2.3 Планы лабораторных занятий

Лабораторная работа № 1 «Изучение листовой прокатки»

Цель: изучить зависимость абсолютных деформаций от единичного обжатия при продольной прокатки полосы прямоугольного сечения.

Материалы, инструмент, оборудование

Свинцовые образцы размером 10×100×150 мм – 3 шт. Лабораторный прокатный стан ДУО 100. Гладкие валки.

Порядок проведения работы

Три образца поочередно прокатать на стане ДУО 100 с единичным обжатием ε = 10, 15, 20 %. После каждой прокатки путем измерение размеров в различных сечениях образцов определить: ∆h = h₀ – h₁ – абсолютное обжатие, мм; ∆b = b₁ – b₀ – абсолютное уширение, мм; ∆l = l₁ - l₀ – удлинение, мм.

Содержание отчета

Заполнить таблицу. По результатам, приведенным в таблице построить графики зависимости ∆h = f(ε); ∆b = f(ε); ∆l = f(ε). Проанализировать полученные результаты опытов и расчетов, сравнить и сделать выводы.

Литература: 2 осн. [6 - 54]

Контрольные вопросы

1. Как определяется абсолютное обжатие ?

2. Как определяется относительное обжатие ?

3. Что Вы знаете об условии постоянства объема ?

Лабораторная работа № 2 «Изучение сортовой прокатки»

Цель: изучить закономерность заполнение калибров в зависимости от единичного обжатия.

Материалы, инструмент, оборудование

Свинцовые образцы размером 10×100×150 мм – 3 шт. Лабораторный прокатный стан ДУО 100. Калиброванные валки.

Порядок проведения работы

Три образца поочередно прокатать на стане ДУО 100 с единичным обжатием ε = 10, 15, 20 %. После каждой прокатки путем измерение размеров в различных сечениях образцов определить размеры выступов и впадин.

Содержание отчета

Заполнить таблицу. По результатам, приведенным в таблице построить графики зависимости h_о/h_и = f(ε); b_о/b_и = f(ε) (где h_о; b_о – высота и ширина выступов и впадин прокатанного образца; h_и; b_и - высота и ширина выступов и впадин валка. Проанализировать полученные результаты опытов и расчетов, сравнить и сделать выводы.

Литература: 2 осн. [55 - 87]

Контрольные вопросы

1. Для каких целей применяется сортовая прокатка ?

2. Что такое калибровка прокатных валков ?

3. Как влияет единичное обжатие на заполнение калибров ?

Лабораторная работа № 3 «Изучение процесса волочения»

Цель: изучить закономерность влияние вытяжки на разрушение проволоки.

Материалы, инструмент, оборудование

Проволоки различных диаметров. Лабораторный волочильный стан.

Порядок проведения работы

Заострить концы проволоки различных диаметров и провести их волочение с различными вытяжками. После волочение определить в различных сечениях площадь поперечного сечения деформированной проволоки.

Содержание отчета

Заполнить таблицу. По результатам, приведенным в таблице построить графики зависимости λ = F_о/F₁ = f(L) (где F_о – начальная площадь поперечного сечения проволоки; F₁ – деформированная площадь поперечного сечения проволоки; L – длина проволоки). Проанализировать полученные результаты опытов и расчетов, сравнить и сделать выводы.

Литература: 2 осн. [88 - 105]

Контрольные вопросы

1. Что такое волока ?

2. Из каких материалов изготовляют волоки ?

3. Как влияет вытяжка на разрушение проволоки ?

Лабораторная работа № 4 «Изучение процесса прессования»

Цель: исследовать влияние степени деформации и формы матричной воронки на силовой режим при прямом прессовании и определить минимальной величины пресс-остатка, при котором начинает появляться пресс-утяжина.

Материалы, инструмент, оборудование

Пластопарафиновые образцы высотой h = 40 мм и диаметром d = 40 мм – 8 шт.; экспериментальный штамп со съемными матрицами; набор вставок (плоские, с диаметром калибрующего отверстия d₀ = 20, 15 и 10 мм; конические с диаметром d₀ = 15 мм и заходным углом матрицы 2γ =150, 120, 90 и 60^о ); штангенциркуль; угломер; линейка; испытательная машина.

Порядок проведения работы

Пластопарафиновые заготовки прессовать через плоские и конические вставки. Прессование через плоские вставки производить до величины пресс- остатка, равного 5 мм. После этого вести процесс с остановками и осмотрами через 0,5 – 1,0 мм до момента появления пресс-утяжины. Опыт проводить без смазки и со смазкой. Прессовать через конические вставки без смазки. Степень деформации и усилие прессование определить по теоретической формуле. Данные экспериментов занести в таблицу.

Содержание отчета

На основании полученных экспериментальных и расчетных данных построить графики удельного усилия в зависимости от величины перемещения пуансона и от заходного угла матрицы и дать анализ полученных кривых.

Литература: 5 осн. [8 - 305]

Контрольные вопросы

1. Чем объясняется рост удельного усилия в конце процесса при прессовании через плоские вставки?

2. Чем объясняется появление пресс- утяжины при прессовании через плоские вставки в конце процесса?

3. Чем объясняется падения усилия по ходу процесса после начала истечения

4. Зависит ли начало образования пресс- утяжины от степени деформации?

Лабораторная работа №5 «Изучение ковки»

Цель: определить зависимости удельного уси­лия деформирования и характера формоизменения при осад­ке цилиндрических заготовок на гладких бойках от отно­шения высоты к диаметру и условий контактного трения.

Материалы, инструмент, оборудование

Цилиндрические пластопарафиновые образцы диаметром d = 30 мм и высотой: h_x = 40 мм – 6 шт., h₂ = 60 мм – 6 шт., h₃ - 90 мм – 6 шт.; подкладные плитки: D = 80 мм, h = 10 мм с различной чи­стотой обработки контактных поверхностей (R_a20; 0,25; 0,01); штангенциркуль; смазка; ацетон; испытательная машина.

Порядок проведения работы

Девять образцов (по три каждого типоразмера) поочередно осаживать на испытательной машине. Осадку каждого об­разца выполнять между подкладными обезжиренными пли­тами с различной чистотой обработки за несколько обжа­тий до высоты 8...10 мм. Величину одного обжатия выбирать одинаковой в пределах 5...10 мм. В процессе проведения опы­тов каждый раз штангенциркулем измерять высоту образца.

После каждого обжатия определять: абсолютную деформацию ∆h = h₀-h_i, мм; приведенный диаметр образца d_i = d_о√h₀/h_i, мм; площадь поперечного сечения образца F, м²; по теоретической формуле определить удельное усилие деформирования р, МПа.

Осадка остальных образцов производится аналогично, но с применением смазки. Результаты заносят в таблицу.

Содержание отчета

Заполнить таблицу. По результатам, приведенным в таблице построить графики зависимости удельного усилия деформирования от: отношения высоты к диаметру образца (h/d); величины абсолютного обжатия (ε_h); чистоты обработки рабочих поверхностей подкладных плит.

Проанализировать полученные результаты опытов и расчетов, сравнить и сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. В каких случаях применяют осадку?

2. Почему при свободной осадке цилиндрических образцов обра­зуется бочка?

3. Как влияют величины h/d и ε_h, а также чистота обработки кон­тактных поверхностей на удельное усилие деформирования и усилие осадки ?

4. При каких отношениях h/d исходной заготовки и при каких степенях деформаций наблюдается появление продольного изгиба?

Литература: 8 осн. [56 - 138]

Лабораторная работа №6 «Изучение объемной штамповки»

Цель: исследовать изменения силового режима открытой объемной штамповки в зависимости от периода штамповки и размеров исходной заготовки и установить оптимальный объем исходной заготовки, а также определить отрицательных явлений, к которым приводит недостаток или избыток объема исходной заготовки.

Материалы, инструмент, оборудование

Цилиндрические пластопарафиновые образцы Æ30 мм и высотой h_о = 44; 50; 57 мм, что соответствует отношению h_загот./h_пок. = 1,05; 1,2; 1,36; испытательная машина; подкладной открытый штамп; штангенциркуль, микрометр.

Порядок проведения работы

Образцы поочередно штамповать в экспериментальном штампе постепенным обжатием по 3...5 мм до смыкания матриц. После каждого обжатия определять: фактическую высоту заготовки h_i мм; диаметр заготовки d_i, мм; для 1-го периода диаметр d определяется выражением для последующих периодов замеряется максимальный диаметр; площадь поперечного сечения заготовки F_i, м²; удельное усилие МПа (по теоретической формуле). Результаты замеров и вычислений занести в таблицу.

Содержание отчета

На основании полученных экспе­риментальных данных построить совмещенные графики зависимостей усилия и удельного усилия штамповки от высоты Р = f (h_i) и р = f (h_i) и дать анализ полученных зависимостей.

Контрольные вопросы

1. Как изменяется удельное усилие течения металла в зависимости от периода штамповки и объема исходной заготовки?

2. Чем объясняется рост удельного усилия от периода к периоду и почему он зависит от объема исходной заготовки?

3. Какой вид брака бывает при недостатке и большом избытке металла в исходной заготовке?

4. Каков оптимальный размер исходной заготовки по высоте в условиях данного эксперимента?

Литература: 8 осн. [140 - 397]

Лабораторная работа №7 «Изучение листовой штамповки»

Цель: Ознакомление с технологической операцией вытяжка.

Материалы, инструмент, оборудование

Испытательная машина; матрица с прижимом и пуансон, циркуль-измеритель, штангенциркуль. Стальные листы толщиной 0,8; 1 мм.

Порядок проведения работы

Из стального листа толщиной 0,8 ÷ 1 мм вырезать по два образца диаметром D = 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46, 50 мм (всего 16 штук). Произвести вытяжку в штампе: одну серию без прижима; вторую серию с прижимом (в обоих случаях обильно смазывать матрицу). Диаметр детали d = 20 мм. По теоретической формуле рассчитать усилие вытяжки и зафиксировать в таблице. Все вытянутые образцы зарисовать и замерить. Данные замеров занести в таблицу. Вычислить по опытным данным m, К, H/d, S/D 100%. Зная диаметр заготовки и высоту отштампованного стакана, найти коэффициент, учитывающий утонение стенок изделия в процессе вытяжки β по теоретической формуле. Разрезать ножовкой пополам один из вытянутых стаканчиков. Нанести риски через 2 мм по линии разреза. Замерить толщину стенки и дна стакана в местах нанесения рисок. Данные занести в таблицу.

Содержание отчета

На основании полученных экспе­риментальных данных построить совмещенные графики зависимостей усилия штамповки от диаметра заготовки Р = f (D_i) и дать анализ полученных зависимостей. Сделать выводы по всем полученным экспериментальным данным.

Контрольные вопросы

1. Виды вытяжек.

2. Область применения вытяжек с прижимом и без прижима.

3. Причины образования гофров. Устойчивость заготовки.

4. Определение количества операций при вытяжке высоких деталей.

5. Степень деформации при вытяжке.

Литература: 10 осн. [67 - 152]