Расчет технологических процессов обработки металлов давлением

ВВЕДЕНИЕ

Для расчета технологических процессов обработки металлов давлением (ОМД) и оборудования для их осуществления необходимо знать пластичность металла и сопротивление его пластической деформации. Пластичность – свойство металла получать остаточную (пластическую) деформации без разрушения. Благодаря именно этому свойству металлы могут подвергаться обработке давлением.

При обработке металлов давлением (при пластической деформации) изменяются не только форма и размеры деформируемого тела, но меняются также и механические свойства металла, в первую очередь – его пластичность и сопротивление пластической деформации. При холодной обработке давлением обычно пластичность уменьшается, а сопротивление пластической деформации увеличивается.

Показатели механических свойств металла в холодном состоянии определяют обычно испытанием на растяжение, которое проводят по ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытания на растяжение». После 1984г. в этот ГОСТ были внесены изменения, которое введено в действие с 01.11.1990г.

ГОСТ 1497-84 определяет термины и обозначения, форму и размеры образцов для испытаний, проведение испытаний и подсчет результатов.

С помощью статических испытаний на растяжение по ГОСТ 1497-84 определяются следующие характеристики механических свойств металла:

1. предел пропорциональности;

2. модуль упругости;

3. физический предел текучести;

4. условный предел текучести;

5. временное сопротивление;

6. относительное равномерное удлинение;

7. относительное удлинение после разрыва;

8. относительное сужение поперечного сечения после разрыва.

Предел пропорциональности и модуль упругости являются характеристиками упругих свойств металла. Физический предел текучести и временное сопротивление характеризуют сопротивление металла пластической деформации. Относительное равномерное удлинение, относительное удлинение после разрыва и относительное сужение поперечного сечения образца после разрыва характеризуют пластичность металла.

По диаграмме условных напряжений можно судить о характере упрочнения металла в ходе холодной пластической деформации.

Цель работы

По индикаторной диаграмме растяжения и известным исходным данным рассчитать характеристики упрочнения и пластичности металла образца, построить кривые упрочнения и аппроксимировать их простейшими функциями. По диаграмме условных напряжений сделать вывод о характере упрочнения металла, из которого изготовлен образец.

1. Порядок проведения работы

1. Разметить индикаторную диаграмму (провести на ней оси координат).

[pic 1]

Рис. 1. Разметка индикаторной диаграммы.

е – точка разрыва образца; d – точка начала образования шейки

1. Определить m – масштаб диаграммы по горизонтали (оси деформаций). Для этого провести отрезок ее′, причем ее′ параллельно прямой а. Тогда^[1]∗

[pic 2]

1. Рассчитать ΔlР – остаточное удлинение образца до момента образования шейки

[pic 3]

1. Отметить на оси деформаций т. d, причем od′=ΔlP⋅m. Провести отрезок dd′ так, что dd′ || прямой a.
2. Определить n – масштаб диаграммы по вертикали (оси нагрузок). Для этого провести отрезок df ⊥ оси деформаций. Тогда

[pic 4]

1. Разделить индикаторную диаграмму до момента образования шейки (т. d′) на 6 равных частей.
2. Занести в табл. 1 исходные данные для расчета (Р и Δl). Причем, для получения значений в столбце (3) необходимо значения столбца (2) умножить на n, а для получения значений в столбце (5) необходимо значения в столбце (4) разделить на m.
3. Вычислить относительную деформацию для всех точек, кроме ε7=εк по формуле

[pic 5]

Таблица 1

Расчетная таблица

1. Вычислить для всех точек, кроме q7=qк по формуле

[pic 6]

1. Вычислить

[pic 7]

1. Считая, что в момент разрыва образец по всей длине имеет диаметр dк, вычислить

[pic 8]

1. Вычислить условные напряжения по формуле^[3]∗

[pic 9]

Условным напряжение называется потому, что текущая сила растяжения образца Р относится к начальной площади поперечного сечения F0.

1. Построить диаграмму условных напряжений σусл = σусл (ε). Она строится для того, чтобы исключить влияние масштабного фактора (масштаба по оси деформаций и по оси нагрузок) и размеров образца, а также упругой деформации образца и деталей испытательной машины.
2. Рассчитать для всех точек, кроме последней, истинные напряжения (сопротивление металла деформации) по формуле

[pic 10]

1. Вычислить [pic 11]
2. Построить кривую упрочнения первого рода σs = σs (ε) и проверить ее свойства.
3. Построить кривую упрочнения второго рода σs = σs (q) и проверить ее свойства.
4. Вычислить [pic 12].
5. Построить обобщенную кривую упрочнения σi = σi (εi).
6. Вычислить значения Т и Г по следующим формулам и построить обобщенную кривую Т=Т(Г)

[pic 13]

1. Вычислить модули пластичности первого и второго рода по формулам

[pic 14]

        Построить зависимости E′ =E′ (εi), G′ =G′ (Г).

1. Сделать выводы о характере деформационного упрочнения металла, из которого изготовлен образец.

1. Требования к структуре и оформлению работы

Курсовая работа должна  состоять из следующих разделов: