Усилие при волочении

Как уже выяснено, напряжение волочения σ_вол оно же является давлением волочения) равно отношению тянущей силы Р к площади поперечного сечения конца прутка, вышедшего из матрицы, F₁, т.е. σ_вол = Р/F₁

Во избежание обрывов изделия это напряжение должно быть меньше предела текучести протянутого материала с учетом наклепа.

Основными факторами, влияющими на удельное давление волочения, являются: механические показатели протягиваемого материала, площадь и периметр поперечного сечения изделия, величина обжатия, профиль глазка, коэффициент трения и смазка.

Для определения удельного давления волочения круглых прутков, проволоки и профилей С. И. Губкин предложил следующую формулу:

(1)

где σ_вол – напряжение при волочении в кг/мм²;

предел текучести материала в начальном и конечном сечениях, определенный с учетом упрочнения в кг/мм² (рис. 5.3);

F₀ и F₁ - площади сечения прутка до и после волочения в мм²;

П- периметр прутка или профиля после волочения в мм;

l – длина цилиндрической части матрицы в мм;

α – угол волочения в град.

;

f- коэффициент трения;

Рис.5.3. Влияние холодной деформации(наклепа) на предел текучести различных металлов

1- углеродистая сталь(0,27%С), 2 – латунь Л62, 3 - латунь Л68, 4. - томпак,

5 – электротехническая медь, 6 – дюралюминий Д1, 7 – алюминий.

Усилие при волочении труб может быть подсчитано по упрощенным формулам Л.Е. Альшевского

без оправки Р = 1,2 р ω q F₁ c

на оправке Р = 1,05 р₁ ω₁ q F₁c

на стержне Р = 1,75 р₁ ω₂ q F₁c

Р = ;

и - предел прочности металла до и после волочения (рис. 5.4)

Р₁ = ;

и - предел прочности металла до и после волочения (рис. 5.3);

(Для углеродистой стали использовать 9-ю кривую).

;

;

;

;

с = r₀/r₁ - отношение средних радиусов трубы до и после волочения;

F₁ - площадь сечения трубы после волочения.

Опыты показывают, что для одной и той же трубы при волочении на оправке усилие волочения на 15-20% больше, чем при волочении на стержне.

Рис. 5.3. .Влияние холодной деформации на предел прочности различных металлов:

1- 9 углеродистая сталь,10 – бронза, 11 – латунь Л62, 12 – Латунь ЛС 56-1, 13 - латунь Л68, 14. - медь, 15 – дюралюминий Д1.

Коэффициент трения при волочении изделий из цветных металлов и сплавов при смазке эмульсией и машинным маслом составляет 0,1 – 0,15. Угол волочения у прутковых матриц чаще всего принимается 6 – 8⁰, а у трубных 12 – 16⁰.

Практическая часть Порядок выполнения работы

Для выполнения задания необходимо:

1.Получить у преподавателя индивидуальное задание по таблице 1 приложения.

2.Изучить способы волочения и механическую схема деформации при волочении.

3. Определить усилие волочения для прутков из заданного материала диаметром d₁ при их протягивании на размер d₂ через матрицу с углом α и длиной цилиндрического пояска l при коэффициенте трения f.

4. Рассчитать усилие волочения по формулам: С.И. Губкина, Л.Е. Альшевского (на оправке) и по упрощенной формуле из примера в приложении.

5.Оформить отчет о выполнении работы на листах формата А4 согласно примеру представленному в приложении.