6958

Визначення зусилля і питоме зусилля об’ємного осаджування циліндричної заготовки d=200мм і висотою h=300мм, інженерним методом розрахунків

Практическая работа

Производство и промышленные технологии

Теоретичні відомості Осадкою називають технологічну операцію, за допомогою якої зменшують висоту заготівки з одночасним збільшенням її поперечних розмірів. У технологічних процесах кування осадка застосовуємся, як основна так і попередня операція...

Украинкский

2013-01-11

147.5 KB

4 чел.

1. Теоретичні відомості

Осадкою називають технологічну операцію, за допомогою якої зменшують висоту заготівки з одночасним збільшенням її поперечних розмірів. У технологічних процесах кування осадка застосовуємся, як основна так і попередня операція. У першому випадку вона є визначальною операцією при отриманні форми деталі (осідання дисків, фланців, шестерень), в другому – для збільшення укову (коли в процесі кування коефіцієнт укову невеликий, і не вдається ліквідовувати литу структуру), для зменшення анізотропії механічних властивостей, для зменшення глибини прошивки, для забезпечення відповідного розташування волокон в майбутній деталі.

В процесі осадки циліндрична заготівка набуває бочкоподібної форми через сили тертя на контактній поверхні.

Сили контактного тертя, вимагаючи додаткової роботи на їх подолання,
підвищують опір, деформації, а тим самим і ви грати енергії на деформацію. Роль контактного тертя зростає у міру збільшення
d/h, оскільки збільшується відношення площі поверхні контакту до вільної поверхні. Контактне тертя, загальмувавши довколишні шари металу, створює в зразку, що осаджується, додаткове напруження, подолання якої у свою чергу вимагає додаткової енергії, що також виражається в збільшенні опору деформації. Вплив сил тертя може бути вирахувано формулою (1) Е.Зібеля, яка отримана в передумові, що коефіцієнт тертя не дуже великий, і існує лінійна залежність між силами тертя на контактній поверхні і нормальній напрузі.

   (1)

З теорії обробки металів тиском відомо, також, що при осадці внаслідок
контактного тертя виникає неоднорідність деформації. Механічна схема
деформації, - сукупність схем напруженого і деформованого станів, - при осадці циліндричних заготовок на плоскопаралельних плитах визначається переважно умовами тертя на контактній поверхні і відношенні розмірів заготівки d/h. За відсутності сил зовнішнього тертя або нікчемній їх величині напружений стан характеризуватиметься лінійною схемою напруженого стану.

Мал.1.1.

У звичайних умовах в процесі осадки на контактних поверхнях сили тертя досягають значної величини, що приводить до зміни механічної схеми деформації. При осадці низьких заготовок майже за всім обсягом заготівки має місце об'ємна схема всебічного стиснення (мал. 1.1).

Наочним проявом впливу механічної схеми деформації є бочкоподібна форма осадженого зразка. Очевидно, що сили тертя на контактній поверхні роблять найбільший вплив в приконтактних областях, і у міру віддалення від них воно зменшується. Ця нерівномірність напруженого стану являється джерелом неоднорідності деформації при осіданні. При дослідженні нерівномірності деформацій в осьовій площині можна виділить 3 області (мал. 1.2).

Мал. 1.2.

I - зона "затрудненої" деформації, прилегла до торців заготівки
деформується трохи;

II - зона інтенсивної деформації, в якій відбувається інтенсивний перебіг металу як в осьовому, так і в радіальних напрямах;

III - зона, прилегла до бічної поверхні зразка, де інтенсивність перебігу металу менше, ніж в зоні II і більше, ніж в зоні І. Об'єм цієї зони залежить від ступеня деформації і розмірів зразків.

При осіданні зразків з відношенням  зона III та І  зникають, зливаючись із зоною II. Неоднорідність деформації при осіданні в цих умовах збільшується, і, як наслідок цього, збільшується діжкоподібність. На мал. 1.2. б показаний розподіл твердості в діаметральній площині симетрії при осіданні зразка алюмінієвого сплаву (2), по якому можна судити про інтенсивність деформації в холодному стані.

Дослідження неоднорідності деформації вельми наочно може бути
продемонстроване при осіданні шарових пластилінових зразків контрастних кольорів.

Наслідком нерівномірності деформації заготівки є неоднорідність перебігу металу на контактній поверхні. При осаджуванні до значних ступенів деформації зразків невеликої висоти на контактній поверхні можна розрізнити 3 зони (мал. 1.3)

А - кільцеподібна зона, прилегла до бічної поверхні "зона ковзання", де
дотичні напруження на контактній поверхні зростають пропорційно нормальним до свого найбільшого значення.

Б - що є сусідами із зоною А також кільцеподібна зона, в якій дотичні
напруження досягають найбільшої величини, "зона загальмування".

В - зона, розташована в центрі зразка, де дотичні напруження знижуються від максимуму до 0 в центрі контактної площини.

Мал.1.3.

2. Розрахунок зусилля і питомого зусилля

Дано: d=200мм, h = 300мм, =0,3, т=60МПа.

Для знаходження зусилля та питомого зусилля потрібно побудувати епюру напружень.

При співвідношенні – епюра напружень складається з однієї зони.

Визначаємо дотичні напруження:

При мм

Знаходимо нормальні напруження z:

При

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

При мм

Знайшовши значення дотичних та нормальних напружень будуємо епюри.

Визначаємо деформуюче зусилля:

,

де r – відстань від центра маси побудованої епюри, до вісі симетрії;

F= 6030мм2 – полоще епюри;

Н =2,01 МН

Визначаємо питоме зусилля:

де f=r2=3,141002=31400 мм2 – площа контакту заготовки з інструментом.

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50703. Определение коэффициента теплопроводности воздуха 68.5 KB
  Цель работы: Изучение явления теплопроводности в газах и определение коэффициента теплопроводности воздуха. Приборы и принадлежности: установка для измерения теплопроводности воздуха.09 Теория даёт следующую связь между напряжением на проводнике и силой тока в цепи: 1 АВ постоянные определяемые параметрами установки – коэффициент теплопроводности воздуха Введя переменные ...
50704. Определение коэффициента вязкости жидкости 101 KB
  Цель работы: Определить коэффициент вязкости жидкости по истечению его через капилляр. Приборы и принадлежности: установка для измерения коэффициента вязкости жидкости. Ход работы: № Qмл мм с 1 200 160 52 2 200 180 81 3 200 240 355 4 200 150 542 5 200 188 442 Найдём значения и : Находим коэффициент вязкости: Определяем среднюю скорость: Проверка Определим число Рейнольда: Определим...
50706. Определение фокусных расстояний собирающей и рассеивающей линз и основных характеристик оптических систем, составленных из этих линз 70 KB
  Цель работы: Определение фокусных расстояний собирающей и рассеивающей линз и основных характеристик оптических систем составленных из этих линз. Приборы и принадлежности: источник света со щелью в виде стрелки; экран; рейтер и масштабная линейка; набор линз две собирающих и одна рассеивающая; два штатива для установки линз. Ход работы: С помощью метода Бесселя рассчитать фокусные расстояния и оптические силы двух собирающих линз и одной рассеивающей.После этого измеряем расстояние от источника до линзыd1 и...
50707. Изучение распределения Гаусса и двумерного распределения Максвелла на механической модели 113 KB
  Цель работы: изучение законов нормального распределения случайных величин и двумерного распределения Максвелла. Вывод: в данной работе мы получили экспериментальные и теоретические графики распределения случайных величин которые качественным образом показывают распределение скоростей молекул идеального газа.
50708. Определение коэффициента поверхностного натяжения по высоте подъёма жидкости в капиллярных трубках 25 KB
  Тема: Определение коэффициента поверхностного натяжения по высоте подъёма жидкости в капиллярных трубках. Цель работы: определить коэффициента поверхностного натяжения. Вывод: В этой работе мы с помощью четырёх капиллярных трубок нашли два значения коэффициента поверхностного натяжения 1 = 745  178103 Н м и 2 = 644  218103 Н м.
50709. Исследование напряженного состояния тонкостенной цилиндрической оболочки 282 KB
  В таких оболочках действуют кольцевые в первом главном сечении и меридиональные напряжения во втором главном сечении которые могут определиться через внутренние силы и моменты: ; 1 где S –меридиональные силы; Т – кольцевые силы; толщина стенки; Z – координата точки в которой определяем напряжение; Z изменяется от до . Из формулы 1 следует что напряжения распределены по толщине стенки по линейному закону достигая наибольших значений на внутренней или нагруженной поверхностях опор ; 2 В этих формулах если...
50710. ПОКУДОВА ДОБОВИХ ГРАФІКІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЗА ДАНИМИ ОБСТЕЖЕННЯ ГРУПИ КОМУНАЛЬНО-ПОБУТОВИХ ЕЛЕКТРОПРИЙМАЧІВ ТА ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОГО МАКСИМАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ І ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАФІКА 191 KB
  Натурний експеримент Мета роботи. Побудова добового графіку навантаження комунально-побутового споживача житлового будинку квартири тощо на основі обстеження його електроприймачів та обчислення розрахункового максимального навантаження і основних числових характеристик графіка. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Електричне навантаження є основним...
50711. ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 126 KB
  Выполнить опытную проверку принципа наложения. Принцип наложения формулируется следующим образом: ток в Кой ветви равен алгебраической сумме токов вызываемых в этой ветви каждой из э. Принцип наложения используется в методе расчета получившем название метода наложения. Опытная проверка принципа наложения производится в следующем порядке: а в цепи собранной при выполнении пункта 1 отключается один из источников э.