Процессы изготовления тонкостенных деталей пластическим деформированием

Глава 3. Процессы изготовления деталей средствами заготовительно-штамповочного производства 383 свойств штампуемого металла. Часть, находящаяся на закруглении рабо- чих кромок матрицы (элемент е ), испытывает сложную деформацию, вы- званную одновременным изгибом и распрямлением заготовки, наиболь- шим радиальным (меридиональным) растяжением σ  и незначительным тангенциальным (окружным) сжатием σ θ . Часть заготовки, находящаяся под прижимным кольцом (элемент d ), находится в объемно-напряженном и объемно-деформированном состоя- нии. Однако при достаточно сильном прижиме можно считать ε ௡ ( ε ௭ ) = 0 . В плоскостях фланца заготовки возникают радиальные (меридиональные) растягивающие σ  и тангенциальные (окружные) сжимающие σ θ напряже- ния, а в перпендикулярном к ней направлении – осевые сжимающие напря- жения σ n (σ z ), причем ввиду небольшого значения σ n на практике им часто пренебрегают (при образовании явного клинового сечения во фланце σ ௡ = 0 ). Меридиональные растягивающие напряжения σ r , вызываемые давлением пуансона у края заготовки, равны нулю; по мере удаления от края заго- товки к центру матрицы, они возрастают, достигая наибольшей величины на входной кромке матрицы. Тангенциальные сжимающие напряжения σ θ , наоборот, у наружного края имеют наибольшую величину, а по мере уда- ления от края заготовки, значения их уменьшаются. В тот момент, когда край заготовки переместится на величину, составляющую примерно 39% от радиуса заготовки (0,39 R ), σ θ становится равным σ  . Под действием напряжений тангенциального сжатия фланец заготовки утолщается (обра- зуя иногда как бы клиновое сечение) и упрочняется; при недостаточном прижиме и тонком материале (100 s / D >2) это приводит к образованию складок вследствие потери устойчивости. В начальной стадии деформирования пуансон, оказывая давление на центральную часть заготовки, вызывает ее упругий прогиб. Усилия, дей- ствующие со стороны пуансона и матрицы, смещены в радиальном направ- лении и образуют изгибающий момент, который стремится приподнять фланец над верхним торцом матрицы. Дальнейшее опускание пуансона приводит к возникновению меридиональных растягивающих напряжений σ  , которые стремятся втянуть фланец заготовки в отверстие матрицы. Пе- ремещение материала фланца к отверстию матрицы сопровождается уменьшением радиуса заготовки и приводит к появлению во фланце тан- генциальных сжимающих напряжений σ θ . Совокупное действие напряже- ний σ  и σ θ переводит материал фланца согласно уравнению пластичности