Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании
Деформированное состояние заготовок круглого профиля – такое же, как и при волочении. Отличием являются лишь большие по величине обжатия и сдвиговые деформации.
Интенсивность деформаций при прессовании (выдавливании), так же, как и при волочении круглых профилей, равна:
, (3.116)
Где (3.117)
(3.118)
При вычислении удельной работы в типичных для прессования условиях горячей деформации предел текучести деформируемого материала можно считать примерно постоянным.
(3.119)
На величину предела текучести наибольшее влияние оказывают исходные механические свойства металла и температура деформирования.
Средняя удельная работа деформации должна быть вычислена с учетом изменения интенсивности деформации в зависимости от радиуса r:
(3.120)
Таким образом, средняя удельная работа деформации при прессовании (выдавливании) зависит от предела текучести деформируемого материала, интенсивности деформаций, а также от угловых и линейных компонент тензора деформации.
Зная среднюю удельную работу деформации и объем металла, прессуемого в единицу времени, определим мощность, необходимую на деформирование:
. (3.121)
Усилие прессования является одной из основных технологических характеристик процесса, определяющих выбор оборудования.
Сила деформирования может быть вычислена как отношение мощности деформирования к скорости перемещения пуансона.
. (3.122)
Дополнительное трение заготовки о стенки контейнера и матрицы учитывается силой трения (рис. 3.41):
. (3.123)
Усилие прессования непостоянно по ходу процесса: сначала, по мере заполнения всех пустот в контейнере и матрице, усилие прессования растет, в начале стационарного течения оно максимально, затем несколько снижается, а в конце процесса вновь растет (рис. 3.43).
Рис. 3.43 Изменение усилия прессования P по мере движения пресс-шайбы в контейнере ( Х – ход пресс-шайбы)
Снижение усилия в основной стадии процесса связано с интенсивным тепловыделением, уменьшающим сопротивление металла пластической деформации, и снижением сил трения по поверхности контейнера за счет сокращения контактной поверхности.