Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прокатно-прессово-волочильное производство. Учебное пособие.pdf
2. Прессовое производство
В общем случае длину заготовки определяют по формуле
[( ) ]
llmlnF
+Δ ⋅ + ⋅ ⋅
Lh
0 по р
пи к.оизд
=+⋅
F
з
K,
где l
ность пресс-изделий в прессовке; l
– длина готового пресс-изделия; Δl – припуск на длину; m – крат-
пи
– длина концевой обрези и образцов
к.о
на анализ механических свойств, на макро- и микроструктуру; n – число
каналов в матрице; F
и F
0
пресс-изделия с учетом плюсовых допусков; h
– коэффициент распрессовки заготовки в контейнере.
К
р
– площади сечения заготовки и готового
изд
– высота пресс-остатка;
по
Величина пресс-остатка при прессовании жестко регламентируется
для устранения попадания центральной и боковой утяжин в прессизделие. В настоящее время отсутствуют какие-либо четкие рекомендации
по величине пресс-остатка. Размеры его устанавливают опытным путем,
по эмпирическим зависимостям:
а) при прямом процессе прессования
= (0,22 ÷ 0,25) D
h
по
;
к
б) при обратном процессе
h
где D
– диаметр контейнера.
к
= (0,12 ÷ 0,15) D
по
,
к
Для определения размеров пресс-остатка при прессовании из разных
контейнеров можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 2.3, 2.4.
Коэффициент распрессовки определяют по формуле
K.
р
⎜⎟
FD
зз
⎝⎠
⎛⎞
FD
кк
==
2
Зависимость высоты пресс-остатка h
и длины заготовки L0 при прессовании изделий из алюминиевых сплавов
D
мм
122
130
150
170
Коэффициент
,
к
вытяжки λ
10÷29
30÷59
10÷29
30÷59
10÷29
30÷59
Высота пресс-остатка
200 250 300 350 400 500 600 700 800 900 1 000
30 40 45 50 60 75 – – – – –
25 30 35 40 45 55 – – – – –
35 45 50 55 60 75 – – – – –
30 35 40 45 50 60 – – – – –
40 45 50 55 60 75 – – – – –
35 40 45 50 55 60 – – – – –
от диаметра контейнера Dк
по
h
, мм, при длине заготовки L
по
Таблица 2.3
мм
0,
41
π
D
мм
200
225
250
270
310
360
420
500
Коэффициент
,
к
вытяжки λ
10÷29
30÷59
10÷29
30÷49
10÷29
30÷49
10÷29
30÷49
5÷19
20÷39
10÷29
10÷29
3÷9
3÷9
Прокатно-прессово-волочильное производство
Окончание табл. 2.3
Высота пресс-остатка hпо, мм, при длине заготовки L
200 250 300 350 400 500 600 700 800 900 1 000
– – – 55 60 75 90 100 – – –
– – – 50 55 65 65 75 – – –
– – – – 60 75 90 105 120 – –
– – – – 55 65 70 80 90 – –
– – – – 70 75 90 105 120 – –
– – – – 60 65 70 80 90 – –
– – – – 75 80 95 110 125 140 –
– – – – 60 65 70 80 90 100 –
– – – – – 80 100 115 130 145 –
– – – – – 70 80 90 105 120 –
– – – – – – 110 120 135 150 165
– – – – – – 90 105 120 140 150
– – – – – – 120 125 135 150 170
– – – – – – 100 105 120 140 150
мм
0,
Таблица 2.4
Высота пресс-остатков hпо при прессовании изделий
из цветных металлов на горизонтальных прессах
h
Прессуемый
металл
Медь
Л63
БрАЖ,
БрАЖМу
Пресс-
изделие
Трубы
Прутки
Профили
Трубы
Прутки
Профили
Трубы
155 180 205 255 306 408
15÷80 20÷25 20÷35 20÷45 20÷45 30÷45
25÷30 30÷35 30÷40 30÷40 30÷40 35÷40
30÷35 25÷40 30÷40 35÷40 35÷50 30÷60
–
35÷40 40÷45 40÷45 40÷45 40÷45 40÷45
25÷45 40÷45 40÷45 40÷45 35÷40
, мм, при Dк, мм
по
Расчет размеров заготовки для прессования проводят в следующем
порядке:
1. По площади поперечного сечения пресс-изделия F
мому для прессуемого сплава коэффициенту вытяжки λ
площадь сечения контейнера:
F
= F
к
изд
⋅ λ
доп
.
и допусти-
изд
определяют
доп
2. Определяют расчетный диаметр контейнера:
4.F
к
42
D =
к
2. Прессовое производство
M
3. Выбирают ближайший стандартный диаметр контейнера D
4. Вычисляют действительный коэффициент вытяжки
F
к.ст
λ=
5. Назначают диаметр заготовки D
6. Рассчитывают длину заготовки L
.
F
изд
с учетом принятых ограничений.
0
.
0
7. Рассчитывают технологические показатели:
● массу заготовки
2
D
π
0
,
4
где ρ
mV L
=⋅ρ= ⋅⋅ρ
00 0
– плотность прессуемого металла или сплава, кг/мм3. Плотность
Me
eMe
некоторых металлов и сплавов представлена в табл. 2.5;
● массу погонного метра прессуемого профиля
m
пм
= F
⋅ ρMe ⋅ 1 000
изд
.
к.ст
Таблица 2.5
Плотность некоторых металлов и сплавов
Металл или сплав Плотность, кг/м
Сталь 7 850 Мельхиор 8 900
Медь 8 900 Нейзильбер 8 700
Алюминий 2 700 Алюмель 8 500
Титан 4 500 Хромель 8 720
Никель 8 900 Копель 8 890
Олово 7 300 Константан 8 900
Свинец 11 360 Манганин 8 400
Цинк 7 130 Дюралюмин 2 800
Магний 1 740 АД31 2 780
Монель-металл 8 800 АМц 2 730
Бронза оловянная
Бронза алюминиевая:
БрА5
БрА7
8 800÷9 000
8 200
7 800
3
Металл или сплав Плотность, кг/м
АМг6 2 660
Латунь:
Л90
Л80
Л70
Л68
Л63
8 800
8 650
8 530
8 500
8 450
3
● массу годного от одной прессовки
где L
m
= m
пи
– суммарная сдаточная длина прессуемого профиля, м;
сд
пм
⋅ L
сд
,
43
Прокатно-прессово-волочильное производство
A
⋅
● массу геометрических и технологических отходов
m
= m0 – mпи;
отх
выход годного
mm
−
A
● запуск металла на 1 т годного
0 отх
=⋅=⋅
mm
00
100 % 100 %;
m
пи
m
заг
=
.
2.4. Расчет составляющих полного усилия прессования. Факторы, влияющие на усилие прессования
Усилие, необходимое для выдавливания металла из контейнера через
отверстие матрицы, называется усилием прессования. Одной из основных
1 000 100 %
формул для определения усилия прессования является
В общем случае эта формула для нахождения полного усилия прес-
сования записывается так:
Р = R
R
где
– составляющая, необходимая для осуществления основной дефор-
м
мации без учета контактного трения;
+ Ткр + Тм + Тп,
м
Т
– составляющая, необходимая для
кр
преодоления сил трения заготовки о стенки контейнера;
щая, необходимая для преодоления сил трения, действующих на боковой
поверхности матрицы или обжимающей части пластической зоны;
ставляющая, необходимая для преодоления сил трения о калибрующий
поясок матрицы.
При прессовании труб на неподвижной игле к перечисленным выше
добавляется составляющая
Т
, необходимая для преодоления трения
игл
о поверхность иглы, которая в этом случае учитывается при расчете составляющих
Т
и Тп соответствующими добавками.
кр
При обратном прессовании предполагается, что составляющая
При прессовании с активным действием сил трения за счет опережающего
пресс-штемпеля движения контейнера составляющая
ся со знаком «–».
Формулы для нахождения составляющих полного усилия прессования при различных вариантах ведения технологического процесса прессования представлены в табл. 2.6.
формула Перлина.
Т
– составляю-
м
Т
– со-
п
Т
= 0.
кр
Т
в формуле берет-
кр
44
)
α
D
(
)
D
−
−
σ
)
(
)
π
)
(
λ
)
Формулы для нахождения составляющих полного усилия прессования
Круглый пруток,
прессуемый через
один канал
Составляющая
0,8
R
м
Т
м
2
cos
0,8
sin
⋅
α
2. Прессовое производство
Таблица 2.6
Вид изделия
Пруток, прес-
суемый в не-
сколько кана-
лов или слож-
ный профиль
0,9
iD⋅
α
2
i
σ
S
σ
S
2
f
км
2
к
iD+ε
(
cos
0,8
sin
д
σ
S
α
2
2
i
⋅
α
σ
Df
S
2
км
Круглая труба, получен-
ная
с помощью иглы
на пресс-штемпеле
⎛⎞
2
к
0,9
i
⋅⋅σ
1, 6
sin
22
df
кигл м
α−
22
⎜⎟
Dd
−
кигл
⎜⎟
S
2
⎜⎟
cos
⎝⎠
ln
2
Dd
кигл
dd
из игл
Круглая труба,
полученная
через
язычковую
матрицу
1, 75SiD⋅⋅ σ
2
1, 6 l n
Df
σ
км
S
2
к
Dd
−
кигл
−
dd
изд игл
S
DL h fπ−σ
Т
кр
Т
п
(
крас у.зкS
dlfλπ σ
изд п п S
При этом использованы следующие обозначения:
i – натуральный логарифм коэффициента вытяжки λ;
α – угол образующей канала матрицы к оси прессования;
α
– действительный угол канала матрицы;
м
при
α
≥ 600 α = 600, при α
м
D
– диаметр контейнера;
к
d
– диаметр изделия, а при прессовании трубы ее внешний диа-
изд
метр;
d
– диаметр иглы, равный внутреннему диаметру трубы;
игл
σ
– среднее по очагу деформации сопротивление деформации
S
(рис. 2.2–2.11);
l
– длина калибрующего пояска матрицы или ее средняя величина
п
при переменной длине;
F
ln
ε= – дополнительная деформация, учитываемая при прес-
д
изд
4
2
a
ср
DL fπσ
краск S
Sl f nλσ
пп S
< 60
м
Dd Lf
+σ
киглраскS
ddlf
π+ σ
изд игл п п S
0
α = α
)
;
м
Dd Lfπ+ σ
(
киглраскS
ddlfλπ + σ
(
изд игл п п S
совании сплошного некруглого профиля;
F
– площадь поперечного сечения пресс-изделия;
изд
k
ср
1
=
k
– средняя ширина профиля, определяемая после разбив-
∑
i
1
i
=
k приблизительно прямоугольных
а a
ки поперечного сечения профиля на
участков равной ширины;
45
Прокатно-прессово-волочильное производство
σS, МПа
20 оС 100 оС 200 оС
400 оС
500 оС
Рис. 2.2. Кривые деформационного упрочнения
горячепрессованного алюминия АД1. Скорость
деформации, с–1: 1 – 1; 2 – 10; 3 – 200
σS, МПа
300 оС
350 оС 400 оС 450 оС
Рис. 2.3. Кривые деформационного упрочнения
горячепрессованного сплава АМц. Скорость
деформации, с–1: 1 – 0,01; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
46
2. Прессовое производство
σS, МПа
350 оС 300 оС250 оС
400 оС
450 оС
Рис. 2.4. Кривые деформационного упрочнения сплава АД31.
Скорость деформации, с–1: 1 – 0,01; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
σS, МПа
400 оС300 оС 450 оС
Рис. 2.5. Кривые деформационного упрочнения сплава АМг5.
Скорость деформации, с–1: 1 – 0,01; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
47
Прокатно-прессово-волочильное производство
σS, МПа
350 оС 300 оС250 оС200 оС 400 оС
450 оС
Рис. 2.6. Кривые деформационного упрочнения горячепрессованного сплава АМг6.
Скорость деформации, с–1: 1 – 0,01; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
σS, МПа
350 оС 400 оС
450 оС
Рис. 2.7. Кривые деформационного упрочнения
горячепрессованного сплава Д1. Скорость
деформации, с–1: 1 – 0,001; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
48
2. Прессовое производство
σS, МПа
150 оС
200 оС
300 оС250 оС
350 оС
400 оС
450 оС
Рис. 2.8. Кривые деформационного упрочнения горячепрессованного сплава Д16АМц.
Скорость деформации, с–1: 1 – 0,01; 2 – 1; 3 – 10; 4 – 100; 5 – 200
σср, МПа
Рис. 2.9. Кривые деформационного упрочнения горячепрессованной меди М1.
Скорость деформации, с–1: а – 18; б – 6; в – 1,8; г – 0,4. Температура, °С: 1 – 450;
2 – 600; 3 – 750; 4 – 950
49
Прокатно-прессово-волочильное производство
−
σср, МПа
Рис. 2.10. Кривые деформационного упрочнения латуни Л90. Скорость деформации, с–1: а
б – 6; в – 1,8; г – 0,4. Температура, °С: 1 – 450; 2 – 600; 3 – 750; 4 – 900
– 18;
σср, МПа
Рис. 2.11. Кривые деформационного упрочнения латуни Л62.Скорость деформации, с
а – 18; б – 6; в – 1,8; г – 0,4. Температура, °С: 1 – 450; 2 – 600; 3 – 750; 4 – 850
1
nε= – дополнительная деформация, учитываемая при многока-
д
нальном прессовании
f
м
ln
4
n круглых прутков;
, fк, fп – коэффициент трения, соответственно, на боковой поверхно-
сти матрицы, поверхности контейнера и калибрующего пояска матрицы;
L
– длина распрессованного слитка;
рас
h
– высота упругой зоны, рассчитываемая по формуле
у.з
Dd
у.з
2
кизд
=−α
h
(0,58 ctg ),
S – периметр сечения сложного профиля;
n – количество одновременно прессуемых изделий.
50
–1
: