Что показывает коэффициент вытяжки

Деформация металла при прокатке характеризуется:

Абсолютным обжатием называется уменьшение толщины заготовки при прокатке:

∆ h=H–h, мм.

Относительным обжатием называется отношение абсолютного обжатия к первоначальной толщине заготовки Н, выраженное в процентах:

U =

Абсолютным уширением называется величина разности между шириной полосы заготовки до и после прокатки:

где В — ширина заготовки до прокатки, мм;

B₁ — ширина заготовки после прокатки, мм.

Относительным уширением называется отношение абсолютного уширения ∆ В к первоначальной ширине заготовки В. Относительное уширение характеризует деформацию металла по ширине:

Коэффициентом вытяжки называется отношение длины заготовки после проката L₁, к ее длине — до проката L:

Процесс прокатки металлов характеризуется следующими основными особенностями:

— процесс возникает и осуществляется за счет сил трения между вращающимися валками и заготовкой;

— по напряжениям, возникающим в металле, и усилиям, прилагаемым к металлу, процесс является стабильным, за исключением момента входа и выхода заготовки из валков.

Рис. 24. Распределение действия сил на прокатываемый металл.

Для осуществления процесса прокатки необходимо соблюсти определенные соотношения между толщиной исходной заготовки Н, поступающей в валки, величиной зазора h между валками и диаметром валков D. Эти соотношения характеризуются условиями захвата, обеспечивающими процесс прокатки металла. Уравнения условий захвата металла можно вывести из анализа сил, прилагаемых к металлу в результате его деформирования валками (рис. 25).

При соприкосновении металла заготовки с валками валки, вращаясь навстречу друг другу, будут оказывать на нее давление под действием сил N, направленных нормально к поверхности валков, и сил трения Т, направленных по касательной к их окружности.

Для определения действия сил N и Т на условия захвата металла валками спроектируем эти силы на ось XX по направлению проката и вертикальную ось YY. Тогда для одного из валков получим соответственно силы N_х,,T_x и N_y, T_y,. Но поскольку система симметрична, то эти значения сил будут относиться и ко второму валку. Вертикальные силы N_y, и T_y, учитывая совместное действие двух валков, производят обжатие заготовки. Горизонтальная сила T_x втягивает заготовку в ручей валка, а сила N_х, наоборот, старается вытолкнуть заготовку из ручья.

Исходя из взаимодействия этих сил, можно вывести следующие условия захвата металла валками:

1. Если , то вследствие равновесия сил T_x и N_х валки будут буксовать.

2. Если T_x, протягивания металла в ручей валков осуществляться не будет.

3. Если > 1, то вследствие того, что T_x > N_х , валки будут захватывать и протягивать заготовку в ручей. Величина сил N_хи T_x определится путем геометрического построения.

где f — коэффициент трения.

Подставляя значение силы трения T в выражение , получим

где — угол захвата, соответствующий центральному углу дуге захвата, равной:

На основании третьего условия >1 получим

> 1.

Преобразовав данное выражение известными способами, установим, что

>

Эта зависимость определяет основное условие захвата металла валками. Условие показывает, что для обеспечения прокатки коэффициент трения должен быть больше значения тангенса угла захвата. Полученное неравенство показывает, что при прокатке металла можно практически оказывать влияние на коэффициент трения и угол захвата.

С увеличением диаметра валков при определенном усилии обжатия величина угла захвата уменьшается и, следовательно, захват облегчается.

К основным факторам, влияющим на коэффициент трения, относятся: пластичность металла, его температура, скорость вращения валков, материал валков и состояние их поверхности, химический состав прокатываемого металла.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

РАБОТА №6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЫТЯЖКИ ПРИ ПРОКАТКЕ В КАЛИБРАХ

Вытяжка при прокатке определяется как отношение длины полосы после прокатки l₁ к её длине до прокатки l₀ или отношение площади поперечного сечения полосы до прокатки F₀ к площади поперечного сечения полосы после прокатки F₁:

. (6.1)

Отношение длин или площадей поперечного сечения полосы до и после прокатки, то есть вытяжку в данном проходе называют частной вытяжкой.

Суммарный коэффициент вытяжки или просто суммарная вытяжка определяется как произведение частных вытяжек по проходам

. (6.2)

Суммарная вытяжка может быть определена также как отношение площадей сечений исходной заготовки F₀ и готового изделия , полученного после – го прохода

. (6.3)

Средняя вытяжка за проход

. (6.4)

Цели работы

1. Познакомиться с принципами сортовой прокатки.

2. Определить частные, среднюю и суммарную вытяжки при прокат­ке в простых вытяжных калибрах.

Оборудование и инструмент

1. Прокатный стан «130».

2. Штангенциркуль, масштабная линейка, чертилка.

Измерения и ход работы

Выданный на бригаду образец измеряют, определяют h₀, b₀ и l₀. В качестве l₀ принимают расстояние между поперечными рисками, нане­сёнными с помощью чертилки на поверхности полосы перед её прокат­кой (целесообразно принимать l₀=100мм). Измеренный образец прока­тывают в калибрах от №1 до №7 по схеме, представленной на рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Схема прокатки образца в калибрах: 1-универсальный квадрат,

2-ромб, 3квадрат, 4-ромб, 5-квадрат, 6-ромб, 7-квадрат

После каждого из проходов полосу эскизируют и определяют размеры пеперечного сечения её, а также расстояние l₁ между рисками на полосе. В соответствии с выражением (6.1) определяют част­ную вытяжку в данном проходе.

Перед следующим проходом на боковой поверхности профиля с помощью чертилки наносят новые риски на расстоянии одна от другой. Таким образом определяют вытяжки в каждом из проходов.

Результаты измерений и расчетов представляют в виде таблицы.

Данные для определения частной и суммарной вытяжки

Примечание. В таблице необходимо приводить как эскизы сечений, полученных после каждого из проходов, так и форму и размеры калиб­ра, в котором эти сечения получены. Размеры сечений полос отличают­ся от размеров соответствующих калибров за счет изменения зазора между валками прокатного стана, а также из-за различной степени заполнения калибров. Кроме того, в одном и том же калибре полоса может прокатываться дважды, и при этом получаются разные сечения. Размеры калибров принимаются по чертежу калибровки валков на рисунке.

В строке таблицы с нулевым номером прохода указываются исходные размеры образца.

В отчете указать цели работы, коротко изложить порядок ее про­ведения.

7. РАБОТА № 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ПРЕССОВАНИЯ

Прессование – это процесс, при котором металл слитка или заготовки выдавливается прессштемпелем (пуансоном) с прессшайбой из замкнутой полости контейнера через одно или несколько отверстий в матрице. При этом поперечное сечение заготовки принимает форму отверстия матрицы.

Рис. 7.1. Схема процесса прессования: 1-заготовка, 2-контейнер, 3-матрица,

Процесс прессования один из важнейших видов обработки металлов давлением. Основными достоинствами этого процесса являются:

1) Возможность получения изделий сложной формы поперечного сечения;

Определение усилия прессования является одной из основных технологических задач и необходимо для выбора оборудования, расчёта инструмента и др.

На величину усилия влияют:

— сопротивление деформации, с увеличением которого увеличивается и усилие;

— трение между металлом и контейнером, а также матрицей (использование смазки уменьшает коэффициент трения, уменьшает усилие деформации и износ инструмента).

Для прессования круглого прутка через плоскую матрицу среднее давление можно определить по формуле:

, (7.1)

где — вытяжка; R₀— радиус контейнера; R₁— радиус прессуемого прутка;

L – длина заготовки в контейнере; р— среднее давление на прессшайбе;

— сопротивление деформации металла, МПа [10].

Формула (7.1) записана с учетом, что на поверхности контейнера действуют максимальные силы трения. Для случая, когда трение близко к нулю, в формуле (7.1) исключается последнее слагаемое .

При прессовании сплошных круглых профилей среднее давление pможно также определить по формуле, учитывающей влияние трения [8,9]

, (7.2)
где — сопротивление деформации, МПа; -коэффициент трения;

2 — заходной угол матрицы (для плоской матрицы в расчётах можно принимать ); d, l – диаметр и длина калибрующего пояска матрицы, мм; D – контейнера, мм; F и l – площади поперечного сечения контейнера и отверстия матрицы, мм 2 ; L – высота (длина) заготовки, распрессованной по диаметру контейнера, мм.

7.2. Выполнение работы

Цель работы: опытное и теоретическое определение силы прессования в зависимости от длины исходной заготовки и различных условий трения.

Оборудование, инструмент и аппаратура.

1. Испытательная машина с усилием 300кН или гидравлический пресс усилием 500 кН.

2. Инструмент для прессования (лабораторная установка).

Опытные образцы – цилиндры из модельного материала с диаметром D₀=50 мм и длиной L₀ =70 мм (2шт) и L₀ =50 мм (2шт).

Работу проводят по следующей схеме:

1) Измерение опытной заготовки и диаметра контейнера; смазка поверхности контейнера, матрицы и заготовки (один из двух одинаковых образцов прессуется без смазки, а другой со смазкой);

2) Выполнение операции прессования на лабораторной установке, схема которой показана на рис.7.2. При этом фиксируют время и силу прессования;

3) Извлечение прессостатка из контейнера и измерение его длины; измерение поперечных сечений размеров прессизделия.

Рис. 7.2.Схема установки для прессования: 1-верхняя траверса пресса,

2-прессштемпель, 3-прессшайба, 4-контейнер, 5-прессуемая заготовка,

6-матрица, 7-кольцо, 8-нижняя траверса пресса, 9-прессизделие

Записывают для каждого варианта прессования опытное усилие деформации в МН.

Вычисляют по формулам (7.1) и (7.2) среднее расчётное давление прессования p. При этом величину устанавливают по данным работы [10] в зависимости от степени деформации e и скорости деформации x.

Значения и x вычисляют по формулам

, ,

где — площадь поперечного сечения распрессованной заготовки и прессизделия, мм 2 ; — длина заготовки, мм; — длина прессостатка, мм; t – время прессования; Н – высота очага пластической деформации, мм.

Высоту Н определяют из условия, что поверхность «мертвой зоны» образует с осью прессования угол 60 градусов.

,

где — внутренний радиус контейнера; — радиус прессуемого прутка.

Определяют расчётные значения усилий прессования по соотношению

,

— площадь контактной поверхности между прессшайбой и исходной распрессованной заготовкой, м 2 ; – внутренний радиус контейнера, м.

На основании опытных и расчетных данных необходимо сделать вывод о зависимости усилия прессования от длины исходной заготовки и условий трения, а также возможности оценки силы прессования осесимметричных профилей с помощью формул (7.1) и (7.2).

1. Ляшков В. Б. Процессы и элементы теории обработки металлов давлением: учеб. пос. Свердловск: УПИ, 1985, 89 с.

2.Суворов И.К. Обработка металлов давлением. М.: Высшая школа, 1980. 365с.

3. Сторожев М.В. Теория обработки металлов давлением. М.: Высшая школа. 1984. 320 с.

4. Грудев А. П. Теория прокатки: учебник для вузов. М.: Металлургия, 1988. 240 с.

5. Ляшков В.Б. Элементы теории продольной прокатки: учеб. пос. Свердловск: УПИ, 1988, 74 с.

6. Обработка металлов давлением/ Шевакин Ю.Ф., Чернышов В.Н., Шаталов Р.Л., Мочалов Н.А. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 496 с.

7. Смирнов В.К. Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков: учебное пособие для вузов. М.: Теплотехник, 2010.490 с.

8. Машины и технология обработки металлов давлением/ Живов Л.И., Бичевой А.Ф., Дубина В.И. и др. Вища школа, 1987,199 с.

9. Перлин И.Л. Райтбарг Л.Х. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975. 448 с.

10. Гун Г.Я., Полухин П.И., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

Источник

коэффициент вытяжки

Полезное

Смотреть что такое «коэффициент вытяжки» в других словарях:

Коэффициент вытяжки — отношение длины металла после его выхода из валков к первоначальной длине. См. также: Прокатка металлов Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

коэффициент вытяжки ленты — Отношение толщины ленты до и после ее наложения на кабельное изделие или его элемент. [ГОСТ 15845 80] Тематики кабели, провода … Справочник технического переводчика

Коэффициент вытяжки ленты — 208. Коэффициент вытяжки ленты Отношение толщины ленты до и после ее наложения на кабельное изделие или его элемент Источник: ГОСТ 15845 80: Изделия кабельные. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент вытяжки ленты — Отношение толщины ленты до и после ее наложения на кабельное изделие или его элемент Смотреть все термины ГОСТ 15845 80. ИЗДЕЛИЯ КАБЕЛЬНЫЕ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Источник: ГОСТ 15845 80. ИЗДЕЛИЯ КАБЕЛЬНЫЕ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ … Словарь ГОСТированной лексики

Коэффициент вытяжки ленты — 1. Отношение толщины ленты до и после ее наложения на кабельное изделие или его элемент Употребляется в документе: ГОСТ 15845 80 Изделия кабельные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

коэффициент деформации — [strain coefficient] показатель, характеризующий относительное изменение основных геометрических размеров обрабатываемого материала (длины, ширины, высоты) при деформировании. Припродольной прокатке для оценки изменения размеров тела в… … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент эффективности — [efficiency factor] относительный качественный показатель, характеризующий достигнутый уровень экономической эффективности; отношение экономического результата (например, суммы прибыли или экономии от снижения себестоимости продукции и т. п.).… … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент циклической перегрузки — [cyclic overload ratio] отношение приложенного напряжения (I.) к пределу выносливости материала (образца, полуфабриката, изделия); Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент форсирования — [boosting ratio] отношение максимальной тепловой мощности к средней в печах периодического действия; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный коэффициент сопротивления … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент уширения — [spread ratio] показатель деформации, равный отношению ширины полосы после деформации к ее ширине до деформации; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Расчет усилия вытяжки и усилия прижима

Расчет усилия вытяжки

Вытяжка полых круглых деталей из плоской заготовки относится к нестацио­нарным процессам деформирования. Ввиду значительной сложности аналитических формул расчета усилия вытяжки на черт. 209 приведен графический метод расчета усилия для вытяжки с прижимом из плоской заготовки цилиндрических полых деталей без утонения материала.

Черт. 209

где S_φ — сопротивление деформированию с учетом упрочнения при соответствующей величине деформации, кгс/мм 2 ;

Значения S_φ и σ_т взяты по опытным данным.

Вверху слева в квадрате II нанесены наклонные прямые с указанием исходной толщины материала s=0,2÷8 мм;

Внизу слева в квадрате III нанесены наклонные прямые с указанием диаметра вытяжки d₁= 10÷1000 мм;

Внизу справа в квадрате IV нанесены наклонные прямые с указанием усилия вытяжки Р=0,4 ÷160 тс.

Ниже даны примеры определения усилий 1-ой операции вытяжки по графику (черт. 209).

Пример 1. Дано: D_з=29 мм; d₁= 16 мм; s=1 мм. Материал: стальная лента с содержанием 0,06% С..

Коэффициент вытяжки (исходная точка А₀) на черт. 209.

Проводим вертикильную линию пунктиром от точки А₀ до пересечения в точке В₀ с кривой упрочнения стали 0,06% С. Проводим горизонтальную линию до пересе­чения с наклонной прямой, соответствующей толщине 1 мм (точки С₀). Проводим верти­кальную линию до пересечения с наклонной прямой, соответствующей диаметру вытяжки d₁= 16 мм (точка Е₀). Проводим вправо горизонтальную линию от точки Е₀ до пересечения с вертикальной линией, проведенной через исходную точку А₀.

Получаем точку пересечения F₀, соответствующую усилию вытяжки Р’₁ = 1,5 тс.

Пример 2. Дано: D_з=135 мм; d₁= 100 мм; s=2 мм. Материал: медь.

Коэффициент вытяжки (исходная точка А₁). Отмеченные на черт. 209 отрезки линий А₁В₁С₁Е₁F₁ определяют ход решения. Ответ: Р»₁ ≈ 4 тс.

Усилие 2-й и последующих операций вытяжки Р₂ в тс без утонения круглых деталей определяется по формуле

где φ_п= (1,05÷1,1) — для вытяжки после предварительного отжига;

φ_п=(2 — m₁m₂) — для вытяжки без предварительного отжига;

σ_в — временное сопротивление, кгс/мм 2 ;

m₂ — коэффициент вытяжки рассматриваемой операции;

К=1,4÷1,6 — для вытяжки с прижимом;

К=1,2÷1,3 — для вытяжки без прижима;

Для 3-й и последующих операций вытяжки без отжига

Ниже даны примеры определения усилий 2-й н 3-й операций вытяжки по формуле (135).

Вытяжка производится с применением прижима.

Пример 2. Дано: d₃=45 мм; Остальные данные — см. пример 1 выше.

Усилие 2-й и последующих операций обратной вытяжки на 15—20% выше по сравнению с прямой вытяжкой при применении одинаковых коэффициентов вытяжки.

Усилие вытяжки прямоугольных полых деталей Р в тс определяется по формуле

где Р_Г —усилие гибки прямых участков детали, определяемое согласно пункту;

Р_Г.у —усилие вытяжки угловых участков, определяемое по черт. 209 и формуле (135);

Q—усилие прижима, определяемое по формуле (138).

Усилие при вытяжке с утонением Р в кгс определяется по формуле

где n — порядковый номер операции вытяжки;

d_В — внутренний диаметр, мм;

s_n — толщина стенки, мм;

m_n — коэффициент вытяжки;

σ_в — временное сопротивление кгс/мм 2 ;

λ_n — коэффициент, учитывающий упрочнение металла и потери на трение, значения которого принимают равными: 5 —для вытяжки через одну матрицу, 6,5 — для двукратной вытяжки за один рабочий ход ползуна.

Расчет усилия прижима

Усилие прижима Q в кгс определяется по формуле

q — удельное давление прижима. кгс/мм 2 (табл. 110).

Таблица 110

Сталь мягкая s ≤0,5 мм

Сталь мягкая s >0,5 мм

Стали высоколегированные, коррозионностойкие

Источник