第7章金屬塑性加工變形力的工程法解析

1、169第四篇金屬塑性加工變形力的計(jì)算方法第7章金屬塑性加工變形力的工程法解析7.1概述金屬塑性加工時(shí)，加工設(shè)備可動(dòng)工具使金屬產(chǎn)生塑性變形所需加的外力稱為變形力。變形力是確定設(shè)備能力、正確設(shè)計(jì)工模具、合理擬訂加工工藝規(guī)程和確定毛坯形狀尺寸的必要的基本力學(xué)參數(shù)。變形力是通過工作面施加到變形工件上的，如鍛造、軋制和擠壓等工具與工件的接觸面，拉拔時(shí)塑性區(qū)與前端彈性區(qū)的分界面等。同時(shí)所求的變形力一般是工作面上工作應(yīng)力在變形工具運(yùn)動(dòng)方向上投影值的總

2、和。因此變形力P常表示成：（71）??????SpdsPnS?式中，——工作應(yīng)力，一般它在工作面上是不均勻的，常用單位壓力表示。n?pS——工作面積。由式（71）知，要確定變形力必須知道工作面上的面積和該面上的工作應(yīng)力分布規(guī)律。若工作面簡(jiǎn)單，其面積的計(jì)算是簡(jiǎn)單的，但一般情況下，工作面的形狀往往復(fù)雜，這樣就不容易計(jì)算。這時(shí)可利用“以工作面投影代替力的投影”法則。圖71模鍛時(shí)的接觸面圖72工作面投影代替力的投影示意圖圖72為圖71中鍛模與鍛

3、坯接觸表面的一部分，設(shè)ab曲線上的工作應(yīng)力分布如圖中的虛線所示。作用在面積單元ds上壓力dp便為：dsdpn???該壓力在鍛錘運(yùn)動(dòng)方向上的投影值為：（72）???coscosdsdpdpnN???1716）式中：——摩擦應(yīng)力k?——正應(yīng)力n?k——屈服切應(yīng)力（）33??kf——摩擦系數(shù)。5其它。如不考慮工模具彈性變形的影響，材料變形為均質(zhì)和各向同性等。工程法采用上述簡(jiǎn)化和假設(shè)后，能計(jì)算變形力，分析工模具與工件接觸面上的應(yīng)力分布。所得的計(jì)

4、算公式比較直觀地反映了加工參數(shù)對(duì)變形力的影響。7.3直角坐標(biāo)平面應(yīng)變問題解析以滑動(dòng)摩擦條件下的薄板平錘壓縮為例。如圖73所示，高h(yuǎn)，寬W，長l的薄板，置于平錘下壓縮。如果l比b大得多，則板坯長度方向幾乎沒有延伸，僅在x方向和y方向有塑性流動(dòng)，即平面應(yīng)變問題，適用于直角坐標(biāo)分析。在圖73中，考慮寬dx的單元體在x方向上的平衡。設(shè)接觸面上作用有正壓力和y?摩擦應(yīng)力。于是單元體x方向的力平衡方程為：k?02)(??????dxhdhkxxx?