Осадка металла
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Введение
осадка технологический заготовка
Задачей дисциплины теория обработки давлением является анализ и разработка общих принципиальных основ рационального построения процессов ОМД, которая не только обеспечивает получение заготовок, а часто и готовых деталей требуемой формы, но и вызывает в металле качественные изменения. Теория ОМД является научной базой технологии этой обработки.
Теория обработки металлов давлением рассматривает и изучает:
1.термические и механические условия, при которых обеспечивается возможность наибольшего формоизменения металла, что необходимо для установления оптимальных режимов технологических процессов;
2.влияние обработки давлением на механические и физические свойства металлов в целях получения наилучших эксплуатационных характеристик заготовок и деталей;
.характер формоизменения заготовок при различных операциях в целях отыскания наиболее благоприятных соотношений между размерами и формой исходных заготовок и заготовок или деталей, получаемых после обработки давлением;
.сопротивление металла пластическим деформациям при операциях обработки металлов давлением, т.е. распределение напряжений, необходимые усилия и работы для осуществления этих операций, в целях правильного выбора оборудования и прочностного расчета рабочего инструмента.
Основной базой для теории ОМД является наука о пластической деформации металлов.
Осадка металла - операция обработки металлов давлением, в результате которой уменьшается высота и одновременно увеличиваются поперечные размеры заготовок. Осадку применяют для получения формы поковки, с целью уменьшения глубины прошивки, для обеспечения соответствующего расположения волокон в будущей детали (при изготовлении шестерней обеспечивается повышенная прочность зубьев в результате радиального расположения волокон), как контрольную операцию (из-за значительной деформации по периметру на боковой поверхности вскрываются дефекты).
При выполнении осадки требуется, чтобы инструмент перекрывал заготовку. Вследствие трения боковая поверхность осаживаемой заготовки приобретает бочкообразную форму, это характеризует неравномерность деформации. Повторяя осадку несколько раз с разных сторон, можно привести заготовку к первоначальной форме или близкой к ней, получив при этом более высокое качество металла и одинаковые его свойства по всем направлениям.
1. Краткая характеристика процесса
Осадкой называют формоизменяющую технологическую операцию, при помощи которой уменьшают высоту исходной заготовки с одновременным увеличением площади ее поперечного сечения.
Схема осадки представлена на рис.1.
Рисунок 1 - Схема осадки: 1 - нижний неподвижный боек, 2 - заготовка, 3 - верхний подвижный боек, 4 - деталь.
Если осаждать прямоугольную заготовку, то в процессе осадки искажается форма не только вертикальных, но и горизонтальных сечений заготовки. Искажение формы тем больше, чем больше степень осадки, причем прямоугольник стремится перейти в эллипс.
Основной причиной искажения формы являются силы трения на контактных поверхностях бойка и заготовки. Силы трения вызывают бочкообразование тем в большей степени, чем больше коэффициент трения. При коэффициенте трения равном нулю прямоугольное сечение должно оставаться прямоугольным.
Если торцы заготовки некруглой формы, то металл течет по линии наименьшего сопротивления, стремясь принять круглую форму, чтобы силы трения выравнивались по всем направлениям.
При горячей деформации кроме сил трения на торцах на бочкообразование влияет также подхолаживание торцов заготовки в виду плотного контакта с бойками.
Зоны деформации вертикального сечения при осадке представлены на рис 2
Рисунок 2 - Зоны деформации вертикального сечения при осадке
Зоны 1 - зона затрудненной деформации, в которой движение представляет собой всестороннее сжатие. Эти зоны как бы расклинивают зону 2, которая интенсивно деформируется в осевом и радиальном направлении. Зоны 3 деформируются менее интенсивно, чем зона 2. Здесь наблюдается деформация растяжения кольцевой зоны 3.
Осадку применяют, когда необходимо: получить поковку или участок ее с поперечным сечением большим, чем сечение заготовки или слитка; увеличить уковку; уменьшить анизотропию механических свойств и улучшить эти свойства в осевом и поперечных направлениях поковки; более равномерно распределить и измельчить карбиды в сталях карбидного класса; выровнять торцевые поверхности заготовки и увеличить поперечное сечение перед прошивкой.
По схеме деформации осадка представляет собой сжатие - деформация в направлении активного усилия отрицательна, а две другие деформации положительны. Схема напряжений и деформаций представлена на рис.3.
Рисунок 3 - Схема напряжений и деформаций при осадке
2. Упрощенные уравнения равновесия и пластичности с учетом допущений рассматриваемого метода
Рассматриваемая заготовка прямоугольная, поэтому удобно ее рассматривать в декартовой системе координат (x,y,z).
Рисунок 4 - Схема осадки прямоугольной заготовки
Исходные уравнения равновесия для объемного деформированного состояния запишутся в виде:
(1)
При этом
Исходное условие пластичности:
(2)
. допущение.
Задачу приводят к одному и