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

65670. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНІ ЗАСАДИ ВОДОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІСЬКОГО НАСЕЛЕННЯ 293 KB
  Тому великого значення в галузі економіки природокористування та охорони навколишнього середовища набуває розробка та реалізація організаційноекономічних засад підвищення ефективності водозабезпечення міського населення.
65671. АДМІНІСТРАТИВНО-ПРАВОВИЙ МЕХАНІЗМ ПРОТИДІЇ КОРУПЦІЇ В ОРГАНАХ ВНУТРІШНІХ СПРАВ 356.5 KB
  Однією з найнебезпечніших є корупція, якою пронизані практично всі суспільні відносини, усі гілки державної влади. Корупція постійно видозмінюється, розвивається, пристосовується до нових умов. З’являються нові форми проявів корупції, виникають нові аспекти суспільних відносин, де такі прояви стають нормою.
65672. Соборність та регіональний розвиток у суспільно-політичному житті незалежної України 255 KB
  Звертання до феномену соборності протягом століть супроводжувало боротьбу українців за право на створення власної держави, і сьогодні воно залишається актуальним у контексті боротьби за єдність країни й маніпуляцій політиків стосовно можливого “розколу України”.
65673. Использование формул объемного типа для нормирования расчетных характеристик весеннего половодья р.Северский Донец 766.5 KB
  Гідрологічні обґрунтування таких проектів полягають у визначенні розрахункових характеристик дощових паводків і весняних водопіль до яких відносяться максимальні витрати води шари і самі гідрографи стоку. При наявності водосховищ проточного типу великого значення набувають не лише ці параметри стоку в період...
65674. РЕГУЛЮВАННЯ ЦИКЛІЧНОСТІ РОЗВИТКУ РЕГІОНАЛЬНИХ СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИХ СИСТЕМ 213.5 KB
  В сучасних умовах трансформації економіки України все більше уваги приділяється регіональному розвитку держави адже саме через наявність економічно сильних територій можна досягти позитивних зрушень в економіці країни в цілому.
65675. Формування організаційно-економічного механізму управління агропромисловими підприємствами 690.5 KB
  В результаті проведення ринкових реформ сформувалися нові, специфічні умови функціонування аграрних підприємств. Жорсткість конкурентної боротьби, насичення ринків товарами та послугами, падіння попиту та сукупність інших чинників ускладнюють діяльність підприємств...
65676. Розробка нових покриттів металевих імплантатів для покращення толерантності тканин організму до них 495 KB
  Вплив імплантатів встановлених в організм експериментальних тварин на зміну рівня холестерину Среактивного білку та факторів згортання крові. Біофізичні та біохімічні методи оцінки реакції організму і тканин після...
65677. ПСИХОЛОГІЧНИЙ СУПРОВІД ПРОФЕСІЙНОГО РОЗВИТКУ МАЙБУТНЬОГО ПСИХОЛОГА У ВИЩОМУ НАВЧАЛЬНОМУ ЗАКЛАДІ 181.5 KB
  Стрімкий розвиток українського суспільства його науковотехнічної та гуманітарної сфер ставить нові завдання перед системою вищої освіти передусім щодо зміни орієнтації професійної підготовки майбутніх фахівців з формування професійних знань та вмінь на забезпечення комфортних умов...
65678. ПОРУШЕННЯ СЛУХОВОЇ ФУНКЦІЇ ПРИ НЕФРОГЕННОМУ ОСТЕОПОРОЗІ 761 KB
  Діагностика та лікування розладів слуху залишається важливою проблемою сучасної оториноларингології. У звязку із великою частотою розладів слуху заходи по боротьбі із приглухуватістю Всесвітньою організацією охорони здоров'я ВООЗ включено до спеціальної програми яка направлена...