Задание.

1. Вычислить предельную вытяжку при волочении катанки  6,5 из ст.10 при среднем противонатяжении 0,5 кН с учётом деформационного упрочнения. Полуугол волоки  = 6; длина калибрующей шейки волоки l_к = 2 мм. Среднюю величину сопротивления деформации определять как среднее геометрическое.

Величину коэффициента контактного трения f_n принять по вариантам:

№ по списку	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Значения fn	0	0.01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50

2. Вычислить предельную вытяжку при коэффициенте контактного трения f_n = 0,04, принимая величины противонатяжения по вариантам:

№№ по списку	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Противонатяжение, Q, кН	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

3. Построить диаграммы полученных зависимостей, объяснить их характер.

Контрольные вопросы

1. Как определяется предельная величина вытяжки за один переход?

2. Какие условия выражает формула предельной величины вытяжки за переход?

3. Какой вид приобретает формула Перлина при коэффициенте контактного трения, стремящемся к нулю?

4. Какова теоретически возможная максимальная вытяжка за один переход при холодном волочении?

5. Каковы преимущества процесса волочения с предварительным подогревом и с охлаждением у выхода из волочильного канала?

Практическое занятие № 8. Сравнительный анализ различных формул для определения полного напряжения волочения

Теоретические сведения.

Наиболее прост и распространён, а потому и лучше изучен процесс волочения круглого сплошного профиля через канал конической или близкой к ней формы. Такой процесс может служить базой для исследования более сложных процессов волочения.

Преимущественное влияние на течение процесса волочения оказывают прочностные и пластические свойства протягиваемого металла, степень и скорость его деформации, форма профиля волочильного канала, материал волоки, качество трущихся поверхностей и технологическая смазка, а также тепловые процессы, происходящие при волочении. Проведён большой объём практических и теоретических исследований, направленных на установление условий, способствующих получению оптимальных характеристик протянутого изделия, таких как:

– точность размеров,

– минимум остаточных напряжений,

– чистота поверхности,

– уровень механических свойств,

– качество макро- и микроструктуры;

а также, наоборот,

условий, препятствующих получению этих свойств, или способствующих появлению различных дефектов. Зная эти условия, можно так организовать процесс, чтобы получить оптимальные результаты.

Усилие (напряжение) волочения представляет основной фактор, определяющий ход процесса волочения и упомянутые выше показатели качества проволоки, и, в свою очередь, является функцией ряда технологических параметров, представляющих собой условия протекания процесса волочения. Отсюда возникает необходимость установления связей между технологическими условиями процесса и усилием волочения, чему посвящено множество работ.

Наиболее достоверной, а также отражающей реальные стороны процесса волочения, в настоящее время считается формула И.Л. Перлина, подробно изучаемая в данном курсе (см. Практическое занятие № 2):

. (8.1)

Формулы других авторов могут характеризоваться различной степенью точности и достоверности их результатов, но, как правило, более просты в применении и могут быть рекомендованы для различного рода сравнительных и оценочных расчётов.

Среднее напряжение волочения можно, например, определять по формуле В.С. Смирнова и Н.П. Белоусова

, (8.2)

где – вытяжка;

 – угол наклона образующей к оси волоки;

 – коэффициент трения;

– параметр.

Недостатком формулы В.С. Смирнова – Н.П. Белоусова является то, что _вол  0 при f_n  0 (  0), что не согласуется с экспериментальными данными.

Этого недостатка не имеет формула О. Павельски:

, (8.3)

однако, по этой формуле _вол   при   0, (  0), что не только экспериментально, но даже и логически не обосновывается.

Формула С.И. Губкина [4] для круглого профиля имеет вид:

, (8.4)

где имеются параметры  ;  ;  ,    в которых, в свою очередь, l – длина зоны деформации, R₁ – конечный радиус.

В этой формуле не учтено влияние противонатяжения.

Формула А.И. Целикова [6]:

. (8.5)

Эта формула довольно сложна, но в отличие от формулы Перлина она является, по-существу, более эмпирической, так как не отражает полностью физической стороны процесса и выведена, в основном, методами численного приближения.

Наиболее простой и рекомендуемой для предварительных расчётов является следующая эмпирическая формула [6, c.35]:

, (8.6)

в которой не учтено влияние ни коэффициента контактного трения f_n , ни угла волоки , так как формула составлена для «стандартных» промышленных условий волочения, когда  f_n = 0,04 , а  = 0,21 рад = 12 при незначительном противонатяжении.

Согласование всех этих формул с экспериментальными данными в большинстве случаев удовлетворительное, и данное практическое занятие посвящено сравнительному анализу перечисленных формул разных авторов.