При осаді циліндричної заготовки повне зусилля деформування
де р - питоме зусилля деформування;
F - середня площа поперечного перерізу заготовки після осідання;
Dср - середній діаметр заготовки після опади (див. Рис. 1.4). Замість середньої площі поперечного перерізу заготовки після осідання правильніше було б використовувати площу контактної поверхні заготовки з інструментом, але цього не роблять через складність її розрахунку. Значення Dср. визначають з умови сталості обсягу заготівлі до і після осідання:
де d - діаметр вихідної заготовки, H u h- висота заготовки до і після деформації.
Питоме зусилля деформування залежить від ряду факторів, основними з яких є напруга плинності деформованого металу при температурі і швидкості деформації, масштабний коефіцієнт, а також сили тертя на контактній поверхні.
У розрахункових формулах замість напруги плинності користуються межею міцності σв (t) як найбільш часто зустрічається в довідковій літературі (табл. 3.2). Наприклад, при осіданні на пресі питоме зусилля деформування визначається за формулою Є.П. Унксова з урахуванням масштабного і швидкісного коефіцієнтів:,
де ψс і ψм - відповідно швидкісний і масштабний коефіцієнти. Коефіцієнт ψс враховує вплив швидкості деформування (для кувальних пресів ψс = 1), а ψм - вплив обсягу злитка в зв'язку з його подстиваніем при куванні. Значення коефіцієнта ψм при осіданні злитків (по О.Н. Мошнин і Н.М. Золотухіну) наведені нижче.
При гарячої обробці металу тиском без змащення коефіцієнт μ контактного тертя, зростаючого при збільшенні деформації, для сталі приймають в межах 0,3-0,45. Його величина залежить також від стану робочої поверхні деформуючого інструменту і з прімненіем мастила знижується на 15-25%. При холодному деформуванні з мастилом μ = 0,12. 0,06. Зі збільшенням швидкості деформування контактна тертя також зменшується, тому при куванні на молотах μ на 20- 25% менше, ніж при куванні на гідравлічних пресах.
3.2. Залежність межі міцності σв (t) сталей при кувальної температурі від межі міцності при кімнатній температурі
Приклад. Визначити зусилля гідравлічного преса. необхідне для опади сталевої заготовки (σв = 800 МПа) з вихідним діаметром d = 1000 мм і висотою H = 2200 мм при температурі закінчення опади 1000 ° С. Висота поковки h = 1200 мм, маса використовуваного злитка 17 т.
Рішення. Для розрахунку приймемо з довідкових даних у такому значенні: μ = 0,45; ψс = 1; ψм = 0,6; σв (t) = 75 МПа (див. табл. 3.2).
Середній діаметр обложеної заготовки Dср == 1,353 м;
зусилля преса Р = 1 * 0,6 * 75 * (1 + 0,45 / 3 * 1,353 / 1,2) * 3,14 * 1,353 2/4 = 75,6 МН.