Các nguyên công rèn và dỊp khỉ
3.1.4. Sự biến dạng không đng nhÍt khi chơn
Khi biạn dạng là đng nht, trạng thái ứng sut mụi ệiĨm cđa vỊt thĨ lộ nh- nhau, các thành phèn tenxơ của trạng thái ứng sut và h-ớng các trục chắnh không thay đi khi chuyển từ điểm này tới điểm kia. Tuy nhiên trong gia công kim loại áp lực, biến dạng luôn là không đng nht. Nguyên nhân là do ngoại ma sát và do sự không đng nht về tắnh cht của vỊt liỷu.
Khi chn phôi trụ trong điều kiện bình th-ớng chúng ta sẽ nhn đ-ợc sản phm hình tang trng. Đờ là kết quả sự tác đng của ma sát. Nh- đà biạt ụng suÍt tiạp do ma sát gây nên cờ giá trị lớn nht trên bề mt tiếp xúc và cờ giá trị bằng không mt phẳng giữa. Do vy biến dạng hai mt đèu phôi phải nhâ hển so vắi biạn dạng các tiết diện cách xa nờ. Mức đ phình tang trng phụ thuc vào hệ s ma sát và chiều cao t-ơng đi của phôi. Cờ thể phát biểu mt cách chung nhÍt nh- sau: khi hƯ sỉ ma sát và tỷ s
o o h d
càng lớn, thì đ phình tang trng càng cao. Khi chn các phơi cao (
o o h d < 0,5) sù hình thành tang trng cịn phụ thuc vào mức đ biến dạng.
Vắi phềi cê o o h d
= 0,35, vắi mục ệĩ chơn nhâ sỳ nhỊn ệ-ỵc hai tang trỉng (h.3.8a) nỉi vắi nhau lộ phÌn trơ. Nạu tiạp tơc chn sẽ nhn đ-ợc kết quả nh- (h3.8b) với hai hình nờn cụt và phèn trụ. Nếu tăng mức đ biến dạng lên khoảng 40 50% sẽ nhn đ-ợc mt tang trỉng nh- (h.3.8c). Cưn nạu nh- phềi cê 0,35 <
o o h d
< 1/2, khi chn cờ thể nhn đ-ợc hai tang trỉng nh- (h.3.8d).
Hừnh 3.8. Hình dáng sản phm sau khi chn Nhừn chung qua nghiến cụu thùc nghiƯm cho thÍy:
Khi tăng mức đ biến dạng, đ phình tang trng tăng lên và đạt giá trị cực đại sau đờ sẽ giảm. Ngồi ra, khi tỷ s d/h tăng thì thới điểm đ phình tang trng đạt cực đại sẽ xảy ra ngay cả khi mức đ biến dạng thp. Đ phình tang trng (VT/V) của các phôi thp nhõ khoảng gp 3 lèn so với phôi cao. Điều này thể hiện
r trên biểu đ biểu diễn đ phình tang trng của phôi khi chn phụ thuc vào tỷ sỉ d/h (hừnh 3.9)
Hừnh 3.9. Đ phình tang trng cđa phềi khi chơn Khi biạn dỰng bỪng va đp, cờ thể tạo
nên tang trng vng vào trong ệỉi vắi phềi chơn hình trụ. Điều này xảy ra khi chơn phôi cờ (h > 2d) trên máy búa tc đ cao hoc trên máy búa cờ trụng l-ợng phèn rơi không đủ làm cho biến dạng không lan truyền vào sâu bên trong mà chỉ xảy ra ị phÌn đèu mt phôi. Sự thay đi biên dạng ngồi của phơi là kết quả của biến dạng không đng nht các phèn tử bến trong cđa vỊt chơn. Nhìn chung, điều kiện chn bình th-ớng hình dáng phơi sẽ nhn đ-ợc sau chn nh- hình 3.8c và cờ thĨ phẹn thĨ tÝch cđa phơi thành 3 vùng nh- trên hình 3.10.
Vỉng I - vỉng kạ cỊn vắi mt phôi, nơi chịu ảnh h-ng của lực ma sát nên biến dạng không đáng kể và trạng thái ứng sut vùng này là nén ba chiều không đều.
TỰi vỉng II, kim loỰi biạn dỰng tÝch cùc hơn cả theo chiều dục trục và h-ớng kắnh. C-ớng đ biến dạng vùng III nằm trung gian giữa vùng I và II. Diện tÝch cđa cịc vỉng kĨ trên sẽ thay đi phụ thuc vào điều kiện biến dạng. Khi tăng mức đ biến dạng và nht là đi với tr-ớng hợp d/h lớn, vùng III sẽ giảm đáng kể. Hình 3.10. Sự phân b các vùng
Vỉng I và II thực tế sẽ hòa vào nhau, biến dạng tr nên đng nht hơn, đ phình tang trỉng giờm rđ rệt. Sự tn tại của các vùng khi chn đà đ-ợc thực nghiệm chụng minh bỪng nhiÒu ph-ơng pháp khác nhau nh- ph-ơng pháp chn phôi nhiều lớp, chn phôi cờ kẻ l-ới tụa ệĩ, ệo ệĩ cụng ị cịc tiạt diƯn khịc nhau của mu đ-ợc cắt từ phôi biến dạng dẻo ngui. Đ cứng kim loại những vùng chịu biến dạng lớn do ảnh h-ng của biến cứng nên lớn hơn so vắi nhọng vỉng biạn dạng dẻo ắt. Điều này cũng đ-ợc khẳng định bi cu trúc thô đại của các mu phôi chn. Biến dạng không đng nht khi chn gây nên sự tắch tụ ứng sut, làm thay đi sơ đ trạng thịi ụng st do vỊy
ị mĩt sỉ vỉng cê thĨ xt hiƯn ụng st kĐo. Sù phịt triển đ phình tang trng cũng là nguyên nhân làm xt hiƯn ụng st kĐo. Cê thĨ giời thÝch trên sơ đ hừnh 3.11.
Cê thĨ coi phềi chơn gơm hai vỉng: vùng 1 - vùng trung tâm cờ dạng hình trụ, vùng ngồi 2 dạng vịng. Vùng hình trụ trong quá trình chn, cờ xu h-ắng nhỊn hừnh dạng tang trng, do vy nờ tác đng tới vịng ngồi và gây ra ệẹy ụng st kĐo ; vịng ngồi cờ thể coi là mt ng chịu áp suÍt nĐn tõ phÝa trong .
ụng suÍt kĐo khi chơn cê thÓ đạt tới mt giá trị nht định, trong mt vài
tr-ớng hợp và gây nên hiện t-ợng nứt dục. Khi chn phơi hình chữ nht, ngồi việc tạo nên tang trng, tiết diện ngang bị thay đi rt nhiều d-ới sự tác đng của nguyên lý tr lực biến dạng nhõ nht. Chiều rng phôi sẽ tăng mạnh hơn chiều dài.