d, <3' __ ;_ <g" а IJ ' а'о ' 0,02-0,5 до 0,I 0,4:-0,6 О, I-0,3 • 8:t2:8 0,I-0,3 0,3-0,4 0,1-0,2 с:выщо 0,2 U,6-I,U 0,4-0,8 ДО 0,8 0,6-I,5 свыще r I,0-2,5 - I,0-2,0 - r-I5 до о r I,0-I,5 О,З.-0 ,5 0,8-I,2 0,3-0,5 0,8-I,0 0,2-0,3 0,2-6,8 I~2 I,0-2,0 I,0-I,5 свыше I,O 2-4 2-3 Такая ширина .1J.енточrш выбиралась ДJJЯ того, чтобы исключить ее вдия­ ниэ на сищ про:1.'я:ги:ва.ния и предотвратить схва~'ы:вшrие деформирущего КОJIЬ­ ца с обрабатываемым мета.r.лом. Бот,щинс•rво оrштов (ироме опытов по JЗJJYJI­ ншo скорос~•и протя:ги:вания) оыдо проведuно на скорос'rи протл.rиванил 2 ,5 м/мин. Кашды.й опыт ДJ!Я больщей точности реэудьтатов повторнлся трое­ кратно, Сила измерялась на 0:1.•дельrшх деформиwкщи:х кольцах· и на груrшах 1tолец, одновременно находящихся: в работе. Протягивание производили на 1•оризонта.11ьно-rrротяжном ста.rше модели ?ffi20 (сила тяги 20 Т J, вер:J.•mщ.01Ьно протяжном й'аJ-Ше модели !,iA?Y~750 (ои\ла 65 Т) и 200-тонном прессе Ш.1М-200. Бо.11ьшинс·.rво оrштов проводили на rор11эота.11ы10-прот.Fдiшом стrоше ?Б.520, :который оыл оснащен индуктивНЬJм д,шамоме~·:ром и динамометром на тенэодатчи:ках, :в.кю<r..:енных посJJ<Jдовательно, 10
.. а также устройством дJJя измерения; скорости и пути протяrи:вани.н. Оснаще­ ние С'l'!ш1щ двумя динамометрами повыша.по точ:нос'l'Ь иэмереюш cи.Jr . Динамо­ метр на •rенэодатчиках быд малоинерциоmшrvJ и позволял фшюирова.ть быс•rро­ протекакщие процессы. Пресс ШvU\1-200 (ЮП-200) и веР'ЛШа.Jrъ,10-протшшой • станок МА7У-750 dшш оснащены спецааJiышми динамометрами на ,rенэодатчи­ ках. Динамометр с шщук•rи:вными да•rчиками ДJIЛ иэмерения: силы nро~rягиванv.я Основной частью дина.моме'l•ра лвлнетсл корпус 3 (рщс.3), во вну~'рен­ нюю часть которого эалрессова.но ступенчатое ItOJJьцo 5 с наружной реэь6ой на уступе и внутренним цили1-~дричесr,им отверс•1·ием, в котором закреплен с /r , 1 tJ Рис, Ц. Динамометр с индуr,тивr-щм датчиrюм для иэмерения силы П])О1'ЯГИВ3НИЯ, помощью сухарей 8 и гайr<И 4 1щдук'1·ивный датчи.rt 2. Х.ля предотвращения са­ моотвинчивания в процессе ра601·ы гайка эастоrторена винтом IO. Шток ин- : ду1,тющого датчика z упирается в торец регулируемого упора 6, 1tЬторый ; ввернут в _реэь6овqе о·.гверстие хвос1·овика Б корпуса 3 и закрепл ен кон•rр.,. гайкой 7. С помощью регулируемого упора 6 индуr,тивннй датчик настраива­ ется на "нуль". Регулировка упором 6 п_роизiидится тол.ьrсо в пе риод сбор.;. I<.и динамометра или смены ИJ-Щукпшного да·1•ч;11щ. Ди:ш.1моме•r1) хвостовой частью Б мрпуса вверr-~у1• в рабочую 1шрет1,у rо­ риэонтмъно:-протя,wого о·rан.ка. С противоположной стороны .в корпус 3 rr
ввернут а ;щ резьбе и закреплена втулка. 1, во внутрь ко:rорой в:зинч,mает­ сл 1⁄4Востовиrс па•1•ро}~а для: эаР,реrшеюы: пр01•яжки. Вся система вмес~•е с ка­ рет1,ой сI•анка перемещается при про1•ят•и:вании, Cw1.a, дейс1:ву1ах~ая на протял.1.~у при работе, рас'rя:гивает систему n уп­ руго прогибает диафрагму (торцовую С'rенку) А корпуса . При э:rом упор 6 перемещается: относИ!'еJJЬНо де,тч,ша 2 совместно с его подпружиненным штоком , и эменяццим И!-!J!,У.1<т:ивнос~•ь .катушех,. Диафрагма перемещается: в пределах уиру­ .rих д":~gормаций , Поэтому это перемещение пропорциона.11ъно действущей CИJie, Сн а фн 1 • С,с);f 8'.!'СЯ ~щn,уr,тивным ;датчv~Ком 2 и записы.вает<щ самописцем, соеди­ н.е1-шьнvi •J датч1шом проводами 9 . Датчик в.к.rJJОЧен в мост самописца по дифре­ ренциальной с:х:еме, что повышает в .2 раза его чу:вствите.rJ.Ьностr, и исключает влитше темпера.туры. Прогиб диафрагмы при наибольшей нагруЭitе (20 Т) со- • с~авшrе•.r О , 08 мм. Жес~·к ость ди11аvюметра 250 Т на I мм. Упругвл система дос:•rюочно жесткая, ч•rо oпpeдeJJJie'l' безвибрацишщуrо paeio•ry динамометра. ТарироВRа дш;аr,юметра производил.ась на разрывной матине ГРМ-I сту·­ пенча~·uм нагружением· на Чс)1'Uрех диапазонах усилителя самописца с номи­ лапьными YOИJ!e!-ПirIMИ 1000, 2000, 5000 и IOOOO раз (Ч1'0 ПOЭBOJI.fie1' исполь­ зовать в oшi<rax различные масш•rабы записи на ленте бумаги самописца),· а 'l'aюre непосредс'l'ве1-mо - на стщте с испол.ъзо:ванием образцоnого динамомет­ ра ДОРМ-IО, Чтобы исюrючи1ъ ~ияние r,олеdани.й налр.1rnенм се1•;1 на по1,аsания: ди­ намоме•rра и запись самописца ,перед последним шс.mоu.ается в се•rь ы1ект1юн- 1шй с:таоилиза:гор налрнжения - переменно:rо тока ST =500: Барабан, перемеща- 1,:щ1tй бумажную лен·1•у самописца, ири:водился в движение при рабочем ходе стruша тросидом, соединенным с рабочей .кареткой станка, ПсэтомУ д.пина записи саrуюшюца была пропорциональна длине хода .каретю1 сталка, Тснзоме1•ричес1,ий динамометр длл измереющ сиJJЫ протягивания: Применяется: для тех же целей,что и динамометр с индуктивным да•.rчи­ r,ом.динамоме1·р (рис,4) сос~'ои1· из r,орпуса 7,рабочих 5 и компенсационных ·1·енэ ода 1•чи;ков 4, в:ол-.-уха З, предохраюrющего да тчи:ки от механических повреж-1 доний и попада.ншr ВJiа.ГИ, 1шнтргайю1 I, пред01ъращак:щей самоо•rвинчиваrrие .ко11\\1"JШ, 11 упдотннтелыrых кодец 2 и 6, препятствуrсщих попаданию жидк ости на да1• чv,ди. Динамоми· р :хвоо•rотш:ом Б соединяется: с раоочей каретной стrоша, а в передню,о час•1ъ 1,орпуса :ввер•rывае·.сся хвостовю, патрона, в ко•rором за­ КI)еПJJНе •rсл прот!IЖ!<а. Сила протя:I'и:ванил, деЙй'вутtщая: на динамометр, ynpy- x·o растягивает I<OJIЬЦ@yro поверхность А корпуса 7. Де1f1ормацм кош,це:вой повер)о1оо·r11 фш,сируе1•ся тепsодатчш<ама 5, наклеещшми :вдоль оdразукщей, уо1i:.лит,аетсs-: усидителем ТА-5 и rюгистрируе~·оя: осциллогрс.1фом H-I 15. I!аи6ольшая: отнооиты1ыrэ.н деформация: при максимальной наrрузке (20 Т) О, 00 l. Жес•rкость дИI-та.моми•ра 600 т на I мм: Упругая: система доста- то,шо i..ес1'ка.11, что опредештет dезви6рациоШJУIО работу д,шаr,юметра. 12
.Рис .4 . Тенэоме1•риче01шй динамометр н горизонтально-протяжному С'J.'анну для измерения силы протягивания . Тарировка динамометра производилась аналогично описанному инду-кти:в­ ному· дшшмометру с помощью образцового динамометра ДОРМ-IО непосред­ ственно на протяжном станке. По сравнению с инду1tтив.н.ым тензометрический ;n,мамометр практически безынерционен. Усилитель вю110'1ен в сеть через ста,­ бИJJИэатор переменно1'0 тока SТ:=500. Тензоме1•рический динамометр для измерения си1i: при прошивании Динамометр (рис, 5), применявшийся на станке МА.?У-750 и прессе ШIМ-200, сос1·оит из 1юрnуса 4, на повер1шос·rь рабочей шейки. А которого наклеены рабочие 8 и 1tо~шенсационные 5 1•ензода~•чики , Они предохра.няЮI'СЯ: от ме-ханических повреждений кожухом I, заr,реплен1шм на корпусе винтами 2. Уплотш1тещ,1ше f11Ю1tладки 3 и 6 предотвращаи 01· попадания СОЖ на датчики, Динамометр опорной поверхностью В Rорпуса 7, ВШiощ~енного в форме жесткого 1шльца, ус~rанав.J1ивае1'ся на отол про•1·яжного отаюш или пресса, О6ра6атываеr,1аЯ де·rаль ИJШ прошИВl,а устанавлrmuется на поверJШОС'l'Ь Б .ко:р­ пуса, вШiолненную в виде ж.ес•rко:й плиты, чтобы устранить в.линние неравно­ мерной деформации r,ольцевой части А. Усили.е сжатия, создаваемое прошИВ1,ой, через опорную пли•1•у восприни­ мается упругой 1,ольцево.й частью А, дефо_р1,Jация ~юторой фиксируе'l'СЯ тензода1·чш,ами 8, наклеенными вдоль оdраэущей, ус1шивае~· ся усилителем 'ГА-5 и регистрируется осциллограq.,ом Н-1 I 5. Датчики наю1еены. попарно в диаметрально противополоJ11Нщс точ:ках и соедш1ены меж;цу собой параллельно, что ис1,J11mает вдия:ние эксцентрично приложенной нагруз~ш. IЗ
2 4 А· Б 5 'i ,1 р , 1>. ]) о----------~ к 7 Рис . 5 . Тензометрический динамометр к вертикалъно-ц;:ютяжному станку или прессу ·Д]lЯ измеоения , • • • силы протягивания. ., _ - ·
tn· .u б 1 1 :!Р=1.--- ;, - --- ~ ,1$ Рис . 6 . Ус тр ойс тво д.ля измерения. пути п еремещения рабочей каретки протяжного ставка и: скорости llрОТ.ЯГИ.lЗа!:iИЯ •
Наибольшая о•rносительная деформация при .максимальной нагрузке (200 Т) е- 0,002. Жес ткость динамометра 3990 Т на I мм. Достаточно жесткая упругая система определяет безвибрационную работу динамометра . В случае приложения: наrруэ1ш в точке, отстонщей на расстмнии I00 мм от оси, nоказа.нип прибора измемю'l·ся: лишь на 5 %. Тарировка динамоме•r•ра производилась с помощью образцового динамомет­ ,;,а дc~;g..,"Q0 на прессе ИGП-200 . Ус'l'р ойство длп измерения пу•rи перемещения рабочей каре•ши nротяжног.о станка и скорос·rи nротягиваю~я Jдя: точного фиrюированнл изменения сИJ.\Ы протягивания по длине об- · :ра6атываемой де·rаJш, что необходимо, например , .1\JlJI иэученlliI краевого эФ­ ф е1,та , ,цJо•rя:ж.ной станш, модели 7Б520 был оснащен устройством д;1.я одно­ временного измеренv.u1 пути перемещенИfr рабочей r,аре~:ки:, скорости переме­ щения: ее и равномерности движения регистриу;укщей бумаги осциJLЛографа. Необходимость оснащения c1'ai-ma 1· аю1м устройс 'l'ВОМ объя:сня:ется тем, ч1•0 в момент входа 1шльца во втуJJку из-за переменной наг:рJэrш изменяется: скорость протягивания, Кроме того, скоро01ъ двюкешL>I регистрирукщей бума­ ги в осциллографах НIО5 и HII5 не oci• ae•rcя постоянной :в процессе записи. Поэтому _б ез оснащенин ста~ша специальНЬIМ устройством невозможно опреде­ лить силу и скорос•rь про~·ягивания в каждый заданныи момент nро•rяrива-- ния по длине де1•а;ш , Устройство (рис, 6) сои·оит из гребенки s; унреn:ленлой на рабочей .каретне 8 стщ-ша, Гре.dенка имеет выступы и впадины , шаr .которых равен 5,5 мм (ширина выступа 2,I мм , :впадины 3,4 мм) . Впад,шы заrю;шены до у-ровня :выст;уnов изоля:ционным м:а1•ериалом (эпоr,си;цной смодой). Токосъемник 4 через изоJJятор 7 эакреплен на кронштейне 3, ко1•орый можно перемещать .вдоль хода рабочей карет1ш . ]{ронштейн 3 перемещается по направлякщей •rрубе 2 , прикреш1енной r, .кор~гу-су I стан.ка. Греdеюtа с токооъемнидом устройства и гальванометр ос­ цимюграqа rюс:Ледова1·едьно включены в электрическую цеп.ь, состоящую иэ прецизионного источншtа переменного синусоида.;IЬноrо напря:ж:еюи известной час~•оты., в .каче.с·rве 1шторого 11опоJ1Ьэуется звуковой генератор ЗГ-16. В Э'l'У же цепь в1шmен и гальванометр дЛ/f .определения: скорос~:и перемещеющ бу­ маги, Работает устройство сле;д.укщим образом. При движении гребенки 5 вмес­ те с кареткой 8 то1,осъеr,шик, оставаясь неподвижным, скоJJьзит по гребенке, разr.шкая и эамш,;ая: электрическую цепь. В ~.'ечение времени, 1<оrда цепь зам­ кнута, .на rа.11ызаноме т р подается: синусоидальное напряжение с частотой f, 1,оторое записывается на регистрИ-.fiУЩей бумаге . · При разсrм~шутой цепи, ROI' -· да ;напряжение на rаJJЬванометр не подается:, на ней чер·rи•rоя прямая: Лl"JШЯ (рис, 7, кривая I). Одновременно на Э'l'У же бумагу записъuзаетоя: сила про-­ тяг11вшлш (рис. 7, кр»вал 3) и непрерывная ClffiYCOидa с частотой f (рис.?, 16
кривм 2), СJJУжащая длн подсчета числа коле6ани.й за ~рем.я прохоJ1Щенм токосъемншшм выступов гребенки • ., q '--- \ <-...._ с·~ 1 -;::т --~ \ -••М -•- ,-- <:....__ __ \ / <.......__,_ \ ~- -"f+-, 1""'-- \ 1,/ . '-- \ - u< ' 1--,S - lc о\ ----; ,;,- \ 'с:; !се-' \ тr с~ \ -- 1 .,.. с:=· ~<: '\ ---! __ ,_ " ' -- . Е--- -~r~·=г-;::~· ,_~ J>--' - .__,__ ' 1 1,- 1-- +- ,.~ 1'. . ~1~ -- <--- f~fJ_ _j~ _2 i Рис. 7. Схема записи пути и cr,opoc'I'И протягивания, Длину пути при протяги;вании можно определить по форt\\УЛе i,=(li! ., . ~:г) п, (IO) где ~-iт1;2~S - шаг rреdещш, мl\·. {, - ширила выступа, мi,1; t,.2 - ширина шrадини, мм; " - число шагов гребенки • . Скорость рабочей 1,ape:rюr стаrша на :участке пут~ { 1 оrrреде.ляется по фоμ;~уле l;7 1' =-, /1 !j, (II) где 7;.1 - времн прохож;цешш пу•rи !,-, , · JJt=1di, (!2) где ti - время: одного периода колебаний синусоиды, ~:i ; n;· - число пе­ риодов на осциллограмме пра прохождещш ;rокосъемюu{ОМ выступа гребенки, Время. одного периода .1{0дес5аний синусоиды 1 t. •71 где j - частота 1,олсdаний синусоиды, гц. Тогда (13) ПодСТЮ3J!ЯЯ: (13) в ( II), ПОJJУЧаем z,, I . 2 V· ~-п-·6·/tГ м/мин, i/ i где f' гц. (I4) I7
Неравномерность хода регис'l'рирукщей бумаги определяется по раэлич~шм • . • . 1 веJJИчинам шага S синусоиды напряжения: на различных участках детали . ТОЧНООТЬ УРАВНЕНИЙ, ПРFJ;ЛОЖЕННЫХ ДЛН РАСЧЕТА СИJШ ПРОТН1'ИВАI-ШЯ РАЗJП1ЧНЫМ:И АВТОРАМИ Пр~ж;це чем приступить к вьшоJJНению трудоемких исследований по , иэу- • чению влияния всех факторов пр оцесса протягивания на силу протягивания при обработке различных ма те ри алов, были проведены по одному . материалу : , специальные опыты, необходимые для 6ценrU1 ~очности уравнений (I )-(9). 1 ' Сравнени е производилось при различных натягах , у глах рабочего конуса цольца и толщине стенок детат1 . Так как в большинстне теоретичесЮ'l:Х урав- • не.ний сила протягивания ll пропорциональна прелелу 'f'е н:учести 6т ; мы .'. посчитали более целесообразнщ,1 показать влияние указанных вшuе фsкторо:В не на силу протягивания , · а на отношение } , что пе рв численные зависи- · . r мости де ла е т более общими , а не относящими ся толь ко к д,анному обрабаты- ваемому материалу . 2001------+--------4 Q 5 !О 15' а •20 •25 О о 10 d,гpaiJ (r . . е Рис. 8. Зависимость отношения rr: от половинu угла рабочег о к онуса /; приобработкевтулокизстали45 с 'ci~35мм r =6мм е=I мм· . .fU ~ 0,07: а- I - Авицур , 2 - М ончешfо, Шель:винс.кий; з '...: Ка за.ке вЙЧ· Ii - Просrсуряков; 5_- r:o опытам; 6 _; Борисов и Стрижак; 7 - Перлин • 8 - .,олмогоров; б-1 - опыт ы; 2 - Попо в ; 3 - Лльшевский. ' 1 1. На рис, 8 - П пр едстамено сравнение отношений f, полученных · в оrштах, с результатами расчет ов по дриведеюшм выше фор~.лам для случая протя:гивания: детали из · стали 45 и ис ходного диаме1•рг. протягивае мого от­ nе:gстия 35 мм. Деф ормиру1С1Цее протя:гивание производилось рабочим11 элемен­ тами из сwшвов ВКI5 и ВIП5М на с.корости от 2 до 5 м/мин, ТоJШtИНа ст енки детали равна 6 мм, деформация (увеличение) отверстия в одном случае не- · ООЛf,ШМ (O,I мм), в другом - значительная (I,O мм) . l{роме того, взята . 18
fJA 1()0 100 Рис ,,9, Зависимость 01'НОШения -f , O'i ' ПОЛDВИНЬ! угла рабочего конуса ot при обработке вт:у:лоrt из стали45с tlo=3tJмм,f0• 6ММ, Е~0,IММ,,,,U = _ 0,07: I - ABИllyp; 2 - Мон­ ченко; 3 - Попа.в; 4 - по опытам; 5 - С•rрижак; 6 - Просr<уряков; 7 - Колмого- ров, 0/с'т 7f ~о l5 5 10 /,5 ' 20 p(,zpaiJ Рис. !О, Зависимость отношенwr /,: от половинц угла рабочего конуса о< при обра6от~е втулок из стали 45 с d,,=35 ~ . to • I,5мм, ё.=0,5мм; _μ =0,07: I - Авицуl); 2 - Шещ,винсний; 3 - Монченко; 4 - Проскуртtов; 5 - по опы~у ; 6 - Попов. _ толпiина сте1-ши I,5 мм и деформация 0,5 мм, I<ак эксперимент, так и расчет сделаны для случаев работы одного кольца. l{оэффициент 1•рения Jl~О,07,что было получено в резудь•rате специальных опытов с .использовrоrием в качестве смазки сульфофрезола, СледУет отмети•1·ь, ч·rо даже . значи1•ельное изменение ЭТОЙ ВеЛИЧИНЫ несуЩеСТВеННО ВJ!ИНО. На реэулиат расчета ПО формулам, ]{роме пр1шедеюшх выше формул, расче•r был прои<~J>еден также _по урав­ нению в. П. Монченrю, мет.од. вывода которого дшi нас не извес~•ен jJ?, IJ}l r (,( ( d,+2-f . dt2-f:Ч)( 11) ,7 (l=t,!,; "'тf (2dg •ё).5\/п Od. 0 + ln _p_ -j - -- - /+ ~ +З,OJdf(t{, t-fo +t:)J. (I5) о р ' Рис, 8--II поrщзывают, что разница в реауJ1ьтатах расчетов по разным формулам очень велюш и для больших значений угла рабочего конуса · кольца мож.ет дос·1·игать со1·сн и тысяч процентов. Можно на6JЩD,ать соверщенно _про­ тивоположное Т\Jчение закономернос~•ей, Так, при -f = 6 мм и s - !,О мм по формулам Авицура, Монченко, Попова, Шел.ьвинского, J<азакевича, Проскуряк·а,.,. ва с увеличением угда· рабочего 1сонуса дефо)Noирукщего э.Jl'емет•а сила про­ тягивания, про:йдя через минимальное значение при с1. =4-5° , быстро возрас­ тает, по формуле Борисова и Стрижа.ка этот poc·r незначительный, а по фор­ мулам Перлина, ]{одмогорова и Альшевского с уведичением ot: ·сила протя:гv.:ва­ ния не увеличивается, а~ наоборот, существенно уменьшается, Ни одна из формул не удовдетворя:ет результатам опы•rов. Наиболее близко к оrштной 19
кривой при большой деформации ( е = I ,O мм) расположена. _1tривая , постро­ енная !!О уравнению Проскуря.кова (рис. 8, а) , при малой деформации расче·r по этой формуле дает значенvJЛ сил в 4-5 раз ниже оrlы1:ннх (рис .9) . 'нJО f-; - ---1----+---+t---,'r-i ' •' . i JOOl-----1 - - -+-+- - -,,,,,, _ _ _,, _,,'-I 200 ~ ---+---.'->"=т-+-А-----, 1 !ti)O ! 1) s 10 Рис . I I . Зави симо.Qть. отношения от толщины стенки t j- при обработке втулокизстали45с' · t1g" 35мм сщIмм. _μ ~О07и,i=40: ' I .;, Авицур ; •2 - Проскуря.ков; 3 - Мончею,о; 4 - по 01IЫтам; 5- Пер­ лин; 6 - .АJrьшево1tий;? - Колмогоров. На рис . 12 приведен экспериментально полу-qенl!Ь!й график влияния: п~ ловИiш угшз. рабочего конуса на с илу протяrиваюнr при различных пластич_е­ с ких деформацкюс от 0 , 05 до I,O мм , иэ которог о видно, что с умеш,щением деформацю~ ВJrинние угла ста.нови·rся менее существенным и при деформациях О, 05 - О ; I мм им можно прене о1j е.гать. Существуrс,r . оптимальные углы рабо­ чего конуса , при которых с ила протпгива.ния: имеет наr1меньщее значение . Это угJш о{ .:.4о . Они более четrtо проявляются при больших деформациях и не заметны при малых. Сравнение рис . 9 и II показшзает, что уравнения Авицура , Монченко и Попова неправильно отража:юr влияние угла рабочего ко-. нуса на силу протягиванив: при малых деформациях. Влияние угла рабочего конус_а зависит также от толщины стенки дета.1ш . Оно снижается: с уменьшена- ем толщины стенки . Теоретические зависш~ости неправильно учитываюr ВJШЛНИе угJ(а рабо­ Че!'о конуса rtольца на силу про~•я:rивания при различных то;rщи.нах стенки . Это подтверждается рис , IO, на ко·rором даны реэульта'!'Ы опытов, а также расчетов по приведенным выше уравнениям , для втулки с малой толщиной стен­ .ки . Также не точно эти уравнения учитывают ВJП,L!lliИe с•rенки детали на с;щу протягивания (рис •. II), диаметра отверстия: и величины деформации. Таким образом, из излоЖенно!'n выше оле,цует , что ни одна иэ существу:.. кщих .формул, выведенных- на оqнове законов теории п;щст;~чности, не. дает удоf!Летворительноrо соответствия с результатами экспериментального опре­ деления оИJш протягивания. Это - следствие большой с:тiожности процесса ··,це­ формации при протягивании, трудности учета всех деис•rвукщих факторов при 20 1,
\ 1 ( \ 1 1 а,кг эооо 7000 .;ооо JOOO ' t[!QO о 4 $ 12 16 20 24 a,гpt:ril Рис. !2 . Зависимость СИJJЬ\ протягивания: от половины угла рабочего конуса при обрабо~•Rе втуJiок из стали 45 с ~ - 35,6 мм, r0=6мм, . fL = 0,07 при различных пластич~С!(ИХ деформациях . • выводе теоретичесrшх уравне11ий и в ряде сJJу-Чаев не_правильного представ­ J1ения о схеме деформации , В связи с этим 61:lло про:~,едено большое число экспериментов (более 10000), 1,оторые позволили разраби~ать эмпирические • уравнения для расчета силы протягивания , дак:щие доста1•очную для практики точность , ЭМПИРИЧИ::IСW' ЗАВИ:::ИМ ОСТИ ДШI РАС'ШТА СИЛЫ ПРОТJП'ИIJАНИff Пред:варит~,льно про:ведеюшми э1tеперимею.'ами установлено , что э~шири­ ческое уравнение для расче•г.а СИJШ п1ю1•ягивания , дейст:вуIСЩей на одном де­ формирукщем элем~Ji.'!'е (кодь~е), имеет CJJ6jlYIOOtr1й вид : п l /laCto~j/8 Н;/(f~}m-(~'~)j , ; (!6) Здесь f ё. - суммарная деформация: от~ерстм дtrали (увеличение его диамет­ ра , мм) после прохода через него " колец; r 6 - то же после проход а • f ( п -I) колец; f/B - твердость по БpинeJJJJJO ме~•а;,ша де•.rали до де-Jюрмирования: ; С - 1шщ.фициент, зависящий от физиr,о-r,юхшшческих характеристJ,Щ метал- ла детали , угла рабочего I<онуса кольца, ·применяемой смазки , • ЕсJ!И прин:ш:'Ь if=I, то уравнение (!6) позволне1• расс.чита~:'Ь ои.цv протя-. гивания на 7/-м кольце протяжки,. находящемся в обрабатываемом отверстии · в зоне установившейся нагрузки (в достаточном удалении от концов отвер•; стия) . 2r
В случае, ее.ли в отверстии одновременно находится несколько кошщ, Ч'I'О, ес1!ественно, увею,чит общую нагруз1,у на протткке или, если одно единс1'венное 1{ольцо нахо;zщтсл близ1{0 от концов отверстv,л, что умень­ шит Gl!JIY протягивания, множитель 1 • учитшJакщий чиодо одновременно на­ ходящихся в работе колец и их положение в отверстии, будет принимать зна­ чеют /~. :ZI, Ниже будет пш<азаrrо , как определяется величина этого множи- теля, • В соответствии со струю•урой уравнения (!6) необходимо было экспери­ мен•1•ы1ыrо определить влvJЯюю .rш сй.лу протягивали.я всех входящих в него· фак•rоров. Э·ш рабо•rа была во1п0Jшена для: обраоатыrоеr-лых r.1е·rал.лов о ширО-: ким диапазоном изменения t , d, о, с , IIB и ряда других фа.~<торов про­ цесса. протягивания:. В дальнейшем излщtении 6удЕJм касаться лишь неоольшого числ.а об'ра­ ба·rываемых ме1·:эллов, результаты исследования по воом метаJiЛ::ЗМ приведены в табл. 5. Пшиние 1•олщшш стенки детали на силу ПIJOT.fIГIOJaHHf! Толщина стенки детали в о•гличие от других фаr,торов должна влиять на силу протягивания: не моно-rонно, I{ та.1tому предrюлажению можно прийти на основа.нии з.·еоре1· ичеою1х выводов А.Надаи Ll~7, в соо-rветствии с которыми пластическая деформация плоского 1,ольца из ;щеа.лыrо пластичного материа­ ла под вютнием внутреннего равн омерно распределенного давления може•r ох­ ватить весь объем кол-ьца от внутреннего до наружного диаме•rра лищь в т·ом р сJ1учае, пока отношение-z-~2,963. Если это о·rношею1е будет больше, то внешняя: час-rь кольца ocт'hire•.roп упруго деформированной, Причем давление на внутренней поверхности, а та.юке окружные напрщкения не могут превы­ шать максимального значения I, 155 бr, где ffr- предел те1<учести при одно,.;, осном растяжении, Если при деформирущем протя:rивании втулок будут на<уно­ даться такие же явления:, то после некоторого критиче01шго отношения -f -. влияние толщины стенки на силу протягивания дол'Жf!о исчезну1•ь , и дальне~­ шее увеличение тотцюш стеюш не дoJJ.J!iНO вызывать возрастания сиЛЬI протя­ гивания, Это быJю проверено экспериментально на ращшх диаме1•рах от.веретий о изменением отношения наружного диаметра детали к внутреннему. от I ,25 до . 11 5, 75. Приведем ре зультаты проверки для .двух сильщ> рашщщихся: . ме-rаллов - алшиниевого оп.лава Al\6 с твердостью ЮЗ !25-135 и закаленной с 01•цуоком стали 45 с твердостью till ЗIО--ЗЭ5 кГ/МNf'. На рио, tз и I4 показа.по влияние суммарного riОминадьного натяг.з 'f,ц на накопленвую c·vrдy протягива·н.ия при разной тол~цtше стенки и разшrчном отношени и нару;шого )i,И.аме1·рн де1·али к внутренне~. На основшiии Э1' \llX и та.1шх же серий -, опытов для друrи-л усло- в,щ их проведения построены графики рис. I5,a и 15,6, из которщс шiд.но влитше о·rношения 1щpyIOioro дИWУiетра к внутреннему на накоплщiн,ую силу про1•ягива,1ил, • Рис. 15,а, построен в пропорционатIЬных координатах; I5,б ,~ в логар,дJ,мических ~ Д.ля: широкого диапазона дейс•rвущщ:х факторов (два ме- 22
а,т zo 15 ro 7,5 5 4 J 2 Рис. r з . Зависимос ть на~,оп­ ленно й сющ про ·гягихза~rм от сум­ марного номнна.пьного натяга ПJ?И обраби•к е в тул rж нз спJ1ава A!ffi, Н:В I25-I35 с -d,, ~ З~ мr,1, а~О ,0 5 мм на скоJ)ос•1• и пр о 1·ю'1шания У':" О, 5. м/1,1 шr ,с приrлене нv. ом су лr.,lj_',Офре­ зола и 01·11ошение,.i ~ наружt,ого диаметра r< диам е•rру от :верс•r и:я:: I 1• .,с· "' !2" З I4' - ... !1"О; ;:.., - • t_.оj• - !; 4 - 1,94; ...i -:2~:1;6(□)-3,j 7(ьJ-;'3,80;о('iZ)-!3,75. • (J,T 15 ro 7,5 5 4 J 2 1,5 - 0,04 0,05 0 ,075 О,! 0,15 0,2 Т.а,нн Рис, !4, Зав ис имость накоп­ ленной силi,r про1•ягиш1Ния от сум­ марного помина.11ьн ого на•1·я:га при Q6 :oa9 ,c1~1<e ВТУЛ)Ж ИЗ С'l'ал и 45,НВ oID-,1.:,:) с а'0~20мы, а~О,03мм на скорости v .- 0 , 5 м/мшr,с приме­ нени ем СУJlЬфофрез ола и иношеннем ~ наруТfJ1ого диаметrх1 в1•ущш к ди- аме 1• ру 01•~е!?9ТИ~: г I- ~,•;::J;2-IJбo;3-2,0; 4-2,5;5(ц)-3,25;6(1:>)- 4,•1. . • TaлJJa, 'l'РИ диа ме т1д о•rверстил 20, 32 и 4 5 мм, три на1•я:rа на кольцо 0,0!, 0,03 и 0,05 мм , различные суммарные натяги вплоть до 0 , -1 мм) вы.водн А.На.­ да.и подтверждюл•ся дм одучаев 06ра601·ки втулок из уп_рочню:щихс:л метал­ лов. Из рис. I5, а и 6 • таюrе следУе т , ч1•0 при малых 01•ношениях наруж.ноrо и ВНУl'реннего ;1щаметр01з 'rолщина стенки сильно влиле ~· на силу про1·я:гива,.. нм. Но, начаная с .!g_ = 2 э1•0 влияние начинает снижаться и пр и дd, 2, 5 ... а0 ~ о 3,0 совсем исчезает, Дмьне йшее увеличение --=3- и ·1•олщины стенки втулки "О • совершенно не вдияет на с илу протяr·ивания и не JШзывае'l' ее увеличения.
N 11>- ,о 1 11 ....%1= □ 1 Е?::::4 •1 1 аI fIIv,ч1 1 1- 11 4 z о ' 2 5 а 4- 5 /j t: ~ 15 10 9 8 7 б" 5 4 3 2 ~ 1,5 _ 2 5 J 4 5"67~ Рис. 1·5. Зависимость накопленной силы :Протяги.ван.и.я от отношения наружного щrаметра обрабатывае­ мой втулки :к внутреннему _ диаметру при протягивании втулок на v= Оь5 м/мин кольца,,т с 1,=50; Ь=О,2 _ мм с применением сульфофрезола для: сплава АR6,НВ 125-I35 (кр:ив:ые I-6;_,) и стали 45,НВ 310- ~35 (кривые 7;8): a-I - d0 =2U мм а~О,03 rviМ•Io=0,!2 мм· 2 - а{,=20 w,м a=O,OI w,м .Ео~ 0,2 М,"1; 3 - а'0 =20 мм,а=О,05 мм, Еа=0.,2мм;~- ~-~ мм, 11= О,..03 ММ, Ia'= 0, f5 мм; 5 -f0 •32 мм., а~ 0.,_05 ММ, 1"11= 0,_2 мм; 6 - do= 45 ММ,- tZ= =0,РЗ мм, la= О,Iь мм; 7 -ag=2u мм,а=О,03 мм,l"а=О,..Iо мм; 8 ~d0 =;::0 ММ,1, а= 0,u5 мм; Ха= О,_2 мм; 6-I - d0 =20 мм; а= 0,03 мм, Ia=0,I2 мм; 2 - а'0=20 мм.,_ a=u,0I мм, Ха= 0.i,2 мм; 6 - da= 20 мм, tl= . u,05 мм, Ха- ,0,2 мr;у• 4 -d0 =32 мм, a=Q,03 мм Ia=0,I5 м1.1; ь -d0 •32 мм; а= u,05 мм Ja=0,2 мм· 6 - «и=45 мм._ ll. =- о.о~ М!vl,LQ'=0,!5 мм; 7 -do=20 No1'1,tl=0,03 М1v1; Ia=0,!5 мм; 8 ~ 4q=20 мм; а:"'о,6~ мм,..tа=·о,2·мм; . 9 ~ - d =20 мм; а=О,05 мм, .!а=О,4 Мlv1• - • '-
Таким обра з ом , выводи А . Надаи поJJНостью подтвердились для сJJУЧая дефор... ·миру1сщеrо протягивания втулок из упрочня:кщихся мe1'aJIJJOB • .В соответствии с поJJученнuми резулътаi'ШVIИ все детали, подвергаемые деформирущему протягиванию , можно разделить на две грутшы : с конечной толщинойстенки (: 0 ~2,5 + 2,9; -f:- ~О,75 + О,95), для которых .сохра­ няете.я мияние толщины стенки . -с на qcиJJy протягивания и с бесконечной , д , ~ , тоJrщиной стенки ( d: ;,,,,2 ,5 + 2 ,9; Уи:.,,,0, 75 + 0,95),. дм которых толщина с•rенки на CИJJY протягивания не влияет . При дефqрмирув:щем протm.'ивании отверстий в деталях с конечной толщиной ст·еrши вся стенка · мож.е•r бы,ть при­ ведена в состояние nластическоJ:'о течения . При э•rом наиоrnы.й диаметр де­ тали ру;цет уве11ичива~•ься по мере возрастания вну1•реннего . При протяrи.ва­ нии можно· применять 1срупные натяги на ~сольцо и большие суммарные плаоти­ чесние деформации, ноторы~ будут ограничиваться только пластичностью ма­ териала детали . При обработке детали с dеснонечной толщиной оте1щи на-­ ружный диаметр детали не может получить сr<сль-нибудь существенноl'О уве­ личения , так 1croc пластическая деформация не достигае'!' наружного диаметра цили.ндра. При деформирукщем протягивании отверстий в деталях. с бесконеч - : }IОЙ толщиной стенюr нет пра~,тического смысла применять 6олъшие натяги на ·кольцо или большие суммарные деформации, так нак при этом метаJJл бУд'е'!' вытека1•ь на торцы детали и ишсажать ее форУ1У, Поэтому и опыты, реэуш,та­ ты 1,оторых представдены на рис, I2-I4, были проведены при малых нат.ю•ах на кольцо и суммарных, Можно считать, что в этом QJJYЧae целесооdраэно использовать номинальные натяги на кольцо не более О,0015 ~ }!. суммарный номинальный натяг не более 0,0! d0 • Номинальным натягом на кольцо назы­ вается разность диаметров соседних колец, а для первого 1сольца разность диаметра ко;rьца и отверс'!'ИЯ до про'!'ЯГИВания, Суммар1шй номинальный на- тяг раве11 сумме ном,ШаJIЬ!ШХ натягов на всех кольцах, Номина:льнью натяги не учитывают упругой деформации о•r_.эрстия при протягивании: Та~шм образом, в с.nучае про•1·ягишшия о·rверс1·ий ,в деталях с бесконеч­ ной толщиной стенки в эr.щирическом уравнении (16) ТОJJщина стенки детми t должна о·г.сутс•rвовать, так шш она не влияе r Hfl силу протягивания, !{ро­ ме то1'0, I•ан как применяю•rся толы,о ма,)Ше на'!'яги и пластическая деформа­ ция: е в с,лу в11ачи1·ельной упругой деф,ормациц. бу;цет существенно отличать,.. ся от cyrvi•,шpнoro натяга и не всегда известна, Уlщбнее в уравнении· . си.ду протягиванин Dы1,аэить не в зависимости от величшш пластичесrсой дефор.. мации, а в эав11сш,1оо·rи 01· суммарного номинального натша. При этих усло­ виях сиШJ. про'!'Яrивания ДJJЛ де'l1али с бесr,онечной тоJJщиной стешш выра­ э.ится следующей завис·имо01ъю: а~с lio;;!в/(/t!)m_(fa)J (I7) Влияние натяга на r,олъцо, суммарного на1·нга и диаметра отверс1•ия на СилУ про'!'ЯГИВа~rия: при бесконечной т0Jш11щэ стеmш Взяв у:равнгние (!'?) дJш расчета силы протягивают деталей с бес.ко­ нечной тол11щной сте~ши, экспериментмьно определили значения показателей 25
01·епе1н1й у переменнJ:Iх. Из рис. IЗ; 14 и по,цоб.и.ых, построен.РдХ для дру­ гих обрабатыnаемuх материалов, бшш определе1-ш показатели пr суммарно­ го натяга Еа. Показатель 07.•еnени m можно назвать: по.каэа•rелеы уnрочле­ ния, тан шш он ха.рак1·ериэует влияние натяга, а следовательно, ·и дефор­ мации на CИJJY, необход~!!МУю для: осущестмения деформапии, он всегда боль­ ше едшшцы, что,вероя1•но, яв.шrется результатом упрочнения обрабатывае­ мого м0rra.11JШ при его деформировании. Рио .: 16. За:внснмость на­ копленной с11JШ про1•.s:1rива1шн от д11аметра отверстия при 06- работrtе отвеР,Стий в дета.nях с бес.конечной '1.'ОJJЩШ!ой с1·еню1 с применением мао.ла ЛМГ-10 при а~ 0, 03 мм, 'ьГJ~О,2 мм, v~5 м/мин, й.-5 : о - СПJJаВ А!{б • х - CПJJ(ill В9?,., v - сплав В95" д - стt..ль 40ы!МА,q - сталь .;0:ХГСА. 2 ...____._____.._____.._ _ _.______, • 0,()08 O,Uf 0,02 O,OJ О,tМ- Р,05 a,l'fl'1 Рис. I 7. Зависимость НаI(оnленной c11JIЪ1 про~·яrивания от номинального на- ' тяга на кольцо при обработке отверстий '4~20 мм в деталях с бес.конечной тол­ щ1шой сте~ши с применен11е1 масла АМГ-IО npиlu" О,!5 мм, v~ 0,5 м мин,1.-< = 5°: о - CПJJarJ дl{б; х - сплав v93; d - ·О 'l'а.щ, 30:ХГСА. Из табл. 5 следует, ч•rо лишь в о;n.ном oJJ,YЧae этот nоказатещ, ока- зался: равным единице. Этот случаи шэ. хараrtТерен,·rак J(/:iJ< эдесь -была приме.:.. иена эФ,рективно э1<ра.нирук:щая смазка и вся сдвиговая деформация бWJa. ло­ rtалиэована в слое смаз1<И. Из рис. !3 и 14 1 видно, что при протяиrоании дета.лей с бесконечной толщиной стенни при широrtvм изменении толщинu стенки по1,аэатеJ1Ь т для: да:~ного металла - величина постоянная:. При переходе к конечной тощше с·rе~ши и дальнейшем ее уменьшении этот показатель имrее1' тендещию 1< уменьшению. Показа~·ель степени у диаметра !/ . оnредешиюя из графи.ка рис. Iб 26 () ',
1 у и подобных дJlЯ других о6ра6а•rываемых металлов, а nоi\азатель степени у 11а•1•.яга ,. · иэ рис. !'7 и подооннх ему • .В 1•аол , 5 даны значения nщ-аэателей степеней и коэqфициен ·rов для раэличны.х обрабатываемых ме~•а.лло:в для ;деталей с 6еско11ечной тоJJщиной стешtи в с.цучае применения натяI'о:в на о;zщо кольцо не более 0,05 мм. Уравнение (!7) поэволя:ет рассчи-r~ть с,щу на одном r<ольце, .на~щz~,я­ щемся :в эоне •устано.виn1iюйся нагрузки. Ес.чи одновременно в о6ра6а•rываемой дета.ли будет находиться i колец. i'O ООЩ\''10 сн.цу протягивания можно опре- ;делить по уравнению (18) Это уравнение ;дает точнне :реэу.пътат-а, если все i работаu:щих иолец 6Y]f3'l' расnмааены :в зоне установш,mейсл нагрузки, ЕсJШ ОАJiО-;два км:ьца будут находиться вблизи :входа в отверс•rие !tлИ :выхода иэ него, то в с:внзи с тем, что нагруз.ка на деформиру!!ЩИХ колъцах воэрас'J.•ает при входе пе мгновенно, а на н,:шотором пути 1,9)( 1 тш, , же, иак при :вы~оде па,-цает на некот ором пути 1,&,к (рис. I8), уравнзние (18) бу­ дет давать лесколъко за.вишенные резулътаты. Скорреrtтировать эту сшиб.ку можно, если учесть веJшчшш L0,,; и L.r61к , которые 6ыди определены Нij!МИ э1,спориментаз1Ъно по осциллограммам силы протяг ива ния . На рис ,19 и 20 представлены !.6.е и Ld.JII( :в зависимости от сумr,~а1)ного натяга на кольцо ttапра6ление i}6ш,rенШI UffCЛ1P51мcнmQ Рис, 1 !8,Осцил.nограмма эа.-- · ПИСИ СИJШ протягивания ОДИ.НО'1⁄4­ ного кольца череэ отверстие :В'l'У.llКИ диаметром _32 мм _иэ cn;ia- вa ДRб,НБ 129, ll- 0,03 мм, Ltt= =О, 15 М.'4 1 i= 0,5 м/мин. , Риа. 19. 3а.Еисимость длrош входа t tx ( прямая I) и выхода /, Jt,(.z ( прямая 2) от суммарно­ го номинального натяга щщ 06- работRо отверстий t/0 = 20 мм в деталях с 6ес1tонечной то;шuшой стенки иэ стали 45ilill ЗIО--ЗЗБ с примен_ением сулъrgщрре эо.ла v= -=О,5м/мин,о< =5 : _ о.!.х - «=0,ОЭмм;о,Л-а= -0,Оь мм. для с.цучаев протяrи:вания отверстий в деталях из стали 45 и атсминиевого сп.пава АКб, Оказалось, что для всех исследованных меташ10:в при бесдонеq.. ной TOJJЩИl!e стенки э•.rи величины могут' 6ыть представлены общими простыми эа:виои,vюстями 27
Ln,,,;, r8,a ( Ia) о,1а_ (I9) 1 (20) . ЕсJШ упрощенно счи•rат ь, что . на дшше L6,Т, и t 6, 1.,, осевая: сила на коль­ це возрастае1• от нуля до маr,СИ\V\УМа •и падает от мa.KOil/llYМa до нуля по за­ ко~т прямой, то не представит эатру-днений опредеJiить сниженную нагруз­ ку на. 1-0.JIЬцах , находящихся в зонах входа и .выхода . Этот вопрос имее т бо­ лее существенное значение n:ри про1'ЯI'ИВа!!IШ с большими натяга.ми отверстий в дета.лах с ~tовечпой толщиной с·rеrши, в приложении к чему он будет имо­ жен более подробно , Там же будет п он:азано, что cirлa: протяr·иnания пропо1r циона.льна твердос1•ц по Бриннелю обрабатываемого мe1•aJ1J1a. L,x 12 10 9 8 т 6' J 4 .; 11 Lrщ,HH ' хх 2 /' ,- х fl 1-- хЫ{ / ь ,,v ььххд ,,..,,, r" / /ь 1 одо vj / Vо ~ 1 х-- хх--,, Е ь~ь 7~х-/- - -tr-1Л--- 1/, ~м /ьь -- х~ (. ~х охх Хд /- ·- о· ,-- {]_ о IJ,02. O ,OJ fl,04 О,Р5 O,f ll,2 (J,3 Iа,мн \ Рис . 20. Зависимость длины входа /, t.c (прямая l) И выхода L 6ьц: ( rrрямая 2) от суммарного 110м11ш:lльного натяга при ооработ.ке о·rверстий d 0 " 45 мм в деталнх о 6ес1t0нечной 'rолщиной стенки из сплава АК6 НВ 125-135 о применением сульqюфрезола, . v ~О, 5 м/мин, •7.t. ~ 50: о, □ - (1.= 0,03 мм; х;л -а=О,05 w,i. Влияние осн01щых факторов процесса на с~щу протягивания отверстий в· дета.лях с 1,онечной 'l' ОJJЩинс.й стенюr , •Прежде всего изложим ре'зультаты по изучению вди.шпш толщины стенки на 'си.лу протыиваюur . На рис. 21 и 22 показано влияние пластической ·де­ формации и то;ш1ины стенки на силу протягивания цри двух натяrах на коль-: цо ( О, 05 и О , 2 r., 1_1,,1) . На основа!!ии этих рисунков noc •rpoeн график ; представ- 28
Для ·деталей с конечной толщ1шой стенки; f ьО,3-0,4 Ста.Jiь IO . • Сталь20• Сталь 20Х Ста.ль 35 • С~•аль 45 . Сталь 4ОХ Сталь 20Г • Ста7IЬ УВ , Ста.11ь . I2XH3A Сталь З8ХНМЮА . ._ С1•аль 38ХМЮА С1·аль IВХ2Н4ВА--Ш Стаж. UD:15 Лрмr(О-железо С•rаль .ТDМ · Сталь Х18ПiаГ ,., . С1•аль IXIBH9T Сульф!;Фрезол 0,20 I,60 0,52 0,'lZ 0,52 1,32 0,35 0,72. 0,35 1,44 0,42 0,68 О, 54 I,32 О,35 О,72 0,51 I,32 0,31 О,'76 0,60 I,12 • 0,42 0,7! О ,44 I ,40 0,40 О ,64 0,60 I,20 0,30 0,80 0,26 1,37 0,56 0,67 0,4! · I,32 0,35 О, 72 0,41 I,32 0,35 0,72 АСМ-! 1 АСМ-6 0,17 I,30 0,56 . 0,67 CyJJЬф~l)PeЗOJl 0,39 !,27 0,39 0,71 0,20 I,60 0,52 0,75 0,62 I,42 0,33 0,72 ACM-I,ACM--6 . 0,43 I,35 О,Э5 0,72 11 11 "11 "11 11 11 • Сплав АК6 Сплав ВТ9 . Ниобий НЭ-I 11 - " 0,43 I ,35 О,~5 О,'12 · Суш, фоф реЗ ОJl 0,19 I,55 0,50 0,52 -· u17- 0,25 I,16 0,50 0,65 АСМ--4,Асм:.5 0,25 I,55 0,50 0,52 АСМ--6 СУ.ЛЬФ;;ХРРGЗОJJ 11 0,4! 0,75 0,49 I,48 I,60 I,06 О35 о:п 0,57 0,77 0,70 0,62 I22 1:22 I,22 I,22 I,22 I,!6 I,22 1,22 I20 1:22 I,22 I,05 I,28 l22 1'22 , 1'22 1'22 1'22 r'o 1:22 I,25 I,22 r,22 Сплав H5U Латунь Л62· Латунь ЛС 59-I Б}1онэа Бp.Olf:; 5-3-3 " 0,99 I,20 _ О,ЭI О~ ?О I,27 Для деталей с бесконечной тоJШщ~ой стенки; предельный натяг . 0,05 мм; 7 ;,-I . Сталr, IO Сульс):офрезол 2,97 ° ... I,O • 0;'79 I,40 : g~~~ ~~ ,: ~•;1 8·§~ 8·~l 1r'65~ су8 " '84 • • •;J таль 2, . 1,0 0,82 I,7 Сталь 40ХНМА . MaCJJo ЛМГ-IО 1,53 I,O • 0,9! 1,8 • Ста ль 30XICA ". 2,28 , 1,0 0,83 I,9 , С1•аль ЗОХГСНА НRС4б-50 АС~3 261* ·•' •0,8. 0,97 1,5 • 0'1'аль .ЭИ643, . HRC 48-5!,5 '11 4'/0* 0,68 О93 I55 Сплав МЛ5пч, Масло АМГ-IО 1,20 I,0 0:91 !15 > Сш1ав А.Кб 11 11 274 1,0 О, 76 1:r;з ~ Сплав Д-16 11 11 r:эо I,0 0,82 I7 • Сщ1а:iз В93 11 " 3,.31 I,O 0,66 .r :6 , Сплав В95 11 " I,?0 1,0 0,82 1,65 . . х 261 и 470 являются проиэведени~м __? !f!J· _ _ Jl6ННЫЙ на рис. 23, ИЗ КО1'0РСJГО IJ!ЩHO, ЧТО ПрИ RОНеЧНОЙ ТОЛЩИНе СТеНКИ • влияние ее на силу протягивания очень велико, си.ла протягивания: растет быстрее тоJJЩИJШ стенки . Это BJJ.ИmШ:e цосто.mшое .: . от r,шлых ТОJШ\ИН ( t;. =0,08d.,) до очень значительных ( • t ~ 0,4 d0 ), ню;одяlJ.tf!ХСЯ в предеJJах конечной 1'ОJDдИ!Ш стенки. Таол. 5 .покаэывает, что показатель степени ~ . при толщине стенни в уравнении (16) для всех мета)JJ!ОВ ока3ЫВ8.ется больше единицы , При переходе It бесконечной 1•0JIЩИНе с•rешш (рис. 15, б; 23) этот показатеJJЬ настолько быстро падает до нУЛЯ, что промецvточнне значения r.iожно не учитывать, 29
На рис, 24 предс·rавлено БЛИJIНИе пластической деформации на силу протягивания; специал ьн о подобраны опыты по с·rа.ли 45, проведенные в ши­ роком диапа зоне изменения ·диаметр ов отверстий ( I9-I4I, 5 мм), · ТОJШ\ИJШ стецок (7-27,,3 мм), на тягов (0,2-2,0 мм) и деформаци:й (д о 20% D'l' диам~тра о·rверс тия), чт о сделано для: тоr,о, чтобы уо •rю~овить независ имос·rь показа- so ~-----+- - --+- -__ .: LJ..,C..-+ -/-='--..J. -- h,>'c._ -t -, -- --j 40...______,_ ___,_,_. 0,2 0,3 0,4 o,s О,75 1,0 t,.r l,мм Рис . 2 I. Завис имость юшоп лснно й силы про1•я:гивания от пластическо й д еф ормации при обработке втулок из ста­ ли 45, НВ 196-200 с ii=35 мм ,а= 0,05 мм , на скорости протJп'и~анин v~2, 5 1.1/f1ин с применением сульфофрезола и то.лщинои стенок t~ : 1- .26 мм; ·2 ..:. I7,3мм;3-13,8мм;4-I0мм; 5-7мм. · • телн упроЧl!ения: нi · от широкого изменения: перечисленных выше факторов , Из этого рисую<а также следУет , ч1•0 нагрузка на отделышх твердосплавных 1юльцах протяжю1 может · достигать очень выt:оких значений ( 50: 60 т), , В табл , 5 даны значе~шн показателя упрочнения тл для раэличцых материа- • 1 лов , пс.,;:;;ч.энные на основании опытов. 30
.. (1,r . 150 !О() 7S 40 JO 20 15 10 J 2 1,5 1 ·, 01 -- u о о .о 1, !,/ /х V [,Г:f"II х дд х .х 1• 1 - /l7L~ , l! >f.' 14. ,,, ., ~V/л z/~ ц, V / . ,/5, / /~/4 75. д д v --·-v3 • Vд j!: V •/<): ./3 ' . / V/4:-:' Х ZI / / V'! -~ 4;yzs,/ / tl / -- ·- 3/ ?/ // !;/ /д / ;1Ilf,I 0,2 tl,.J 0,4 0,5 Q,75 ·f 1,5 2 J 4 е,нм •• - Рис.2; Зависимость накопленной силы про •гя гшзания 'от мастической де(J_юрмации при протягавании втулок из стаJIИ 45_.НВ 196-200 с а0 ~35 мм, а =. 0,2 мм, на скорости протягивания v = 2,а м/мин с применением · • сульфофрезола и толщшщми стеноr, t 0 : •I -13,8мм;2-IOмм;3-7мм;4-3мм• ЗI
.J,Т 60 50 40 / :... ,, ,,,,,.х / ~,)С /, ·/ /./ JO 20 l,v j,2 /1· 10 / l,f , ---,- 7,S / 2 J 7,.f fO f5••20 t,мм Рис . 23 , Зависимос'l'Ь накопJiеl!ной сИJШ протяrи-- 1щния от толщины стенки при о6ра6отке втулок из ста­ JIИ 45, ПЕ 196-200 с da=35 мм на V,o 2,5 М/МИН с· при­ менением сульdюФрезола: . . I-а~0,2мм;$~2мм;2-а=О,05мм; с~ w0,5 ММ. ' Влияние натю:·ов на кольцо на наr,опле1щую силу протягивания показано на рис. 25-27 , Натяги на кольцо измен.тшсь от 0,05 до 2 мм, Из рис , 27 :видно, что с у:вышчением на1°яrа на Itальцо накопленная сила про•rягивания, необходимая для осуществления заданной деформации, бистро У!,!еньшается. Так, для деформации I мм при натяге 0,05 мм необходимо пропус1•ить 20 ко- -,л ец и накопленная сила rrротяrиванил соста.ж :liлет 43 т; при на'l'ЯГ_е О ,.5 мм потребуется два r,ольца и нm,опленная сила протя:гиванил. 7, 5 т, при натяге •.I мм - • одно r,олъцо с силой протягивания 4,3 т. Сдедо:ватель.но, •во всех случаях, где ;,тому не препт·ствует · : нео6ходимая высоная. точность и низ.кал . • . шероховатость о6ра6о'l'ашюй поверхности целесообразно · ·применять большие : натяги на кольцо . nтишие диаметра d0 . на. нiшопленную сr,щу про'l'Щ'ИВаJ.-IИЯ цри двух раз­ личных натягах (0,2 и I мм) и степенях деформации (2 и 5 мм) пшшзано на рис , 28, Диаметры. _изменялись в пределах 19-!50 мм, а cиJ.Ia протяг~mания возрас•rала эIIачительно медленнее :rвеличения диаметра·. В опытах по изучению :влияния исходной твердости обрабатываемого ма­ териала на CИJJY про•rнrива:н11Н исполь з овались и•уш,и иэ разJ1ич1шх материа~ ., ;1ов твердостью o·r НВ 60 (МJ15пч) до HRC 51,5 (ЭИ643). Отметим , Ч'l'О при 32
V /.л 0,Т :ио 200 150 ,. / j'д 75 50 40 30 20 15 . 10 7,5 5 4 J -у о/ ' ... J /' f/ "--в А /1 ~~ / , /(д J !~f ('J/1 j /1 i~/1 11/ f(у i/ ./' V J/ _h V Jt/. '// ,1/ cW z'AVJf i' --5 ·/1 У- /V ?,( V /1V, L 'i) W1, V \V,, / ~~: ~V / '/ 1/ // ;V / 0,3 0,4 0,5 17,75 f,0 f,5 2,0 3,0 4,0 5,0 .1,510 15 l',нн • 1. _ . Рис . 24 . Зависимость накоплею-iо1j· си;ш протягивания от пмстическоi!; • деформации при обраQотке втулок из стали 45 , IШ 196-200 на v0 2,5 _м/мин с применением суJ!Ьфофрезола: . . :•. I - do=I4I,5 ММ, t12=27,З мм,,а.= I,5_мм; 2 - d0 =6? мм, t0 =7 мм, • а=0,2мм; З-iio= О,Эь мм, t4 "'7,мм,"'"'012мм; 4--:«а"'19мм,t0= . =.7мм, а=0,2мм; .5-а0.=102,5мм,tg= .4мм,а'"I,;i<мм,i6-а8= ,:,~5мм,tо=7=мм1tf',= I ~; 7-а0::.6Ьмм,t0=7мм,·'1⁄4=,:мм;8- ,и0-35мм, t0 I'i,ММ, (( - u,2мм, • 33
Q,T 75 JQ zo 15 fO т,., •1 б 5 4 .J о 0,1 / /.// д"' д· д i:I □а... //д,/2 _а' □ х о х . f о ·х / ,,. ( □ х d' /4rI:/ о " ( ~у /// !, о 2)~ / --у,□ ✓ ) 1,; L6'J, /~/Q/ ,1 !~ ll fy/s, / /;1v/ // о /)/// ~ о//V V / //х//~/ , /. V/ . 0,2 (Ц 0,4 0,5 0,75 1,0 t,5 2,0 J,/J 4,d f,O 7,6 t',nн ·1 Рис; 25. Зависимость накопленной сиды протягивания от пластической ' д_ еформации при об_работке втулок иэ стали 45, ЮЗ I96-2ffi с do=35 мм, tg- -=7 мм на v-265 м/мин с применением с~льфофрсзола: . . I- а~ ,05мм;2-а~О,!мм;3-а~О,2мм;4-а=0,5мм;5- • i а=Iмм. ~·вердости IЩС 45 могут быть осущес•rвлены лишь небольшие пластические i деформации ввиду малой пластичности закаленных до таRой твердости мате- ' ' риалов, В широком диапазоне зависимость сиш1 протлгиванюr от твердости ис­ следовала до твердостей . поря;zща НВ 400. На рис, 29 показана эависимос•l'ь ;накопленной сиJш протягивания от плайичес.кой деформации при обработке · втулок иэ стали УВ с диаметром о~·верстия 35 мм и толщиной с~· енки 7 мм. Твердость в~•у;1ш, иэменюrась в пределах НЕ !80-404, номина.пыше на­ тяги на колiцо были a=0,I мм и а=О,З мм , Иэ рис. 29 видно, что твеР- • дость :практичесви не IJл1иет на показа'1'едь упрочнения металла: с .увели­ чением ее сила протягивания растет. По данным рис, :29 пос•.rроснн графики зависимости шшопленной силы. протягщэа.ния: от •rвердости 06раба•1'.ываемой втушш (рис, . 30) Си.ла протю'иванин увсличи.nается прнмо пропорционально твердос1•и, как при номинальном натяге . на· кольцо а~О,3 мм (прямая I), таr< и при натяге а~ О, I мм (прямая 2) • Аналогичные реэульта1·ы получены при обработке втулоr, из других ма- 34
Q,T f(JiJ 75 50 40 30 tS 10 7,5 5 4 , ' . /,1 / .. V.~ ,1 vo /о // }/ /. / ,В/ _о .. ,J ьr , / V fiх / /, ,n ·~ / /о"о ~ ,t;. / /о /> ·- / { }с / ✓./ J1 //)V / / O,J 0,4 ЦS 41s 1,0 1,5 2,0 ~Q. ~ IJ 5,(J 7,5 l;мн • Рис. 2€ . Зависимость Наl(ОПденной силы протягивания: от плаqтической деформации при обработке т•уло1( .~з ста.ли 45, НВ 196-200 с i. '0 ~ 7 мм на "f ,5 lll/мин с :1рименением судьсjХJфрезола: 66.·I -а~.0,2 мм,~" 67 мм; 2 - а':' I мм, ~"'66 мм; 3 ~а~ 2 мм, tfu~ = NtМ . •• ,rериалов . Таким образом, твердость , :выраженная в единицах по Бри:неЛЛ10 или Виккерсу, должна входи'l'Ь в числи·гель уравнения: для расче'l'а силы • протягивания в первой степени • . . • Исследовано :влияние СJ(орос1·и на силу протлгиваюи в npeдe;iax 0 , 02 - 15 м/мlШ. Та~шй интервал с1щростей выбран потоr-щ, что обрабоТ!(а отвер­ С'l'ИЙ деформиру кщими протяж.кам11 может производиться на протяжных стан.ках ИJIИ прессах . На протюкных сташ,ах дета.Jiи могут протягиваться: со скоро­ стью до 15 м/мин . Кро ме того, в пр о изводстве часто-испоJiьзуиоя прессы со значительно меньшей· скоростью перемещения: рабочего органа. При•яги­ вание со скоростью 0,02 м/мин нами производилось на машине для растяже­ юи ГРМ-I , а со СJ(оростью от 0 , 5 д о 15 м/мин на гор ц зонтально-rrротяжном 35
{,l,T 7J 50 /.;{) JO 20 5 о 7,.~ 5 4 "-- "'~ '< 0,05 0 ,015 O,f ~I""- ~~ . ... :~ х"' . ' ,. к; "' v2 ~/ "' . ... .... '~ "' ~ ~' "'-х !"-. " ' r--.. .... "-.... ~~ "'' tJ,t.; 0,2 (J,J 44 (J,S (J,7.f" . f,O f,5 a,l'fn Рис. 27. Зависимость на.копJюнной оилы протягива.~~ия от номинального ·натяга на кольцо при обработке в·r:'{лщ, из с·rали 45, НВ !96-200 с tt? ~ 7 мм на v~2 , 5 м/мин с применением сулщюфрезола: I-а'0~35No.1,с:=I,0мм;2-d0я66мм, ~~2мм;3-а;,=66мм,с-~ .;; 4 мм. ,. .стаIШе 7Б520• .ОбРаСiатыва..лись в•1•у.J1Ки с ди[)Метром отверстия 35 мм и Т:ол­ щиноii стенки 7 мм. НоминалышИ натяг на кольца был О , I мм, В реэуJ1ьтате опытов установлено , что при снижении с1,орости протяги­ вания с 15 до 0,02 м/мин сила про1·ягивания несколько увеличивается . Из­ менение скорости в интерваJ]Щ{ 0,5-15 м/мин практически не влияет на силу ПрОТЯГИ_ваюtЯ , ПOЭ'l'Ofl\Y В ::э°том диаnаэоне скоростей СИЛУ протягивания . можно считать не зависимой от сr,орости . • Б.л.ияние ·ширины цилиндрической ленточки на CИJJY протягиванwr треСiо,- вало изучения, 1-·ак ка1t по вопросу взаимодействwr 1tолъца с 061Jа6атывае­ мым металJюм естt, две точки . зрения . ; Одни авторы fI,2,2Q,7 считают, что кольцо контактирует с оСiра6атывае~ мн.м металлом по переднему (рабочему}конусу I кольца, цилиндрической J1ы1·roчite 2 и по незначительной час•rи оора•rного нонуса З (рис . ЗI) , при­ чем.. щи:рина лонтакта по рабочему 1,онус;у 9пределяето.я: только , геометриче- 36
(1,Т 50 1~.....: ... .-1 --t- -- -- --,f--f --+- -- --+ --'-+ -- -:~...::;_--i Рис, 28. Зависимость щщоп.пенной силы про­ тягющния: от диаметра отверстюr при обработке . втулок из стали 45,ВВ !96-200 с d. = 35 мм t. = ? мм~ v= 2i5 м/мин с применениеrl сущ,фоq~реэо.ла: х-а=1мм, s=5мм; о-а=0,2мм·е~2мм; q-значенияаи -t пересчитаны на а-=. 6,2 мм и • ttJ=7мм,8=2мм. ' ( (1 ') ' ски:ми соотношениями JJ ~.Psin" - , а максимальные 1,онтак'l'J-IЫе давJiенин приложены: и:r;.енно на цилиндрической .1шн1•очке. В этом случае изменение ширины цилиндрической ленточ~ш должно МИЯ'l'Ь на силу прО'l'лrивания, что_отражено в уравнениях (I), (6), (8), (9). • По мнению других , циJншдрическал Jrенточr<а (если она имеет целесооб- разную шйрину) и оdрат1шй конус кольца в dольшинстве с.цучаРв не взаимо~• действуrаr с оdраdа•rьmаемым метаJщом и не 1интактирут с ним, что оdус:­ ловливается внеконтактной деформацией дe'l'aJrи. Некоторые а11·rоры /!, , 2!, 2:V представляrаr себе 1,артину :взаимодействия ко;rьца с оdраdатыщэ.еwtЫм металлом в процессе устаношmщейся деформации в следУIЩем виде (рио.32). Как перед д.nижущдмся RОJ!Ьцом, так и после него имеются зоны в1-1еконта~,1·­ ной деформации (а, о). Перед .кольцом зона "а" у~е.ньшает ширину• r10Н'!'аr<­ .та на рабочем конусе кольца, после него зона ''О" лишает rшнтакта· циmшд­ рическую ленточку и обратный конус. При наличии и достаточлой :величине волны вне.кон•rаI-и.·ной деформации в зоне "6", обрабатываемый мe•raJLЛ с ци­ линдрической ленточкой rщльца контак•rирует в момент выхода ленточди из ' обрабатываемой втулю1, Itогда уже зона "6" исчезла и щ,хощ~ое сечение :втул.ки в силу ynpyr•oй разгрузки при сходе его с 1,ольца с•1·ало меньше диа­ метра ци4индрИЧеСКОЙ ЛGНТОЧI<Ио 0дНаJ{О ' в ЭТОМ случае В результате КОНЦ&­ ВОГО зф;ректа • в-еличина си;щ протягивания уменьшается и .кратковремеюшй контакт ленточrш с обрабатываемой втуJшой на ней не скажется:. В тех сJrу­ чаях ,. когда обработанное о·rверс'l'Ие получает диаметр, превыша1001ий диаметр кольца (разбивка отверстия:), КОН1'а.кт. ленточки будет о·rсутство.ватъ. Для изучения взаимодействия кольца с оdраdатываемо:й поверхностью были проведены специальнi.е опыты. К()льцо пропускалось через BTYJJl(Y, на внутренней поверхности 1tоторо:й элек•rролитическим спосоdом бшr нанесен монослой меЛ!{озернистых син1•етичес.ких: алмазов в виде кольцевого полс~­ ка, располоlitенного в среднем сечении по длине втулки . Когда а.,1Маэы во- 37
шли в контакт с поверхностью твердосплавного кольца, они на его поли_. рованной ПОВерХНОСТИ ОСТаБИJ!И четкий CJJ,eд, который ЦОКазы:вает, ЧТО ра­ ООЧИЙ конус кольц~ вэаим.одейс:тво:ваJi о поверхностью деформируемой · втул­ ки, цилиндрическая ленточка с ней не контактировала. · Величина волны вне1tонтактной деформации, юJ.It показали иоследо:~щния, тем больше, чем больше натлг' на кольцо и его диаметр, и тем меньше, чем больше толщи.на стенки о6ра6атЬIВаемой детали, 10 O, .J М (J,5 1,5 2 ' ,· Рис. 29. Зависимость на~tоплепной сиJ1Ь1 протягивания ОТ, ПJiаСТИЧ8С!~ОЙ деформации ПрИ oora60TK8 ВТУЛО!( ИЭ ста­ JJ,ИУ8сdg?ЗЬ мм,t=7 мм на v- 2,u м/мин с применением сульфофрезола. при различной твердоо·rи материала вт;~?Iок: . I-!ill!80,а-0,3мм;2-IШ285,а•0,3мм·3-t/A НВ365;«= 0,3мм; 4- JШ393,а,О,1,3М~!,; 5- rill2IO,t:1• = о"I,МI1i 6 ..;. lffi 297; а= О,I мм; ·1 - .l:W 363, а• О, I мм; 8 - liB ,l(Ji1⁄4,a ~ O,I мм, С уменьшением на1·.я:га на кольцо, диаметра и о увеJЩчением 'rолщины стенки детали вн е конта~,'l'На.я: деqjорма~~и.я в зоне "6" уменьшас1•с.я:, Ч'l'О мо­ ж.ет привести к 11онтакту цилиндрической JIOH'l'OЧJШ 1tольца с обрабатываемым r,н,raJJJloм. Этот контакт нещэJ'.а.·i• елен, так ~шк он спосо6ствуе1· схватыванию 38
о 100 2oq,, .100 400 Рис. эо. Зависимость нак·оп­ ленной силы протягивания от твер­ дости материала при обработке втулок из ста.ли У8 с t?-35 мм, t0 = 7"ММ на ,r~ 2,5 м/ми.н с приме­ нением сульфОФрезола при s • I мм: · I -асО,З мм, 2 - a=O,I мм. Рис. 3 I . Картина контактного давления на·деформи:рукщем кольце по Ю.Г.Проскуряк ову. мета.JJ.Лов ' кольца и изделv.я:, ПоэтоN(У" ши:рину ленточки кольца следУет де­ лать _ тем меньше, чем меньше вне~шнтактная деформация, что отражено в табл; 4. В этом случае можно считать, что сила протягивания в заметной степени не , зависит от ширИНЬ! цилиндрической лен•rочки. Это было . провере.,. но э~<спериментально, В экспериментах при протягивании Bl'YJIOK_ из ста.ли 20Х с диаметром отверстия 35,Э мм и тотциной ст,енки 7 мм, ширина лен­ точки на кольце измеНЯJ~ась от 0,5 до 5,0 мм. Протягивание производи­ лось с двJмя различными натягами на кольцо 0;05 и О,4Э мм и на двух • скоростя:х 0,02 и 2~5 м/мин. Как следУет из рис. 33, при протягивании на скорости 2,5 м/мИН' при малом натяге (0,05 мм) и при большом (О,4Змм) изменение ширины ленточки не о •rразилось на силе протягивания. При очен1> • _ малой скорости (0,02 м/мин) и мало~! нат,яге (0,05 мм) увеличение ширины ленточки вызвало некоторое возрастан~~ силы протягивания, которое , од­ нако, исчезает, если ширину ленто':ll<и ограничить рекомендоваюшми в табл. 4 значениями. '!{роме опытов, приведеНН!lх на рис. 33, были проведе,;. НН опыты IIa втулках с l'ОJD.цинами стенок IO, 15 И 20 мм, на втудках С бес+ конечной. тоJJЩИНой стенки, на втулках из других металлов, в частности из алшиниев~х сплава.в АI{6,ДI6·,'в93 и .из закаленных сталей 30:ХГСА, ЗОХГСНА, 40ХlП11А, · Опыты показали , ч·rо если ширина цилиндрической лен-­ точ~ш вз,гrа в соответс1•вии с ре1,омендациями табл . 6; то ее влияние на силу протягивания отсутствует или совершеIШ~ не сущ~стве1шо. 39
Состав СNoдэМ, вес.% Дяановыr эпоксидная смола ЭД-=::r-I7(J-23) .аСИДКi\Й !JD.ТiliС,УЛЬфИДЕЫЙ ка­ учу~ (4,Е-5,2) Алz,~;2тячес:кая эпоксидная CMOJ:ia на основе Э'I[i]jCHГЛllK::i­ ля (5,5--6,0) Ме~•афениленд.иамив (3,8-4. ,2) Ilоооп;кGос5раэный /1052 (27-31) о;;:r:ан1.чесю1:й раствор,.:тедь (oI,5-4.0, 5) Ilласт.иdшцирGванная нитRD­ целлкv,оэная смола (2C~::JO) . ов~~)еск~й растворkтель t,орош:кообразный фторомаст ДО !00% Та6л.ицз 6 Техв.олGГИЯ nрыотаменм смазки ·Те:r.в.олоrz.я нааесе-1 06.лас~.:ь .пр.и- ния и сушки смвэ- мевеШ!Я ltll . . , смаэu ACM-I ЭПQКСНдную CMCJIY ЭД-5 нагреnаiСТ ДО 70-so 0c, смещавают с жz:цким токолGм ы. выдерживают в течен ие I ч nры. этой ты,шературе. Затем в полученную смесь после схла;;;дени.я ее до ком­ яатн::;й тем.пературы В?Одя-т а.rJ.И~атnческую эnо­ кс1щн1ю смолу ,.и метаg;,ен.иленди.ам:ан, раство­ ренныи в орrаничес!{()М растворителе в соотно­ шении I:I , и тщательнG перемешzвают. После этого в раствор вводят высушенный порошкG­ обраышй наnолаи·rель эер~шстостью I-b мкм. ПрИГ()ТGвленный состав пGмещают в металли­ ческrli: 6ара~1=1н со сталышыи шарами и свя­ эукщее с наполнителе:t. тдательно перетирают ва шаромй мельнице в течение 2-3 ч. llолу­ qенную такш" образом смазку доводят до неа6- ходимой вязкости смесью растворителей АСФ-3 Смазку наносят нд обрабатываемую nоверхн()ст:ь кистью, высущава­ ют ва вDзду:х:е при КЬl{JНВТВОЙ темпера­ туре в течеме I ч и затем термаоори­ батьrваю-т при 160 С в теченяе 2 ч В раствGр нитраце.r,люлсзнсй смолы в смеси ор-:- Хорошо размешав- гаs.ическю:: растворителей ввадя:т высушенный вую сv.азку нано- ПGроIШшrн5раэный напо,щштель зернистостью ся:т кистью на a6- I-7 ъшм. При.готоыенный сDстав.ш~мещают в ра6атываемую по- Ь'.SТаУ,JТJ\Чес:rшй барабан со стальным.и шарами и верхность. Внсу­ связу;ацее с. напuлнителем тщатедьЕD nеретн- шивают на воэду­ раю-т. на шаровой мельнице в течение I,5-2 ч. хе при комнатной Полученнvю таким образом смазку доводят до температуре :в те- необходсi.юй вя:экост.а смесью растворителей чевие IO мин Выса:кмеги­ роваввьrе нержавеКЩl'!е и жарапроч­ ные стали и ·сплавы Стали ЗОХI'СВА, ERC 45-50; ЭИ543 ,ERC 48- 53, 5; 40:ХНМА , HRC до 59.l ЗОХГСА, ькС ДО 50 И дР,.1! СПЛ!!ВЬ! АК6 нв IOO; Лiб, 1IВ 120
Пonфeill\Jlcruroкcaвoвaя: смола (25-30) . . Диэтz.ленгм:колъ-,,V,N-тГJлумен­ диуретан (5-10) Д2суль:рид молиодева (30-40) . Oprgви'jecilliй растворитедь ДО 100% ..· • Эфир це;шюлGзн, например, ацети.,mеллюлоэа .или окси­ этИJIШ1анзтилцеллю.шJза (3-5) Тс~луz.лен:rщизс:ци.анат '0,05--0,I) • · Дисудщ;ид моJШ.бде.е:а (30-35) ОоrаничесIШй раствсоитель · ~ - (например, хлор.и.стыи метмен, ацет,ш) Лак Ф-9-К (30-40) Дисульфид мол~бдена (30-35) Талуnл до 100% АСМ-4. :Кс~,шсненты смешшзают при .комвдтнGй темпера­ туре АСМ-5 Гuта:sя:т 4-5%-ный рас'fвар ацети.,ще.r,лЮЛQЗЫ в :х:лористсм метидене или скс.азтzлцеллwшзы в аце•rоне. Раствс;рен.ие происхадшт в тече­ ме нескольюсr сrтон. Затем при Rазмеill.!!.Ва­ юш ДG08ВЛЯ10Т l10v; В СDСТШJШЕШИ.И ,:: : I Ji!. ~'DЛУ­ ИЛ6НДИИЗОЦИЗ.НЭ.Т - АСМ-6 50-60%-ЕЬJй раствор лака в толуоле пр.и 1,ом-­ нат.н1,й 'l'емnературе смешющ~ат с дпсудI:4>ндом молибдена в CGDT,шшeн!'.Jl 2:I Харошо размешан­ ную смазку нано­ сЯ'l' КИСТЬЮ Hlj о6- ра6а'l'....ЧJ3Sемую по­ верх.а.ость. Внсу­ DШ~аю-т при комн~.т­ нам температуре в течеше ~так Хораше оаэмешан­ ную СМВЭКУ ВЭНG­ СЯТ кистью на G6- ра6атываемую по­ верхность. Высу­ пш.вают шш :ком­ натнGй тёмnерату­ ре 5-I0 :м:в.н Хорошо размешан­ ную смазку наносят , на обрабатываемую поверхность. Вы­ суШRt..ваm смазку rrpи кGмs:атнай тем­ пературе в течение (СУТОК Толстnстеs­ IШе заrnто:в­ ю,. и.з Г!JRЯ­ че:катанnи тоуdы и.э ста­ лi 40Х, вана­ дия, н.иабм Толстостен­ ные З!!Г{)ТQВ­ Юl из гаря­ чекатано:й, трубы из стали 40Х, :ванадия , 11.И­ оеi.ия Н.r,ш6.ай. ваш~­ дий,толств­ стенные за­ готовЮ!l ИЗ горяче1tатв­ е:ых, тру6 и.э аержавепцш.х, жарnпроЧНЬ!Х .а уrлерод.и.с­ 'i'.ЕХ сталей
Рис, 32. Взаимодействие дефор­ мирукщего кольца с обрабатшзаемой поверхностью, х 4000 \ ,;,;' ~ 3(JQ0 f-----f -- --+-- , ~::, "' ~~20017 1-----<>-'~-> -',- -- - -- -t - --i <:: ~(] 1000 '----" --- --' --~ о г 4 Ширина лентоtt!l'и,мм Рис .33 . Зависимсс•rь си- лы nрстягr1.ва.ния ст ширины ци­ линдрической Jюнточ1ш кольца при ЩJС'l'лгишзнии в·rулск иэ C'l'aJIИ 20Х, НВ!46 с d,,=- 35,3 мм, t0 "'"'? мм, с ;:.Q 9 мм с приме­ нением суJU,фоф].)еэол.а: I- v=2,5м/мип,а= = Q,05 t1М;2 - v~ 0,02 м/мин, а=О,(~5 мм; З(о) - v ~ :=2 ,5 r,,/r,uш,a•0,43 мм; 4( х) v~0,02 м/мин,а~О,43 ~ьv1. Реэуль•l'а'l'Ы исследования влияния угла рабочего r<онуса 1<ольца были приведены. на рис, 12. Иэ этого рису1ша ви,ll.Но, ч·rо существуе1· оптималь­ ный угол 2о(. = а0 , I<оторый соо1'ве•rствует минимальной силе протягивания. О1•клонение от него влечет эа собой увеличение силы протягивания тем. бо­ лее существенное, чем больше натяr• на 1tольцо, величина пластичес11ой де­ формации и толщ1ша стенки детали. При ма;шх на1'ягах на кольцо и толщ,ше стенок ·угол рабочего конуса кольца не вл1rяе1' на cwi;y про1·яги:ванин. Вли­ f!Ш1е угла рабочего J<онуоа кольца 01• 2 D(~ 4 ° до 2с,, ~ I5-20° во всех случа­ ях малосущес•rвенно. Учитывая:, что целесо06разно испольэо:ва1·ь именно э1•и значения уrл~в, не·r смысла D эмпиричес1<ую зависимость длл расче1'а СИШJ. •. про •rяг1rnаш1.я · вводить мияние углов, так как это Эl'Iачительно усл,о;к.нило , оы зависимость. Сила nротягивания в значи1'0льной степени зависит от сма эi<И, Без примененил смаэ1,и осуществ.nя1'Ь деформирук:щсе протнгивание нельзн, так l«lК В · результате больших rщнтактных наrrрюrений 06.яэательно возникает с х...цатывание обрабатывrемо:го мета.1ща с кольцом в зоне контакта. Роль с~лнэки особенно :возрастает. при протягивании де'1'алей иэ нержа:век:щих:, жа,.. ропr,оч,шх, высо1<олеrирован.ных стал~~й и сплавов, в:оторuе С!t}1_оюш. к осе- 42
' бенн_о .llН'l'енсивному схватыванию. Для nредn'l'вращения схватывания при об­ ;ра6атке . этих металлав требуются особые смазки, так как абычные смазки •; эдесь се р я не аправдывают . Переходам с аднай смазки на другую можно очень значительно изменить силу протягивания. 'Гак, при о6работке_заготавки из гарячекатаннай трубы размером ·, I46x20 мм .из стал.и 40Х кольцами о номинальным натягом I, 5 мм с суммарной деформаriией c=I2,5 мм и применении в качестве смазЮI суль­ фафрезола, с дробеструйной очисткой поверхности. отверстия перед nротяги.- 1 ' .. • :впни.ем, сила на последнем кольце будет окtJло 50 Т, Есл.и же применить 'твердую смазку (лак Ф-9-К с дисульфидом молибдена), то при тех же усло­ ~иях с.ила протягивания снизится до 37 т, т.е. на 26%, Так можно значи- 1тельно облеrчить,J>аботу протяжного станка • .i Наиболее важным _ качеством технологической смазки является ее зкра- нируюцее свойство, т,е, способность так раздел.ятt, трущиеся в процессе i. . • ,. ,;_ :относительного перемещения поверхнос'l'и, чтобы ,при высоких контактн~_х да.в~ · ленилх не возни.кали их непосредственные контакты, что обычно приводит к схватыванию. В Институте сверхтвердых материалов АН УССР разработав ,специальный метад определения экранируnцих свойств технологических сма- зоR /23 , 24]. Наиболее ВЫСОКl!МИ ЭRранируl(Jl(ИМИ СDGйствами Сlбладаю'l' 1 . • твердые . смазки Lz':jj; составы KGTGPЬIX, технология нанесения и суШRи при :ведены в_'т·аол, 6, к· этим смазкам следует прибегать в тех случаях, _когда в процессе возншшт оосские r,онта.ктнне давления или обрабаты.вак:,rся та кие металлы, которые склоннн к шг.генсивному схватыванию, · ·~ -- ·Нами 11-е ПРОВОДИЛИСЬ специальные ИССJiедования:, KO'l'Opble ПОRа·эали 6ы · влияние различных смазси на силу- протягивания и позволили бы :ввест,1 в уравнения ( 16)-( I8) со11uюw,.ители,учитывающие это влияние.в табл, 5, где приведены знач.е}IИЯ всех коэф.рициентов и показателей степени, :входящих в уравнения (I6) - (I8), указаны те смазки, с использованием которых процесс деформирук:щего про•r.яrивания надежно осуществляется. Учет концевого афректа и числа колец, одновременно находящихся в контакте с изделием, при расчете силы прот.яrивания При протягивании отверстий в.деталях с конечной тол~циной стенки при 1 = I уравнение (I6) позволяет рассчитать силу протя:гивмия на коль­ це, находящемся в детали в зоне установившейся нагрузки. При работе протяжки может 01,аэаться одновременно несколько нагружешшх колец, при­ чем r,райние из них могут располагаться вне зоны установившейся нагрузки. Эти усльвия учитываися сомножителем 1 в уравнении (!6) . В отличие от режущих прстЯ11!ек, эубцы 1<0'rорых полу-чаи по.лвую наr<рузку в момент вступ­ ления: в обраба>.гываемое отверст~е и почти мгновенно, тepяlCl.l' ее в момент :выхода из него, кольцо деформируrацей прЬ'rяжю1 накапливает и теряет на­ грузку на протяжении до~ольно значительного пути входа в отверстие /, 4;J; и выхода из него L1";r,Процесс изменения на.L'рузiш (о сев ой а илы) на одно м 43
RoJJ.Ьцe при проходе его через осlрабатываемое отверстие в детали схемати­ чески представлен на pl!:c. 34. Здесь по1tаэана втуJ1Ка с отверо'rием ;цлиной f,ur5 !11 разлиЧНЬ!е положения одного и того же деформи:рукщего кольца. Под втулкой внизу показан схема•rиэи:рованннй график нг.rруЭitи на .кольце. Сила на кольце возрастает от I!YJlff до макс~щ.vма на пути t,1;e и падает от максимума до нуля на пути /,'оы:е, , причем длина графика нагрузки больше длины отверстия на величину -1 -1,:11.. -,.ь, где о - ширина цилиндрической лен­ точки на .кольце. В результате специально проведею-шх экспериментов, в которых на ленте осцилл ографа одновременно фиксирова;~ись нагрузка на кольце и пройденный путь, сlыли получены дм о(~ 4° зави.6имости • • . /, ~ 1. 9i't qldo,22 (21) O/Jf.; • ' 1 (22) t. 6ыw незначительно зависит также от натяга на кольцо, чем можно пре­ небречь. С точ~ш зрения наименьшего колебания суммарной наrруз1ш на много­ кольцевой протяжке шаг между кольцами .J выгодно орать таким, чтобы постепенно спадакщая нагруэ1щ на выходящем из отверс•rия коJIЬце компен­ сировалась возрастакщей нагрузкой на очередном входя:щемкольце. На рис , 34 показан тт,ой ши·и.ма.лышй щаг S0117 , причем прштто, что изменение наг1Jуш,и -при входе и выходе протекает по накдошщм прямым. Нетрудно за- метить, что оптималышй шаг е1 J ; /,or6 ·- L81,1х·~ 7ilid+О , • ollr Z5 (23) где Z;; - Л!ОС)ое целое число, покаэы.вакщее число целых шагов, уклаJJ,ЫВа" . 1оощхм меж,цу крайними коJ~ьцама (входящими и выходящими), Здесь принято, что на отреаrщх l,5z и /.!ьм: может помести1•ься толыtо по одному- коJIЬцу , что обычно и 1щ<5.J:Lк1щ1,ется, а 2tа Рис. 34. Изменение нагрузки (осевой силы) на одном кольце при проходе его через оора- . оатываемое отверстие в длинной детали , ·
При расче•rе /~ - мory•r встре•rитьсл два случая:,которые рассмо1•рим ни- 11te, (24) В э•r.ом CJJYЧae ни на одном из колец nри•ЯЖI<И, на1щ11.я:щихся одновременно :в обрабатываемом отверстии, наrруз._rщ не будет максимальной, 'l'a ..i:t как кольцом еще не будет пройден весь nуть на...I<опления нагрузки: t 6.r. , а уже начнется период выхода и спада нагрузr..и,На рис,35 схема'J.•ичесю1 представ-­ лена ,ЦJIИна отверстия t0,6 и расположение 1солец ,отстоящих друг от друга на величину шага S . и занимающих тадое положение, при котором суммарная. нагрузка максимальна.Здесь 11>е построен график нагрузки на кольце по ме­ ре прохода через отверстие и показано положение чеп,рех р:олец ( I-IY), а Пунктиром по1<аsан граq_кш нагрузки для длины t07,1 "' t 6 ,i; ·f 1,,1 ,1;,; - 2f!Joi. - l! при которой нагрузка на одном из колец достигла,. бы rviаксимума ,Из рис,35 следует : /,: /, l~,i; ' 3 маl(с /,0.с /z -1, ltJ.r, .. .5 , 2 - uакс 1.6;,; //~!, tfiю·2S, 1 Mtlf(C /,,f ,: , ,q а// fбьr.r.-t. !/ Mt:lf(C -'tfьr.c МаксимальнаFI нагрузка на коJJЬце обозначена на граф'"'е L для этои" ,ш '1,,ш,r; нагр;у-эки н.,. • I, Поэтому будем считать lt. ~r • -макс • Рис. 35. Изменение нагрузки на 1,ольце при обра6отr,е отверстия: в короткой детали, когда отсутствует учас '1'01, установившейся: нагрузки, Эта нагруэка на кольце могла бы быть в том с.лучае, если бы д;1ина отвер­ стия имела значение Отсюда Lqr6 ;;;,- Lб,r; + 4/fьr;r;- н~~ - 0• а [ а/, /,(l(~ ;- 2lgj:' + [, о;с. 6,с 1,6.х: + 1,661?.: = f,б;е 8; 45 (25)
/, .,,_д_,6 z _J, ото 2f(!d • J, В 011,; Стr; ;,5ы;;r +- ./,5., = .5юе •• (26) Суммируя: эти наl'руэки , на одновременн о находящихся в работе коJ'..1,­ цах, выраженные в долях максимально возмо жн ой наr•рузки на к оJJЬце (лианс~I), по.ц.vчаем то•r сомножитель, на .который нужно умножи:1.•ъ МаI(СИ­ мальную нагруэиу на протяжке 1=h1" h,2+-п., +пi. (27) Эту CYNof.Y :!}Сегда можно представи1•ь в следУкщем виде: Р Д/,4z-Р5 'f /lt0ш::~ffS M•8+-L-~-•r · • t 1 i5,:, Т f,Cы:t (28) Здесь fl -число колец, размещенных на длине входа /6.r . •ro же на длине выхода lбых ,r 8= /,(JТ6 + Wq;Z~/ , !,6:&.,. /,lшс (29) При расчете Н1 величш~ам р и 't последовательно нужно давать значения: I,2,3 и т.д ., по.ка дроби под знаками суммы не ста.нут получать отрица­ теJIЬны.й знак, Дм разбираемого сдVЧМ 8 < I . П с.ц.vчай: /,tlrб ;,,,- l .5z -, /,6Jt.z '- 21~ - li. Э:1.•от с.ц.v.чай схема1· ичес.ки представлен на рис. 36 ._ Рис. 3.6'. Изменение на11)уэr~и на .кольцах при М­ ра6отке о•rверстия: в длинно.И детали, коl'да имеется участок установившейся наl'руэки. ' (30) В этом случае рf!Д колец расположен меж;nу .отрешtами входа /,,r.z и вы­ хода t 661~ ~ они несу1' на сеое маrюимальную наrруаку. Число эти:х: .колец, а следоватеJIЬно, и число ма.ксималышх Noагруэ01t . • , •• • ,.у~ 1,tlr6+2lg,j"+ь-l,11д;-L1,1,c,. (31) s Это эвачение ,у . следУе'r округлить до ближайшего ooJJЬШel'o цеJrого числа, если же оно nо.ц.vчит при расче•rе по (ЗI) ~начение целого числа, · то к нему нужно прибавить единицу. h,г~1,3 =h,r =h5=llм,и(С, 1,. =/2 .!:§"z-S, 1 //ftrlfC t;,1 .; 46
Ь .17 Lvrd•:Ifk ·• · ~ -t5щ, : -ЛIS 6 'MCfl(C а ts,: t /1,•I! _tшd+2~+6-t0,,,,,,•(,;t,1Js . ' И(ZКС •ь;r, Принимая lt,,,шc ~ r, получаем общее уравн~ю10 р L,rы.r,-pS tf !.oт6 '27iNo+o-/4,;,,_,.,,_-(,f•q,)5 (32) 1 "ыv.с 5 'J '.z H•,V+~-- ,-+ [, 4 В :у-равнении (32_ вмес'rо р следУе1' подставлнть I,2 , 3 и т,д., пока во втором ч.тrене дробь под эщщом оу,лмы не поJrучит отрица~•ельн01•0 зншtа, 9 оледУе~' 61жть 0,I,2,3 и т.д. , пощ.1. числитель под знаком суммы в •rреть­ ем члене не по.цу-чит отрицательного знака. t 1,,,, и L;,щ. в зависимости от толщИ.liЪI стенки, диаметра отверстия:, натяга на .КОJIЪЦО опреде.м:к,rся по уравнениям (21) , (22). Уравнение (I6) пригодно д.1tЯ случая, когда все Е, ОJJ.Ьца протmыш раС,и­ таJСТ с одинан:овыми на!rя:rа"1и, Однако иногда цеJiе со образно иметь разные натяги на разны х RDJlЬцax одной r~ротя.жю1, Для этого случая фopr,wJJ.a для Рис .37. Зависнмость сум­ марной ои.лы протягивания O'l' п.ластичес1<0й де qррмацю1 при. раэдичных натягах на кольцах ПРО:ГНЖF.И • / /а, I (33) в о•r:веротии; d:r нед•яг на том кольце, для .которого .проиэ:води ·rоя: расчет С!iТ1Ы, неsа:висимо от •roro, 1ш1швы натяги на преды;r,,ущих .кольцах. Правомерность этого с.JJедУет дэ рассмотрения рис. Э7. В 1,оордшrа- 1'8.:Х: s (деформацюr) - а (сила) нанесеиы щтриховыми Jшниями 1tриЕые силы :для трех раз.,'lич1-щх натю0 ов на 1,ош,цо aI, о2 , а3 , Кро'ме этого, сплощн1J.t,ш ли1н1нми показало наr<.оплени.е оиrш на протя ~ю.с_е i~ :rt.:эличны.rv1и натпrами на 1,олы.;;ах: на первом а2 , на втщюм и третьем по а1 , па qетвертом а3 и на nrrтoмa2 • Соответственно на кольцах оудУт сит ilr, rJ2 , !13, 04, ll5, Пре;цподожиrv1" ч~:о нас ин~rерсоуе~r си.1i.3. на четвертом кольце ( tJ 4) .. Она.11 беэусло:вно i будет '.Га.I\о.й же~ ir8.1c и нн пготяжке 1 раdотакщей с одйнв.ков.ы-- 47
ми на всех кольцах натягами а3 , при условии с оздания той же суммарной пмстич:еской деформации( !'r ➔• Е2 + _.s3 + ~ 4 ). Поэ'l.'ОМУ силу а4 можно по.лу­ чить как дейстЩП(Щ'fЮ на кольце пpoтffijf.!tИ, раdота1сщей с одинаrщвыми натя­ гами ll3 , че11W и ооответот:ву ет уравнение (33). При разных натл.гах на коJJЬцах протлжни суммарную cиJJy на одновре­ менно находнщихся в работе 1щJJЬцах нелыm получить умножением на 1 , Она oпpeдeJL'Iel'CЯ: суммированием сил на отдеJJьных кольцах. При определении qуммарной силы на протшкке, работакщей о разными натягами на 1tоJ1ьцах, суммируя: силы на отдельных кольцах, учитываем чис­ ло Jtолец, одновременно находящихся: в оdраdа'l.'ываемом отверстии, на'l'ЯГ на Itаждом иэ них и зону отверстия (зоны входа, УС '1'ановившейся нагрузки, выхода), в RO'l.'opoй находится каждое кольцо. ПосJrеднее учитшэается в уравнении (33) сюмножителем И, веJшчrо-rа которого за.висит от положения кольца в отве1.ю!rии и численно выражает долю от максl'!Мальной нагрузки, приходнщу]IХ)я на кольцо при данном его положении. В зоне устшrовившейся наr'РУ эки М"" I, зонах выхода и входа ,Ч < I. 0npeдeJ1J1e'J.'CЯ И следукщим образом, При Для кольца, находяще1'ося на rр~ице мeJq,,y Z,;:c и l 11м;е ( см.рио .35), ·, 1, ,-,-· +ь i,f= g~ orc 2tщ . (34) Llf., + l.;,r-,c Для 1щш;цого из впереди расположеющх в зон е выхода колец 14= 01,,,r~ - tf5 (35) . ",т~ Для каждого из колец, находящихся: в зоне входа, ВLu-pS (З6) ,Ия /,{.r, -• ;3дещ, fJ и /l - порядковые номера 1,олец (I, 2, 3, •. ), если считать нулевым кольцо на границе эон входа и выхода, При LP/15 ;,,, - L1 ~ + /,6/,/~ - 2t;o<. -J 1,16,. Для колец, помещенных в зоне установившейся нагрузки входа и выхода (см, рис. 36) Н=I, В зоне, выхода между зонами (37) Здесь f - порядковый номер :кодьца, если считать нуде:вым кольцо на границе зон входа и установившейся нагрузки, В зоне входа а /,оrб ... zlii".,. Ь- i. 6Jt~ - (ll+q ..,1) 8 JI~ - 1,l;r, (38) Здесь 9 - порядковый номер ко11Ьца в зоне выхода, считая от эоны установи:вщейся на.грузки. 48
Покажем на примере , кa.it поJ1Ьзоваться nолучеюшми зависимостями, llредположим , необходимо рассчитать с~щу- протягивания для следуццих условий : Протягивается втулка из стали 45 НВ280 с исходными равмера.ми: ~ = 75 мм , t0"' 10 мм, i,' or( ~ 60 мм , Натяг на ко;rъцо 1 мм, суммарная дефо:р­ мация 6 мм , У1•ол раб'очеrо конуса rtoJIЪцa а:=4°, ширина цилиндрической .лент очки о= 1 мм, шаr между .к ОЛЬЦЭМИ ПрОТЯ11tRИ S - 15 мм: tc,,,,,, = !, 37· ltJ 41•?5Q,22 = 11,8 им, f l,s.t= 11,8 + 21r/'fo =,?f; §'5.мм, •/Я lв.с ~,f,ь,,,,, - 2ttн•·-t, = ,311, f7 мм. Таким образом , эдесь второи случай, когда l,ord ;,- 1,8,r; + /, s";r; - 2~ -ь. Для него по фор/,\Уле (ЗI) li= otJ•?.15•1-;:в-211, g,, _ , . 08_ Округляя до ближайшего болыi1еrо целого числа , имеем К=2 , 1' !?,8-р 16· 'f tJ{J +?,!5+!-!1,8-(2· •'f)15 1=2•-f 17,д + t --'- -- -2-'~'-f/. - 'J-'- -'-'- - Второй член в уравнении при подстанов.ке р = I имеет по.ложителышй знак и должен быть учтен , при подстановке р = 2 получает отрица•rелышй знак и не учитывается, Третий член будет име•rь положительНJ:1е значения при ff=Оиi=I,Поэта~ ~ · =2 ,-(J, !57~ IJ,8/o+O,Ц/f =J ,l!I. В даJШом случае одновреме1шо в детали будет находиться пять . колец протяжки . Hft двух бУдет полная нагруз1tа , Оdра.щаiюь к фо~ле (!6) и под­ ставляя в нее соответствукщие значения , получаем. fl• IJ,51 ,01,32 ~;;1280 s,н1/6{22_бr.22J«ol/023 к1. . Если при расчете не учитывать изменение СИJJЫ протягивания на входе и ВЬJХоде , то расчетная сила была бы U=I0I , 3 Т , что на 56,8% выше дейст- вите.11Ьной , ИЛЮЛЬЗОВАНИЕ ВНШЮНТАЮ'НОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЕТАЛИ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ СИ.ПЫ ПРОТЯГИ!ЗАНИН На рис . 32 , показана 9хема :взаимодействия деформиру1ццего коJIЪца с обрабатываемой деталью при наличии внеконта.ктной деформации , Как показали проведенные исследования , :внеконта.ктная деформация: набшqца­ ется всегда при протягивании деталей с конечной толщи.ной стенки , при­ чем ее величина в зоне 11 611 тем боJIЪше , чем больше натя:г на. кольцо , ди­ аме~~р отверстия и чем меньше толщина стенки детали . , С хема взаимодействия кольца с обрабатываемым металлом (см . рис . 32) п о зно.ля:~т предположить , чт.о работа , эа.·rрачиваемая на процесс деформи- 49
рукщеrо протягивания, складьшао'rся иэ габот, затрачиваемых на основную деформацию увеJ1ичсшш ди?J,Метра, внекон'rаJ<'l'НУЮ деформацию, на rrреодоле­ нил сил трения и на изгиб слоев метал.11а щт nходе на рабочий 1<0нус кольца и при сходе с него. Если в о6ра6а:rываемом О'r1Jерстии одновременно находи'l'СJI пecltoЛЬlto колец и они расположены друг от друга на расс·rояниях, превыша1С111ИХ дли­ ну волны ВНеJ<ОНТЩ{Т!lой деформации в зоне "ь:• (рис. 38) 1•q Jtаж.дое из них производи~• по;шоотью_ все сос•rавные чо1.с1·и ра6оты. В этом cJJYчae ка1r,,цое из rtoлe1, находится в таю1х услошL'1У. взаш,юде:йствш1 с обрабаты­ ваемой де·rа.11ыо (wнуина контаrt•rа, 1,онтаrtтные давления:, rtоJ\.(фициент тре­ ния и др,), ltШ, еслн 61:1 через отверстие проnус1<а11ось одно 1,ольцо,·Бсли же деформируnциf: J<ольца •располо~шть таr,, ч1·0 rшждое послед:ут(Щее· буде~• находиться в зоне штеr,онтаt,1'ной деформации детали (рис. 39), образ о- ь Рис.ЭВ, ПрО'l'ягивание отвер­ стия Дt-'q)ОрмирукщеИ ПРОТЯЖ!<ОЙ, .rщждое кольцо которой располо~:tе­ но nне зоны ,DНiШОНТШ{ТНОй дефор­ мации от предццущеrа. Рис. 39. Протягивание отвер­ стия деформирутацей протяжкой, 1,огда шорое нольцо расположено в зоне внеr,онтаrtтной •деформации от nредьщущего. ванной предыдущим, то в э•.rом случае, 1tак н:ами 061rаружено, условия: вза­ имодействия их с ра,щаваемо:й заrотовr,ой: менякУrоя, что приводит к значи­ тельному снижению рабочих нагрузо1, на отдельных кольцах, одновременно находящихся в зоне деформади\'I,И уменьшению (до двух и более раз) сум­ марной силы и работы, необJСодимьrх ДJШ осуществления заданной величины._ пластической деформации, Суммарная сила и:раб.ота значительно снижаются при неизменно ;дей­ ствукщих факторах процесса ;деформи,рования: - геометрических параметрах и размерах инструмента (деформирук.щих r,олец), скорости про•rяrива~шя, применяемой смазке, величине деформации, создаваемой r,ак 1,ажды.м отдель­ ~-ш.м деформирук.щим кольцом, так и суммарной, числе ступеней деформации. Э·rо яБJJение связано с изменением физи.ttо-механических условий взаимодей­ ствия инструмента с изделием в зоне их контаr,та. Проведенные наолщцения 50
даюr основания полагать, ч1•0 уменьшение - си:лы и работы свлзано с умень­ шением ширины r,онтакта 1,ак на каждом из колец, таr, и суммарной (что ·способствует .лучшему проникновению смазки в зону контакта), с изменени­ ем конта~,тных давлений, уменьшением коэqфициента трения и рабо•rы трения. уменьшением работы, затрачиваемой на изгиб слоев материала, проходящих чер ез зону деформации, уменьшением ра.бо•rы упругой деформации в смэи с тем, что нет полной разrрузrш ма·rериала после прохождения зоны деформа­ ции каждым из колец, кроме последнего. Для оценю~ вeличillliъt снижения· си;ш протягивания использованием ЭФ­ фекта вне.контактной деформации бьtJШ прове~ены специа.льнне оIШты с дета­ лями, изготовленными из пяти металлов, - стаJiей 2.0, 45, 40Х, 38ХМЮА и алши.ниевоrо сплава·А.Кб. Опыты по раздаче заготовок из сп.лава АК6 проводились на горизонтально-протюкном станке модели 7Б520 со скоросню протягивания 5 м/мин. Стальные детали прошивалйсь на 200-тонном прессе ПММ-20 со скорос1•ью 0,025 м/ми.н. Применялось 1•ри различных соста­ ва смазки; жидr,ая - сульфофрезол и твердые - лак Ф-9-К с дисуJrьфидом молибдена и полимерна!): основа с дисуJiьфидом молибдена. При испольэова­ нии жидкой смазrщ поверхнос•rь детали и твердосплавных колец обилъно смазывались ею. В сщчае применения твердых смазок их наносили предва­ рительно на обрабатываемую поверхность детали, высушивали на воздухе, после чего производился: процесс деформирования с посJiедовател.ьным про­ пус1tанием деформирукщих элементов без возобновления слоя смазки . В табJI. 7 nриведены результаты этих экспериментов. Во все:, случаях (пять различных металлов, плть разных диаметров и то;щин стенок, раэ­ лищше . деформации, три различных смазки, две скорости деформирования:, различная подго1•овка :внутренней поверхности заг.отовки) расположение де­ формирухщих элементов тю:ое, что каждый последующий находится в зоне вне- · нонтактной деформации детали 01· пред1щущеrо, снижа:ет силу на инс1•рументе на 30-52%. С1,~рость про•rягивания изменялась от О,025 до 5 ~л/мш-1, т"е. в 200 раз, однако ·во всех случаях э@Jе.кт внеконтаr,•rной деформации dыл ярко выражен. Разли~ные ме•rоды подготовки обрабатываемой поверхности и применение раз.лич,шх технологических смазоr, также не уничтожили ЭФ­ фекта внекон•rаr,тiiой деформации. Следует отмети•rь, что особенно nерспеr,ти:вно- испольэование совмест-:.. нога влияния смазrш и Э<)'фе.кта виеr,онтактной деформации (табл. 7, п_с>:-­ следиие две строrш- для случаев обработки стали 40Х :заго•rошш I46x20); li CJlyчae применения"для -смазitи сульфофрезола и без использования эфJ;еКТа t вненонтаr,тной деформации сила, необходимая для деформированliЯ, была I50 Т, переход на твердую смазку Ф-9-К с дисульфидом молибдена 11 исполь­ зование эфректа вне1<0нтак1·ной деформации снизили ее ·до 70 Т, т .е. на 53,3%, _что не JIВJJяе·rся-пределом, так rщк есть более .афре.к•rивные смаз1ш, Возможность зиачительно снизить силу и работу прn оораоотке де•rа­ лей методами пластичеекого деформирования имеет большое прак1·ичес.кое значение, так ка~, поздошшт повысить производительнос1•ь техноJiогкчески:х 5I
Та,6лица 7 Материал 06- Внутренняя Смазка Скорость Число де- Велкчи- Сум- Cи.iia протягивания (Т) ПРИ рас·поло- ра6атываем оfi поверхность протяг~;- формиру- на де- • мар.. жении nеаюрмир:vrошх элеi.-1ентов детали, ее ·заготовки ва.ния, !ЩiiX I\0- фор~:а- ная вне зоны в зоне вне- снижение размеры (;ди-. • м/мин лец, од- цаи, дефор.. внеRонтакт- контактной си.лы лро- аметр 01·вер.. новремен- осущест:s- мация , ной дефор- деформации тяги:вания, СТИЯ, т_ ОJ.Л~И- но находя:- ляемой мм. мации от предыду-· %. на стеНRИ ' щих:ся в ОДНИМ щих l', li \l работе кольцом Сплав AR6, · РасточеЕа Суль- 5,0 2 I,O 2,0 I6,7 II, 7 30,0 66xl9 резцом фофре~ 3 3,0 26,8 14,I 47,3 ЗОЛ 4 4,0 37,6 19, 7 47,6 5 5,0 47,6 24,I 49,4 Сталь 38:XMI- . lA, Черна.я: Полимер.. 0,025 2 I,5 310 80,2 46,5 42,0 108, 5r2I ная ос- нова с (Л !1052 N Сталь 20, Расто- Су.пь- 0,025 2 2,0 4,0 462 26,9 4 I,9 88х:20 чена рез- фофре- 4 8,0 . по:2 53,0 5!,9 Сталь 45 , ЦОМ · зол • Расточе- Суль- 0,025 2 I,5 3,0 II2,5 67,О 49,4 141 ,5:r.27 ,2 на рез- фофре- ~ом · зол Сталь 40Х ерная Ф-9-К с 0,025 з I,5 . 4,5 по.о 70,0 45,4 I06x20 /105;_ Ста.ль 40Х, 06ра6о- gульфо- 0 , 025 3 . I,5 4,5 150 90 40 I06x20 та.на q_;резол дробью
процессов , кот орая: обычно лимитируется прочностными характеристиками инс~•румента и мощностью о боруд ов(Щия , Так , широко прим еняе мые в ма ш ина- • с тр о ит ельном производств е протяжные сташш , на которых осущестВJ1Яется деф о рмирукщее протягиван ие , вшг1скаемые серийно с т а~шос троите.чьными заводами , имеют максимальную силу nротягиванм 40 т . Эт о . ограничивает размеры и зделий , которые могут обрабатшэаться деформирукщими протяжками и в большин с тве случаев заставляет обрабатывать деталй за нес.ко.лько проход ов , Вl-ШО.ЛНЯЯ при .каждо м прох од е не всю необх одимую величину де­ формации , а лишь часть ее , допус тJ.ЩVю силой тяги станка , Это соо твет­ ственно сн ижае•r проиэвод и·rельность операции и удорожает ее . О бнаруженн ое нами явление значительно го уменьшения суммарн ой с~ лы при соответ с твукщем расп оло жении д еф ормирумаих элемен т ов позволяе т исполь зовать протяжной станок , ка.к rоtобы имекщий в I , 5-2 раза большу т:.: силу тяги (см, табл , ?) . Это приведет :к умень шению числа необходимых проходов при обработке детали, повышению проиэводительност и, укорочению и удеш евлению инструме н та и .к сн и1Кению се б естоим ости обработrш детали , !{роме т ого , значит ельно разгружается инструме нт (деформирущцая про­ тяжка) • рабочие элемен ты rt оторого, и эготов;m: емые обычн о из ме талло1<ера­ мических твердых сплавов, бУдУТ более высо.к~стойкими и из условия: их прочности могут быть изготовлены меньших размеров , чт о при:веде·r .к эко­ номии сплава , Эф:[Jек'L' внеконтактной деформаци и успешно испо льзовался при разрабо~'­ ке новы х технологических процессов обработки отверстий деталей тве рд о­ сплав1-шми деfl)ормирукщими протяжктм: , Одн им и з примеров явлнется обра­ ботrtа отверстий диаметром 120 мм в детали 700 , 23 , 00 , 062 трактора К-?00 Ленинrр~ского Кировсrtого завода , _ В этом с.цучав только ИОIJОЛьзо ва.ние эqфекта внеконтактной деформации позволило производить операцию на 80-- тоJ:Шом ПРОТЯЖНОМ С.Танке , в· ·табл . 7 даны результаты опытов с натягами на кольцо от I до 2 мм , Кроме того, были проведены специальRЫе опыты, которые показали_, что при меньших натягах и уменьшение силы будет менее значительным , однако уже при натяге на кольцо 0 , 2 . мм с испоJrьзованием внекон~•актной деформации сила протягивания: заметно снижается' . , f,1ы еще не располагаем данными ,_ RO-: торые -поэ:ВоJ1ИЛИ бы рассчитать велйчицу снижения:-· силы-протягивания: ·в - зависимости от обрабатыt!аемого металла , натяга на кольцо , числа колец в rруnпе , расстоmшя между кольцами в группе и от други х факторов , Но во всех случаях , когда необ ходимо снизить силу протягивания:, следует при,.­ бегать к использованию внеконтактной деформа~и и, причем для: этого до­ статочно rtольца симметрично-нагруженной формы. и оптимально й высоты рас- •• положить в группе одно за другим без промеJilуточных вту;rок . 53
i ЛИТЕРАТУРА I. Розенберг A.M .d Розенберг О.А . Обработка отверстий выглажива­ к:щими протя-жками. К,, Технiка", 1966. 2. Розенберl' А.М., Розенберг О.А. Краткая метор,ика расчета и про­ ектироваlfИЯ •rвердоспла.:вных выгJ~аживаrацих протяжек, к., И-зд. УкрНИИСМИ, 1966. з. Розенберг А.М., Розенберг о.А. Расчет и проекти-рqваниtJ твемо­ сп;~авных выг.лаживак:щих протяжек. М ,, Изд. ГОСИН1И,No 6-6'7\,-393JII3, I967 , 4. Розенберг А,М. и др . Твердосплавные протяжю1 ДJJЯ обработiш от­ верстий методом пластичес1-оrо деформирования, К., Изд . УкрFIИИНТИ, 1968. 5. Розенберг А.М. и др. Прочность твердосп;~ав1шх рабочих э;1емен•1·ов деформирук:щих про1·яжек. К,, "Технi1щ", !97!, 6 , Альшевс1шй Л,Е, Тяговые усилия при холодном волочении труб. М, , МетаJLлургизда~•, 1952. . 7, Пер.лю1 · и,л. I< расчету тяговых усилий при волочении , - в· кн.: ОрRаботка металлов давлением, Под ред, И,П.Громова. М,, Металлургиздат, !9о2, 8, Перлин И,Л,, Ерманок М,3. Теория волочения, М,, "Метал.цургия", 197! , 9 . Попов Е,А, - В кн,: Основы теоRии обработRи металлов давлением, Под ред, Н.В.Сторожева, М,, Машгиз, I9o9, ro. Казаневич И.!1. Определение усилий при обжиме и раздаче труб. - В кн,: Метод раздачи труб горячим волочением, обмен передовым опытом, Изд, ЦБНТИ тяжелого машиностроения М,, 1958. II, I<ош,югоров В,Л, - В ЮJ.: Теория оdраdотни металJiов давJiением, rл,Х~ . Под ред. И.Я. Тарновщюrо. М., Металлургиздат, 1963·. !2 , Проскур!IКов ю.r. Дорнование отверс~•ий. Москва-Свердловск, Маш­ гиз, I96I, !3, Стрижаrt n,и, Исследование процесса холодной раздачи труd, Ав­ тореф. rщнд. дис., Днепропетровск, 1963, 14, Авицу-р, Обжим II раздача 1'PYd, Конс•rруирование и технолоI'ИЯ ма­ шинос'rrюения. - В 1tн,: Тр . амер . оо-ва 1шжечероБ-1!1еХаников, !965,No I. • 15. Шельвинсюrй Г ,i,r. Тяговое усилие и оптимальная геометрия • ин­ струмента пр11 дорновании 01·nерстюi с 6о~шнми на•rшами, - В кн.: Упроч­ ня1СЩе-калибрукщие методы. обрабо1·1ш деталей, Изд. РЮХМ, Ростов н/д, 1970. 16, Розенберг А.М. и др, Динамомет]) для измерения си.n. протлrиваrrия.­ Технолоrия и организация производства, 1966, ,JI 5, 17. Мончею(о В,П, Исследование и внедрение процесса дорнования от­ верст,rй с большими натягами в деталях 1·ипа втулок и гильз, Автореф,канд, дис , Ростов 11/Д, !967, • . I8, Монченко n.п~ Оdрабоша отверс1·ий дорнованием с dоJiьшими натя­ гами в де•rалях тишi втулок и эаго1•овОI(, - В кн.: Раэмерно-чистовая: оd­ рабоша дета.лей машин пластичесюш деформированием взамен odpadO 'I'lШ ре- • занием~ м., Изд, J!ИИMAlll, !965, . Ict , нада11 А. Пластичнос~'Ь и разрr,шение шер;цых тел, М., ИЛ, 1954, .2 0, Проскуряков Ю,Г., Шельвинсrtю:i Г,И. Конта~tтные давления при дорновании отверстий с большими натягами, - В кн.: Исследование техно­ JJогичесr(ИХ процессов упрочняк:ще-1tаJ1ибрущей и деформирукщей обраdот1ш iлетаJLЛов, Ростов н/д, Изд. рю:хм, 1970, • • 21, Чепурко М,И. Внекщ1та.ктная деформация при производстве труб и ее влияние на сопротивление деформации , - БlQЛ, научно-техн. информа- . ции, Jf, 4..::!5, М" МетаJИУргиэ;п,а•r, !958, ·-· . __ . ______ __ _ 22, Розенберг А,М.- и·~р. ЭфJ)ект вдеl<ОНТа!tТНОЙ деdJОР,Мации. - В кн.: Синтетические aJJмaзu,t в, 3 27). I<,, "Наукова :цумка",t 1973, 23. Авт, свид, .No 298 3. - Бюл. изо6р., !971, Jt1 II. 24 • . Розенберг А;М. и др, Новая комп;~еr,сная методика исrштани.я тех­ нологических смазок для обрабо1•ки метаJiлов давлением, ~ В к:н .: Техно­ J1огичес1,ие смаз1ш, в.п. · К,~ Изд, У1,рНИШIТИ, I97I, 25. А:в'l' , свид. Jr. 27'3ЗЬ7, - БК\11, иэо6р,, !970, No 20, 26. Авт. сви;д. Jr. 301235. - Б!QЛ, и·зоор ., 1971, Ji 14, . _ 27, Пономарев 2,д . и др, Расче'rы на прочность в машиностроении . т ,П, М., Мащгиз , !9v8 , 28. Смирнов-Ал яев Г , А. Сопротивление материалов плас·rичес1tо му де­ ф ормированию, М.-Л., Маши~з, I96I. , 54
Содержание вв~ .......................~ ........................~ . . . . . . . . з ОБОРУДОВАНИЕ АППАРАТУРА, ОБРАБАТ!IВАИVIЫЕ t/Lд.ТЕРИМ!Ы И УСЛОВИЯ: IП'ОВFдЕНИЯ эКСПЕРИv1ЕНТА ••••••••••••••••••• ~ ••••••••••••• .,. • • • • • • 7 Методика проведения: эксперимыпов • , •••••••••••••• , • , • • • • • • • • • • • 9 Динамоме тр с И!iдУКТИВ1Ш МИ датчиками для: измерения: СИJШ про 'l'Я- rива.ния••..•..•,•....••.•.•••.•..••••.•.••..•........•.......• Il Тензометрический динамометр для: измерения силы протягиван ия•••• 12 Тензометрич еск ий динамометр для: измерения си.ш при прошивани и • • 13 Устройство дм и змерения пути перемещения рабочей каретки про­ т.fIЖНоrо станка и скорости протягивания ••••••••••• ·. .. .. .. .. .. . .. 16 • ТОЧНОСТЬ УРАВНЕНИЙ ПРЕдJЮЖЕННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА · СИЛЫ Ш'ОТЯП1ВАIIИЯ 1 • РЛЗЛИЧНЫМИ АВТОРАМЙ ••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••• , I8 ЭМПИРИЧИ:КИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА СИЛЫ ПРОТЯГИВllliИН ...... ••. 21 B.illiЯНиe толщинн стенки детали на силу протяrиnания • , • .•......... 22 Влияние натяга на 1tольцо, сумv.арноrо натяга и диаме•rра от ве·р-. стия на си.пу протягивания при бес1tонечной тоJПЦине стеню~ •••• r. . 2 5 ВJUЩНие основных факторов процеоосj, на силу протягивания отвер- стии в дета.лях с конечной тоJПЦиной стенки •• • •• •• • • ••;•••••••·•• 28 Учет ко,щевоrо :эфректа и числа колец, одновремеШiо находящихся в контакте о изделием., при расчете ои.лы протяrиванм •••••• • • • • , 43 И:ШОЛЬЗОВАНИЕ ВНЕКОНТАRТНОЙ .Д:WОРМАЦИИ . дIО.'АЛИ ДЛЯ YMEHblllEHWI СИЛЫПРОТ.ЯГИВАНИЯ____•.•-••••••••••••·•••••••••••••••••••••••••••••••., 49 •ЛИТЕРлm.А1 ••.•••• •• •' · ····••.•······ · .. ·· ·· ·· · · ·· ·· ~ ···о• • ····· · · .. .... 54:· 55
Александр Минеевич Розенберг, Олег Александрович Розенберг, Анатолий Дмитриевич Крицки:й, Юрий Федорович Бусел РАСЧЕТ СИIШ ПРОТЯГИВ.АНИiI ОТВЕРСТИЙ ТВЕРДОСПЛА.ВНОЙ дЕФОРМИРУ!ОО\ЕЙ IJРОТЯШШЙ (Науч~!(}--Т0IО-!ИЧ6СКШi информация:) Печатае~•ся по постановлению ученого совета Иr-ю•rитута сверхтвердых мате1Jиалов .АН УССР • Редактор Л,Д,Прокрпенко :Художественный peдait•.rop Н.И,nозный Технический редактор Т,М.3у6рицкая I{орректор В,С,Якуоенко Подписано к печати 4,УП 1975 r, ВJ? 02083, Бумага оФс • .~ 2, 60х84 I/I6. Усл.печ.листов 3,25. Уч.-иэд.дистов 3 , 5?. Тираж I000 . Зак , J~s-~·в· Изд. и, l32И, Uена 23 коп . . . .. . . . . Издательство "На:tкова дУМRа", Киев, Репина , 3 , . l{невскм ТШ!Оrl)афия научной 1шиги республика.нсrшго производственного •о&.ьединения "Полиграфкниrа" Госкомиэдата УССР , Киев, Репш~а, 4,
1