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

21590. РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЫВЕТРИВАНИЯ И МЕРЗЛОТНЫХ ПРОЦЕССОВ 62.5 KB
  РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЫВЕТРИВАНИЯ И МЕРЗЛОТНЫХ ПРОЦЕССОВ 3. Краткий обзор процессов выветривания 3. РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЫВЕТРИВАНИЯ И МЕРЗЛОТНЫХ ПРОЦЕССОВ 3. Краткий обзор процессов выветривания Агентами выветривания являются солнечная инсоляция составные части атмосферы вода кислоты растительные и животные организмы.
21591. СКЛОНЫ, СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ, РЕЛЬЕФ СКЛОНОВ 84.5 KB
  СКЛОНЫ СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ РЕЛЬЕФ СКЛОНОВ 4. Типизация склонов по крутизне 4. Типизация склонов по длине 4. Морфологические типы склонов 4.
21592. ФЛЮВИАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ 244.5 KB
  Поперечный разрез бассейна и долины реки представлено на рис. Рис. Симметричные: а теснины рис.2; б каньоны рис.
21593. МОДУЛЬНЫЙ ПРИНЦИП КОНСТРУИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ 659.5 KB
  Модули нулевого уровня. Модули первого уровня. Модули второго уровня. Модули третьего уровня.
21594. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ 516.5 KB
  Линии передач ЛП. Электрически длинные линии передачи. Линии электропитания. Виды электрических соединений [2] Линии передач ЛП.
21595. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ 245.5 KB
  Technology of the fabrication of the electronic instruments Тема 10: ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Никогда не известно для чего нужна лишняя деталь пока ее не выбросишь. Содержание: Организация производства радиоэлектронной аппаратуры. Основные понятия технологии производства аппаратуры. Типы производства.
21596. РАЗРАБОТКА ТЕХПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ 441.5 KB
  Проектирование техпроцессов сборки и монтажа. Типовые и групповые процессы сборки и монтажа. Техпроцессы сборки и монтажа аппаратуры. Выбор техпроцесса сборки электронного узла.
21597. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 235.5 KB
  Печатные платы. Общие сведения о печатном монтаже [1 3 4] Печатные платы это элементы конструкции которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. В зависимости от числа нанесенных печатных проводящих слоев печатные платы разделяются на одно двух и многослойные. Односторонние печатные платы ОПП выполняются на слоистом прессованном или рельефном литом основании без металлизации или с металлизацией...
21598. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПП 284 KB
  Формирование рисунка печатных плат. Контроль и испытания плат. Отсюда распространенное название таких плат печатные платы ПП. Малогабаритные платы размером до 100 мм размещают на групповой заготовке площадью не менее 005 м2 с расстоянием 510 мм между ними.