Процессы вдавливания

Одним из элементов прессования является вдавливание в материал штемпелей различной формы. Сюда относятся также и резальные работы, которые представляют собою по существу процесс вдавливания, проводимого до разделения материала.

Вдавливание в тела сравнительно большие относительно отпечатка явилось предметом подробных исследований в силу, их важности для механических испытаний. По этому вопросу имеются подробные теоретические исследования, которые, однако, пока не дали практических результатов.

Процессы вдавливания широких призматических бойков при уширении не исследовались подробно. Все же можно принять, что материал при этом должен вести себя так же, как и при осаживании, так как связь между деформированной и недеформированной областями имеет место на малой по сравнению с деформированным объемом площади. Осаживаемому телу отвечает при этом призматическая часть тела под, бойком. В соответствии с этим можно принять также, что материал при этом процессе течет равномерно по всем направлениям, как и при испытании на сжатие.

При вдавливании узких бойков, т. е. при вытяжке, напротив происходит главным образом удлинение, т. е. материал течет в направлении поперечном относительно бойков. Также и это согласуется с тем фактом, что при осаживании узких прямоугольных тел деформация распространяется преимущественно в ширину. Сопротивление прессованию при этом процессе должно быть значительно выше, чем при уширении, однако более подробных исследований по этому вопросу нет.

Подробнее исследовано вдавливание узкого относительно высоты тела бойка. В этом случае деформация, ограничивается цилиндрической чашей под прессштемпелем, а вытесненный материал течет вверх. Если принять за меру деформации отношение глубины вдавливания к ширине бойка, то сопротивление прессованию для определенной глубины вдавливания получается в два раза большим, чем для одинакового уменьшения высоты при испытании на сжатие. Этот результат совпадает также с теоретическими расчетами. При увеличении ширины бойка сопротивление прессованию медленно уменьшается.

Если боек представляет притуплённый клин, то также и в этом случае сопротивление прессованию мало; изменяется. Только при совершенно остром притуплении клина, скажем с углом отверстия в 40° и ниже, сопротивление прессованию быстро уменьшается, в соответствии с переходом от вдавливания к осаживанию.

Особенно подробно исследовано далее вдавливание тел с симметрией вращения, в особенности шариков, при испытании на твердость, также конусов и вертикальных цилиндров. Вдавливание последних требует для определенной глубины вдавливания по отношению к диаметру цилиндра 2,5-3,5 кратного усилия, необходимого для одинакового уменьшения высоты при осаживании. Конус требует сравнительно с цилиндром при проникновении на одинаковую глубину - около 0,75 его давления прессования. При многократном вдавливании в один и тот же участок сопротивление вдавливанию острого конуса значительно меньше вследствие уменьшающегося трения.

Обычно для материала известна его твердость при испытании шариком. Было бы поэтому весьма желательным знать давление прессования в различных случаях в сравнении с твердостью. Однако простой связи, естественно, не устанавливается из-за зависимости от различных факторов. Все же можно принять, что плоские отпечатки требуют таких удельных давлений прессования, которые отвечают приблизительно максимуму твердости.

Для более глубоких отпечатков величина потребного усилия увеличивается до 2-3 кратного значения твердости.

При прессовании в штампах давления, конечно, могут быть значительно большими, так как здесь возможны особенно резкие переходы, причем материал заполняет крайние углы штампа. При этом прочие части изделия могут быть совершенно заперты штампом и оказывают большое сопротивление.