22134

Выдавливание. Расчет силы деформирования и построение графика технологических нагрузок

Лекция

Производство и промышленные технологии

Основы теории штамповки выдавливанием на прессах М. Прямое выдавливание технологическая операция в процессе которой происходит истечение металла 2 заключенного в замкнутой полости контейнер 3 в направлении движения рабочего инструмента 1 через отверстие поперечное сечение которого определяет поперечное сечение выдавливаемой части деформируемой заготовки. Обратное выдавливание технологическая операция в процессе которой происходит истечение металла из замкнутой полости в направлении обратном встречном движению рабочего...

Русский

2013-08-04

617.5 KB

50 чел.

Тема №7 «Выдавливание»

  1.  Определение и классификация операций выдавливания.
  2.  Механическая схема деформации при выдавливании и распределение деформации в заготовке.
  3.  Расчет силы деформирования и построение графика технологических нагрузок.

Литература:

1.Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. «Теория прессования металлов», М.: Металлургия, 1975,-448с.

2.Овчинников А. Г. «Основы теории штамповки выдавливанием на прессах», М.,:Машиностроение ,1983.-200с.

Прямое выдавливание – технологическая операция, в процессе которой происходит истечение металла 2, заключенного в замкнутой полости (контейнер 3) в направлении движения рабочего инструмента 1 через отверстие, поперечное сечение которого определяет поперечное сечение выдавливаемой части деформируемой заготовки. (Рис. 1).В процессе прямого выдавливания только часть заготовки, расположенная в воронке матрицы и вблизи нее, деформируется пластически.

Обратное выдавливание – технологическая операция, в процессе которой происходит истечение металла из замкнутой полости в направлении, обратном (встречном) движению рабочего инструмента (пуансона), в зазор между пуансоном и матрицей со скоростью VT или через отверстие в движущемся рабочем инструменте (Рис. 2).

В процессе обратного выдавливания на установившейся стадии только часть заготовки, расположенная вблизи торца пуансона, деформируется пластически.

Боковое выдавливание - технологическая операция, в процессе которой происходит истечение металла из замкнутой полости через боковые отверстия в матрице (Рис. 3).

В процессе бокового выдавливания на установившейся стадии только части заготовки, расположенные вблизи бокового отверстия, деформируются пластически.

Радиальное выдавливание – операция, в процессе которой происходит истечение металла из замкнутой полости через щель, расположенную по периметру матрицы, в кольцевую полость (Рис. 4).

Процесс выдавливания в технической литературе называют различными терминами: прессование, истечение, прессование истечением, экструдинг-процесс.

Современная классификация всего многообразия процессов выдавливания базируется на тринадцати независимых признаках:

  •  характер течения металла (см. выше).
  •  физическое состояние металла (холодное, полугорячее, горячее).
  •  схема деформации (растяжение, сдвиг).
  •  форма очага пластической деформации.
  •  скорость деформирования (статическое, импульсное).

Расчет средней  величины интенсивности деформации выполняют по формуле:

(прямое и обратное выдавливание)

F1 - площадь поперечного сечения контейнера, при условии, что диаметры заготовки и контейнера равны.

F0 – площадь поперечного сечения калибрующего участка матрицы (площадь кольцевого зазора при обратном выдавливании).

Для холодного выдавливания предельные значения δ приведены в таблице 6.1 (Овчинников).

Механические схемы деформации Рис. 5:          Рис. 5

Распределение накопленной деформации в заготовке, деформированной выдавливанием неравномерно по объему. Наибольшую деформацию получают частицы, находящиеся на выходе из очага пластической деформации. При радиальном выдавливании: частицы, расположенные на периферии выдавливаемого фланца.

Схемы к расчету силы деформирования методом баланса работ при прямом выдавливании на установившейся стадии (Рис. 6):

Рис. 6.

Расчет методом баланса работ без учета работ среза на границах ОПД.

Калибрующий участок Рис. 5а.

Пусть, часть заготовки находящаяся в калибрующем участке, переместилась по направлению скорости деформирования  на  . Тогда

АВ=, где Uz – перемещение пуансона;

АПл.Д.=0; т.к. эта часть заготовки пластически не деформируется.

Подставляя АВ и АПл.Д. в (1), получим:

=0 и  .

Приняв:   окончательно получим:

,                                                                        (2)

где l- длина калибрующего участка, - напряжение течения металла в калибрующем участке.

Конический участок.

Тот же метод, но с использованием сферической системы координат и следующих допущений:

  •  за верхнюю границу ОПД принимается поверхность части сферы радиуса b (см. рис.5, б) с углом при вершине конуса 2γ;
  •  за нижнюю границу ОПД принимается поверхность части сферы радиуса a (см. рис. 5, б) с углом при вершине конуса 2γ;
  •  перемещения частиц в ОПД происходят по радиусам ρ, функция Uρ зависит только от ρ и не зависит от φ и θ.

Функцию Uρ получим из равенства мгновенных расходов через соответствующие поперечные сечения матрицы. Пусть частицы вблизи верхней границы ОПД переместились на Uz, как и пуансон, тогда расходы через поверхности,   определяемые радиусами b и ρ, запишутся как:

,                                                    (3)

но                          .                                             (4)

Подставляя (4) в (3) для Uρ, получим:

.                                                                                 (5)

Для расчета работы пластической деформации потребуются компоненты:

ξρ, ξθ, и ξφ причем ξθ,=ξφ.

.                                                                     (6)

Условие несжимаемости ξρθ,+ξφ=0 выполняется.

Находим ξi=, пренебрегая γρz .

АПл.Д.=, где σs,2 – среднее по ОПД значение напряжения течения металла, выбранное по средним значениям: , , и θ.

dV=2

Окончательно:

.

Можно показать, что  .

, где  ,

f– площадь поверхности трения; .

.

Подставляя в (1), получим

и для р2:

,

- среднее значение напряжения течения металла в ОПД.

Контейнер:

.

АПл.Д.=0;

Получаем: , где р3 – удельная сила деформирования, L- длина контейнера, - напряжение течения металла в калибрующем участке.

Сила деформирования:

.                                                                            (7)

Для построения графика технологических нагрузок используют типовой (если нет других методов, позволяющих моделировать выдавливание на неустановившейся стадии) график. См. рис.7, рис.8.

Банкетов и др. КШО 1970г. Стр 343.

Горячее выдавливание:

, где -рабочий ход.

Холодное выдавливание:

Величину рабочего хода можно приближенно оценить по выражению:

=lст+S1,  где l – длина стержневой части заготовки после выдавливания, S1 – ход пуансона, соответствующий заполнению воронки матрицы (Рис. 9).

1 – исходная цилиндрическая заготовка;

2 – заготовка (отмечено пунктиром), соответствующая заполнению воронки матрицы металлом;

3 – заготовка после выдавливания.

Силу деформирования для установившейся стадии процесса рассчитывают по формуле (7).

Продольное выдавливание с перемещением материала заготовки от центра к периферии и ограничением ОПД инструментом (обратное выдавливание).

Книга: Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к процессам обработки металлов давлением. Под. Ред. А.В. Лясникова. Санкт-Петербург 1995 г. 527с. с ил.

по (ξi)  

h – глубина полостти.

r – радиус пуансона.

.

f – коэффициент трения по Куллону.

Продольное выдавливание с перемещением материала заготовки от периферии к центру и ограничением ОПД инструментом.

Холодное выдавливание

;

=(ξi);

hм – высота калибрующего участка.

.  (8)

м – угол матрицы.

Поперечное выдавливание с перемещением материала сплошной заготовки от центра к периферии.

=(ξi).

.

.

е=2,71 – основание натурального логарифма.

b=1,08.

f – коэффициент трения по закону Куллона.

σТ – начальное напряжение течения при ξi=0.002.

hк – по формуле (8).

Поперечное выдавливание с перемещением материала полой заготовки от периферии к центру, стр.337 – 338.

EMBED KompasFRWFile  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27725. Совершение преступления группой лиц, группой лиц по предварительному сговору, организованной группой лиц, преступным сообществом (преступной организацией) 29 KB
  Совершение преступления группой лиц группой лиц по предварительному сговору организованной группой лиц преступным сообществом преступной организацией. 35 Преступления совершенные группой лиц подразумевают только соисполнительство без предварительной договоренности о совершении преступления. При соисполнительстве не исключается распределение действий входящих в объективную сторону преступления между соучастниками. Как правило такие преступления совершаются в форме присоединения соисполнителя к противоправному посягательству уже...
27727. Террористический акт (ст. 205 УК) и заведомо ложное сообщение об акте терроризма (ст. 207 УК). Условия освобождения от уголовной ответственности за терроризм. Отличие данного преступления от диверсии 85.5 KB
  3 статьи характеризуется двумя формами вины прямым умыслом в отношении деяния и неосторожностью в отношении смерти человека или иных тяжких последствий. Угроза совершения взрыва поджога или иных действий устрашающих население и создающих опасность гибели человека причинения значительного имущественного ущерба либо наступления иных тяжких последствий часть 1 статьи 205 УК РФ может быть выражена различными способами например устное высказывание публикация в печати распространение с использованием радио телевидения или иных средств...
27728. Правовой статус иностранных граждан согласно Конституциям Монголии и Российской Федерации (сравнительно-правовое исследование) 50.5 KB
  УланБатор Правовой статус иностранных граждан согласно Конституциям Монголии и Российской Федерации сравнительноправовое исследование В двадцать первом веке веке глобализации мира люди могут свободно ездить работать учиться и жить в открытом обществе.1 Рассматривая вопрос о содержании правового статуса иностранных граждан в Монголии и Российской Федерации целесообразно использовать имеющиеся в юридической литературе наработки по общим проблемам правового положения личности поскольку статус иностранных граждан соотносится со статусом...
27729. Сравнительный анализ Конституции России и США 50.5 KB
  Конституция США не декларирует прав и обязанностей граждан. Декларация полномочий ветвей власти в Конституции США носит более абстрактный характер. Конституция США предусматривает выборную должность вицепрезидента в России эта должность упразднена.
27732. Конституционно-правовые институты в странах АТР 1.1 MB
  Кроме того лишив права Президента самостоятельного решения и о внесении предложения по роспуску ВНХ кандидатуры Премьерминистра в парламент остался только один случай ограничило полномочия Президента и у него остается лишь функция передачи партийного предложения по существу задания о назначении Премьера. С другой стороны проблема спора нашего права заключается в определении является Монголия парламентарной республикой или смешанной или может даже полупарламентской или полупрезидентской. Позволю сделать два сравнения:...