Определение силы штамповки
Методика определения силы штамповки методом песчаной аналогии, ребристых панелей и силы деформации. Применение условия идеальной пластичности. Осадка тонкого слоя произвольной конфигурации в плане. Определение деформации с помощью уравнения Ильюшина.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.08.2013 |
| Размер файла | 133,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГОУ ВПО Уральский Государственный технический университет - УПИ
Кафедра ОМД
Отчет по лабораторной работе №2
«Определение силы штамповки»
Выполнил: студентка группы Мт-349 Белоусова А.А.
Принял: Степаненко В.И.
ЦЕЛИ РАБОТЫ
Цели работы заключаются в следующем:
- ознакомление в лабораторных условиях с методом установления силы деформации с помощью песчаной аналогии,
- определение силы штамповки с использованием песчаной аналогии,
- оценка точности метода.
1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ШТАМПОВКИ МЕТОДОМ ПЕСЧАНОЙ АНАЛОГИИ
Для определения силы штамповки ребристых панелей можно использовать формулу А.А. Ильюшина
, (1)
полученную при определении силы осадки тонкого слоя произвольной конфигурации в плане. В формуле (1)
h - толщина слоя,
p и - нормальное и касательное напряжения на поверхности слоя.
Для удобства расчетов принято считать, что касательное напряжение , действующее на поверхности контакта, равно максимальному касательному напряжению S.
Уравнение Ильюшина не интегрируется в общем случае, но его можно решить численно, используя аналоговое моделирование. В то же время из теории сыпучих сред известно уравнение
, (2)
где z - высота песка в точке с координатами x, y;
f - коэффициент трения песка.
Функция z=z(x,y) описывает уравнение поверхности песчаной насыпи, свободно насыпанной на произвольной поверхности.
Легко заметить, что уравнения (1) и (2) аналогичны, так как их можно представить в следующем виде:
;
.
Исходя из этих уравнений, легко получить критериальное уравнение
, (3)
при выполнении которого песчаная насыпь будет моделировать эпюру нормальных напряжений.
Используя критериальное уравнение, можно определить граничные условия для песчаной насыпи, исходя из граничных условий в напряжениях:
p0 = s ;
p0 = 2s ,
где p0 - нормальное напряжение, действующее по контуру контактной поверхности штампуемого изделия в плане;
p0 - нормальное напряжение, действующее по контуру ребер штампуемого изделия в плане.
Таким образом, можно получить, что
z0 = fh; (4)
z0 = fh, (5)
где z0 - высота бортика, установленного по контуру штампуемого изделия в плане;
z0 - высота бортика, установленного по контуру ребер штампуемого изделия в плане.
В соответствии с конфигурацией в плане и размерами штампуемого изделия и граничными условиями для песчаной насыпи изготавливается формочка. Путем взвешивания определяется масса песка и определяется его объем, затем из формул и и критериального соотношения (3) находится сила штамповки
,
где P - сила штамповки,
V - объем песчаной насыпи,
S - площадь штампуемой детали в плане.
Можно также найти коэффициент напряженного состояния n:
. (6)
2. РАСЧЕТ СИЛЫ ШТАМПОВКИ РЕБРИСТЫХ ПАНЕЛЕЙ
Необходимо установить силу штамповки ребристой панели, эскиз которой показан на рис. 1.
Эскиз ребристой панели.
Рис. 1
В соответствии с размерами и конфигурацией ребристой панели вычерчена развертка формочки, предназначенной для определения силы штамповки. Полагая в формулах (4) и (5) коэффициент трения песка f равным 0.76 и высоту панели h равной 12 мм, определено, что высота внутреннего и наружного бортиков равна z0=7,9 мм и z0=15,8 мм.
Развертка формочки приведена на рис.2.
Развертка формочки.
Рис. 2
В процессе работы была использована готовая лабораторная форма. После взвешивания было установлено, что масса формы mф= 39 г 200 мг. Формочка была засыпана песком до образования свободной песчаной насыпи. Была установлена масса формы вместе с песком m= 183 г 800 мг. Таким образом, масса песка mп= 144 г 600 мг. По формуле
, (7)
где = 1,5 г/см3 - плотность песка, объем песка получился равным 96,4 см3. В результате по формуле (6) был найден коэффициент напряженного состояния, который оказался равным 2,114.
3. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ МЕТОДА
Для оценки точности метода необходимо определить силу осадки параллелепипеда методом песчаной аналогии и с помощью аналитической формулы. Эскиз параллелепипеда приведен на рис.3.
Эскиз параллелепипеда.
Рис. 3
В соответствии с размерами параллелепипеда вычерчена развертка формы. Высота бортика z подсчитывается в соответствии с формулами (3) и (4). Таким образом, z0=12,16 мм.
Развертка формочки приведена на рис. 4.
Развертка формочки.
Рис. 4
В процессе работы была использована готовая лабораторная форма. После взвешивания было установлено, что масса формы mф= 64 г. Формочка была засыпана песком до образования свободной песчаной насыпи. Созданная песчаная насыпь будет моделировать эпюру нормальных напряжений, модель которой приведена на рис. 5.
Модель эпюры нормальных напряжений.
Рис.5
штамповка деформация ильюшин пластичность
Была установлена масса формы вместе с песком m= 318 г 900 мг. Таким образом, масса песка mп= 254 г 900 мг. По формуле (7) объем песка получился равным 169,933 см3. В результате по формуле (6) был найден коэффициент напряженного состояния, который оказался равным 1,55.
Для определения силы осадки параллелепипеда, размеры которого подобраны так, что течение близко к плоскому,, уравнение Ильюшина принимает следующий вид:
и легко интегрируется. В результате его решения с использованием граничных условий, определяемых формулой (4), получается формула
,
где B - ширина параллелепипеда;
h - его высота.
Подставив B = 50 мм и h = 15 мм, можно найти, что коэффициент напряженного состояния равен 1,78. Таким образом, погрешность определения опытным и расчетным путем составила = 12,92%.
ВЫВОДЫ
Достоинство метода песчаной аналогии заключается в простоте определения силы деформации. Недостаток состоит в том, что данный метод можно использовать только в случае осадки тонкого слоя и применения условия идеальной пластичности. Погрешность между аналитически рассчитанным и опытным значениями объясняется отличием полученной с помощью песчаной аналогии модели эпюры нормальных напряжений от эпюры, принятой в теории. Данное отличие заключается в наличии скоса песчаной насыпи ко всем бортикам и вследствие этого меньшей величиной объема, то есть учетом объемного течения. Поэтому теоретическое значение существенно превышает опытное.
Применение метода песчаной аналогии ограничено: его можно использовать только при осадке тонкого слоя произвольной конфигурации в плане и постоянной высоты, то есть тогда, когда силу деформации можно определить с помощью уравнения Ильюшина.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физические основы магнитно–импульсной штамповки. Оборудование для штамповки взрывом, электрогидравлической, магнитно-импульсной штамповки и ударной штамповки. Оснастка, инструменты и условия обработки при магнитно–импульсной и гидровзрывной штамповке.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.09.2015Разновидности методов получения деталей. Прокатка как один из способов обработки металлов и металлических сплавов методами пластической деформации. Определение, описание процесса волочения, прессования, ковки, штамповки. Достоинства, недостатки методов.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 11.11.2009Определение коэффициента устойчивости водоудерживающей стенки относительно ребра "О" при заданных переменных. Вычисление давления силы на участки стенки. Нахождение точек приложения сил, площади эпюр и силы давления. Определение опрокидывающих моментов.
контрольная работа [337,1 K], добавлен 13.10.2014- Определение аналитической зависимости сопротивления металла пластической деформации для стали 30ХГСА
Характеристика стали 30ХГСА. Планирование полного факторного эксперимента. Определение уравнения зависимости сопротивления деформации от физических величин. Проверка однородности дисперсий с помощью критерия Фишера. Определение коэффициентов регрессии.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 29.12.2010 Закономерности деформации при повышенных температурах. Возврат и рекристаллизация. Закон постоянства объема пластически деформируемого твердого тела. Степень деформации металла при пластическом формоизменении. Расчет параметров штамповки выдавливанием.
курсовая работа [634,1 K], добавлен 22.01.2016Последовательность перемещения металла в процессе вытягивания. Схема вытяжки цилиндрической детали. Пример расчета параметров технологии штамповки детали "стакан". Расчет размеров цилиндрической заготовки на этапе деформации, усилия прижима и напряжения.
курсовая работа [646,5 K], добавлен 06.06.2016Обзор способов холодной штамповки. Разработка технологии, определение технологических параметров и конструкции штампов для холодной объемной штамповки. Выбор материала детали, инструмента и оборудования. Описание маршрутной технологической карты.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 12.05.2011Виды штамповки листовых материалов, различающиеся по типу применяемой оснастки. Сущность процесса горячей объёмной штамповки, ее применение при серийном и массовом производстве. Особенности штамповки в открытых штампах, основные стадии течения металла.
реферат [1,3 M], добавлен 12.12.2012Характеристика основных задач динамики механизмов. Движущие силы как основные силы, определяющие характер движения механизмов. Силы полезного сопротивления и инерции. Осуществление кинетостатического расчета механизмов. Применение теоремы Н. Жуковского.
контрольная работа [205,8 K], добавлен 24.03.2011Черчение заготовки в трех проекциях, заключение ее в систему координат. Установление инструмента в точке, где он вызывает максимальный крутящий момент. Решение уравнения для расчета силы закрепления. Расстановка векторов режимов резания на всех проекциях.
контрольная работа [263,5 K], добавлен 17.02.2016Внешние и внутренние силы при растяжении (сжатии), потенциальная энергия деформации. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Закон минимума потенциальной энергии деформации. Статически непреодолимые задачи при растяжении и сжатии.
реферат [359,8 K], добавлен 26.01.2009Основные принципы технологии автоматизированных производств. Силовые режимы и предельные степени деформации вытяжки, предположения и соотношения, условия пластичности. Предельные степени деформации при вытяжке с утонением, принципы их расчета и значение.
контрольная работа [640,7 K], добавлен 01.07.2014Радиальная составляющая силы резания. Определение погрешности выполняемого размера и формы обрабатываемой поверхности при обработке партии заготовок. Расчет размерного износа инструмента. Тепловые деформации станка, заготовок и режущего инструмента.
презентация [1,1 M], добавлен 26.10.2013Обоснование рациональности способа горячей объемной штамповки. Преимущества штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП). Технологическая разработка процесса штамповки детали на примере детали "втулка" - выбор материала, расчеты, схемы.
курсовая работа [166,9 K], добавлен 16.04.2008Физические основы объемной штамповки, характеристика оборудования, оснастки и инструментов. Основные режимы работы, используемые материалы и изделия. Геометрическая точность поковок. Патентное исследование метода обработки. Расчет усилия штамповки.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 22.08.2015Определение силы зажима, необходимой для удержания заготовки в неподвижном состоянии в процессе обработки. Расчет режимов резания, силы зажима. Вычисление погрешности базирования и закрепления, описание главных операций, их содержание и оптимальность.
контрольная работа [149,0 K], добавлен 21.06.2015Анализ конструктивных и технологических особенностей штампуемой детали. Выбор способа штамповки, конструирование ее переходов и расчет размеров и сходной заготовки. Конструирование штампа (молотового, обрезного). Расчет завершающих и отделочных операций.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 28.01.2014Марка сплава АК4-1, его химический состав, механические свойства. Размеры и форма заготовки, расчет и выбор оптимального раскроя материала. Разработка технологического процесса изготовления детали с помощью метода холодной штамповки, выбор оборудования.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.02.2012Разработка схемы базирования и закрепления детали на операции. Силовой расчет сверлильного приспособления. Выбор режимов резания и времени на операцию. Определение силы зажима заготовки и силы на штоке гидроцилиндра. Регулирование точности гидроцилиндра.
контрольная работа [915,8 K], добавлен 23.08.2013Определение закона движения механизма при установившемся режиме работы. Кинематический и силовой анализ рычажного механизма. Методы определения скоростей и ускорений. Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о "жестком рычаге".
курсовая работа [304,8 K], добавлен 25.02.2011
