материаловедение. материаловедение 45706. 1. Опережение и отставание при прокатке, методы определения опережения, критическое сечение очага деформации 3

• Название: 1. Опережение и отставание при прокатке, методы определения опережения, критическое сечение очага деформации 3
• Анкор: материаловедение
• Дата: 13.12.2019
• Размер: 139.83 Kb.
• Имя файла: материаловедение 45706.docx
• Тип: Документы; #100057
• страница: 2 из 2

2. Стадии горячей объемной штамповки. Доштамповка, ее особенности

Для объемной штамповки имеется два основных вида ручьев открытый и закрытый. Штампы с открытыми и закрытыми штамповочными ручьями иногда называют соответственно открытыми и закрытыми штампами. У открытых ручьев зазор между верхней и нижней частями штампа является переменным и уменьшающим в процессе деформирования заготовки. У закрытых ручьев большой зазор между частями штампа, обеспечивающий их взаимную подвижность, в процессе деформирования заготовки остается постоянным.

Процесс заполнения штамповочных ручьев происходит в сколько стадий (в две, три или четыре) в зависимости от формы ручья (поковки), заготовки и соотношения из размеров.

Например, при четырехстадийном процессе штамповки первой стадии характерна относительно свободная деформация заготовки. Это может быть свободная осадка, свободная прошивка, свободное вдавливание, изгиб и т.д. или их комбинации. В течение первой стадии заготовка принимает более сложную форму, при этом увеличивается контактная поверхность заготовки и штампа, вместе с тем возрастает усилие деформации. Первая стадия заканчивается, когда металл заготовки достигнет наружных стенок штампа и упрется в них. Наступает вторая стадия. Металл начинает течь главным образом в глубину ручья, происходит вдавливание металла в плоскость ручья, причем в открытых ручьях одновременно часть металла вытекает в разъем, т.е. образуется так называемый заусенец, который подлежит после штамповки удалению обрезкой. Боковое давление, создаваемое наружными стенками и заусенцем, увеличивает усилие деформации. Вторая стадия заканчивается, когда металл достигает донных поверхностей ручья и упирается в них. В связи с этим характер деформирования изменяется еще раз. Усилие деформации возрастает еще более интенсивно. Остаются незаполненными лишь места переходов от донных к боковым поверхностям ручья.

Третьей стадией штамповки заканчивается заполнение всего ручья.

Четвертая стадия заключается в доштамповке заготовки по высоте. При этом в открытом ручье избыточный объем заготовки вытекает в заусенец, а в закрытом ручье – в предусмотренное для этого отверстие, образуя отросток. Если такой отросток не предусмотрен в чертеже готовой поковки, называется компенсатором. Отметим, что поскольку этот отросток - компенсатор получается путем выдавливания металла через отверстие из замкнутой полости, то процесс его образования называется выдавливанием.

В открытом ручье в течение всей четвертой стадии усилие штамповки продолжает резко возрастать. В закрытом ручье возраста усилия к концу третьей стадии обычно прекращается и образование отростка протекает при постоянном усилии или при дальнейшем, но уже не столь значительном его увеличении, а иногда и про значительном его уменьшении.

Конец четвертой стадии фиксируется ограничителем рабочего хода, предусмотренным в штампе или в с механизме машины.

Штамповка производится либо в открытых (облойных) штампах, либо в закрытых (безоблойных). Штамповка в закрытых штампах выгоднее, так как требует металла на 10-15% меньше по сравнению со штамповкой тех же деталей в открытых штампах. Кроме того, при безоблойной штамповке сокращается число ударов молота, так как деформировать в этом случае облой (заусенец) не нужно и поэтому работа для штамповки требуется меньшая. Однако в закрытых штампах можно получать поковки, главным образом, типа тел вращения и поковки с постоянной площадью поперечного сечения по длине. Объясняется это следующим.

Из закрытого штампа вытекать металл не может. Поэтому, если бы мы захотели штамповать в закрытом штампе поковку с переменной площадью поперечного сечения по длине, например шатун, а заготовка по длине имела бы другие площади поперечных сечений, хотя бы и незначительно отличающиеся от сечений поковки в этих местах, произошло бы следующее. Штамп переполнился бы металлом в тех местах, где заготовка имела большую площадь поперечного сечения, чем поковка, а в других соседних участках, где имелся недостаток металла в заготовке, остался бы незаполненным.
Попытка доштамповки привела бы к вытеканию металла в узкие зазоры между верхним и нижним штампами в тех местах, где имелся избыток металла в заготовке, к заклиниванию штампов в этих местах и последующей их поломке.

Течению же металла вдоль длинной оси шатуна препятствует очень большое сопротивление, и металл, подчиняющийся при деформации закону наименьших сопротивлений, легче течет в зазор между штампами, чем в направлении длинной стороны поковки. Получить кузнечными способами такую заготовку, чтобы площадь поперечных сечений на каждом участке точно соответствовала бы площади поперечного сечения поковки в этих же участках, очень трудно. Для этого потребовались бы большие затраты труда и процесс стал бы экономически невыгодным. Это является основной причиной того, что штамповка в закрытых штампах применяется не для всех поковок.

3.Классификация кузнечных машин по технологическому назначению и кинематическим признакам

Технологические признаки т.е. для выполнения каких технологий они предназначены.

По первому признаку кузнечно-прессовые машины или орудия труда разделяются на три группы:

К первой группе относятся все машины работающие ударом, т. е. за счет кинетической энергии, накопленной в процессе движения рабочих частей к моменту начала рабочего хода ( деформации металла ). При этом энергия полностью расходуется к окончанию рабочего хода машины. Если накопленной энергии недостаточно для окончания деформации то возможен повторный ход и т.д. К первой группе относятся все типы кузнечных молотов и винтовых прессов.


В₂

В₁

В₂



График изменения скорости Vo рабочего хода машины данной группы (рис.1), характеризуется затуханием до нуля к концу рабочего хода. Кривизна (кинематические характеристики) графика зависит от условий деформации и пластических характеристик объекта деформирования. При повышенных сопротивлениях деформации работа деформации исчерпывается на меньшем пути(В₂), чем деформация пластичных сталей-В_1. Такая зависимость перещения технологического инструмента от характеристик ранее неизвестного объекта деформации затрудняет автоматизацию рработы машин данной группы. Хотя они имеют все преимущества высокоскоростной деформации.

Ко второй группе относится кузнечно-прессовое оборудование, работающее только за счет непрерывно подводимой к подвижным частям энергии (гидравлические прессы).


Vo

Нр

Рис.2. Кинематическая кривая для

2-ой группы



Рабочий ход этих машин может, прерван в любой момент рабочего хода прекращением подачи энергии для привода этих машин (рис.2). Кривая изменения скорости рабочего хода не является жесткой и может принимать различную кривизну в зависимости от сопротивления деформации объекта деформирования.

К третьей группе относятся машины, у которых скорость за время рабочего хода изменяется по единственной жесткой кривой, зависящей от кинематической особенности конструкции данной машины. У таких машин энергия ( рис.3 ) предварительно запасается перед рабочим ходом , например маховик, но не расходуется полностью. Распространенными представителями кузнечно-штамповочного оборудования данной группы выступают все кривошипные и ротационные машины.



Нр

Vo

Рис. 3. Кинематическая кривая для 2-ой группы.



В основу классификации кузнечно-штамповочных машин положен характер изменения скорости рабочих частей машины за время рабочего хода. Такая классификация по характеру изменения скорости рабочих частей впервые была предложена А. И. Зиминым [10].

Согласно этой классификации все кузнечно-штамповочные машины подразделяются на пять основных групп (рис. 1.1).

Группа 1 – молоты, характеризуются так называемой нежесткой кривой изменения скорости рабочих частей машины. В зависимости от сопротивления деформации изменяется время рабочего хода t_p и величина хода подвижных частей, а следовательно, и форма кривой скорости. Такие кривые изменения скорости называются нежесткими.

Винтовые прессы (фрикционные винтовые прессы с механическим приводом и винтовые пресс-молоты с гидравлическим проводом) имеют такую же нежесткую кривую изменения скорости рабочих частей во время рабочего хода, как и молоты, разница лишь в различных абсолютных значениях скорости. Поэтому винтовые прессы также относятся к машинам группы 1, хотя их называют прессами.

Группа 2 – гидравлические прессы, имеют также нежесткую кривую изменения скорости рабочих частей машины. У этой группы машин рабочий ход может на чинаться с какой-то начальной или нулевой скорости. Максимальные скорости рабочих частей пресса сравнительно невелики (до 0,3 м/сек).

Группа 3 – кривошипные машины. Рабочие части этих машин за время рабочего хода имеют жесткую кривую изменения скорости, форма которой зависит от кинематики привода. Скорость рабочих частей небольшая, – до 0,5 м/сек.

Группа 4 – машины ротационного типа, имеющие постоянную скорость рабочих частей (окружную скорость), которая достигает 8 м/сек. Это прокатные станы, машины поперечно-клиновой и продольной прокатки, роликовые ножницы, станы для получения гнутых профилей, валковые гибочные машины.

Группа 5 – импульсные штамповочные машины и машины для гидравлической, пневматической и вакуумной штамповки, которые имеют нежесткую кривую изменения скорости рабочих частей за очень короткое время рабочего хода. Импульсное штамповочное оборудование может осуществлять деформирование непосредственно рабочим телом (воздухом, газами, жидкостью, магнитным полем и т. П.). Для штамповки взрывом применяют специальные твердые ВВ или горючие смеси. Скорость рабочего хода тел а при этом достигает 300 м/сек.

4.Передаточная функция звена, передаточная функция системы для последовательного и паралельного соединения звеньев

Звено системы регулирования – это элемент, обладающий определенными свойствами в динамическом отношении. Звенья систем регулирования могут иметь разную физическую основу (электрические, пневматические, механические и др. звенья), но относится к одной группе. Соотношение входных и выходных сигналов в звеньях одной группы описываются одинаковыми передаточными функциями. Простейшие типовые звенья, приведены на рис.4 (на рисунке представлены переходные характеристики и передаточные функции):

• 
  а) усилительное,
  
• 
  б), в) интегрирующее идеальное, интегрирующее реальное,
  
• 
   г) дифференцирующее (идеальное, реальное),
  
• 
   д) апериодическое инерционное,
  
• 
   е) колебательное,
  
• 
   запаздывающее.
  

  

Рисунок 4. Звено и передаточная функция



Рисунок 4. Звено и передаточная функция

Исследуемый объект в целях упрощения анализа функционирования разбивается на элементарные звенья. После определения передаточных функций для каждого звена - решается задача объединения их в одну передаточную функцию объекта. Вид передаточной функции объекта зависит от последовательности соединения звеньев:

 1) Последовательное соединение звеньев:

Wоб = W1 x W2 x W3 …                               

При последовательном соединении звеньев их передаточные функции перемножаются.
2) Параллельное соединение звеньев:

Wоб = W1 + W2 + W3 + …                          

При параллельном соединении звеньев их передаточные функции складываются.

Список используемых источников

1.Барташевич А.А. Материаловедение. – Ростов н/Д.: Феникс, 2010

3.Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. – М.: Дашков и Ко, 2010

3.Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): Учеб. пособие для НПО. – М.: Академия, 2011

4.Материаловедение: Учебник для ВУЗов. / Под ред. Арзамасова Б.Н. – М.: МГТУ им. Баумана, 2011

5.Материаловедение: Учебник для СПО. / Адаскин А.М. и др. Под ред. Соломенцева Ю.М. – М.: Высш. шк., 2010

6.Материаловедение: Учебник для СПО. / Под ред. Батиенко В.Т. – М.: Инфра-М, 2009

7.Моряков О.С. Материаловедение: Учебник для СПО. – М.: Академия, 2009

8. Основы материаловедения (металлообработка): Учеб. пособие для НПО. / Заплатин В.Н. – М.: Академия, 2009

9.Ржевская С.В. Материаловедение: Учебник для ВУЗов. – М.: Университетская книга Логос, 2010

10.Солнцев Ю.П. Материаловедение: Учебник для СПО. – М.: Академия, 2008.

11.Справочник по конструкционным материалам. / Под ред. Арзамасова Б.Н. – М.: МГТУ им. Баумана, 2009.

12.Черепахин А.А. Материаловедение: Учебник для СПО. – М.: Академия, 2009

13.Чумаченко Ю.Т. Материаловедение и слесарное дело: Учеб. пособие. – Ростов н/Д.: Феникс, 2009.

14.http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/lat/L68

15.http://www.promprokat.ru/info/alloy.php

16.http://www.acrossteel.ru/directory/mat_start_1457.html