1.Серпімді және пластикалық деформация

2.Әдіп, шақтама, кенерме. Олардың қызметі, қалыптау кезіңде қолданылуы.

...Әдіп, шақтама, кенермені белгілеу. Қалыптаумен өте дәл соғылманы алу мүмкін емес. Сондықтан шақтаманы белгілейді. Шақтама соғылманың бйіктігі бойынша толық қалыптанбауды, қалып жылғасының тозуын, қалыптардың ығысуын ескереді. Егер шақтамамен қамтамасыз етілген соғылманың дәлдігі және бетінің кедір-бұдырлағы дайын тетікке қойылатын талапты қанағаттандыратын болса онда ешқандай әдіпті белгілемейді. Егер шақтама немесе беттің кедір-бұдырлығы қанағаттанарлықсыз болса, онда мөлшерлеуді (безелеуді), калыптау процестерінің өзін, қыздыруды және т.б. жақсартуларды қолданып тым дәл соғылманы алу мүмкіндігін қарайды. Егер бұл да жеткіліксіз болса, онда келесі механикалық өңдеуге әдіпті белгілейді. Әдіпке металдың ақау қабаты, отқабыршықтан жаншықтар, металдың көміртіксізденген қабаты және т.б. кіреді. Бұл ақаулы қабаттар механикалық өңдеумен алынып тасталады. Соғылманың қабырғаларына ұсталық әдіп тағы да өзіне теріс шақтаманы қосады. Сондықтан әдіп пен шақтама өзара байланысты және бір-бірінен тәуелді болады.

Көлемдік қалыптаған кезде әдіп пен шақтаманы мемлекеттік стандарт бойынша белгілейді (жоғары жақты қараңыз).

Мамандар ерекше мәнді соғылманың толық қалыптанбауына береді. Бұл соғылманың тік өлшемдеріне шақтаманың оң ауытқуын анықтайды. Осы ауытқу соғылманың тік өлшемдеріне теріс ауытқудан екі есе үлкен болады. Қалыптанбаудың үлкен болуын қалыптар қатты соғылған жағдайда олардың сыну қауіпсіздігімен байланыстырады. Сондықтан процесті толық қалыптамай жүргізуге, яғни қалыптарды соқтырмай үрдісті жүргізуге ұмтылады. Бірақта толық қалыптамау биіктік бойынша оң шақтама шегінде болуы қажет.

Соғылманың түрін жеңілдету үшін әдіпті үлкейтіп, кенермені белгілейді. Кенермені белгілеудің себебі, ол соғылманың кейбір жерін деформациялаудың қиындығы. Мысалы, тетікте диаметрі 30 мм кіші болатын тесік бар болса, онда оған кенерме белгілейді. Өйткені соғылмадағы ойықшаны алу үшін керекті қалып шығыңқылығының диаметрі 30 мм кіші болғанда оның шыдамдылығы өте кішкентай болады.

3.Тоқпақтар. Жұмыс істеу принципі. Классификациясы.

1.Серпімді және пластикалық деформация

Сыртқы күштердің әсерінен дене пішінінің немесе өлшемдерінің өзгеруін деформация (латынша деформация - бүліну, бұзылу) деп атайды. Кернеуді арттырғанда деформация әсерінен дене толық бұзылуға алып келуі мүмкін. .Материалдардың деформацияға және әсер етуші күштерге төзімділігі олардың механикалық қасиеттерімен сипатталады. Қандай да бір деформация түріне ұшырауы оған әсер еткен күшпен сипатталады. Ең қарапайым деформация түрлеріне созылу деформациясы, сығылу деформациясы және ығысу деформациясы ( немесе кесу) жатады.

Деформация пластикалық және серпімді болып бөлінеді.

Күштің әрекеті тоқтағаннан кейін, дене өзінің бастапқы пішіні мен өлшемін өзгертетін болса, мұндай деформация пластикалық деп аталады.Пластикалык деформациядан кейін дене өзінің жаңа пішіні мен өлшемін толығымен немесе жартылай сақтайды және ондай дене пластикалық дене деп аталады.

Күштің әрекеті тоқтағаннан кейін дененің бастапқы пішіні мен өлшемі қайтадан қалпына келетін болса, мұндай деформация серпімді деп аталады.Тәжірибелер деформациялаушы күшке қарама-қарсы бағытталған жаңадан бір күш пайда болатынын кәрсетеді. Бұл күш серпімділік күш деп аталады.

3)Тоқпақтар. Жұмыс принципі. Классификациясы.

Тоқпақтар деп – соғудан бұрын жетек энергиясы, құрал-сайман бекітілген жұмыстық массаның сызықтық жүрісінің кинетикалық энергиясына, ал соғу кеінде – соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына алмасатын, соғумен әсерететін ұсталық қалыптау машиналарын айтамыз. Тоқпақтардың жетектерінде бу, сығылған ауа немесе газ, қысыммен әсерететін сұйықтық, жанғыш қоспа, жарылғыш заттар, электромагнитті және гравитациялық өрістер (жылу, химиялық, электродинамикалық, гравистатикалық энергия түрлері).

Тоқпақтардың жұмыс істеу принципі кинетикалық энергияны Т_э (тоқпақтың әсерлік энергиясы деп аталады) жинау мақсатымен соғылмаға бағытталған бос жүріс кезінде жетектін жұмыстық шығындалуымен А_п және жұмыстық жүріс кезінде соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына А_д қолдану үшін, жұмыстық массаларды υ жылдамдыққа дейін екпіндету болып табылады: А_п → Т_э→А_д немесе

мұнда: η_р – екпіндетудің ПӘК; η_д – соғумен деформациялаудың ПӘК.

Классификациясы.Тоқпақтарды үш негізгі белгілеріне байланысты классификациялайды: техно­логиялық қолданылуына, типі мен жетек әсерінің еселігі және құрылымдық орындалуына қарай.

Технологиялық қолданылуына қарай тоқпақтарды соғу (еркін соғу үшін), қалыптау (көлемді қалыптау үшін) және қаңылтыр қалыптау (қаңылтыр дайындамаларды қалыптау үшін) деп бөледі.

Жетек типіне қарай төменде қарастырылатын сегіз құрылымдық топқа бөледі. Бірінші топқа бу ауалы тоқпақтар жатады.Тоқпақтардың жылжымалы бөлігін бу немесе сығылған ауа қысымымен (7-9) 10⁵ Па қозғалысқа келтіреді. Бу немесе ауа энерготасымалдаушы болып табылады. Жұмыс массаларының максималды жылдамдығы 6-7 м/с.

Екінші топқа жетекті пневматикалық тоқпақтар жатады. Тоқпақтардың жұмыстық массалары, машина құрылымының бөлігі болып табылатын компрессордағы 0,4—0,6 МПа дейін сығылған ауа арқылы қозғалысқа келтіріледі. Атмосферадан келетін ауа компрессор поршені мен жұмыстық поршен арасында серіпімді ортаны құрайды және жұмыстық дене болып табылады.

Үшінші топқа электірлік тоқпақтар жатады,оларда жұмыстық массалардың жетегі үшін меншікті тарту күші 0,1—0,5 МПа болатын сызықты статорлардың жүгіруші электромагнитті өрісті қолданады.

Төртіншіге топқа жетекті электромеханикалық тоқпақтар жатады.Бұларда жұмыстық массаны жоғары көтеру үшін электр қозғалтқыштар мен үйкелісті, жұмсақ және серіпімді буындары бар беріліс механизмдерді, ал металдарды деформациялау үшін – жердін гравистатикалық әсері арқылы алынған жұмыстық массанын 4–5,5 м/с жылдамдықпен құлауының кинетикалық энергиясы қолданылады.

Бесінші топты газогидравликалық баспақтар құрайды (6.2 д сурет). Жұмыстық массаларды 5–6 м/с жылдамдыққа дейін екпіндету мен кинетикалық энергияны алу үшін алдын–ала 1–5 МПа дейін сығылған азот немесе ауанын ішкі энергиясы, ал осы массалардың бастапқы жағдайға қайтып келуі және газды сығу үшін – қысымы 2–10 МПа сұйықтық қолданылады.

Алтыншы топты гидравликалық тоқпақтар құрайды.мұнда энергртасымалдаушы болып сораптан немесе аккумулятордан келетін 6—20 МПа дейін сығылған сұйықтық табылады. Сұйықтық энергиясы жұмыстық массалардың кинетикалық энергиясын алу үшін және олардын бастапқы жағдайға қайтару үшін қолданылады. Соғу алдында жұмыстық массалардың жылдамдығы 4–6 м/с.

Жетінші топты іштей жану қозғалтқыштарының жұмыс принціпі бойынша жұмыс істейтін газды (жылулық) тоқпақтар құрайды. Энерго тасығыш ретінде жанғыш газ немесе жанғыш қоспа қолданылады, олар жанған кезде жұмыстық камерада қысым 10–20 МПа дейін көтеріледі, ал жұмыстық массаның жылдамдығы 10 м/с жетеді не одан да асады.

Сегізінші топты жарылғышты тоқпақтар құрайды, энерго тасымалдаушысы қатты жарылғыш заттар және олардың қоспалары болып табылады. Олардың жұмыстық камерада тез жануына баиланысты ондағы қысым 20 МПа дейін не одан жоғары болады, ал жұмыстық массаның жылдамдығы 20 м/с жетеді не одан да асады.

Соққы массаларының бір немесе екі бағытта қозғалуы үшін қолданылатын энерготасымалдаушыларға байланысты тоқпақтарды қарапайым және екі әсерлі деп бөлеміз.

Қарапайым әсерлі тік баспақтарда жұмыстық массасының төменгі бағытта қозғалысы жердің гравистатикалық энергия өрісі (ауырлық күш) арқылы жүргізіледі, ал энерготасымалдаушы тек жоғары көтеру үшін қолданылады. Екі әсерлі тоқпақтарда энерго тасымалдаушы жұмыстық массаны жоғары және төмен қозғалту үшін қажет. Соған байланысты екі әсерлі тоқпақтардың жұмыстық массаларының кинетикалық энергиясы дәл сондай масса шамасы және сондай жүрісті қарапайым әсерлі тоқпақтардың энергиясынан көп. Бу ауалы, жетекті пневматикалық, гидравликалық және газогидравликалық тоқпақтардың басым көпшілігі және де үлкен жылдамдықты тоқпақтар мен барлық газды тоқпақтарда екі әсерлі тоқпақтарға жатады.

24-билет

1.Кернеулі-деформация күйінің жеке схемалары.

2.Илемдеу процесінің параметрлері. Жаншу режімін, керілуді, және илемдеу күшін есептеу. Илемдеудің моменті мен қуаты.

3.Тоқпақтар. Тоқпақтың соққы массалардың арақатынасы.

Цилиндрлік үлгілікті созған кездегі ең қарапайым сызықтық кернеу күйін қарайық. Цилиндрлік үлгілік у осі бойымен Р күшімен тартылсын. Үлгіліктің көлденең қимасында S₀ әсер етуші тік кернеу мынаған тең (оқулық [4] қараңыз):

. (13.1)

Нормалі болатын у осіне α бұрышымен орналасқан еңкіш алаңда тік кернеудің жалғыз ғана сыңары σ_у әсер етеді. Осы сыңар бір жағынан толық нормальды кернеу болып саналып мынандай теңдікпен табылады:

. (13.2)

Толық кернеуді мынандай екі бөлімге бөлуге болады: қиғаш алаңның нормалі бойымен бағытталған тік кернеу; алаңның жазықтығында әсер ететін жанама кернеу . Олардың мөлшері мынандай формулалармен есептеледі:

немесе (13.3)

(13.4)

және

немесе (13.5)

(13.6)

Кернеу σ_о басты тік кернеу екендігіне көз жеткізу қиын емес. Өйткені α = 0 болған кезде жанама кернеу жоқ болады ( = 0), ал толық кернеудің алаң нормаліне проекциясы ең үлкен мөлшерді алып мынаған тең болады:

( )_=0 = σ_max = σ₁. (13.7)

Жанама кернеу ең үлкен мөлшерді болған кезде алады және мынаған тең болады: .

Осы жағдайда нормальды кернеу тағы да тең болады, өйткені . Нормальды және жанама кернеулердің ең аз мөлшері, олар жоқ болатын ( = = 0) у осіне паралельді алаңдарда болады.

Сыртқы күштің әсерімен созылатын үлгілікте _х, _у, _z деформациялары пайда болады. Басты бағытта пайда болатын деформациялар ₁, ₂, ₃ басты деформациялар болып саналады. Созу кернеуінің бағытындағы салыстырмалы деформация ₁ таңбасы бойынша оң болады (салыстырмалы ұзару). Оны бойлық деп санау қабылданған, ал ₂ = ₃ деформацияларын көлбеулік деп есептейді.

Сызықтық кернеу күйінің кернеулер, деформациялар және деформациялар жылдамдығы тензорларын қарайық.

Жай созу (орта қысылмайды, ₁ = , ₂ = ₃ = -0,5 ,  > 0, ₁ = , ₂ = ₃ = -0,5 ,  > 0, ₁ > 0, ₂ = ₃ = 0):

; ;

Жай қысу (орта қысылмайды, ₁ = ₂ = 0,5 , ₃ = -,  > 0, ₁ = ₂ = 0,5, ₃ = - ,  > 0, ₃ < 0, ₁ = ₂ = 0):

; ;

.

Жазық кернеу-деформация күйі. Нормальды кернеулердің сыңары σ₃₃ = 0 деп жобалайық, демек 3 көрсеткішін қосатын жанама кернеулер нөльге тең болады, яғни σ₁₃ = σ₂₃ = σ₃₁ = 0. Осы себептен жазық кернеу күйі болған кезде тепе-теңдіктің дифференциалдық теңдеулер жүйесі екі теңдеуден тұратын болады, яғни

,. (13.8)

Еңкіш ВС ауданындағы кернеулерді анықтайық (13.1 – сурет). Осы еңкіш алаңдағы нормаль х осімен α бұрышын құрсын. Кубтың ОВ және ОС қабырғаларында σ₁₁ және σ₂₂ нормальды кернеулері және σ₁₂ жанама кернеуі түсірілген. Бағыттаушы косинустар мынаған тең: n₁ = cosα; n₂ = sinα; n₃ = 0.

Бағыттаушы косинустардың мәнін мына теңдеуге қойып

нормальды кернеудің мынандай мәнін аламыз:

(13.9)

Мынандай тригонометриялық байланыстарды қолданып , және 2sinα cosα = sin2α, келесі теңдеуді алуға болады:

, (13.10)

немесе басты кернеумен

(13.11)

13.1 – сурет Жазық кернеу күйі болған кезде көлбеген алаңдағы кернеулер

Осы теңдеуді келесі түрге өзгертуге болады:

(13.12)

Мынандай формулаларды қолданып:

;

жанама кернеуді анықтайтын формуланы табуға болады:

(13.13)

немесе басты кернеумен . (13.14)

α = 45^о болған кезде жанама кернеу ең үлкен болатындығы осы теңдеуден шығады, яғни .

Осы теңдеу бойынша ең үлкен жанама кернеу басты нормальды кернеулердің жартылай айырмасына тең.

Басты кернеулерді (σ₁ және σ₂) еркін координатты осьтердегі кернеулер σ₁₁, σ₂₂ және σ₁₂ арқылы анықтайтын теңдеулерді шығарайық.

х осінің бағытын нормалі бағытымен сәйкестіріп және мына теңдеулерді ескеріп

; (13.15)

(13.16)

және тағы да сәйкестіргенде pⁿ = ₁₁ және ⁿ = ₁₂ екендігін ескеріп мынандай теңдеулерді аламыз:

; (13.17)

; (13.18)

; . (13.19)

₁ мен ₂ және α анықтау үшін жоғарыда жазылған теңдеулерді бір біріне қосып және алып мынаны табамыз:

_х + _у = ₁ + ₂ (13.20)

_х - _у = (₁ - ₂) cos2 (13.21)

(13.21) және (13.19) теңдеулерін екі есеге дәрежелейік және олардың оң және сол жақтарын бір біріне қосайық. Сонда мынандай теңдеуді аламыз:

(13.22)

(13.20) және (13.22) теңдеулерінен мынандай теңдеулерді шығаруға болады:

; (13.23)

. (12.24)

(13.19) теңдеуді (13.21) теңдеуге бөліп мынаны аламыз:

. (13.25)

(13.23) және (13.24) теңдеулерді (13.19) теңдеуге қойып мынаны аламыз:

. (13.26)

Жазық кернеу күйі үшін басты кернеумен кернеу тензоры мынандай түрді қабылдайды:

. (13.27)

Жазықтық кернеу девиаторы былай анықталады:

. (13.28)

Қаралған жағдай үшін орташа кернеу мынаған тең:

. (13.29)

Деформация процесінде тұтас ортаның материальды бөлшектері координатты жазықтықтардың біреуіне паралельді қозғалуы мүмкін, мысалы х₁ және х₂. Осындай жағдайда жылжу векторының сыңарлары мынандай жазық қозғалу өрісін құрайды:

u₁ = u₁(х₁, х₂); u₂ = u₂ (х₁, х₂); u₃ = 0. (13.30)

Орын ауыстыру векторларының сыңарларын Грин, Альманси және кіші деформация тензорлары сыңарларын анықтайтын формулаға қою, жазық деформация күйіне сәйкес келетін мынандай деформация тензорларын алуға мүмкіндік береді:

; ; . (13.31)

Осы тензорлардың басты сыңарлары үшінші дәрежелі теңдіктерді шешу арқылы анықталады. Жазық деформация болған кезде басты деформацияның біреуі нөльге тең болады. Сондықтан үшінші дәрежелі теңдеулер екінші дәрежесі бар мынандай теңдеулерге айналады:

(13.32)

Осы теңдеулерден, деформация тензорының симметриясын және мынандай қатнастарды Е₁  Е₂  Е₃, L₁  L₂  L₃, ₁  ₂  ₃ ескеріп мынаны аламыз:

(13.33)

Жоғарыдағы формулалар бойынша Е₁, Е₂ немесе L₁, L₂ анықтауға болады. Ол үшін ₁₁, ₂₂ және ₁₂ кіші деформация тензорларының сыңарларының орнына Грин немесе Альманси тензорларының сыңарларын қойады.

Сонымен басты сыңарлармен жазғанда жоғарыда жазылған тензорлар мынандай түрді алады:

; ; .

Қысылмайтын орта үшін ығысу деформациясының қарқындылығы мынандай формула бойынша анықталады: . (13.34)

Жазық деформация күйі үшін кернеу тензорын және деформация жылдамдығы тензорын қарайық.

Жазық ағыс үшін (υ₁ = υ₁(x₁, x₂), υ₂ = υ₂(x₁, x₂), υ₃ = 0):

.

Қысылмайтын орта үшін .

Жазық деформация күйі үшін

; .

Қысылмайтын орта үшін .

Жазық кернеу күйі үшін (σ₁₁ = σ₁₁(x₁, x₂), σ₂₂ = σ₂₂(x₁, x₂), σ₁₂ = σ₁₂(x₁, x₂), σ₁₃ = σ₂₃ = σ₃₃ = 0):

; .

2. Илемдеу деп суық немесе қыздырылған металды айналып тұрған Илемдеу станы біліктерінің арасынан өткізіп, қысыммен өңдеуді айтады.

Біліктер мен дайындаманың өзара орналасуы және біліктердің пішіні мен саны әртүрлі болуы мүмкін. Илемдеудің негізгі үш түрін ажыратады: бойлық, көлденең және көлденең винтті.

Бойлық Илемдеуде (2.1а-сурет) дайындама (2) қарама-қарсы ай-налатын біліктердің (1) арасында деформацияланып, білік өстеріне перпендикуляр жылжиды.

Көлденең Илемдеудеда (2.1б-сурет) өстері параллель біліктер бір бағытта айналып, дайындаманы айналдыра деформациялайды. Дайындама бұл жағдайда білік өстері бойымен жылжиды.

Көлденең-винтті Илемдеуде (2.1в-сурет) бір бағытта айналатын біліктер белгілі бір бұрышпен орналасқан. Оның нәтижесінде біліктер дайындамаға айналмалы және ілгерілемелі қозғалыс береді.

Илемделген бұйымның көлденең қимасының пішінін профиль(пішін) деп атайды. Әртүрлі профильдер жиынтығы түржиын деп аталады. Илемдеп алынатын пішіндер сортаменті келесі топтарға бөлінеді: сорттық илем, табақтық (беттік) илем, құбырлар және илемнің арнайы түрлері.

Сорттық илем (2.2-сурет) өзі екі топқа бөлінеді: қарапайым геометриялық пішінді (квадрат, дөңгелек, алтыбұрыш, тікбұрыш) және күрделі пішінді (рельс, коставр, швеллер, бүрыш т.б.)

Беттік илем жұқа (қалыңдығы 4 мм-ге дейін) және қалың болып бөлінеді.

Илемдеу өндірісінің өнімі халық шаруашылығының барлық саласында өте кең қолдануды тапты. Осы өнім әр түрлі пішіні бар дайындама ретінде машинаның, білдектің, трактордың, автомобильдің, вагондардың, теміржолдың және т.б. жабдықтардың тетіктерін жасау үшін қолданылады.

3. Жалпы мәліметтер және жұмыс принціпі. Тоқпақтар деп – соғудан бұрын жетек энергиясы, құрал-сайман бекітілген жұмыстық массаның сызықтық жүрісінің кинетикалық энергиясына, ал соғу кеінде – соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына алмасатын, соғумен әсерететін ұсталық қалыптау машиналарын айтамыз. Тоқпақтардың жетектерінде бу, сығылған ауа немесе газ, қысыммен әсерететін сұйықтық, жанғыш қоспа, жарылғыш заттар, электромагнитті және гравитациялық өрістер (жылу, химиялық, электродинамикалық, гравистатикалық энергия түрлері).

Тоқпақтардың жұмыс істеу принципі, кинетикалық энергияны Т_э (тоқпақтың әсерлік энергиясы деп аталады) жинау мақсатымен соғылмаға бағытталған бос жүріс кезінде жетектін жұмыстық шығындалуымен А_п және жұмыстық жүріс кезінде соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына А_д қолдану үшін, жұмыстық массаларды υ жылдамдыққа дейін екпіндету болып табылады: А_п → Т_э→А_д немесе

, (6.1)

мұнда: η_р – екпіндетудің ПӘК; η_д – соғумен деформациялаудың ПӘК.

Кинетикалық энергияға ауысатын жетектін жұмысы,

, (6.2)

s_p – үдеу жолы; Р (s) – екпіндетілетін күш.

Соғылманы деформациялау жұмысына ауысатын кинетикалық энергия.

, (6.3)

мұнда: m₁ және m₂ – жұмыстық массалар; υ₁ және υ₂ – жылдамдықтар; А_д – бір соғу кезінде, орындауды қажет ететін соғылманы деформациялау жұмысы,

, (6.4)

Классификациясы. Механикалық соққы деп қатты денелердің соқтығысуы кезінде денелердің кинетикалық энергиясының, толық немесе жартылай деформация энергиясына айналуының бірретті құбылысын айтамыз.

Тоқпақтарды үш негізгі белгілеріне байланысты классификациялайды: техно­логиялық қолданылуына, типі мен жетек әсерінің еселігі және құрылымдық орындалуына қарай.

Технологиялық қолданылуына қарай тоқпақтарды соғу (еркін соғу үшін), қалыптау (көлемді қалыптау үшін) және қаңылтыр қалыптау (қаңылтыр дайындамаларды қалыптау үшін) деп бөледі. Соңғысына соққылау тоқпақтар жатады (6.1 сурет). Соққылау тоқпақтарды үлгі бойынша қаңылтыр дайындамаларды жергілікті деформациялауға қолданады.

Жетек типіне қарай төменде қарастырылатын сегіз құрылымдық топқа бөледі. Бірінші топқа бу ауалы тоқпақтар жатады (6.2 а сурет). Тоқпақтардың жылжымалы бөлігін бу немесе сығылған ауа қысымымен (7-9) 10⁵ Па қозғалысқа келтіреді. Бу немесе ауа энерготасымалдаушы болып табылады. Жұмыс массаларының максималды жылдамдығы 6-7 м/с.