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

53989. Types of questions 66 KB
  Загальні питання (general questions)Ставиться до всього речення і вимагає відповіді «так» або «ні» Does Peter read books? Спеціальні питання (special questions) Ставиться за допомогою спеціальних питальних слів для з’ясування чогось конкретного.
53990. Revision of the types of question 840 KB
  The Thames is a short river. It’s only 349 km long. The Amazon in Brazil is 6 437 km long! Many people think the Thames is not clean but this is not true. More than 97 types of fish live here, for example salmon and eels. Eels are a traditional food in East London. People make a pie and serve it with mashed potatoes.
53991. Подорож. Traveling 48.5 KB
  Our theme for today is “Traveling” and our aim is to revise our knowledge that we have got studding in this theme. We’ll revise all materials on the topic “Traveling” and we’ll speak, read, write translate and listen to the dialogue on the computer and make up your own dialogues.
53992. Визначні місця Великобританії 48.5 KB
  You are right. I’m sure that you’ve learned a lot about this country at your geography lessons, from TV programmes. At our lesson we’ll try to enlarge your knowledge about this country while doing different activities. But first of all I want you to answer my questions.
53993. British lifestyle 53 KB
  Мета: Учити учнів спілкуватися за темою вживаючи нову лексику. Розвивати та розширювати уявлення учнів про традиції англійців. 190 Для перевірки домашнього завдання учні обмінюються зошитами. Учні в парах читають вірші здогадуються про які свята йдеться та заповнюють пропуски назвами свят.
53994. Environmental problems 46.5 KB
  In my opinion, rubbish is the biggest problem. People put a lot of rubbish into rubbish dumps. This pollutes the ground and the water. My family tries to help the environment. At home we recycle most of our rubbish. We put paper, glass and plastic into special containers outside our house. In my view, this is a great system because it really helps the environment.
53995. The Best Place for Holidays 81.5 KB
  Today at the lesson we’ll speak about the best place for holidays, listen to the dialogue about visiting Malta, revise and identify the past tenses, put the verbs in brackets into the correct tense, read Vicky’s letter about her holidays in Madrid, in groups write the letter to a pen friend according to the plan, get to know if you “can taste the flower seeds”.
53996. Modern Inventions. The Internet 68 KB
  Communication in social networks was chosen as the object of our lesson because communication has always been an important part of young people's lives. Today they can choose between traditional and new ways of communication. Traditionally the young meet after classes with their school friends, make parties and go to the movies or disco clubs to have fun, relax and acquire new friends.