Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория обработки металлов давлением. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса очного и 4 курса очно-заочной форм об
.pdf
660
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ-
НОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра обработки металлов давлением
ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса очного
и 4 курса очно-заочной форм обучения направления 150400 «Ме-
таллургия», профиль «Обработка металлов давлением»
Составители: Ю.А. МУХИН, В.А. ЧЁРНЫЙ, Е.Б. БОБКОВ
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ-
НОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра обработки металлов давлением
ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса очного
и 4 курса очно-заочной форм обучения направления 150400 «Ме-
таллургия», профиль «Обработка металлов давлением»
Составители: Ю.А. МУХИН, В.А. ЧЁРНЫЙ, Е.Б. БОБКОВ
Рукопись и графический
материал утверждаю:
Зав. кафедрой ОМД
Ю.А.Мухин
Объем 4,0 п.л.
Тираж 100 экз.
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ-
НОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра обработки металлов давлением
ТЕОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса очного
и 4 курса очно-заочной форм обучения направления 150400 «Ме-
таллургия», профиль «Обработка металлов давлением»
Составители: Ю.А. МУХИН, В.А. ЧЁРНЫЙ, Е.Б. БОБКОВ
Утверждаю к печати: Проректор по учебной работе
Объем 4,0 п.л. Ю.П. Качановский
Тираж 100 экз. «____»_____________2013 г.
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
4
УДК 621.7 (07)
М925
Рецензент – В.Н. Соловьёв, доцент, канд. техн. наук
Мухин, Ю.А.
М925 Теория обработки металлов давлением. [Текст]: методические ука-
зания к выполнению лабораторных работ для студентов 3 курса очного и
4 курса очно-заочной форм обучения направления 150400 «Металлургия», профиль «Обработка металлов давлением» / Ю.А. Мухин, В.А. Чёрный,
Е.Б.Бобков – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 71 с.
Указания соответствуют дисциплине 110738 «Теория обработки металлов
давлением», входящей в учебный план высшего профессионального образования для подготовки бакалавров направления 150400 «Металлургия» профиля
«Обработка металлов давлением».
Предназначены для студентов 3 курса металлургического института, изучающих технологические дисциплины прокатного производства.
Табл. 13. Ил. 24. Библиогр.: 4 назв.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013
5
Лабораторная работа № 1 «Уравнение постоянства объема и
коэффициенты деформации при прокатке»
1. Общие положения
При обработке металлов давлением происходит пластическая деформация, в результате чего изменяются форма и размеры заготовки. B начальных
стадиях нагружения заготовка деформируется упруго.
При увеличении внешних усилий, когда напряжения в теле достигают
определенной величины, начинается пластическая деформация, которая остается после снятия внешних усилий. Опытами установлено, что объем заготовки в
результате пластической деформации изменяется незначительно и этой разницей можно пренебречь. Поэтому в теории пластической деформации принимается условие постоянство объема: объем заготовки при пластической деформации остается неизменным.
Математически данное положение для прямоугольного параллелепипеда
выражается так:
= ,
где Н, В0, L0 – исходные толщина, ширина и длина параллелепипеда;
h, В1, L1 – толщина, ширина и длина параллелепипеда после прокатки.
Исходя из уравнения постоянства объема, можно определить весьма важ-
ную для рассматриваемых процессов величину: отношение / , именуемое
вытяжкой и обозначаемое :
= / = / .
B некоторых случаях (при прокатке широких полос, листов), когда уши-
рения нет или оно очень мало, можно полагать, что:
= , тогда =H/h.
Поскольку вытяжка металла происходит в продольном направлении, то
соответствующую деформацию называют продольной.
6
Измеряя толщину или длину изделия, легко заметить, что в первом случае
приходится иметь дело с размерами в сотни раз меньшими. B связи с этим точность измерения толщины в сотых долях миллиметра равноценна точности измерения длины полосы в миллиметрах. Этим обстоятельством пользуются при
дрессировке (прокатке с малыми обжатиями), заменяя измерения толщины
прокатываемой полосы измерением ее длины. B случаях, когда поперечная деформация / (или уширение - ) имеет заметное развитие, оперируют
площадями поперечного сечения полосы.
Если исходная толщина полосы , а после первого пропуска , после n
пропуска поперечная деформация незначительна, то вытяжки для отдельных
пропусков равны:
= /
= / .
Откуда
= .
Произведя соответствующую замену, получим:
Следовательно, суммарная вытяжка равняется:
= / = ... .
При наличии поперечной деформации вместо соответствующих высот
вводят значение поперечных сечений:
= /
=
=
= ... .
= / ;
= / ;
= / .
Откуда
= / = ... .
7
Считая, что в каждом пропуске дается постоянная (средняя) вытяжка ,
Замер
H, мм
, мм
, мм
h, мм
, мм
, мм
1
2
3
Среднее
получим, что суммарная вытяжка:
= .
Откуда
= .
Bo всех этих формулах n означает число пропусков, которое всегда на
один меньше числа площадей , с которыми приходится оперировать, так как
имеется площадь сечения исходной полосы (заготовки, слитка) .
2. Цель работы
Экспериментальная проверка уравнения постоянства объёма и определение коэффициентов деформации при прокатке.
3. Содержание и методика выполнения работы
Из свинца или алюминия изготовляют образец, измеряют его высоту H,
ширину и длину , затем образец прокатывают сначала в направлении , а
затем в перпендикулярном направлении .
Величину обжатия задают, исходя из условия достижения заданных ширины и толщины, только образец необходимо задавать в валки строго перпендикулярно. После прокатки образец измеряют в трех местах. Bсе данные заносят в
табл.1 и подсчитывают относительную ошибку:
= 100%.
Таблица 1
Проверка уравнения постоянства объема (результаты измерения
толщины, ширины и длины прокатанного образца)
8
Вычисление коэффициентов деформации
№
Прохода
H,
мм
h,
мм
B,
мм
L,
мм
,
,
мм , % , %
1
2
3
n
Из свинца или алюминия изготавливают образец размерами x x .
Фактические размеры его до прокатки заносят в табл.2 в строку нулевого
прохода. Затем образец в n проходов прокатывают и после каждого прохода
измеряют толщину , ширину и длину .
По этим данным определяют:
поперечное сечение полосы:
= ;
абсолютное обжатие:
= - ;
абсолютное суммарное обжатие в данном проходе:
= - ;
относительное высотное обжатие в данном проходе:
= 100%;
относительное суммарное высотное обжатие:
= 100%;
коэффициент или степень вытяжки или вытяжку без учета уширения:
= / ;
вытяжку с учетом уширения:
= / ; = / ;
= ... ; = / ; = .
где n- номер прохода.
Таблица 2
Результаты вычисления коэффициентов деформации
9
5. Контрольные вопросы
1. Закон постоянства объема.
2. Виды деформации.
3. Схемы деформации и напряженного состояния при листовой и сорто-
вой прокатке.
4. Определение продольной вытяжки при листовой и сортовой прокатке.
5. В каких случаях при определении вытяжки используют площади попе-
речного сечения полосы?
6. Для какого вида продольной прокатки и почему при определении об-
жатия используют вытяжку?
10
Лабораторная работа № 2 «Закон наименьшего сопротивления в обработке
металлов давлением»
1. Общие положения
Закон или принцип наименьшего сопротивления в процессах обработки
металлов давлением заключается в том, что каждая точка деформируемого тела
перемещается при пластическом течении по траектории наименьшего сопротивления. Это есть, очевидно, проявление частного случая общего принципа
минимума энергии, согласно которому, во-первых, любая физическая система
переходит из одного состояния в другое по траектории, характеризующейся
минимальной работой; во-вторых, устойчивым состоянием системы является
такое, при котором она обладает минимальной внутренней энергией.
2. Цель работы
Цель работы заключается в проверке закона наименьшего сопротивления
при осадке (правила наименьшего периметра) и при прокатке (зависимости между продольной и поперечной деформацией).
3. Содержание работы
В условиях ОМД закон наименьшего сопротивления проявляется весьма
ярко из-за контактных сил трения, сдерживающих скольжение деформируемого
металла по поверхности деформирующего инструмента (бойка, валка и т.д.).
Так, исследуя осадку в предыдущих работах, мы видели, что силы трения создают дополнительное сопротивление течению металла и тем самым увеличивают необходимые для осуществления деформации усилие и энергию. Кроме
того образцы в результате осадки принимают бочкообразную форму. Образование бочкообразности (см. рис.1) происходит из-за действия контактных касательных напряжений и иллюстрирует проявление закона наименьшего сопротивления при осадке. Силы трения препятствуют скольжению металла по пли-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]