Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Московский институт стали и сплавов
Кафедра Технологии и оборудования трубного производства
Е.А. Харитонов
ТЕЧЕНИЕ МЕТАЛЛА ПРИ ОСАДКЕ
(уточнённая и дополненная)
Зав. кафедрой ТОТП Б.А. Романцев
Автор Е.А. Харитонов
2014
2.1 Цель работы
Изучить процесс деформации при осадке и характер течения металла.
2.2 Теоретическое введение
При создании технологических процессов обработки металлов давлением важное значение имеет оценка соотношения между перемещениями металла в разных направлениях. Качественная оценка осуществляется на основе принципа наименьшего сопротивления, сформулированного С.И. Губкиным: в случае возможности перемещения точек деформируемого тела в различных направлениях каждая его точка перемещается в направлении наименьшего сопротивления.
Наиболее наглядное проявление принципу наименьшего сопротивления наблюдается при осадке (сжатии) металлического образца между параллельными плитами: в результате действия внешней силы в вертикальном направлении высота деформируемого тела уменьшается, а вследствие сплошности металла поперечное сечение в горизонтальной плоскости увеличивается, В случае действия сил трения на контактной поверхности образца и инструмента сопротивление течению каждой частицы металла в горизонтальной плоскости будет различным. Согласно правилу А.Ф. Головина, перемещение частицы тела в плоскости, перпендикулярной к линии действия внешней силы, происходит по кратчайшей нормали к периметру сечения. Следовательно, максимальную конечную деформацию тело получит по тем направлениям, по которым будет перемещаться наибольшее число частиц.
Контактные поверхности деформируемого тела, например параллелепипеда, и сечения в горизонтальной плоскости можно разделить на четыре участка (1, 1, 2, 2) биссектрисами углов и линией, соединяющей точки пересечения биссектрис (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Участки с возможными направлениями течения частиц металла
Эта линия и биссектрисы являются геометрическим местом точек, соответствующих началу нормалей одинаковой длины, следовательно, линиями раздела участков с разными возможными направлениями перемещения частиц.
Как следует из рисунка 2.1, основное число частиц расположено на участках 1, следовательно, первоначально преобладающими направлениями перемещения металла будут нормали к большим сторонам сечения. По мере увеличения степени осадки образца форма периметров его поперечных сечений стремится к эллипсу, а затем эллипсы преобразуются в круги и далее движение точек происходит по радиусам.
Эта закономерность выражается правилом наименьшего периметра: поперечное сечение призматического или цилиндрического тела при осадке с наличием контактного трения стремится принять форму, имеющую при данной площади наименьший периметр, т.е. стремится к кругу.
Следует иметь в виду, что кратчайшая нормаль является направлением наименьшего сопротивления только при наличии значительного и изотропного (равномерно распределенного) контактного трения.
Принцип наименьшего сопротивления и правило наименьшего периметра используются при назначении режимов деформации промышленных процессов. Например, осадка круглой в плане заготовки (железнодорожные колеса) может быть осуществлена из слитка овальной формы или типа ромашки и др. и даже квадратной формы.
2.3 Оборудование, инструмент, образцы
Эксперименты выполняются на прессах ДБ-2426А и ZD 10/90.
Внешний вид прессов представлен на рисунках 2.2 и 2.3.
Таблица 2.1
|
Наименование параметра |
ДБ |
ZD |
|
Номинальное усилие, кН |
630 |
100 |
|
Ход ползуна, мм |
450 |
300 |
|
Скорость ползуна при рабочем ходе, мм/с |
5 |
0,1 – 0,25 |
Измерение образцов до и после каждого обжатия производится:
Рисунок 2.2 – Внешний вид пресса ДБ-2426А
Рисунок 2.3 – Внешний вид пресса ZD 10/90
2.4 Порядок проведения работы
а)
б)
Рисунок 2.4 – Замеры образцов: а) исходные образцы; б) образцы после осадки
N1 – одна цифра:
1 – b/a=1; 2 – b/a=1,5; 3 – b/a=2.
N2, N3 – две цифры:
N2 – номер варианта (1, 2, 3, 4, 5);
N3 – номер последовательности осадки образца:
0 – исходный;
1 – первая осадка. Усилие – 8-12 кН;
2 – вторая осадка. Усилие – 18-22 кН;
3 – третья осадка. Усилие – 28-32 кН;
4 – четвертая осадка. Усилие – 48-52 кН;
5 – пятая осадка (для образцов b/a=1,5; 2). Усилие – 78-82 кН;
6 – шестая осадка (для образцов b/a=2). Усилие – 400 кН.
Усилие для каждого варианта приведено в Приложении 2.1.
2.5 Обработка экспериментальных данных
Данные расчетов внести в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
Экспериментальные данные, полученные при осадке образцов (Вариант № __ )
|
b/a |
№ образца |
Усилие кН |
a |
d |
h |
d/a |
|
|
b/a=1 |
1.0 |
||||||
|
1.1 |
|||||||
|
1.2 |
|||||||
|
1.3 |
|||||||
|
1.4 |
|||||||
|
b/a=1,5 |
2.0 |
||||||
|
2.1 |
|||||||
|
2.2 |
|||||||
|
2.3 |
|||||||
|
2.4 |
|||||||
|
2.5 |
|||||||
|
b/a=2 |
3.0 |
||||||
|
3.1 |
|||||||
|
3.2 |
|||||||
|
3.3 |
|||||||
|
3.4 |
|||||||
|
3.5 |
|||||||
|
3.6 |
Приложение 2.1
Усилие осадки, кН
Образец № 1 10х10х10 мм
|
№ вари- анта № обжа- тия |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
8,0 |
9,1 |
10,0 |
11,0 |
11,9 |
|
2 |
18,4 |
19,2 |
20,0 |
21,0 |
22,0 |
|
3 |
27,7 |
29,0 |
30,8 |
31,0 |
32,4 |
|
4 |
48,0 |
50,0 |
50,2 |
51,0 |
52,0 |
Образец № 2 10х10х15 мм
|
№ вари- анта № обжа- тия |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
8,0 |
9,1 |
10,0 |
11,0 |
12,1 |
|
2 |
18,4 |
18,8 |
19,8 |
21,1 |
22,4 |
|
3 |
27,9 |
28,9 |
29,7 |
31,5 |
32,6 |
|
4 |
47,5 |
49,5 |
49,9 |
51,0 |
52,0 |
|
5 |
80,0 |
79,9 |
80,0 |
81,0 |
82,0 |
Образец № 3 10х10х20 мм
|
№ вари- анта № обжа- тия |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
8,1 |
9,2 |
10,2 |
11,0 |
12,0 |
|
2 |
18,2 |
19,0 |
20,0 |
21,0 |
22,1 |
|
3 |
28,1 |
28,9 |
30,1 |
31,3 |
31,9 |
|
4 |
48,5 |
49,0 |
49,5 |
51,3 |
52,3 |
|
5 |
79,5 |
79,0 |
79,5 |
81,4 |
82,0 |
|
6 |
192,0 |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
400,0 |
Приложение 2.2
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Московский институт стали и сплавов
Кафедра Технологии и оборудования трубного производства
Группа МО-1-2
ТЕЧЕНИЕ МЕТАЛЛА ПРИ ОСАДКЕ
Вариант № ___1____
|
должность (ассистент, преподаватель, доцент, профессор) |
подпись |
Харитонов Е.А |
|
студент |
подпись |
Акимов А.В |
Москва 2014