|
|
||
|
Результаты расчета |
|
|
|
Площадь сечения контейнера |
22698 |
мм2 |
|
Площадь сечения слитка |
21382 |
мм2 |
|
Площадь сечения пресс-изделия |
314 |
мм2 |
|
Коэффициент распрессовки |
1.062 |
мм2 |
|
Объем пресс-остатка |
907.92 |
см3 |
|
Масса пресс-остатка |
2.442 |
кг |
|
Коэффициент вытяжки |
24.096 |
|
|
Расчетная длина слитка |
441.625 |
мм |
|
Длина слитка |
449.625 |
мм |
|
Масса слитка |
25.381 |
кг |
3.2. Определение баланса металла, величины отходов по операциям технологического процесса. Расчет технологической карты
Известны коэффициенты потерь металла на каждой операции в процентах от запуска (табл. 11).
Таблица 11
Коэффициенты потерь металла
Операции
Коэффициент потерь металла в % от запуска
Прессование
7.71
Разбраковка
1
Правка
0.50
Резка, вырезка образцов
10.25
Тогда суммарный коэффициент потерь металла будет kS = 19.46%.. Отсюда запуск металла равен
З = Q×100%/(100 – kS), [3] (5)
где Q – выпуск металла, тонн/год.
З = 35000тонн/год×100%/(100% – 19.46%) = 4345.667 тонн/год.
Теперь легко определить потери металла и коэффициенты выхода годного для каждой операции. Результаты расчета приведены в табл. 12.
Таблица 12
Потери металла и коэффициенты выхода годного
Операция
Потери металла, тонн/год
Коэффициент выхода годного в процентах
Прессование
335.051
92.3
Разбраковка
43.457
98.9
Правка
21.728
99.5
Резка, вырезка образцов
445.431
88.7
Итого
845.667
80.5
Баланс металла равен
Б = Q×100%/KS , [3] (4)
где KS – суммарный коэффициент выхода годного, %.
Б = 3500тонн/год×100%/80.5% = 4347.826 тонн/год.
3.3. Температурно-скоростные условия деформации (прессования)
Характер течения алюминия и его сплавов имеет свои особенности, обусловленные природой и физическими свойствами этих сплавов.
Высокая адгезия прессуемых сплавов к материалу инструмент обусловливает значительные напряжения контактного трения, приближающиеся к величине максимального сдвигающего напряжения. Это вызывает большие различия между величинами сдвиговые деформаций в периферийных и центральных слоях заготовки и приводит к повышению неравномерности деформации.
Относительно невысокие температуры деформации алюминиевых сплавов позволяют обеспечить небольшие перепады температур нагрева заготовки и инструмента. Это в сочетании с высокими теплоемкостью и теплопроводностью прессуемых сплавов позволяет уменьшить градиент температурного поля по сечению и длине заготовки и таким образом снизить неравномерность деформации.
Прессование с рубашкой алюминия и его сплавов не удается, так как приварка металла к стенкам контейнера затрудняет удаление рубашки из контейнера.
Алюминиевые сплавы прессуют большей частью методом прямого истечения без смазки контейнера. Для того чтобы повысить выход годного и обеспечить равномерность свойств пресс-изделий, в некоторых случаях применяют метод обратного истечения, например, при прессовании прутков большого диаметра из круглых слитков.
Налипание металла на иглу и большие напряжения, возникающие в игле при полной прошивке прочных алюминиевых сплавов, а также образование, на внутренней поверхности прошитого слитка межкристаллических разрушений обусловливают необходимость образования полости в слитке предварительным сверлением.
Пластичность АМг6 очень высока. Температурный интервал горячего прессования сплава лежит в широких пределах от 250 до 500 °С. Повышение температуры способствует прилипанию сплава к инструменту и вызывает развитие дефектов поверхности пресс-изделий. Прессование сплавов на основе Al-Mg можно вести с очень большими скоростями (до 25 м/с). Скорость прессования для этой группы сплавов определяется не столько свойствами сплава, сколько техникой прессования и имеющимся оборудованием. Для проведения дальнейших расчетов были приняты скорость истечения, равная 0.047 м/с, и температура заготовки, равная 500°C.
3.4. Определение мощности технологического оборудования, его выбор, описание
Мощность технологического оборудования зависит от энергосиловых параметров процесса.
Наиболее универсальной методикой расчета энергосиловых параметров прессования является методика И.Л. Перлина, которая использует принцип суперпозиции: сила прессования Р является суммой составляющих, каждая из которых учитывает расход мощности на преодоление реактивных сил в определенном месте очага деформации :
P = Rм + Tкр + Tм + Tп , [3]
где Rм – составляющая усилия на преодоление мощности внутренних сил (на собственно деформацию), Н;
Tкр – составляющая усилия на преодоление напряжений трения на стенках контейнера, Н;
Tм – составляющая усилия на преодоление напряжений трения на поверхности матрицы или напряжений среза мертвой зоны, Н;
Tп – составляющая усилия на преодоление напряжений трения на калибрующем пояске матрицы, Н.
В формулу могут быть включены и другие слагаемые, учитывающие иные энергозатраты, например на преодоление противодавления, напряжений трения на поверхности пресс-шайбы и др. Следует отметить, что формулы были получены при использовании условия текучести Треска, при использовании условия текучести Мизеса коэффициенты в формулах могут оказаться несколько иными. Слагаемые формулы И.Л. Перлина находятся в зависимости от конфигурации очага деформации.
При прессовании круглого прутка из круглой заготовки эти слагаемые определяются следующим образом:
Rм = 0.8×Dк2×ssср×i/cos2(a/2); [3] (5)
Tкр = 0.5×p×yк×Dк×ss0×L; [3] (6)
Tм = 0.4×yм×Dк2×ssср×i/sin [3] (7)
Tп = 0.5×yп×d×ssк×l×lп , [3] (8)
где i = lnl - логарифмическая степень деформации;
L = Lср – 0.5×(Dк – d)/tga – длина распрессованного слитка за вычетом жесткой (мертвой) зоны, мм;
Lср = D2×Lc/ Dк2 – длина распрессованного слитка, мм;
Dк , D и Lc – диаметр контейнера, диаметр и длина слитка, мм;
a - угол обжимающей части пластической зоны, °.
Последний угол равен углу естественного истечения металла (60…65°) при полуугле образующей матрицы больше 60…65°, в том числе при плоской матрице, и равен полууглу наклона образующей матрицы к оси прессования, если последний полуугол меньше угла естественного истечения. Примем α = 60°.
Коэффициенты трения yк , yм , yп соответственно на контейнере, матрице и калибрующем пояске являются справочными данными. В случае прессования со смазкой yк = yм = yп = 0.25.
Особую трудность вызывает определение величины сопротивления деформации, поскольку кривые упрочнения при сверхвысоких значениях пенсии деформации, характерных для прессования, до сих пор не построены из-за отсутствия соответствующих методик. В связи с этим пользуются имеющимися зависимостями величины сопротивления деформации ss = ¦(e, x, q), где x – скорость деформации, q – температура, экстраполируя данные в область высоких степеней деформации.
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.