Теоретические основы получения заготовок

Способность металлов воспринимать нагрузки без разрушения и изменять формы в процессе ковки и штамповки оценивают деформируемостью. Для формообразования поверхностей ковкой и горячей объемной штамповкой основной технологической характеристикой свойств является ковкость.

Ковкость – способность металлов и сплавов подвергаться ковке и другим видам обработки давлением – прокатке, волочению, прессованию, штампованию. Ковкость характеризуется пластичностью и сопротивлением деформированию. У ковких сплавов относительно высокая пластичность сочетается с низким сопротивлением деформированию.

1. Временное сопротивление σв, МПа

2. Относительное удлинение δ, %

3. Относительное сужение ψ, %

4. Ударная вязкость KCV, МДж/м^2

5. Относительная деформация ε, %

 

Ковочные свойства сплавов

 

Одной из многочисленных операций ковки является осадка – уменьшение высоты заготовки, сопровождающееся увеличением площади ее поперечного сечения. Осадку применяют для получения поковок с большими поперечными размерами при относительно малой высоте (зубчатые колеса, диски и др.). Особенностью процесса деформирования является неравномерность деформации в объеме заготовки с переходом упругой деформации в пластическую, что приводит к изменением формы осаженной заготовки. Соотношение высоты и диаметра заготовки определяют геометрические размеры и качество поковки после осадки.

Для уменьшения коэффициента трения между поверхностями бойков и получения более равномерной осадки по высоте заготовки применяют смазочные материалы: сухие древесные опилки, графит с машинным маслом, водный раствор коллоидного графита, жидкое растворимое стекло и др.

 

 

а – без смазки; б – со смазкой

 

Рисунок 1 – Эскизы поковок после осадки

 

Пластическая деформация при осадке образца под действием внешней силы Р количественно характеризует степень деформации Е_н, которую рассчитывают по результатам обмеров по формуле:

Е_{н =} ∙100%,

 

где Н – начальная высота заготовки, мм;

Н₁ – высота образца после деформирования, мм.

Способность материала необратимо деформироваться под действием внешних сил характеризуют пластичностью. Пластичность материала количественно оценивается максимальной степенью деформации, выше которой металл разрушается.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с основным инструментом и операциями свободной ковки, достоинствами и недостатками процесса ковки, областью применения.

2. Изучить принцип действия гидравлического пресса.

3. Получить два образца в виде цилиндров из деформируемого алюминиевого сплава (или другого пластичного материала). Изобразить эскиз, измерить высоту Н и диаметр заготовок, внести результаты обмера в табл. 1.

 

Таблица 1 – Результаты осадки заготовок

 

Обозначение размеров и параметров	Размер исходной заготовки, мм	Размер поковки после осадки, мм
с применением смазки	без применения смазки
H
D
Y
EH

4. На торцы одной заготовки нанести смазку. Осадить холодные заготовки на гидравлическом прессе.

5. Замерить размеры поковок после осадки.

6. Определить для каждой поковки величину уковки (Y= H/H ₁) и степень деформации.

7. Используя справочные данные о марке сплава и температурном режиме его ковки, выбрать оборудование для выполнения операции осадки.

8. Сделать вывод, как влияет смазка поверхностей на параметры процесса и изменения формы образца.

Содержание отчета

1. Зарисовать схемы операций свободной ковки.

2. Зарисовать заготовку из деформируемого сплава.

3. Зарисовать поковки со смазкой и без смазки после осадки.

4. Произвести обмер заготовок и поковок, указать их на эскизах и внести результаты обмера в табл. 1.

5. Определить для каждой поковки величину уковки и степень деформации Е _н. Результаты расчетов внести в табл. 1.

6. Сделать расчет параметров оборудования для выполнения операции осадки данного сплава.

 

Контрольные вопросы

1. Что характеризует коэффициент уковки? Каковы его значения при ковке слитка и прокатанной заготовки?

2. Изобразите операцию «рубка» и применяемый инструмент.

3. Устройства и работа пневматического молота и гидравлического пресса для ковки металла.

4. Перечислите основные технологические операции изготовления поковки шестерни.

5. Приведите схему операции прошивки для получения отверстия глухого и сквозного.

6. Чем объясняется неравномерность деформации при выполнении осадки без изменения ее линейных размеров?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2