Процесс прессования и изготовления профиля ПК-346 из сплава АД1

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

.

 

Таблица 5 - Основные размеры заготовки.

НАИМЕНОВАНИЕРАЗМЕРЫДиаметр заготовки162 мм.Длина прессуемой заготовки495 мм.Масса заготовки27,6 кг.

.2 Выбор оборудования

 

Исходя из расчета заготовки для изготовления профиля выбираем пресс усилием 20 МН.

 

.3 Определение температурно-скоростного режима прессования

 

Температурный интервал прессования определяется температурой начала Тн и конца Тк. Его выбирают так, чтобы при верхних предельных температурах не происходило перегрева или пережога металла, а при нижних - усилие прессования оказалось меньше предельного (паспортного) усилия пресса и обеспечивало требуемое качество структуры прессового изделия. Для выбора температурного режима прессования используют диаграммы состояния и пластичности - Рисунок 2, 3.

Максимальная температура прессования Тмакс. Должна соответствовать максимальному значению относительного сужения ? и относительного удлинения ? при минимальном (или близком к нему) значении предела текучести ?т.

Причём значение этой температуры не должно превышать 0,9Ts, где Ts - температура линии солидуса. Для сплава АД1 температура линии солидуса Ts = 540С. Из диаграммы пластичности - Рисунок 3 имеем Тмакс = 450С.

С учётом охлаждения во время транспортировки ?Ттр от нагревательного устройства к прессу температура нагрева заготовки рассчитывается по формуле:

 

Тнагр = Тн + ?Ттр = Тмакс - ?Тдеф + ?Ттр

 

где ?Тдеф - тепловой эффект деформации.

Разогрев металла от деформации можно найти по приближенной формуле:

 

где - предел текучести при температуре Тмакс (определяется по диаграмме пластичности) и в данном сплаве = 8 МПа;

с - средняя удельная теплоёмкость = 870, ДЖ/кг* град.

Следовательно:

Падение температуры при транспортировке находится из выражения:

 

где ?тр - время транспортировки, находится в пределах - 10-30, с;

Vохл - средняя скорость охлаждения пределы которой находятся в интервале 2-5 С.

Определив температуру ?Тдеф, ?Ттр и Тмакс вычислим температуру нагрева заготовки.

Скорость истечения Vист зависит от множества факторов, допустимая скорость истечения профилей из алюминиевого сплава АД1 составляет 30 - 150 м/мин. Скорость прессования Vпр и скорость истечения Vист связаны между собой соотношением. Скорость истечения для данного профиля из сплава АД1 принимаем 60 м/мин.

 

.

м/мин

 

.4 Расчёт энгеросиловых параметров

 

Усилие прессования находим по наиболее распространенной формуле И.Л. Перлина [1]:

 

 

где - усилие, необходимое для осуществления деформации без учёта внешнего трения; Ткр, Тм, Тп - усилия, необходимые для преодоления сил трения по боковой поверхности контейнера, матрицы и калибрующего пояска соответственно.

Составляющие полного усилия при прессовании сплошных профилей из сплошной цилиндрической заготовки вычисляют по выражениям:

 

 

В этих формулах:

 

 

где i - интегральный показатель деформации;

- интегральный показатель дополнительной деформации;

- средняя площадь профиля, разбитого на N участков;

 

 

h - высота очага деформации;

? - угол наклона образующей канала матрицы к ее оси, ?=60;

- поверхность трения;

П - периметр профиля;

l - длина калибрующего пояска;

- коэффициенты трения на контактных поверхностях матрицы, калибрующего пояска и боковой поверхности контейнера.

 

Таблица 6 - Значения коэффициентов трения.

Условия прессованияСо смазкой0,150,100,12Без смазки0,450,200,50

Sh, Sk, Sc - истинные пределы текучести соответственно в начале и конце очага пластической деформации, среднее по очагу деформации

 

 

Предел текучести около боковой поверхности контейнера в условиях полного схватывания.

Значение и определяют с учётом Тн и длительности пребывания металла в очаге деформации ?.

 

 

где - объем очага деформации;

- секундный объем, вытекающий из каналов в матрице.

 

 

По диаграмме - Рисунок 5 для сплава АД1 при ? = 1.5 сек и Тнагр=450С определяем значение и .

 

Рисунок 5 - Зависимость сопротивления деформирования (S) сплава АД1 от температуры (ТС) и длительности деформации (?)

 

 

Предел текучести около боковой поверхности

Определив все значения, получаем:

Следовательно усилие прессования будет равно:

По известному усилию прессования определяется расчетное усилие пресса:

 

где Кз - коэффициент запаса по усилию, учитывает неточность расчётов, возможный недогрев заготовки, скоростную характеристику пресса и т.д.

Найденное расчётное значение усилия пресса сравниваем с предварительно выбранным по таблице и видим, что расчётное усилие меньше номинального усилия 20 МН, следовательно, пресс выбран правильно.

 

.5 Выбор основного и вспомогательного оборудования

 

Основным оборудованием являются пресс и печь нагрева заготовок. В нашем технологическом процессе используются прутково-профильный гидравлический пресс усилием 20 МН, в котором предусмотрены специальные устройства для осуществления вспомогательных операций: транспортеры для продольного перемещения профилей, поперечного (шагающие балки) и т.п., со следующими техническими характерист