11.3 Материалы, оборудование и принадлежности
Для выполнения работы необходимы: заготовка из свинца, стенд, моделирующий процесс прокатки, штангенциркуль, линейка.
11.4 Ход работы
До включения стенда изучить его устройство и порядок работы. Выполнение работы предусматривает прокатку свинцовой заготовки последовательно в шести калибрах валков, измерение геометрических параметров (ширины, длины, толщины) полосы после каждого прохода и занесение их в таблицу.
Работу выполнить в следующей последовательности:
1 Записать в таблицу 11.1 исходные данные заготовки (Ho, Bo, Lo).
2 Включить стенд, установить заготовку на столик против первого калибра валков и, слегка проталкивая специальной палочкой, произвести прокатку (обжатие), снять геометрические параметры и занести в таблицу 11.1, далее процесс прокатывания проходит последовательно по всем калибрам со снятием и регистрацией геометрических параметров.
Таблица 11.1
Номер проходов |
Геометрические параметры образца |
Параметры, характеризующие очаг деформации |
||||||||||||
Н, мм |
В, мм |
L, мм |
D, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм
мм
%
%
мм
мм
3 Произвести расчеты и определить:
- абсолютное обжатие по формуле (11.1);
- относительное обжатие по формуле (11.3);
- абсолютное суммарное обжатие по формуле (11.2);
- относительное суммарное обжатие по формуле (11.4);
- абсолютное уширение по формуле (11.5);
- суммарное абсолютное уширение по формуле (11.6);
- угол захвата по формуле (11.7);
- коэффициент вытяжки по формуле (11.8);
- суммарный коэффициент вытяжки по формуле (11.9).
4 Результаты эксперимента и расчетов записать (см. таблицу 11.1).
5 По результатам таблицы построить:
- график изменения
суммарного относительного обжатия
(ось ординат) в зависимости от числа
проходов заготовки (ось абсцисс);
- график зависимости суммарного коэффициента вытяжки (ось ординат) от числа проходов заготовки (ось абсцисс).
Дать анализ полученных зависимостей.
11.5 Содержание отчета
Отчет должен содержать: название и цель работы, краткие теоретические сведения, схему прокатки (см. рис.11.1), расчетные формулы для определения параметров очага деформации и их числовые значения в виде таблицы 11.1, графики и выводы.
12 Лабораторная работа № 10 исследование деформации металла при обратном методе прессования
12.1 Цель работы
Исследовать механические, скоростные и силовые параметры процесса при обратном методе прессования.
12.2 Теоретические сведения
Прессование заключается в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость контейнера через отверстие в матрице. Профиль прессованного изделия соответствует сечению этого отверстия. Прессование – высокопроизводительный и экономичный способ обработки металлов и сплавов. Он является основным для получения разнообразного сортамента профилей. Следует отметить, что в производстве труб и прутков простых профилей с процессом прессования конкурирует прокатка. Однако сложные профили (рис.12.1) получают исключительно методом прессования. Прессованные изделия более точны, чем катанные.
|
Рисунок 12.1 – Изделия, полученные прессованием
Прессование металла происходит в условиях всестороннего неравномерного сжатия (рисунок 12.2). При этой схеме деформирования металл наиболее пластичен. Поэтому прессованием можно обрабатывать как пластичные, так и малопластичные сплавы: медные, алюминиевые, магниевые, титановые, углеродистые и легированные стали и др.
|
Рисунок 12.2 – Схема напряженного состояния металла при прессовании
К недостаткам процесса можно отнести значительные (иногда до 40 % от массы заготовки) отходы металла и интенсивный износ инструмента, особенно при прессовании сталей и других труднодеформируемых сплавов.
Исходной заготовкой для прессования является слиток или круглый прокат. Различают прямое и обратное прессование.
При прямом прессовании направление течения прессуемого металла совпадает с направлением движения пуансона, при этом затрачивается большее усилие, чем при прессовании по обратному методу. При прямом методе усилие расходуется на выдавливание металла и на преодоление трения металла о внутренние стенки контейнера, при обратном – только на выдавливание металла через отверстие матрицы. Пресс-остаток при обратном методе прессования всегда меньше пресс-остатка, получившегося при прямом методе.
При обратном методе прессования металла (рис.12.3) в контейнер 2 входит пуансон 4 с матрицей 3. В процессе движения пуансона под приложенным усилием Р матрица давит на помещенную в контейнер заготовку 6, в результате чего металл выжимается через отверстие матрицы в направлении, обратном движению пуансона; при этом образуется изделие 5. В процессе прессования контейнер противоположным концом упирается в плиту (поддон) 1.
|
Рисунок 12.3 – Схема обратного метода прессования
Процесс прессования определяют следующие основные режимы:
1) механический режим прессования.
Характеризуется
величиной деформации, которую оценивают
коэффициентом вытяжки
:
,
(12.1)
и степенью
деформации
,
%:
,
(12.2)
где
и
- площади поперечного сечения контейнера
и отверстия матрицы, мм2;
2) скоростной режим прессования.
Характеризуется скоростью деформации (скоростью истечения металла) W, мм/с:
(12.3)
и скоростью прессования (скоростью движения пуансона) Vпр, мм/с:
,
(12.4)
где L – ход пуансона, мм;
τ - время прессования, с;
3) силовой режим прессования. Характеризуется величиной приложенного усилия Р, Н.