Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 3 2019 61 MATERIAL SCIENCE ротационной вытяжки с утонением стенки [8], учитывающая основные факторы, влияющие на точность и качество обработки. Влияние часто- ты вращения заготовки, осевой подачи ролика и степени деформации на погрешности формы обработанной цилиндрической поверхности де- тали рассмотрено в работе [9]. Основные факто- ры, оказывающие действие на неравномерность пластического течения материала в процессе ротационной вытяжки по обратному способу, рассмотрены в работе [10]. В работах [11, 12] определены предельные значения степени де- формации в процессе ротационной вытяжки с утонением в зависимости от геометрических па- раметров деформирующих роликов. Разработа- но новое устройство для ротационной вытяжки с утонением [13], позволяющее повысить точ- ность и качество обработки. Особую роль при разработке процесса ро- тационной вытяжки приобретает правильная оценка деформаций и напряжений, которые в условиях локального нагружения обладают зна- чительной неравномерностью распределения по толщине стенки заготовки [3, 14, 15]. В общем случае неравномерность напряжен- но-деформированного состояния материала в очаге деформации ограничивает возможности процесса и вызывает появление брака в виде трещин и шелушения. Кроме того, после заклю- чительной технологической обработки в готовой детали возникают неблагоприятные остаточные напряжения, способные вызвать разрушение в процессе эксплуатации. Выбор метода исследо- вания напряженно-деформированного состояния зависит практически от всех технологических параметров процесса и в каждом конкретном случае решается индивидуально. Основные моменты, вызывающие неравно- мерность деформаций и напряжений, а также экспериментальные методы их определения рас- смотрены в работах [16–19]. Процессы обработки давлением с преобла- дающей схемой объемного напряженного со- стояния, к которым относится и ротационная вытяжка, исследуются, как правило, численным моделированием с использованием метода ко- нечных элементов [20–23]. Несмотря на значительный опыт экспери- ментальных и теоретических исследований, назначение технологических режимов, обеспе- чивающих требуемую точность и качество обра- ботки, и на сегодняшний день остается актуаль- ной проблемой при проектировании процесса ротационной вытяжки с утонением стенки. Ос- новным обстоятельством, влияющим на сило- вые параметры процесса обработки давлением и качество готовой продукции, является закон из- менения сопротивления деформации материала (кривая упрочнения), который может быть опре- делен только экспериментально. При этом схема напряженно-деформированного состояния ма- териала при проведении эксперимента должна быть максимально приближена к условиям ре- ального процесса обработки давлением. Целью экспериментальных исследований является определение неравномерности распре- деления сопротивления деформации низкоугле- родистой стали по толщине стенки заготовки после ротационной вытяжки с утонением в за- висимости от степени деформации и угла конус- ности деформирующего ролика. Методика проведения экспериментального исследования В процессах обработки давлением изменение сопротивления деформации материала представ- ляется в виде степенной зависимости [24]   0 3 b S S g       . (1) Процесс ротационной вытяжки с утонением стенки протекает преимущественно в условиях неравномерного всестороннего сжатия. В соот- ветствии с этим исследование изменения сопро- тивления деформации было выполнено методом внедрения индентора [25], при котором возника- ет аналогичная схема напряженного состояния материала заготовки. Метод внедрения инден- тора позволяет определять сопротивление де- формации практически в любой точке по всему объему заготовки, что является его основным достоинством. В соответствии с работой [25] сопротивление деформации материала после обработки давле- нием определяется по формуле 0 0 HV HV f S S   , (2)