11

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра механики пластического формоизменения

им. Н. Демидова

Г.В. ПАНФИЛОВ

Доктор технических наук, профессор

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

по дисциплине

«теоретические основы экспериментальныхисследований»

Раздел «Построение критериальных графических зависимостей

при осадке на прессе»

Направление подготовки: 651400 " Машиностроительные технологии и оборудование "

Специальность: 120400 "Машины и технология обработки металлов давлением"

Форма обучения – очная

Тула 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Теоретические положения………………………………………………….…3

2. Исходные данные для моделирования и варианты заданий………………..4

3. Последовательность расчетов…………………….…….…………………….7

4. Пример расчета………………………………………………………………...8

5. Контрольные вопросы………………………………………………………...10

4. Содержание отчета………………….………………………………...………10

лабораторная работа №1

«Построение критериальных графических зависимостей

при осадке на прессе»

1. Теоретические положения.

Вторая теорема подобия устанавливает, что для того, чтобы данные, полученные из опыта, можно было непосредственно распространить на подобные явления, эти данные надо обрабатывать в виде зависимости между критериями подобия. В связи с этим надо искать зависимость не между отдельными величинами, характеризующими явления, а между комплексами величин, представляющими критерии подобия.

Критерии подобия - это независимые между собой безразмерные комплексы. Возведением в произвольную степень, умножением или делением друг на друга или на один из них, а также на постоянную величину можно получить иную систему критериев, но число их сохраняется.

Осадку применяют, когда необходимо:

1. Получить поковку или ее участок с поперечным сечением, большим, чем сечение заготовки или слитка.

2. Уменьшить анизотропию механических свойств и улучшить эти свойства в осевом и поперечном направлениях заготовки.

3. Более равномерно распределить и измельчить карбиды в сталях карбидного класса.

4. Выровнять торцевые поверхности заготовки.

Степень деформации при осадке выражается в процентах:

, (1)

где и - исходная и конечная высота заготовки.

В обычных условиях осадки в результате неравномерности деформации заготовка приобретает бочкообразную форму. Повышению равномерности осадки (уменьшению бочкообразования) способствуют:

1. Уменьшение трения на поверхности контакта металла с инструментом путем повышения чистоты его обработки и применения смазок.

2. Применение плоских выточек для удержания смазки на торцах заготовки.

2. Исходные данные для моделирования и варианты заданий.

В данной лабораторной работе требуется построить критериальную зависимость технологической силы, необходимой для осадки цилиндрической заготовки определенных (соответствующим вариантом задания) размеров из чистого литейного алюминия ( кН/м²), от степени осадки (1). Применение безразмерных критериальных величин для обеих осей искомой графической зависимости позволит использовать ее для определения необходимой силы осадки цилиндрической заготовки широкого диапазона размеров из любого материала.

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 1 150 х 80
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	409,5	589	768	1024	1324	1920	3072	7552

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 2 140 х 75
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	360	518	675	900	1192	1687	2700	6637

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 3 130 х 70
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	297	428	558	744	986	1395	2232	5487
Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 4 120 х 65
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	270	389	507	676	896	1267	2028	4985

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 5 110 х 60
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	230	332	432	576	763	1080	1728	4248

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 6 100 х 55
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	193,5	278	363	484	641	907,5	1452	3569

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 7 90 х 50
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	160	230	300	400	530	750	1200	2950

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 8 80 х 45
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	129,5	186	243	324	429	607,5	972	2389

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 9 70 х 40
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	102	147	192	256	339	480	768	1888

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 10 60 х 35
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	78,4	112,7	147	196	259,7	367,5	588	1445,5

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 11 50 х 30
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	57,5	93,8	123,5	163	216	305,7	489,1	1202,5

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 12 40 х 25
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	40	57,5	75,7	100	132,5	187,5	300	737,5

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 13 30 х 20
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	25,6	36,8	48,5	64	84,8	120	192	472

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 14 20 х 15
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	14,4	20,7	27,3	36	47,7	67,5	108	265,5

Размеры образца H0 х d0, мм	Вариант 15 10 х 10
Степень осадки %	10	20	30	40	50	60	70	80
Технологическая сила, кН	6,4	9,2	12,1	16	21,2	30	48	118

Требуется:

1. Определить высоту образца Нi после каждой степени осадки и занести значения в таблицу.

2. Определить безразмерную относительную критериальную величину технологической силы для реализации каждой степени осадки и занести ее значения в таблицу.

3. Построить графическую зависимость критериальной технологической силы от степени осадки.

4. По графической зависимости определить натуральное значение технологической силы, необходимой для осадки цилиндрической заготовки из стали 09Г2 ( кН/м²) или стали 12Х18Н10Т ( кН/м²) с размерами 50х50 мм² до степени осадки 50%.