Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние теории и технологии процессов волочения одно- и двухслойных материалов 10
1.1. Теоретические и экспериментальные исследования процессов волочения 10
1.2. Многослойные материалы
1.3. Теоретические и экспериментальные исследования процессов деформирования биметаллических материалов 31
1.4. Основные выводы и постановка задач исследований 36
2. Математическая модель пластического деформирования двухслойных материа лов в клиновом канале 39
2.1. Кинематика течения материала 39
2.2. Напряженное состояние трубы 43
2.3. Силовые режимы 51
2.4. Деформированное состояние трубы 54
2.5. Учет упрочнения 56
2.6. Повреждаемость материала при пластическом формоизменении 58
2.7. Основные результаты и выводы 59
3. Исследования напряженного, деформированного состояний, силовые режимы и предельные возможности формоизменения при волочении двухслойных труб на коротких оправках 61
3.1. Характер течения материала в очаге деформации 62
3.2. Напряженное и деформированное состояния заготовки в очаге деформации 63
3.3. Сила процесса 65
3.4. Повреждаемость материала 70
3.5. Неоднородность интенсивности деформации и сопротивления материала пластическому деформированию в стенке изготовляемой трубы 73
3.6. Предельные возможности формоизменения 75
3.7. Основные результаты и выводы 81
4. Влияние технологических параметров на напряженно-деформированное состояние, силовые режимы и предельные возмож ности формоизменения при волочении труб на длинных оправках 84
4.1. Кинематика течения материала в очаге деформации 84
4.2. Напряженное состояние трубы в очаге деформации 85
4.3. Сила процесса 87
4.4. Повреждаемость материала 93
4.5. Неоднородность механических свойств материала стенки изготовляемой трубы 96
4.6. Предельные степени деформации 98
4.7. Основные результаты и выводы 103
5. Экспериментальные исследования 106
5.1. Экспериментальное определение характеристик механических свойств двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+08Х13 106
5.2. Экспериментальные исследования силовых режимов процесса волочения труб на длинной оправке 110
5.3. Рекомендации по расчету технологических параметров процессов волочения труб с утонением стенки из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках 113
5.4. Использование результатов исследований в промышленности 115
5.5. Использование результатов исследований в учебном процессе 115
5.6. Основные результаты и выводы 116
Заключение 117
Список используемых источников
- Теоретические и экспериментальные исследования процессов деформирования биметаллических материалов
- Напряженное состояние трубы
- Напряженное и деформированное состояния заготовки в очаге деформации
- Напряженное состояние трубы в очаге деформации
Введение к работе
Актуальность темы. В машиностроении и других отраслях промышленности широкое применение нашли трубчатые заготовки и трубы, к которым предъявляются высокие требования по качеству, точности геометрических размеров, чистоте поверхности, уровню механических свойств Среди процессов волочения труб широко используются различные виды волочения: волочение без оправки, волочение на длинной (подвижной) и короткой (неподвижной) оправках со значительным и незначительным изменением диаметра трубной заготовки.
В результате пластической деформации достигается не только необходимое формоизменение, но и формируются необходимые механические свойства (предел текучести, предел прочности, показатели пластичности) в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации. Эти задачи следует решать при минимальном количестве технологических операций.
В машиностроении на современном этапе находят широкое применение двухслойные материалы, т.е. материалы, представляющие собой основной материал, который подвергается плакированию. Процессы пластического формоизменения двухслойных материалов в настоящее время мало изучены. Таким образом, развитие теории волочения труб из двухслойных материалов приобретает особую актуальность. Решению данной задачи посвящены выполненные исследования.
При разработке технологических процессов волочения труб из двухслойных материалов на длинных (подвижных) и коротких (неподвижных) оправках в настоящее время используются эмпирические зависимости из различных справочных материалов, а также результаты теоретических исследований, в которых не в полной мере учитываются механические характеристики основного и плакирующего слоев, а также их взаимное влияние на силовые режимы и предельные возможности формоизменения.
Работа выполнена в соответствии с грантами Президента РФ на поддержку ведущих научных школ по выполнению научных исследований (гранты № НШ-1456.2003.8 и № НШ-4190.2006.8), грантом РФФИ № 05-01-96705 «Исследование закономерностей пластического деформирования изотропных и анизотропных упрочняющихся материалов при обработке давлением» (2005-2006 гг) и научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект № РНП 2.1.2.8355 «Создание научных основ формирования свойств изделий общего и специального назначения методами комбинированного термопластического деформирования материалов»).
Цель работы. Интенсификация процессов волочения труб из двухслойных материалов с утонением стенки за счет разработки научно обоснованных режимов технологии, обеспечивающих формирование требуемых механических свойств материала трубы и удовлетворяющих техническим условиям их эксплуатации и последующей переработки.
Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:
> получить основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей, формошме-
( -iLreptiypr
оч гоо&ктіУІ'
нения процессов волочения труб из лв\\слойны\ материалов на глинной и короткой оправках,
У выполнить теоретические исследования процессов волочения труб с у гонением стенки из двухслойных материалов на длинной и короткой оправках;
установить влияние геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, толщины основного и плакирующею слоев, условий трения контактных поверхностей инструмента и трубы на кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния трубы, формирование показателей качества механических свойств материалов труб (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств) силовые режимы и предельные возможности формоизменения;
осуществить экспериментальные исследования силовых режимов волочения труб из двухслойных материалов на длинных оправках;
использовать результаты исследований в промышленности, для чего разработать рекомендации по расчету и проектированию технологических процессов волочения труб из двухслойных материалов, а также в учебном процессе при подготовке новых курсов, при выполнении исследовательских курсовых и дипломных проектов студентами
Методы исследования. Теоретические исследования процессов волочения труб из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках выполнены с использованием основных положений механики сплошных сред и теории течения неупрочняющегося изотропного тела Анализ кинематики течения, напряженного и деформированного состояний заготовки при вытяжке с утонением стенки выполнен численно методом конечно-разностных соотношений с использованием ЭВМ. Предельные возможности формоизменения оценивались по величине максимального растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности. Экспериментальные исследования выполнены с использованием современных испытательных машин (универсальная испытательная машина «МИРИ-200К», испытательные машины Р-5 и ГМС-50) и регистрирующей аппаратуры; обработка опытных данных осуществлялась с применением методов математической статистики.
Автор защищает математические модели процессов волочения труб из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках, учитывающие механические характеристики основного и плакирующего слоев; результаты теоретических и экспериментальных исследований кинематики течения материала, напряженного и деформированного сосюяний труб; формирование показателей качества механических свойств материалов труб (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств), силовых режимов и предельных возможностей формоиіменения; рекомендации по расчегу и проектированию технологических процессов волочения труб из двухслойных материалов.
Научная новизна: разработаны основные уравнения и соотношения, необходимые для анализа кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в процессах волочения труб из двухслойных материалов на длинной и короткой оправках с учетом механических характеристик основного и плакирующего слоев выявлены закономерности изменения
кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний трубы, показателей качества механических свойств материалов труб (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств), силовых режимов и предельных возможностей формоизменения в зависимости от геометрических параметров заготовки и инструмента, степени деформации, механических свойств и толщин основного и плакирующего слоев двухслойного материала, условий трения контактных поверхностей инструмента и трубы.
Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием полученных теоретических зависимостей, принятых допущений и ограничений, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также практическим использованием результатов работы в опытном производстве.
Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и создано программное обеспечение для ЭВМ по расчету технологических параметров процессов волочения труб из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках.
Реализация работы. Рекомендации по расчету технологических параметров процессов волочения труб из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках использованы при проектировании технологических процессов, инструмента и оснастки для изготовления и передела труб различных типоразмеров и внедрены в опытном производстве на закрытом акционерном обществе «Завод экспериментального машиностроения ракетно-космической корпорации «Энергия» имени СП. Королева». Технологические процессы волочения труб из двухслойных материалов на длинных и коротких оправках обеспечивают заданное качество труб (степени использования ресурса пластичности и однородности механических свойств) и надежность их эксплуатации (повышение коррозионной стойкости и прочности), уменьшение трудоемкости их изготовления и сокращение сроков подготовки производства, снижение брака.
Отдельные материалы научных исследований использованы в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении курсовых и дипломных проектов, а также в лекционных курсах «Основы теории пластичности и ползучести» и «Механика процессов пластического формоизменения» для бакалавров техники и технологии направления 150400 «Технологические машины и оборудование» и студентов, обучающихся по направлению 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование» специальности 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».
Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной научно-технической конференции «Механика пластического формоизменения Технологии и оборудование обработки материалов давлением» (г. Тула: ТулГУ, 2004 г.); на международной научно-технической конференции «Творческое наследие профессора В.Ф. Прейса» (г. Тула, 2006 г.), на XXX -XXXII международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2004-2006 г.г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г. Тула, 2002 - 2006 г.г.).
Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 10 печатных работах. Общий объем - 3,26 печ л., авторский вклад- 1,9 печ. л.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения и списка литературы Диссертация изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 48 рисунка, 2 таблицы и 143 наименования библиографического списка. Общий объем работы -160 страниц.
Автор выражает глубокую благодарность д.т.н.. проф. С.С. Яковлеву и д т.н., доц. В.И. Трегубову за оказанные консультации при выполнении работы, критические замечания и рекомендации.
Теоретические и экспериментальные исследования процессов деформирования биметаллических материалов
Теория волочения биметаллических прутков представляет частный случай общей теории пластичности неоднородных тел [47]. С точки зрения механики сплошной среды процесс волочения связан с явлением осесиммет-ричного пластического течения в коническом канале. Даже исследование течения однородной среды оказалось весьма трудной задачей. Первая работа, посвященная этому вопросу, была написана Г. Заксом в 1927 г. и, несмотря на свое несовершенство, легла в основу теоретического построения большой прикладной области - теории волочения труб и прутков. Г. Закс с помощью упрощенного уравнения равновесия для конического канала с малым углом раствора получил выражение для среднего по нормальному сечению канала напряжения. В 1950 г. Соколовский В.В. исследовал явление течения идеально пластического и упрочняющегося материала в коническом канале. Решение, предложенное Соколовским В.В., позволяет конструктивно рассчитывать все компоненты тензора напряжений путем численного интегрирования соответствующих дифференциальных уравнений, как в случае идеальной пластичности, так и для пластической среды, упрочняющейся по степенному закону. Однако это решение отличается некоторой тяжеловесностью [86].
В работах Шилда задача об идеально пластическом течении в коническом канале решена наиболее полно. Результаты, полученные Шилдом и Заксом Г., удачно дополняют друг друга. Так, метод Шилда не дает возможности просто получить средние растягивающие напряжения в оболочке и сердечнике раздельно, но позволяет построить тензор напряжений. По методу Закса, наоборот, нельзя построить тензор напряжений, но с помощью довольно простых рассуждений можно вывести выражения для определения средних растягивающих напряжений в оболочке и сердечнике.
Наиболее полное представление о теории пластичности неоднородных тел можно получить из монографии польских ученных Ольшака В., Рыхлев-ского Я. и Урбановского В. [65]. В основе теории пластичности неоднородных тел лежат уравнения равновесия, получаемые в механике сплошных однородных сред, и общий определяющий закон, устанавливающий связь между тензором деформаций и тензором напряжений; при этом для каждой среды модули (модуль упругости, модуль сдвига, предел текучести т.д.) различны.
То обстоятельство, что в неоднородных телах модули являются функциями положения точки в теле, значительно усложняет и без того сложный математический аппарат, применяемый в классической теории пластичности однородных тел. Существенные результаты при разработке математического аппарата получены при решении плоских задач. На практике часто появляется необходимость решения задач теории пластичности с разрывной неоднородностью, т.е. когда при переходе из одной среды в другую наблюдается скачкообразное изменение модулей. Для решения такого рода задач Рыхлев-ский Я. использовал обобщенные функции, что представляет значительный интерес.
Биметаллический стержень представляет собой пример тела с разрывной неоднородностью. Известно несколько схем расчета долевых напряжений, возникающих при волочении биметаллического прутка.
Схема, предложенная И.Л. Перлиным, основана на работе Г. Закса, который решил задачу определения средних долевых напряжений при волочении монопрутка [47]. В основе схемы И.Л. Перлина лежит предположение, что для определения долевых напряжений биметаллического прутка о3дол достаточно в формуле для расчета напряжений в монопрутке заменить предел текучести величиной где F\ и Fi - площади поперечных сечений оболочки и сердечника соответственно; a5j и Сту2 " пределы текучести материала оболочки и сердечника соответственно; F = F + F2. Основной недостаток данной схемы в том, что нельзя обнаружить напряжения в оболочке и сердечнике раздельно.
Другая схема заключается в том, что процесс волочения биметаллического прутка идентифицируется с процессом волочения трубы на плавающей оправке. При этом появляется возможность раздельно определять напряжения в оболочке и сердечнике, но не принимается во внимание их совместная пластическая деформация, так как в основе представления о процессе волочения трубы на плавающей оправке лежит предположение, что оправка не подвергается ни упругой, ни пластической деформации. Кроме того, при волочении трубы наблюдается проскальзывание её относительно оправки, что приводит к появлению трения скольжения. При волочении биметаллического прутка этого не происходит. А.Л. Тарновский величину межслойного трения принимает равной 0,5ао,2л яг (:0,2 мяг " предел текучести мягкого металла).
Авторы работы [8], применив метод определения средних долевых напряжений для монопрутка, получили формулы для определения средних долевых напряжений в оболочке и сердечнике решением упрощенных уравнений равновесия для оболочки и сердечника, в которых учитывалось различие упруго-пластических свойств компонентов. Допускалось, что касательные напряжения непрерывны при переходе через поверхность раздела металлов и линейно зависят от радиуса. Предположение о том, что поверхность раздела металлов в очаге деформации имеет вид прямолинейного конуса, вершина которого не совпадает с вершиной конуса волоки, хотя и не вполне соответствует действительности, но, по-видимому, является удачным.
Напряженное состояние трубы
Если в выражениях (2.32) и (2.33) положить р = р , то определим средние величины накопленной полной интенсивности деформации в первом и втором слоях. Имея в своем распоряжении кривые упрочнения материалов слоев, можно найти средние величины в очаге деформации значения з8\ср и oS2cp по формулам Gs\cp = ( 0,2)1 +ОіЩср)Щ s2cp = ( 0,2)2 + Qlkilcp)2 и повторить решение задачи уже с учетом упрочнения материала. Здесь {ро 2) и (Ро 2)2 " условный предел текучести основного и плакирующего слоя материала соответственно; Q\ и (?2, щ и 7 константы кривых упрочнения основного и плакирующего слоя материала соответственно.
Средние величины накопленных интенсивностей деформаций в слоях стенки изделия (Zi\Cp и Ц2ср ) и соответствующие им средние значения пределов текучести 5s\cp и GS2cp определяются по формулам І і«Р2 1пм2агУ4Ф Є) + фі2 і8 21n(cosao) йср л/3а0 Pi о фі(Є а0 и Щ1ср в, 1п2 1 M( ) + 22(%Q_ 2 „gg. исРст V3(a-a0) Ріа; Ф2(в) л/3(а-а0) cosa0 as\cPcm =( 0,2)1 +Єі(є/іср)Лі; и ст 2фст = (а0,2 2 + Qlkilcp)2
Величина повреждаемости материала е при пластическом деформировании по деформационной модели разрушения вычисляется по формуле е= J—Ч (2.34) гіЬ zinp где є/ - интенсивность деформации элементарного объема при входе в очаг деформации; іпр-Щпрі і) - предельная интенсивность деформации; а среднее напряжение.
Интегрирование в выражении (2.34) ведется вдоль траектории (линии тока) рассматриваемых элементарных объемов. В зависимости от условий эксплуатации или последующей обработки изготовляемого изделия уровень повреждаемости не должен превышать величины %, т.е. сое Х- (2.35) До деформации (при t = to) we=0, а в момент разрушения (t = tp) ше=Х = 1 При назначении величин степеней деформации в процессе пластического формоизменения следует учитывать рекомендации по степени использования запаса пластичности В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова, согласно которым для ответственных деталей, работающих и подвергающихся после обработки давлением термической обработке (отжигу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности (уровень остаточной поврежденности) следует считать х = 0,25, а для неответственных деталей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята Х = 0,65 [6,7,33-37].
Величина предельной интенсивности деформации {пр находится по выражению где Q ., Ufr - константы основного и плакирующего слоя материала, определяемые в зависимости от рода материала согласно работам В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова; к = 1,2.
1. Разработана математическая модель деформирования двухслойных материалов при волочении труб на длинной (подвижной) и короткой (неподвижной) оправках через коническую волоку с учетом механических характеристик основного и плакирующего слоев.
2. Полученные основные уравнения и соотношения дают возможность определить кинематику течения материала, напряженное и деформированное состояния, формирование характеристик механических свойств трубы в процессах пластического формоизменения, рассчитать предельные степени деформации в зависимости от максимальной величины растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации и условий эксплуатации изготавливаемых трубных заготовок.
3. Рассмотрен процесс пластического формоизменения в условиях плоского деформированного состояния. Материал трубы принимался двух слойным из разных изотропных неупрочняющегося материалов с различны ми механическими свойствами.
Принималось, что в очаге пластической деформации реализуется плоское радиальное течение материала. На контактных поверхностях материала и инструмента задаются касательные напряжения по закону Кулона.
Изменение направления скоростей течения материала на границе очага пластической деформации при входе в него и выходе из него учитывалось путем изменением величины радиального напряжения по методу баланса мощностей. Реализовано приближенное решение поставленной задачи с привлечением уравнений равновесия, условия несжимаемости материала, уравнений теории течения Сен-Венана-Леви-Мизеса.
4. Предложена приближенная методика учета упрочнения материалов в основном и плакирующем слоях материала для решения поставленной зада чи.
5. Предельные возможности формоизменения процессов волочения труб из двухслойных материалов на оправках предложено оценивать по максимальной величине растягивающего осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности материала труб.
6. Разработан алгоритм и программное обеспечение для ЭВМ по расчету кинематики течения материала, напряженного и деформированного состояний, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения процессов волочения двухслойных труб на длинных и коротких оправках.
Напряженное и деформированное состояния заготовки в очаге деформации
Приведенные в предыдущем разделе соотношения для определения осевого напряжения и величины накопленной повреждаемости материала стенки трубы позволили установить предельные возможности процесса волочения двухслойных материалов на короткой оправке. Предельные возможности процесса волочения ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения JX в стенке трубы на выходе из очага деформации, которая не должна превышать величины сопротивления материала пластическому деформированию в условиях плоского деформированного состояния с учетом упрочнения xi sxi sxi = 2а5//л/3, (3.1) и допустимой степенью использования ресурса пластичности сое= J— - Х- (3.2) eib zinp Здесь / = 1,2 в зависимости от рассматриваемого слоя заготовки.
Кроме этого, при назначении величины коэффициентов утонения необходимо учитывать рекомендации по степени использования запаса пластичности В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова, согласно которым для ответственных деталей, работающих и подвергающихся после обработки давлением термической обработке (отжигу или закалке), допустимой величиной степени использования запаса пластичности (уровня остаточной поврежденности) следует считать х = 0Д5, а только для неответственных деталей допустимая степень использования запаса пластичности может быть принята % = 0,65 [6, 7, 33-37]. Приведенные в разделе неравенства не разрешаются в явном виде относительно коэффициента утонения ms пр, поэтому зависимости предельного коэффициента утонения от механических свойств материала, геометрии инструмента, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и трубы устанавливались путем численных расчетов по этим неравенствам на ЭВМ.
Предельные коэффициенты утонения msnp исследовались в зависимости от угла конусности волоки, условий трения на инструменте ц0 =(1...4)цв при \ів = 0,05 для исследуемых двухслойных материалов, механические характеристики которых приведены в табл. 3.1.
Графические зависимости изменения предельных коэффициентов утонения msnp, вычисленных по первому (3.1) и второму (3.2) критериям разрушения без учета и с учетом упрочнения материала трубы, от угла конусности волоки а для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+10X13 приведены на рис. 3.16 и 3.17 соответственно. Здесь кривая 1 соответствует величине msnp, определенной по максимальной осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации (3.1); кривая 2 соответствует величине msnp, определенной по степени использования ресурса пластичности (3.2) при X = 1; кривая 3 - при % = 0,65; кривая 4 - при % = 0,25. Положения кривых 1-4 определяют возможности деформирования заготовки в зависимости от технических требований на изделие. Положения кривых 1 и 2 указывают на возможность разрушения заготовки по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластической деформации (3.1), по степени использования ресурса пластичности (3.2) при % = 1 Установлено, что величины предельных коэффициентов утонения msnp, вычисленные с учетом упрочнения материала, больше, чем без учета упрочнения. Различие предельных коэффициентов утонения msnp, определенных с учетом и без учета упрочнения материала, составляет около 5 %. Выявлено существование оптимальных углов конусности волоки в пределах 10... 18, соответствующих наименьшей величине коэффициента утонения msnp, осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и силы процесса.
Напряженное состояние трубы в очаге деформации
Приведенные в предыдущем разделе соотношения для определения осевого напряжения и величины накопленной повреждаемости материала стенки трубы позволили установить предельные возможности процесса волочения двухслойных материалов на длинной оправке.
Предельные возможности процесса волочения ограничиваются максимальной величиной осевого напряжения ах в стенке трубы на выходе из очага деформации, которая не должна превышать величины сопротивления материала пластическому деформированию в условиях плоского деформиро ванного состояния с учетом упрочнения (3.1), и допустимой степенью использования ресурса пластичности (3.2).
При назначении величины коэффициентов утонения необходимо учитывать рекомендации по степени использования запаса пластичности В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова [6, 7, 33-37].
Приведенные в разделе неравенства не разрешаются в явном виде относительно коэффициента утонения msnp, поэтому зависимости предельного коэффициента утонения от механических свойств материала, геометрии инструмента, условий трения на контактной поверхности рабочего инструмента и трубы устанавливались путем численных расчетов по этим неравенствам на ЭВМ.
Предельные коэффициенты утонения mstJp исследовались в зависимости от угла конусности волоки, условий трения на инструменте \i0 = (\..Л)цв при цв = 0,05 для исследуемых двухслойных материалов, механические характеристики которых приведены в табл. 3.1.
Графические зависимости изменения предельных коэффициентов утонения msnp, вычисленных по первому (3.1) и второму (3.2) критериям разрушения без учета и с учетом упрочнения материала трубы, от угла конусности волоки а для двухслойной стали 12ХЗГНМФБА+10X13 приведены на рис. 4.18 и 4.19 соответственно. Здесь кривая 1 соответствует величине msnp, определенной по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации (3.1); кривая 2 соответствует величине msnp, определенной по степени использования ресурса пластичности (3.2) при х = 1; кривая 3 - при % = 0,65; кривая 4 - при % = 0,25.
Положения кривых 1-4 определяют возможности деформирования заготовки в зависимости от технических требований на изделие. Положения кривых 1 и 2 указывают на возможность разрушения заготовки по максимальной величине растягивающего напряжения на выходе из очага пластиче ской деформации (4.1), по степени использования ресурса пластичности (4.2) при х = 1.
Установлено, что величины предельных коэффициентов утонения msnp, вычисленные с учетом упрочнения материала, больше, чем без учета упрочнения. Различие предельных коэффициентов утонения msnp, определенных с учетом и без учета упрочнения материала, составляет около 15 %. Показано, что с ростом угла конусности волоки а величина предельного коэффициента утонения msnp увеличивается. Так увеличение угла конусности волоки от 6 до 30 сопровождается ростом величины msnp на 40
На рис. 4.20 и 4.21 приведены графические зависимости изменения ms пр от условий трения на контактных поверхностях рабочего инструмента и трубы {\І0 І\ів) при фиксированных величинах углов конусности волоки а (цб =0,05; 0 = 4 мм).
Установлено, что изменение условий трения на контактной поверхности оправки существенно влияет на предельный коэффициент утонения msnp С ростом коэффициента трения на оправке снижается предельное значение коэффициента утонения msnp. Этот эффект проявляется существеннее на малых углах конусности волоки а. При углах конусности волоки а = 30 увеличение коэффициента трения на оправке в три раза по сравнению с коэффициентом трения на волоке приводит к незначительному (около 5 %) изменению предельного коэффициента утонения, а при а = 10 - к уменьшению коэффициента утонения ттр, вычисленного по максимальной величине осевого напряжения на выходе из очага пластической деформации и степени использования ресурса пластичности, на 15 и 30 % соответственно.
