Задание.

1. Построить кривые зависимостей напряжения волочения от степени деформации ,  и ln  при волочении катанки  6,5 мм, _тс = 1200 Мпа при среднем противонатяжении 0,5 кН; полуугол волоки  = 6; коэффициент трения в волоке f_n = 0,04; длина калибрующей шейки волоки l_к = 2 мм. Деформационное упрочнение металла не учитывать. Величины и пределы изменения степени деформации принимать по вариантам:

По списку:	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Значения 	1,04	1,08	1,12	1,16	1,20	1,24	1,28	1,32	1,36	1,40	1,44	1,48	1,52	1,56	1,60

2. Убедиться, что полученное на этих кривых отставание роста напряжения волочения от степени деформации полностью отражает теоретически обоснованное и подтверждённое практикой представление о том, что интенсификация процесса волочения, т.е. уменьшение дробности деформации, всегда сопровождается увеличением к.п.д. процесса, что указывает на целесообразность применения максимально возможных вытяжек за переход.

Контрольные вопросы

1. Что такое среднее сопротивление деформации и как им пользоваться?

2. Как в формуле Перлина  учитывается изменение направлений главных напряжений при переходе от конической зоны волоки к цилиндрической?

3. Что такое угол трения и как он определяется?

4. Что такое расчётное напряжение противонатяжения и как оно определяется?

5. Зачем определялась первая производная напряжения волочения? И как?

Практическое занятие № 3. Определение среднего (расчётного) значения сопротивления деформации при волочении. Влияние механических свойств протягиваемого металла на напряжение волочения

Теоретические сведения.

При определении _тс необходимо руководствоваться следующим:

1. Величина _тс является функцией _тн и _тк.

2. Значения _ТН и _ТК брать из справочников, например, А.В. Третьякова [2].

3. Если, по какой-либо причине данные по упрочнению металла отсутствуют или недоступны, следует использовать значения условного предела текучести ₀₂, а при отсутствии и этих данных можно, с некоторыми допущениями [3], принять

(3.1)

4. Известно, что величина предела прочности зависит от масштабного фактора. Поэтому необходимые значения предела прочности следует выбирать из опытов на растяжение с такими образцами, которые по своим поперечным размерам ближе подходят к параметрам рассматриваемого процесса.

Заметное увеличение предела прочности наступает у образцов Ø < 1 мм. Для пересчёта полученных значений предела прочности при Ø 1 мм и более на предел прочности при D < 1 мм C.И. Губкиным [4] предложена следующая эмпирическая формула:

, (3.2)

где – искомый предел прочности при заданном Ø образца D, мм;

– предел прочности при D = 1 мм и более.

Этой формулой можно пользоваться для диаметров в пределах 1…0,04 мм.

5. Среднее значение сопротивления деформации _тс можно определять как среднее арифметическое (полусумма) между соответствующими значениями сопротивления деформации до и после процесса, т.е.

, (3.3)

однако более подходящее для данного случая среднее значение сопротивления деформации в деформационной зоне выражает среднее геометрическое:

. (3.4)

При заметной внеконтактной деформации от противонатяжения в (3.4) следует принимать σ_ТН = σ_q.

6. Температура металла в деформационной зоне всегда повышается и достигает максимума у выхода из канала. Это вызывает соответствующее снижение сопротивления деформации, которое следует по возможности учитывать. Металл нагревается в основном теплотой деформации, поэтому повышение температуры металла у выхода без учёта потерь на охлаждение можно определить, как

,  (3.5)

где – работа сил деформации на единицу объёма;

C – теплоемкость протягиваемого металла, для стали можно принять 500 дж/кгград;

 – плотность металла, 7800 кг/м³.

Зная ∆t и температуру металла до входа в канал, можно определить температуру у выхода из канала и по кривой температура – предел текучести (например, [5], табл.18, рис.18, с.83-85), определить  .

7. В деформационной зоне реальная величина сопротивления деформации непостоянна по радиусу каждого сечения: чем ближе точка к периферии, тем больше возрастает компонента дополнительной сдвиговой деформации и, следовательно, деформационное упрочнение. Между тем, принимаемые значения _ТН и _ТК являются лишь расчётными средними значениями пределов текучести в соответствующих поперечных сечениях и не отражают распределения действительных значений сопротивления деформации по сечениям. Реальные средние значения, по-видимому, превышают рассчитываемые по (3.3) или (3.4). Величина этого превышения различна в соответствии с конкретными условиями процесса, и установить зависимости для общего случая пока не удается.

Задание.

1. Для отожженной ст. 2, подвергаемой 20%-й деформации, пользуясь справочными данными [2], определить начальное и конечное значения сопротивления пластической деформации.

2. Вычислить значения среднего сопротивления деформации как среднее арифметическое и среднее геометрическое; сравнить полученные значения.

3. Построить кривые зависимостей напряжения волочения от степени деформации ,  и ln  при волочении катанки  6,5 из ст. 2 при среднем противонатяжении 0,5 кН с учётом деформационного упрочнения металла; полуугол волоки  = 6; коэффициент трения в волоке f_n = 0,04; длина калибрующей шейки волоки l_К = 2 мм. Среднюю величину сопротивления деформации определять как среднее геометрическое.

Величины и пределы изменения степени деформации принимать по вариантам:

№ по списку	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Значения 	1,04	1,08	1,12	1,16	1,20	1,24	1,28	1,32	1,36	1,40	1,44	1,48	1,52	1,56	1,60

4. По результатам вычислений построить диаграмму и сравнить её с диаграммой, построенной без учёта деформационного упрочнения металла в деформационной зоне (см. Практическое занятие № 2).