ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 147
Скачиваний: 0
t
именно выстрела. Характер протекания процесса гид ростатического прессования сплавов АМгб и Д і б оди наковый, однако начальный скачок давления при прес
совании |
сплава Ді б больше, |
следовательно, |
и большее |
|||||||
количество |
избыточной энергии |
накапливает |
жидкость, |
|||||||
и при относительно |
большем |
количестве |
ее по сравне |
|||||||
нию |
с объемом заготовки |
может происходить явление |
||||||||
мгновенного выдавливания |
заготовки. |
|
|
|
||||||
При |
истечении металла |
рывками |
па |
поверхности |
||||||
прутка |
образуются |
пережимы. |
Иногда происходит от |
|||||||
рыв |
прутка |
от заготовки |
под |
действием |
сил инерции. |
|||||
Это |
является недостатком |
процесса |
гидростатического |
прессования. Подобный характер истечения можно объяснить тем, что смазочная пленка недостаточно про чна. Нарушение ее приводит к временному возрастанию сопротивления истечению металла, процесс истечения прекращается и возобновляется лишь при возрастании
давления до определенной величины. |
|
|||
Результаты |
эксперимента хорошо согласуются с вы |
|||
водами предыдущего |
параграфа. Из формулы (67) сле |
|||
дует, что с увеличением предела |
текучести |
деформиру |
||
емого металла требуется большая скорость |
перемеще |
|||
ния заготовки |
для |
создания |
стабильной |
жидкостной |
пленки в контактной зоне |
очага деформации. |
В нашем эксперименте |
скорость перемещения заго |
товки для всех металлов была одинаковой и составляла
v3 = v„ — |
= |
2,7 |
^ |
ь.им'сек. |
|
|
|
|
Для |
установления |
жидкостного |
режима |
трения при |
||||
выдавливании |
заготовок сплавов Д і б и АМц на основа |
|||||||
нии формулы |
(67) требуются |
скорости |
при а = 10 град |
|||||
hi — Ъякм, |
"По = 3,3-104 г/(см-сек), |
(О"Т )АМЦ |
—7-108дин/ |
|||||
/слг2 (ат )діб = 3 1 • 108 |
дин/см2: |
|
|
|
|
|||
\'°-Л їм,, = |
|
|
: — = |
0,6 |
см-сек; |
|
||
\ з/АМц |
. |
3 . 3 i 3 . 1 0 4 |
|
|
|
|
||
, * |
= |
5 - 1 0 - 4 - З Ы 0 8 - 0 , 1 7 6 |
0 о |
|
|
|
||
(-о )„,. |
|
|
• |
= 2,8 см |
сек, |
|
||
\ 3 -'Д'6 |
|
з - з , 3 - ю 1 |
|
|
|
|
т. е. скоростные возможности установки обеспечивали жидкостные условия трения при выдавливании низко прочных металлов типа АМц, поэтому процесс проходил
равномерно при постоянном давлении. При выдавлива нии высокопрочных металлов типа Д і б скорость заго товки была почти в пять раз ниже требуемой для обес печения надежной смазочной пленки в процессе истече ния, что и привело к выдавливанию металла рывками.
Начальная сила, которая «страгивает» металл с мес та, значительно превышает силу, необходимую для ис течения металла при установившемся процессе. Избы точная сила Р „ з б вызывает ускоренное движение метал ла. Однако функция РУзб =f(t) —убывающая, так как давление жидкости за счет ее расширения быстро сни жается. Объем выдавленного металла при этом тем больше, чем больше отношение объема жидкости к объ ему металла заготовки и чем больший скачок давления жидкости наблюдался в начальный момент истечения металла, т. е. чем большее количество избыточной энер гии аккумулируется в жидкости .
|
Определить объем выдавленного металла можно ис |
|||||||||||
ходя |
из |
формулы |
для |
определения |
коэффииента |
сжи |
||||||
маемости |
жидкости: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
В = |
- ^ S - . |
|
|
|
|
|
|
|
(78) |
||
ло |
Увеличение объема |
жидкости на |
величину |
AQM |
мог |
|||||||
произойти только |
в |
результате |
выдавливания такого |
|||||||||
же |
объема металла |
|
заготовки AQ3, т. е. можно |
записать |
||||||||
|
д<г, = р<гждр. |
|
|
|
|
|
|
|
(79) |
|||
|
Скорость истечения металла при описываемом харак |
|||||||||||
тере |
истечения можно |
определить, |
исходя из того |
фак |
||||||||
та, |
что |
в некоторых |
экспериментах |
при |
выдавливании |
|||||||
заготовок |
сплава Д і б |
происходил |
отрыв |
отпрессованно |
||||||||
го прутка в месте выхода его из |
калибрующего пояска. |
|||||||||||
Очевидно, |
что при |
этом напряжения, возникшие в метал |
||||||||||
ле прутка |
под действием сил инерции, превысили предел |
|||||||||||
прочности металла |
заготовки: |
|
|
|
|
|
||||||
|
Г |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(80) |
|
г |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Инерционные силы определяем по формуле |
|
||||||||||
|
At = mnpfnp, |
|
|
|
|
|
|
|
(81) |
|||
где /пр —-ускорение, с которым движется |
пруток. |
|
Это ускорение связано простой зависимостью с уско рением заготовки л,:
/ п р = |
Л/3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(82) |
|||
Заготовка |
|
под действием избыточной силы движется |
||||||||||||||||||
в контейнере |
|
ускоренно. Скорость ее меняется от нуля |
||||||||||||||||||
до t i j . Путь, |
|
который |
|
при |
этом |
проходит |
заготовка, |
ра |
||||||||||||
вен tnp/v3. |
Зная |
это, можно определить среднее ускоре |
||||||||||||||||||
ние, |
которое |
действовало на |
заготовку: |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
v\ Ъ |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V' |
= |
V |
" T ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
= |
i |
r |
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 8 3 ) |
Подставляя |
найденное |
значение |
/ м р |
в формулу |
(81), |
|||||||||||||||
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
р |
_ |
|
|
|
|
vl |
|
|
|
|
_ |
р |
. |
|
|
р |
_ |
FK Р»и |
|
|
г п |
— П1Пр |
|
^ ' пр |
; Шп р — г к |
( п р р; г п |
|
^ |
|
||||||||||||
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(84) |
где тпр |
—масса |
отпрессованной части |
прутка. |
|
||||||||||||||||
Следовательно, |
при |
гидростатическом |
прессовании |
|||||||||||||||||
сплава |
Д і б |
|
|
скорость |
истечения |
металла составляет |
||||||||||||||
( о в = 4 0 |
кГ/мм2; |
р=2,7 |
|
г/см3) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
vn |
= |
і |
/ |
о |
2 |
40-9,8-Ю» |
= |
с |
о п |
|
, |
сек, |
|
|
|
|
||||
1 / |
|
|
1 |
|
|
539 м |
' |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
У |
|
|
|
|
2,7-10? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
т.е. близка к скорости выстрела. |
|
|
|
|
||||||||||||||||
Стабилизировать |
|
|
процесс |
|
|
истечения |
металла |
при |
гидростатическом прессовании можно правильным под бором жидкости достаточной вязкости; при этом разни' ца между начальным и установившимся давлением вы давливания сводится к минимуму.
Площадь индикаторной диаграммы в координатах усилие — ход плунжера' представляет собой работу, ко торая затрачена на деформирование металла и на сооб щение ему кинетической энергии, причем в кинетичес кую энергию переходит потенциальная энергия сжатой жидкости и упругодеформированного инструмента (см. рис. 5):
и |
|
£ n = j p ( / ) d t e ^ i . |
(85) |
о
Считая, что в момент разрядки контейнера потенци альная энергия жидкости переходит в кинетическую энергию вылетающего прутка и частично расходуется на преодоление сопротивления истечению последних порций металла при выходе из конуса матрицы, можно записать:
—£— + # с . і Л = + |
• |
( 8 б ) |
В последней стадии прессования сила сопротивления истечению металла изменяется от {Rc.H)max До нуля. Это изменение силы происходит на пути, равном высоте мат рицы /„. Работу сил сопротивления истечению можно приближенно записать в виде:
Л |
(^c-ii)max . |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Р в ( 4 - k ) |
= (Яси)™*4; Л . , , = |
P a { l l ~ h ) |
/ м . |
(87)" |
Следовательно, окончательно |
скорость |
вылетающего |
||
прутка равна |
|
|
|
ч , = V^-'^Tl') |
+ |
< - |
(88> |
При выдавливании заготовки |
из сплава АМц с вытяж |
кой Я = 10 давление выдавливания составило 8700 ат. Уси-
р j t D 2
лие определяем по формуле Р = - ^ - ^ - =8700 - 3,02- 0,785=
= |
8700-7,07 кг. Остальные параметры были следующими: |
|
DH |
= 2 0 мм; h = 30 мм; т3 =0,00862 (кг-сек2) 1м; 13 = |
|
= |
|
100 мм; dK = 6 мм; / м = 40 мм. |
Все данные подставляем в формулу (88):
|
8700-7,07-0,0122-10000 |
, |
, Q 0027-25)= = |
|
86,2 |
( |
' |
= 296 |
місек, |
|
|
т. е. пруток вылетает со скоростью выстрела. Скорость же истечения чрезвычайно мала:
v„ = 0,0027 м/сек-25 = 0,0675 м/сек.
Работа деформации переходит в тепловую энергию, которая при гидростатическом прессовании с высокой
Л г, °с
800
|
|
|
|
|
|
1 / |
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/- |
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
10 |
1,5 |
2,0 |
|
|
|
|
|
In Л |
|
Рис. |
60. Определение теплового |
эффекта при гндропрессованни: |
|
|||
/ — Д і б ; |
2 — АМгб; |
3 — Бр.Х0,5; 4 — АМц; 5 — А Д 1; |
а — установка с |
ка |
||
лориметром; |
б — зависимость |
теплового эффекта от |
\nh |
|
скоростью полностью аккумулируется в заготовке. Работа деформации на индикаторной диаграмме изображается в виде площади прямоугольника 1уАВ12 (см. рис. 5):
Рв (l2-li)F |
= |
|
Im3cAT; |
|
(89) |
||
Dl |
L |
nDl |
nDl |
|
|
||
Рв |
" У |
P = |
|
-±1арЫТ; |
|
||
|
D; |
4 |
|
|
|
|
|
AT |
|
|
1 |
m; |
AT = |
mpB, |
|
Ipc ' |
Ipc |
||||||
|
|
|
|