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

12787. Группирование элементов (span и div) 15.67 KB
  Группирование элементов span и div Элементы span и div используются для структурирования документа часто совместно с атрибутами class и id. В этом уроке мы подробно рассмотрим как использовать span и div поскольку эти элементы HTML имеют важнейшее значение в CSS. Группиро...
12788. Боксовая модель в CSS 24.21 KB
  Боксовая модель Боксовая модель в CSS описывает боксы генерируемые для HTMLэлементов. Боксовая модель также имеет детальные опции для определения полей рамок заполнения и содержимого каждого элемента. На диаграмме далее показано как построена боксовая модель: Боксов...
12789. Поля и заполнение 13.38 KB
  Поля и заполнение В предыдущем уроке мы рассмотрели боксовую модель. В этом уроке объясним как можно изменять представление элементов свойствами margin и padding. Установим поля элемента Установим заполнение элемента Установим поля элемента У элемента ест
12790. Рамки. Примеры определения рамок 23.33 KB
  Рамки Рамки имеют многообразное применение например как декоративный элемент или для отделения двух объектов. CSS предоставляет бесчисленное множество вариантов использования рамок. borderwidth bordercolor borderstyle Примеры определения рамок border Толщи
12791. height/высота и width/ширина 12.79 KB
  height/высота и width/ширина До сих пор мы особо не заботились о размерах элементов с которыми работали. На этой лабораторной посмотрим как легко можно определять высоту и ширину элемента. width height Установка ширины [width] Свойством width вы можете определять шири
12792. Всплывающие элементы (поплавки) 39.32 KB
  Всплывающие элементы поплавки Элемент может всплывать вправо или влево с помощью свойства float. То есть бокс с его содержимым может всплывать вправо или влево в окне документа или содержащего бокса см. в лабораторной №7 описание боксовой модели. Принципы показаны на ...
12793. Позиционирование элементов 41.88 KB
  Позиционирование элементов При помощи CSSпозиционирования вы можете разместить элемент точно в нужном месте страницы. Вместе с поплавками см. лаб. № 11 позиционирование даёт вам большие возможности для создания точного и навороченного дизайна. В этом уроке мы обсуди
12794. Наслоение с помощью z-index (Слои) 21.24 KB
  Наслоение с помощью zindex Слои CSS оперирует в трёх измерениях высота ширина и глубина. Мы работали в двух измерениях на протяжении всех предшествующих уроков. В этом уроке мы научимся создавать слои/layers. Коротко говоря упорядочивать элементы так чтобы они перекрывали...
12795. Перспективы развития рынка клубного туризма в Крыму и Краснодарском крае 664.5 KB
  Исследовать историю развития клубного туризма. Определить современные направления клубного туризма. Представить анализ основных стран клубного туризма. Рассмотреть особенности организации клубного туризма. Изучить особенности внутреннего клубного туризма. Провести анализ клубного туризма в России