Другие предметы \ Теория обработки металлов давлением

Горячая осадка цилиндрической заготовки с отверстием, страница 5

Возьмем теперь наиболее простое выражение удельного усилия при постоянном напряжении для правильной призмы (и цилиндра)

и подставим его в интеграл

но   и  Отсюда

Интегрируя, получим

;

подставляя пределы и учитывая, что  , получим формулу

                                                                      (35)

Сравнивая формулы 34 и 35, легко видеть, что первый член в квадратных скобках отображает работу деформации в случае осадки без трения, а второй член – работу трения.

Формулы, выражающие удельное усилие деформирования, позволяют определить требуемую деформирующую силу, т.е. выбрать пресс для осуществления операции. Формулы, определяющие работу деформирования, дают возможность решать вопросы, связанные с выбором молота [9].

 1.3.3 Выбор молота.

Массу падающих частей молота, необходимого для осадки заготовки круглого или поперечного сечения, можно определить по формуле

         (36)

Где Dпок и Нпок – соответственно диаметр и высота заготовки после осадки, мм; σГ – напряжение текучести металла при температуре осадки, приближенно равное пределу прочности при той же температуре, МПа; εк –

степень деформации за последний удар (ε=0,025 – для крупных и εк=0,060 – для мелких поковок); Vзаг – объем заготовки, см3 .

 1.3.4 Выбор пресса

Усилие пресса, необходимое для осадки заготовки круглого и квадратного сечения, можно определить по формуле

где ψ – масштабный коэффициент; F – площадь поперечного сечения поковки после осадки, мм2, остальные обозначения смотреть в (36).

2 Постановка задач и обоснование выбора решения

2.1 Выделение основных и вспомогательных параметров процесса

На основе литературного обзора можно выделить основные параметры процесса, которые определяются расчётным путём, а также вспомогательные параметры, которые задаются технологически на основе экспериментальных исследований.

Табл. 1

№

п/п

Название и обозначение основного параметра

Источник

№

п/п

Название и обозначение вспомогательного параметра

Источник

1

Удельное усилие при осадке, р

1

Предел текучести, σS

2

Касательное напряжение, τ

2

Коэффициент трения, μ

3

Напряжения деформации, σij

3

4

Диаметры D и d

4

2.2 Определение расчетных параметров

Необходимо произвести расчёт параметров при осадке цилиндрической заготовки с отверстием  с параметрами:

D = 120мм; d = 60мм; Δh = 15мм; H = 80мм; Сталь Ст3.

 

Рис. 9. Рассчитываемая деталь.

На основе анализа параметров, рассмотренных в табл. 1 и специфических условий реализации процесса окончательно определяем параметры, подлежащие расчёту. Определение основных параметров процесса осадки цилиндрической заготовки с отверстием резюмирует постановку задачи в более общей форме.

Исходя из условия поставленной задачи в данной курсовой работе будут определятся следующие параметры:

 - удельное усилие при осадке;

 - деформация в процессе формообразования;

 - силовые параметры процесса;

2.3 Выбор метода получения расчетных параметров

Для расчёта процесса осадки цилиндрической заготовки с отверстием, исходя из совокупности определяемых параметров и трудоёмкости выбираем из ряда основных методов решения – метод баланса работ.

Табл. 2

Метод

Причина отвода

Примечания

МЛС

Расчёт поставленной задачи при использовании данного метода более трудоёмок, чем при использовании метода баланса работ.

Данный метод применяется для решения плоских и осесимметричных задач. Метод может быть использован для следующих процессов: волочение, вдавливание, рубка, протяжка, обжатие, изгиб, прокатка, прямое (обратное, боковое) выдавливание.

ИМ и МПИ

Сложность расчёта данным методом поставленной задачи. Для получения аналитических решений требуется существенное упрощение исходных уравнений на основе разумных допущений о характере протекания  процесса формоизменения. В инженерном методе для нахождения распределений деформации необходимы дополнительные данные, возможно, экспериментальные.

Об метода применяются для решения широкого класса плоских и осесимметричных задач: деформирование трубчатых заготовок в условиях внутреннего, внешнего или комбинированного давления; сжатие полосы шероховатыми плитами; сжатие клиновой заготовки; формовка деталей конической формы; осадка толстостенной трубы в матрице.

МВО

Данный метод не позволяет выявлять распределение напряжений. Необходимость разбивки деформируемой части детали на блоки. Относительно сложные вычисления расчётных параметров.

Суть метода состоит  в том, что объём очага деформации заменяется набором жёстких блоков, т.е. производится замена поля линий скольжения (действительного) системой прямолинейных отрезков. Блоки представляют собой прямоугольные призмы. Внутри каждого блока скорость постоянна. Вдоль границ касательные напряжения Брут максимальными. Этот метод может использоваться для квазистстических процессов в случае не слишком больших деформаций при расчётах процессов ковки, штамповки, осадки, прямого, обратного и комбинированного выдавливания.

МБР

–

Выбранный метод

МСПД

Необходимость использования параметров, полученных практическим путём.

Метод для решения практических задач конечного формоизменения: определения усилий по заданному формоизменению, определение деформаций по заданной нагрузке и работе внешних сил, определение формы тела на последовательных и конечной форме. 

ВМ

Более сложные формулы и вычисления, чем в методе баланса работ, а следовательно значительная трудоёмкость вычисления (большей частью реализуется на ЭВМ).

Вариационные методы определения усилий и деформаций, как и метод баланса работ, основаны на энергетическом принципе, но в отличие от него, позволяют определить не только полные и удельные усилия, но и распределение напряжений и деформаций по объёму тела, а также форму тела после деформации с учётом неравномерности деформации.     

МКЭ

Реализуется лишь в мощных ЭВМ, обладающих значительным быстродействием и ресурсами памяти.

Метод применяется для решения упруго – пластических задач. Суть метода заключается в разбиении тела на отдельные элементы, соединённые в узловых точках. Для каждого элемента решается полная система матричных уравнений механики сплошных сред. Метод позволяет получить все характеристики напряжённо – деформированного состояния, границы упругой и пластической областей, перемещения и т.д. 

Скачать файл