Факторы ограничения процесса волочения труб.
Ограничения при выборе отдельных элементов очага деформации необходимы чтобы получить правильное (даже схематическое) отображение состояния металла в момент деформации в различных случаях, так как этих случаев может быть множество. Вводимые ограничения должны характеризоваться и вытекать из особенностей процесса волочения, чтобы, не меняя сущности выбранного очага деформации, возможно было бы значительно уменьшить их число:
1. По сортаменту труб принимаем, что будем рассматривать только обычные круглые трубы (не профильные и т.п.). В этом случае отдельные элементы очага деформации можно выбирать из осесимметричной схемы.
2. Для упрощения и сокращения числа элементов принимаем, что очаг деформации (или вернее его элемент) может быть описан только прямыми линиями, т.е. без учета закруглений на участках сопряжения элементов;
3. В плоскостях ХОУ (рис. 4) любой элемент отсекается линиями, параллельными оси ОУ. В таком случае число размещений зависит от числа расположения линий аd и bс в плоскости УОХ относительно оси ОХ. Общее число возможных положений этих линий может быть определено из рис. 4, где возрастание углов а и β относительно оси ОХ будет со знаком плюс, а убывание со знаком минус.
Помимо этого, при одинаковом, направлении углов, например а = + и β = +, возможны случаи а > β по абсолютной величине, а < β и а = β. В последнем случае при одинаковых знаках и равенстве абсолютных величин углов отрезки из вершин А и В получаются параллельными.
4. Допускаем, что в процессе деформации элемент может иметь контакт (касание) с инструментом только по двум плоскостям (по линиям ad и bс), а по двум другим будет контактирование данного элемента с другим элементом. В таком случае контакт металла (выделенного элемента) с инструментом может быть по одной какой-то линии (в принципе по плоскости) либо по двум одновременно. Если нет контактного соприкосновения, будем считать данный элемент как участок (зона) внеконтактной деформации.
5. Помимо вышеизложенного, при построении схем очагов деформации следует принять еще ряд ограничений:
нагревом металла в процессе деформации пренебрегаем; волочение проводится в холодном состоянии;
деформирующий инструмент является однородным (например, волоки - из твердого металлокерамического сплава, оправки - стальные);
не учитываются внеконтактные зоны на входе в волоку и выходе из нее (то же и для оправки в случае раздачи и т.п.);
не учитывается потеря поперечной устойчивости в случае волочения тонкостенных и особотонкостенных труб (в дальнейшем этот фактор будет учтен);
нет вращающихся контактных поверхностей;
инструмент или металл трубы не подвергается импульсным нагрузкам (виброволочение, ультразвуковое волочение);
инструмент рассматривается как жесткий, т.е. в процессе волочения он не деформируется пластически или эластично;
в процессе волочения инструмент может быть подвижным (например, длинная оправка), неподвижным (например, короткая оправка, волока) либо самоустанавливающимся (например, плавающая оправка, волока);
в данном случае рассматривается неподвижный инструмент:
на границе касания деформирующего инструмента и металла существует условие контактного трения;
перед очагом деформации нет подпора или противонапряжения металла.
6. Напряженное состояние металла оказывает влияние на выбор очагов деформации из отдельных элементов при рассмотрении каждого элемента в отдельности.
Влияние деформированного состояния аналогично с напряженным. Принимаем, что главные деформации, направленные в элементе (в виде куба) перпендикулярно его плоскостям, в области упругих деформаций равны нулю, т.е. ɛ1=0; ɛ 2=0; ɛ3 = О, где ɛI = ɛ1, - продольная осевая деформация; ɛr = ɛ2 - радиальная деформация; ɛƮ - ɛ3 - тангенциальная деформация.
Главные напряжения направлены аналогично главным деформациям: σI = σ1, - продольное осевое напряжение; σr = σ2 - радиальное напряжение; σƮ = σ3 - тангенциальное напряжение.
Принципиально возможно наличие упругого состояния металла в одной или двух плоскостях куба. Каждому из этих положений соответствует определенное напряженное состояние, но для случая упругой деформации величина главного напряжения в этой плоскости не должна превышать текучести материала в этом направлении.
