40. Листовая холодная штамповка. Устройство штампа.

Листовой штамповкой называется процесс изготовления деталей из листа, полосы или рулонного материала. Толщина деталей не превышает 10 мм. Отличается высокой производительностью(до 40 тысяч деталей в смену); полученные детали не требуют дальнейшей доработки. В автомобильной промышленности получают до 60% деталей, в приборостроении до 70 %, в ширпотребе до 90%. Штампы подразделяются на вырубные - для вырубки отверстия, гибочные, отрубные, вытяжные - для вытяжки цилиндров. Штамп состоит из матрицы(нижняя часть) и пуансона - верхней подвижной части, укрепленных соответственно верхней и нижней плиток.

Лист или полоса помещается между пуансоном и матрицей. В вырубающем штампе сечение точно соответствует форме отверстия в матрице и при прохождении через нее вырубает соответствующую деталь(дырокол).

В гибочном штампе пуансон прижимает металл к стенкам матрицы и таким образом формует деталь.

Штамповка осуществляется на кривошипных, винтовых и гидравлических прессах.

41. Особые способы листовой штамповки и ее применение.

I. Штамповка взрывом применяется для изготовления деталей сложной формы из трудноформуемых сплавов. Матрица с закрепленной на ней заготовкой помещается в железобетонный бассейн.

II. Электрогидравлическая штамповка отличается тем, что используется энергия электрического разряда, напряжением более 500 КВ над заготовкой, при котором электромагнитное поле прижимает заготовку к матрице. При электромагнитной штамповке заготовку закрепляют над матрицей, над ней устанавливают индуктор в виде спирали. При прохождении по нему тока величиной до 120 тысяч ампер в заготовке возникают вихревые токи, которые отталкивают ее от индуктора к матрице.

Кроме рассмотренных способов штамповки часто применяют штампы, где вместо пуансона используются резина или полиуретан, которые под давлением прижимают заготовку к матрице.

42. Испытание на твердость и растяжение.

Испытания на растяжение. Эти испытания являются основными для определения прочностных, упругих и пластических свойств металлов. При испытании на растяжение образец находится в равновесии под действием растягивающих сил, вызывающих в материале напряжение. Для статических испытаний изготовляют обычно круглые образцы испытуемого металла или плоские для листовых материалов. Образцы состоят из рабочей части и головок, предназначенных для закрепления их в захватах разрывной машины. Расчетная длина берется несколько меньше рабочей длины. Размеры образцов стандартизованы. Диаметр рабочей части нормального круглого образца 20 мм. Образцы других размеров называются пропорциональными. Все разрывные машины имеют два основных механизма; нагружающий и силоизмерительный. Кроме того, большинство современных машин снабжено диаграммным устройством, автоматически записывающим диаграмму растяжения. Растягивающее усилие создает напряжение в испытуемом образце и вызывает его удлинение; когда напряжение превзойдет прочность образца, он разрывается. Механизм нагружения образца, закреплённого в захватах состоит из электродвигателя, двух пар червячных передач и пары цилиндрических зубчатых колес, гайки и винта. Силоизмерительный механизм состоит из рычага, связанного с маятником, стрелки-указателя и шкалы. При максимальном усилии маятник поднимается на угол, на этот же угол отклоняется жестко связанная с ним стрелка-указатель. Диаграммный механизм состоит из пары цилиндрических зубчатых колес, пары конических зубчатых колес и двух валиков. При нагружении машины верхний валик вращается и перематывает бумагу с нижнего валика, причём количество перемотанной бумаги будет пропорционально удлинению образца. На стрелке-указателе шарнирно насажена каретка с пером, передвигающимся вдоль оси верхнего валика и вычерчивающим по движущейся бумаге кривую растяжения. Если до точки определённой удлинение образца пропорционально нагрузке: каждому приращению нагрузки соответствует и одинаковое приращение деформации, то такая зависимость между удлинением образца и приложенной нагрузкой называется законом пропорциональности. При дальнейшем нагружении образца наблюдается отклонение от закона пропорциональности; на диаграмме появляется криволинейный участок. Наименьшее напряжение, при котором без заметного увеличения нагрузки продолжается деформация образца, называется физическим пределом текучести. Текучесть характерна только для низкоуглеродистой отожжённой стали и для латуни некоторых марок. Стали с большим массовым содержанием углерода и другие металлы не имеют площадки текучести на диаграмме растяжения. Условное напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца, называется временным сопротивлением разрыву(пределом прочности). Для оценки пластичности металла важно знать относительное удлинение и относительное сужение площади поперечного сечения(в процентах). Модуль упругости Е - отношение напряжения в металле при растяжении к соответствующему относительному удлинению в пределах упругой деформации. Модуль упругости характеризует жёсткость металла, его сопротивление деформации. Таким образом, при статическом испытании на растяжение определяют характеристики прочности, упругости и пластичности.

Определение твёрдости. Определение твёрдости производится быстро и не требует специальных образцов. Кроме того, сведения о твёрдости позволяют в некоторых случаях судить о других механических свойствах металлов, например, о прочности. Поэтому испытания на твёрдость широко применяют в практике. Наибольшее распространение имеют методы вдавливания твёрдого наконечника, рассмотренные ниже. По методу Бринелля стальной закалённый шарик диаметром D(10; 5; 2,5; 2 или 1 мм) вдавливают в испытуемый образец силой P. В результате на поверхности образца остаётся отпечаток в форме шарового сегмента диаметром d. Величина отпечатка будет тем меньше, чем твёрже металл. Твердость по Бринеллю НВ, Па(кгс/мм2), вычисляют по формуле НВ = P/F, где Р - нагрузка на шарик, кгс; P - площадь поверхности отпечатка, м²(мм²). Для испытания с использованием того или иного шарика установлен определенный интервал нагрузок. Для испытаний по Бринеллю используют рычажные прессы. По методу Роквелла твёрдость определяют при вдавливании алмазного конуса с углом 120° или стального шарика диаметром D=1,58 мм(1/16 дюйма). Стальной шарик применяют для нетвердых металлов(до 220 НВ) при нагрузке 981 Н(100 кгс). Образец помещают на столик прибора Роквелла и вращением маховичка поднимают его до соприкосновения с алмазным конусом или стальным шариком. Вращение маховичка продолжают до достижения давления на образец 98 Н(10 кгс)(предварительная нагрузка), что показывает малая стрелка индикатора. Далее включают основную нагрузку. Вдавливание длится 5-6 с, затем нагрузка снимается. Циферблат имеет две шкалы; красную В - для испытаний шариком и черную С - для испытания алмазным конусом. Твердость по Роквеллу является величиной условной, характеризующей разность глубин отпечатков. Одно деление шкалы прибора соответствует 2 мкм глубины проникновения алмазного конуса или шарика в образец. Число твёрдости по Роквеллу обозначается HR с добавлением индекса шкалы, по которой проводилось испытание, например HRB или HRCЭ. Для испытания очень твёрдых материалов применяют алмазный конус при нагрузке 588 Н(60 кгс), отсчёты производят по шкале С, число твердости обозначают HRA.