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，加工設備可動工具使金屬產(chǎn)生塑性變形所需加的外力稱為變形力。變形力是確定設備能力、正確設計工模具、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，拉拔時塑性區(qū)與前端彈性區(qū)的分界面等。同時所求的變形力一般是工作面上工作應力在變形工具運動方向上投影值的總

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力分布規(guī)律。若工作面簡單，其面積的計算是簡單的，但一般情況下，工作面的形狀往往復雜，這樣就不容易計算。這時可利用“以工作面投影代替力的投影”法則。圖71模鍛時的接觸面圖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ab曲線上的工作應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???該壓力在鍛錘運動方向上的投影值為：（72）???coscosdsdpdpnN???1716）式中：——摩擦應力k?——正應力n?k——屈服切應力（）33??kf——摩擦系數(shù)。5其它。如不考慮工模具彈性變形的影響，材料變形為均質和各向同性等。工程法采用上述簡化和假設后，能計算變形力，分析工模具與工件接觸面上的應力分布。所得的計

4、算公式比較直觀地反映了加工參數(shù)對變形力的影響。7.3直角坐標平面應變問題解析以滑動摩擦條件下的薄板平錘壓縮為例。如圖73所示，高h，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，即平面應變問題，適用于直角坐標分析。在圖73中，考慮寬dx的單元體在x方向上的平衡。設接觸面上作用有正壓力和y?摩擦應力。于是單元體x方向的力平衡方程為：k?02)(??????dxhdhkxxx?