3. Определение усилия прессования.

По характеру силовых и деформационных условий процесс прессования можно разделить на четыре периода (Рисунок 38):

38. Типичный график усилия прессования.

1. распрессовка слитка в контейнере и заполнение металлом всего объема контейнера и очага деформации матрицы.

2. начальная стадия прессования.

3. течение основной массы металла из матрицы.

4. течение захоложенной части слитка.

Соответственно полное усилие пресса состоит из четырех составляющих, которые преодолевает гидроцилиндр:

где – усилие для осуществления деформации;

– усилие для преодоления сил трения слитка о боковые стенки контейнера;

– усилие для преодоления сил трения в боковых поверхностях очага деформации в матрице;

– усилие для преодоления сил трения в калибрующем пояске.

Составляющие полного усилия определяются по формулам И.Л.Перлина:

а) для сплошного профиля:

,

где – вытяжка;

– допустимая вытяжка;

– угол наклона образующей матрицы к ее оси (Рисунок 39);

– диаметр контейнера;

– сопротивление деформации.

,

где – длина распрессованной заготовки;

,

где - площадь сечения контейнера;

- площадь сечения изделия.

_,

где - поперечное сечение элемента контура;

- средняя толщина стенок элементов профиля.

39. Схема матрицы.

,

где – диаметр контейнера;

– высота очага деформации;

– коэффициент трения в контейнере;

;

где – коэффициент трения в матрице;

,

где – длина калибрующего пояска;

– площадь поверхности калибрующего пояска.

– коэффициент трения пояска;

б) для трубы

,

где – наружный диаметр трубы;

– внутренний диаметр трубы;

где – коэффициент трения матрицы;

,

где – коэффициент трения матрицы;

,

где – коэффициент трения пояска.

12. Волочение металлов.

Обработка металлов волочением, т.е. протягиванием прутка через отверстие, размеры которого меньше, применяют для производства проволоки диаметром от 0,002÷10 мм, стальные пруткидо 500мм, трубыот 0,002400мм, фасонные профили и т.д. Волочение чаще всего выполняют при комнатной температуре, когда пластическая деформация сопровождается наклепом и наличием трения скольжения по всей контактной поверхности. В любом слое, находящемся на некотором расстоянии от центрального кроме деформации растяжения, происходит сдвиг и изгиб, причем чем дальше слой от оси протягиваемого прутка тем больше сдвиг и изгиб. За счет сил трения на поверхности прутка, создается задерживание поверхностных слоев, что приводит к разности скоростей частиц металла по сечению.

Возможность протягивания прутка через отверстие волоки ограничивается предельными условиями: усилие волочения не должно создавать напряжения в передней части прутка, превышающие предел текучести, что может привести к остаточным деформациям, разрыву. По этой причине волочение горячего металла практически не применяется.

Установлено, что до 80% общего усилия волочение расходуется на преодоление сил трения. Это ограничивает практическое значение единичной вытяжки до 1,5. Контактные силы трения повышают среднюю температуру проволоки до 250, а температуру контактной поверхности до 700. Это создает условия повышенного износа инструмента, налипания металла на контактную поверхность волоки, увеличивает обрывы проволоки.

Для уменьшения сил трения используют смазку. Для увеличения вытяжки прикладывают противонатяжение к заднему концу прутка, что снижает сопротивление металла деформированию, уменьшает влияние контактного трения.

Положительные влияния на силовые условия волочения показало приложение ультразвуковых колебаний и высокочастотных низковольтных импульсов к волочильному инструменту.

При волочении полых изделий наблюдается много общего с обработкой волочением цельных прутков.

Волочение труб может выполняется четырьмя способами (Рисунок 40):

1. без оправки;

2. на короткой оправке;

3. на длиной оправке;

4. на плавающей оправке.

40. Способы волочения труб:а– на короткой оправке;б– без оправки;в– на длинной оправке;г– на плавающей оправке.

При волочении без оправки наблюдается уменьшение наружного и внутреннего диаметров трубы, при этом стенка трубы может сохраняться неизменной, утончаться или утолщаться в зависимости от формы очага деформации. При волочении на оправке всегда происходит уменьшение стенки трубы.

Волочение на плавающей оправке широко применяется при волочении медных труб на барабанных волочильных станах. В тех случаях, когда требуется увеличить диаметр трубы, применяют раздачу волочением (Рисунок 41) при осевом сжатии и осевом растяжении.

41. Способы раздачи труб.