Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

студент: Лускин Егор

группа: РК9-24Б

Рабочая тетрадь

по дисциплине

«Учебно- технологический практикум» обработка давлением

Под редакцией Кременского И.Г.

Москва

Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана

2011

Тема 1. Физико-механические основы обработки металлов давлением.

Задание к практической работе. Установить зависимость степени деформации и сопротивления деформированию при пластической деформации. Сопоставить пластичность и сопротивление деформированию двух сплавов. Определить характер изменения твердости стали от степени холодной деформации.

Задача 1. На схеме операции осадка указать все внешние силы, действующие на металл.

Привести формулы для определения степени деформации (ε) и

удельных сил деформирования (q).

H ₀

^{H 0} начальная высота заготовки ^{ε i} H 0Hi

H высота заготовки после действиясилы p

q  ^pi

S

^{i i} i

i

Задача 2. На графике зависимости удельных сил деформирования от степени деформации, указать кривые, относящиеся к холодной и горячей деформации алюминиевого сплава АМг6. 2.1 Укажите параметры, характеризующие:

Пластичность:

может быть определена максимальной степенью деформации ^εmax^.

Сопротивление деформированию:

оценивают значением удельной силы (напряжения), вызывающей пластическую деформацию заготовки при данных условиях нагружения и температурно- скоростных режимах деформирования

1

Контрольные вопросы Работа №1

1. Имеется цилиндрическая заготовка высотой 100 мм из сплава с максимальной степенью деформации ^ε _max.= 0,32. Можно ли из данной заготовки получить холодной деформацией диск высотой 25 мм?

Ответ: Из максимальной степени деформации и начальной высоты цилиндрической заготовки мы можем сделать вывод, что минимальная высота цилиндра, которую мы можем получить после обработки равна 68 мм. 68>25, значит мы не сможем получить диск высотой 25 мм.

1. Сравните значения твердости торцевой и боковой поверхности образца после его осадки в условиях горячей деформации.

Ответ: твердость боковой поверхность больше, чем у торцевой, в силу условий горячей деформации.

1. В результате действия каких сил форма цилиндрического образца после осадки приобретает бочкообразную форму?

Ответ: в результате действия радиальных сил трения на контактной поверхности торца заготовки и штамповой оснастки.

2

3

Тема 2. Изготовление машиностроительных профилей.

Задание к практической работе. Для выполнения процессов прокатки и прессования профилей заданной формы, рассмотреть возможные схемы изготовления машиностроительных профилей.

Задача 1. Изобразить схемы и указать области преимущественного применения процессов прокатки, прессования и волочения, проанализировав схемы деформирования.

Прокатка

На гладких валках прокатывают листы, полосу и ленту. На калибровальных валках прокатывают круг, квадрат, рельсы, шестиугольники и т.п. Для производства труб, шаров, шестерен используют специальные станы, в которых более двух валов.

Прессование

Процесс прессования предназначен для получения длинномерных изделий с постоянным поперечным сечением, называемых профилями (сплошные, полые трубы, прутки и т.д.) Прессованием можно получить профили сложных форм. Точность прессования профилей выше, чем у прокатки.

Волочение

Волочение применяется для получения прутков диаметром от 30 до 1 мм и проволоки от 12 до 0.002 мм, а также труб и других профилей.

1. Укажите основные части лабораторного инструмента для прессования.

1. пуансон

2. контейнер

3. заготовка

4. матрица

Контрольные вопросы к работе № 2:

1. В каком случае происходит лучший захват заготовки валками: при горячей или холодной прокатке? Ответ: захват заготовки валками произойдет, если коэф. Трения между валками и заготовкой будет больше тангенса угла захвата f >= tg(a) : при горячей прокатке f = 0.2…0.4; при холодной – f = 0.1…0.2

=> коэффициент трения больше при горячей, то есть захват лучше при горячей.

1. В каком случае при одинаковой величине обжатия больше сила прокатки : при большем диаметре валков или меньшем? Ответ: при большем диаметре валков.

2. Различаются ли скорости перемещения заготовки до и после валков? Ответ: сила N отталкивает металл от валков, а Т втягивает заготовку. У заготовки увеличивается длина, поэтому она пройдет расстояние S после прокатки быстрее, чем до прокатки: V(после) = S/t(после), t(до) > t(после) => V(после)>V(до)

1. Какие преимущества дает волочение по сравнению с другими способами обработки давлением? Ответ: получение изделий с малыми размерами поперечного сечения, высокой точностью и высоким качеством поверхности. Возможность изготовления полых и сплошных изделий. В сочетании с термической обработкой волочение обеспечивает придание изделиям высоких механических свойств.

2. Назовите основной недостаток процесса волочения: степень деформации за 1 проход превышает 30 -35%, при этом происходит упрочнение материала => уменьшение его пластичности, из-за чего необходимо делать несколько проходов, вместо одного, как в прессовании.

3. Приведите примеры использования волочения: в производстве прутков (диаметр 30 – 1 мм) и проволоки (диаметр 12 – 0.002 мм), труб и других профилей из черных и цветных металлов.

4. При каких условиях возможно применение волочения? Ответ: волочение применяют с использованием технологических смазок разделяющих металл и инструмент: мыльный порошок, графит, соли металлов и прочее. Процесс волочения возможен, если σ(вол) < σ(т) напряжение волочения меньше чем коэффициент текучести материала при растягивании после волочения.

5. Что будет представлять собой инструмент для прессования круглой трубы с крестообразным оребрением внутри нее? Ответ: если труба выглядит так в сечении:

То матрица будет выглядеть вот так:

1. Чем объясняется возможность получения больших степеней формоизменения при прессовании? Ответ: заготовки из металла подвергаются всестороннему неравномерному сжатию, что обеспечивает деформируемому металлу наиболее высокую пластичность. Поэтому даже профили сложной формы можно получить за один ход пресса.

Тема 3. Изготовление поковок машиностроительных деталей.

Задание к практической работе. Для изготовления изделий разработать

схему штамповки и эскиз поковки по эскизу детали в соответствии с принципами конструирования.

Задача 1. Начертите схемы деформирования металла при изготовлении изделия типа шара ковкой и штамповкой в открытом штампе.

Задача 2. Изобразить эскиз поковки по предложенному эскизу детали и перечислить отличительные особенности поковки.

Задача 3. По разработанным схемам выполнить штамповку в лабораторном штампе, обрезку облоя и пробивку отверстия в штампе.

Контрольные вопросы к работе №3.

№1

На всех углах поковки нужно предусмотреть радиусы скруглений, для обеспечения лучшего заполнения углов штампа.

№2

Штамповочные уклоны нужны для обеспечения удаления поковок из штампа.

№3

Он заминает полость штампа на поверхности разъема и обеспечивает в полости штампа давление, необходимое для ее полного заполнения металлом.

№4

Сила деформирования зависит от предела текучести штампуемого материала, а также от размера поковки и облоя.

Тема 4. Изготовление изделий листовой штамповкой.

Задание к практической работе. Для изготовления изделия листовой штамповкой разработать пооперационный маршрут, выбрать инструмент и оборудование, выполнить штамповку.

Задача 1. Перечислить основные операции листовой штамповки, указать их назначение.

Основные операции листовой штамповки
Разделительные	Формоизменяющие
Отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путём сдвига. Отрезку выполняют на специальных машинах – ножницах. Вырубка/пробивка – отделение одной части заготовки от другой части по замкнутому контуру.	Вытяжка – операция, с помощью которой из плоской листовой заготовки получают полые пространственные детали с дном при уменьшении периметра вытягиваемой заготовки. Отбортовка – получение бортов (горловин) по внутреннему и наружному контуру заготовки путём вдавливания в матрицу центральной части заготовки.

Задача 3. Указать основные узлы кривошипного листоштамповочного пресса.

1. – электродвигатель

2. – шкив

3. – клиноременная передача

4. – муфта включения 5 – кривошипный вал 6 – шатун

1. – ползун

2. – верхняя плита

3. – пуансон

4. – заготовка

5. – направляющие ползуна

6. – тормоз

Задача 5. Разработать пооперационный маршрут штамповки изделия, изобразить схемы операций.

Наименование операции	Схема операций

Заключение:

13

Контрольные вопросы к работе 4.

1. Какие характерные виды брака могут быть при выполнении разделительных операций? В каком случае это может произойти?

   1. Заусенцы, неровный (рваный) срез.

   2. Причины: режущие кромки пуансона и матрицы в результате износа затупились. Также зазор между пуансоном и матрицей больше или меньше относительного для данной марки детали.

2. Чем объясняется изменение угла между полками V-образной детали, полученной гибкой, после извлечения её из матрицы? Как меняется этот угол?

При снятии внешних сил, вызывающих изгиб заготовки, растянутые слои стремятся сжаться, а сжатые слои удлиниться, поэтому при разгрузке изменяются углы между полками детали.

1. Что такое минимальный радиус гибки Rmin, от чего он зависит? Что произойдёт, если осуществить гибку листа заданной толщины по радиусу Rдет < Rmin?

При определении величины деформации растянутого наружного слоя может начаться разрушение заготовки, это обстоятельство ограничивает минимально допустимый радиус гибки Rmin, исключающий разрушение заготовки. Зависит от гибкости материала. Если Rдет < Rmin, то возникнут трещины.

1. Какие изменения необходимо ввести в операционный маршрут при изготовлении детали, показанной на рис. 4.9,б по сравнению с деталью, изготовляемой в данной работе?

Добавить изготовление полуокружности на конце зажима.

1. Сравните эти детали с точки зрения технологичности их конструкций. Изготовление зажима 4.9б не технологично, так как требует проектирования и изготовления вырубного штампа и прижимного пресса.

2. Назовите основные части пресса.

Стол пресса, нижняя плита штампа, верхняя плита штампа, пуансон, ползун, матрица, тормоз.

1. Объясните работу механического пресса.

   1. Электродвигатель передаёт вращение на маховик.

   2. Движение от маховика передаётся на вал.

   3. На противоположном конце вала находится тормоз.

   4. Посредством кривошипа вала вращение преобразуется в возвратно- поступательное движение ползуна.

Тема 5. Вытяжка изделия из листовой заготовки.

Задание к практической работе. Для штамповки изделия операцией вытяжки из данного листового металла рассчитать необходимые технологические параметры.

Задача 1. Зарисовать схему вытяжки в штампе, обозначив рабочие части штампа.

	1 - Пуансон Прижимная гайка Прижим Заготовка Матрица корпус штампа

Контрольные вопросы:

1. Влияет ли наличие прижима на максимальную степень вытяжки?

Ответ: Вытяжка без прижима применяется при штамповке заготовок малой высоты и относительно толстого металла. Вытяжка с прижимом применяется при штамповке заготовок значительных размеров из относительно тонкого металла.

1. Какие меры(конструктивные и технологические) можно предпринять, если требуемая степень вытяжки при получении заданного изделия больше предельной?

Ответ: Если нужная высота изделия превышает максимальную, то тогда применяют многопереходную вытяжку.

1. Какая из двух цилиндрических оболочек равного объема, но разного диаметра будет технологичней для ее изготовления вытяжкой?

Ответ: Более технологичной будет заготовка с большим диаметром.

1. Как изменятся окружности, нанесенные на фланец, стенку и донышко уже вытянутой оболочки, при последующей вытяжке?

Ответ: Окружность на стенке эллипс; Окружность на фланце вытягивается;

Окружность на дне не изменяется