Задания

Таблица 1.5

Задания к расчету литниковых систем

Вариант	Вид отливки и её объем г/см3
	параллепипед	шар	цилиндр
1	1	0,35	0,6
2	0,9	0,3	0,65
3	0,95	0,45	0,75
4	0,8	0,4	0,8
5	0,85	0,55	0,85
6	0,7	0,5	0,9
7	0,75	0,65	0,95
8	0,6	0,6	1
9	0,65	0,7	0,5
10	0,5	0,75	0,55
11	0,55	0,85	0,4
12	0,4	0,8	0,45
13	0,45	0,95	0,3
14	0,3	0,9	0,35
15	0,35	1	0,7

Диаметр стояка принимать в пределах 4 – 8 мм, в зависимости от массы отливки. На основании расчетов следует сделать эскиз блок – модели с тремя отливками, принятыми для расчетов.

3. Расчет размеров заготовки и назначение технологических операций при изготовлении листоштампованных ювелирнЫх изделиЙ

Листоштампованные изделия нашли широкое применение в ювелирной промышленности. Например, технологический процесс изготовления ювелирного изделия типа «серьга», имеющего форму шара, включает следующие технологические этапы.

1. Холодная прокатка листовой заготовки (полосы).

2. Раскрой полосы на заготовки.

3. Вырубка кругов.

4. Вытяжка детали «полушар».

5. Обрезка

6. Пайка (сварка) двух деталей «полушар» и получение изделия типа «серьга».

7. Отделочные операции.

В соответствии с последовательностью данного процесса необходимо провести комплекс расчетов для выбора размеров заготовки, проектирования режимов деформации и выбора оборудования для операций обработки металлов давлением.

3.1. Листовая прокатка

Расчет режимов холодной прокатки покажем на примере [5].

Требуется рассчитать режим обжатия при холодной прокатке ленты из латуни размерами 0,25300 мм из заготовки 1,3300 мм на стане кварто 150. Параметры прокатного стана кварто 150 приведены в табл. 3.1

Таблица 3.1

Параметры, характеризующие стан кварто 150

№ п/п	Параметр	Обозначение	Единицы измерения	Величина параметра
1	Максимальная скорость прокатки	V	м/с	10,0
2	Диаметр валков: рабочих опорных	Dp Dоп	мм мм	150 500
3	Длина бочки валков	L	мм	450
4	Количество клетей	n	шт.	1
5	Допускаемая сила прокатки	Рд	МН	3,0
6	Диаметр барабана моталки	Dм	мм	500
7	Мощность двигателей	Nдв	кВт	600

Для расчета количества проходов необходимо найти суммарную вытяжку от отжига до отжига. Суммарная вытяжка для латуни от отжига до отжига _ = 15, а средняя вытяжка = 1,4 (справочные величины) [5], тогда количество проходов для прокатки ленты от отжига до отжига

При холодной прокатке ширина полосы изменяется незначительно и в расчетах им пренебрегают (b0=b1),тогда расчетная суммарная вытяжка равна

Для получения полосы необходимой толщины, необходимо проходов. Прокатка осуществляется без промежуточных отжигов, т.к. количество необходимых проходов не превышает допустимого значения (5<8).

Разбиваем вытяжки по проходам с учетом средней вытяжки, а также того, что в начальный момент заготовка отожжена и обладает повышенной пластичностью. Поэтому можно давать большие величины вытяжки, снижая их по мере наклона полосы к концу прокатки. Кроме того, задачей холодной прокатки является также получение ровной (планшетной) полосы с минимальной поперечной и продольной разнотолщинностью, а это возможно только при снижении величины обжатия к концу процесса прокатки. С учетом вышеизложенного, зададимся следующим распределением коэффициентов вытяжки по проходам:

1,5 1,47 1,45 1,4 1,2.

Соответствующие толщины по проходам равны

мм; мм; мм; мм; мм.

Таким образом, прокатать заданную ленту из заданной заготовки можно за пять проходов, не используя при этом полностью ресурс пластичности латуни от отжига до отжига.

Для расчета режимов обжатий в первом проходе имеем следующие данные:

абсолютное обжатие мм;

относительное обжатие

Сопротивление деформации при холодной прокатке находим либо по графикам [5], либо по известным формулам в зависимости от степени деформации (для благородных металлов рис. 3.6). Для данного материала оно составит 367 МПа.

Давление прокатки определим по формуле Стоуна [5] без учета упругого сплющивания валков, для чего последовательно рассчитаем следующие величины:

• длина дуги захвата мм (R – радиус рабочих валков, мм);

• параметры для определения давления

(μ – коэффициент трения, для благородных металлов 0,06-0,08).

Тогда давление прокатки

МПа.

Длина зоны деформации с учетом упругого сплющивания валков

m – безразмерный параметр, зависящий от материала валков и полосы .

Параметры для расчета давления определятся как

;

а давление с учетом упругого сплющивания валков

МПа.

Силу прокатки определим по выражению

МН.

Таким образом, сила прокатки в первом проходе не превышает допускаемую Р_доп = 3 МН (см. табл.3.1).

Для второго прохода имеем:

мм;

Так как в процессе холодной прокатки происходит упрочнение металла, то для определения сопротивления деформации нужно знать суммарную деформацию за два прохода:

Тогда сопротивление деформации [5] будет равно 502 МПа.

Длина зоны деформации без учета упругого сплющивания валков составит

мм;

а параметры для расчета давления определятся следующим образом:

;

Тогда давление

МПа.

Длина зоны деформации с учетом упругого сплющивания

Параметры для расчета давления определятся следующим образом:

Среднее давление и сила прокатки определятся соответственно:

МПа;

МН.

Как видно из расчетов, во втором проходе сила прокатки также не превышает допустимой.

Для третьего прохода, проводя аналогичные действия, имеем:

мм; ;

Сопротивление деформации с учетом суммарной степени деформации равно 542 МПа.

Длина зоны деформации без учета упругого сплющивания валков

мм;

а параметры для расчета давления определятся следующим образом:

;

Тогда давление

МПа.

Пересчет давления с учетом упругого сплющивания валков дает:

МПа,

причем длина зоны деформации L_Д3 равна 4,3 мм.

Тогда сила прокатки

МН,

при этом ограничение по силе прокатки также выполняется, так как

Р^_П3 < Р_ДП.

Проведем аналогичные расчеты для четвертого прохода, при этом имеем:

мм; ;

Сопротивление деформации составит 562 МПа, а длина зоны деформации без учета упругого сплющивания валков и параметры для расчета давления определятся следующим образом:

мм, ;

Тогда давление прокатки будет равно

МПа.

Пересчет давления с учетом упругого сплющивания валков дает

МПа,

причем длина зоны деформации L_Д4^ = 3,3 мм.

Сила прокатки

МН,

что также не превышает допускаемого значения.

И, наконец, для пятого прохода получим:

мм; ; При ₅ = 26,6 % и _5 = 81 % сопротивление деформации составит 574 МПа

Длина зоны деформации без учета упругого сплющивания валков и параметры для расчета давления определятся следующим образом:

мм, ;

Тогда давление

МПа.

Пересчет давления с учетом упругого сплющивания валков дает

МПа,

причем длина зоны деформации L_Д5^ = 3,0 мм.

Тогда сила прокатки

МН.

Таким образом, во всех проходах выполняется ограничение по силе прокатки. Окончательно полученные результаты расчета приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Результаты расчета режимов холодной прокатки ленты из латуни Л90

Номер прохода	Толщина, мм		Обжатие, мм	Суммарное обжатие	Коэффициент вытяжки	Среднее сопротивление деформации, МПа	Давление прокатки, МПа	Сила прокатки, МН
	до прокатки	после прокатки
i	hi-1	hi	hi	i	i			Pi
1	1,30	0,86	0,44	33,8	1,50	367	424,0	0,776
2	0,86	0,59	0,27	54,6	1,47	502	597,4	0,889
3	0,59	0,40	0,19	69,0	1,45	542	677,5	0,874
4	0,40	0,30	0,10	77,0	1,40	562	718,0	0,780
5	0,30	0,25	0,05	81,0	1,20	574	761,0	0,685