Методика проведения работы

Лабораторная работа №2

Уравнение постоянства объёма и коэффициенты деформации при прокатке

Общие сведения

Так как плотность металла при обработке давлением изменяется весьма незначительно, то принято считать, что объем металла до деформа­ции равен объему металла после деформации, т.е.

V₀= V₁, (1)

V₀ = h₀ · b_{0 ·} 1₀ - объем до деформации;

V₁ = h₁ · b₁ · 1₁ - объем после деформации,

где h₀, b₀, 1₀ - соответственно, толщина, ширина и длина до прокатки;

h₁,b₁,1₁ - соответственно, толщина, ширина, и длина после прокатки. Отсюда

h₀ · b_{0 ·} 1_{0 =} h₁ · b₁ · 1₁, (2)

Отношение η= h₁ / h₀ - называется коэффициентом обжатия, β= b₁ / b₀ - коэф-

 

фициентом уширения, λ = l₁/ l₀ - коэффициентом вытяжки.

 

(3)

Отсюда

(4)

 

 

или

(5)

 

где F₀ - площадь поперечного сечения до деформации; F₁ - площадь попе­речного сечения после деформации.

Разность h₀ - h₁ = Δh называется абсолютным обжатием, а разность

b₁ - b₀ = Δb - абсолютным уширением.

Если исходная толщина полосы h₀, после первого пропуска – h_{1 ь} а после п проходов - h_п, f поперечная деформация незначительна, т.е. уши- рением можно пренебречь, то вытяжки для отдельных пропусков равны

(6)

отсюда

Произведя соответствующую замену, получим:

Следовательно, суммарная вытяжка

Средний коэффициент вытяжки

Знание коэффициентов деформации необходимо для дальнейшего изучения курса.

Между коэффициентами деформации имеется взаимосвязь, которая часто применяется в технических расчетах при распределении обжатия по проходам

Расчет обжатий по проходам следует строить таким образом, чтобы при необходимости сохранения постоянства вытяжки абсолютное обжатие снижалось пропорционально уменьшению толщины полосы. Если же тре­буется снижение вытяжки от прохода к проходу, то уменьшение абсолют­ного обжатия должно производиться в большей мере. В противном случае можно ожидать разрушения металла.

С изменением размеров деформируемого тела связаны геометриче­ские явления при прокатке.

Суть этого явления заключается в том, что благодаря обжатию, вы­тяжке и уширению происходит искажение контуров любых геометрических

фигур на плоскостях деформируемого тела. Это явление используется в не­которых случаях прокатки: прокатка с «разбивкой ширины», прокатка диска в диск и др.

При прокатке плоских слитков часто ширина их бывает недостаточ­ной для того, чтобы получить лист требуемой ширины. В этих случаях при­ходится катать слитки с «разбивкой ширины», т.е. проворачивать их в горизон­тальной плоскости на 90°.

При прокатке с «разбивкой ширины» (рисунок 10) нужно знать промежуточную тол­щину h_пр, при которой ширина b₀ достигнет требуемой ширины. Из уравне­ния постоянства объема следует

h₀ · b_{0 ·} 1_{0 =} h_пр · b_пр · 1_пр,

Расчет ведем без учета уширения, тогда

 

Если известна промежуточная толщина h_ир, то длина после прокатки до требуемой толщины hк будет

 

Рисунок 10 - Схема прокатки с «разбивкой ширины»

Методика проведения работы

Часть 1. Проверка закона постоянства объема

На образец из алюминия размером h_{0 ·} b_{0 ·} l₀ наносят сетку (рисунок 11). Пе­ред прокаткой тщательно измеряют толщину, ширину и длину образца в точках 1, 2, 3.

Рисунок 11 – Образец для проверки закона постоянства объема

Затем образец строго перпендикулярно задают в валки, про­катывают за один проход в продольном и поперечном направлениях с про­извольным обжатием и замеряют толщину и длину в тех же точках. Резуль­таты опытов заносят в таблицу 2.1. Подсчитывают относительную погрешность закона постоянства объема по формуле

Таблица 2.1

Замер	h0 , мм	b0, мм	l0, , мм	h1, мм	b1, мм	l1, мм
Среднее

 

 

Часть 2. Вычисление коэффициентов деформации

Из свинца или алюминия изготавливают образец размером h_{0 ·} b_{0 ·} l₀ и прокатывают в пять проходов с обжатием за проход Δh = 1 мм. После каж­дого прохода измеряют толщину h_i, ширину b_i, длину l_i и заносят в таблицу 2.2.

Затем определяют:

а) площадь поперечного сечения F₀, мм;

б) абсо­лютное обжатие Δh_i, мм; вытяжку λ_i;

в) суммарную вытяжку λ_Σ;

г) коэффи­циент обжатия η_i;

д) коэффициент уширения β_i - и строят графики зависи­мости λ_i, λ_Σ от проходов.

 

Таблица 2.2

№ № про­хода, і	hi мм	bi мм	li мм	Δhi, мм	η	β	ε, %	λΣ	Коэффициент вытяжки
по длине λi = li /l0	по площади λi= F0/F1	по толщине λi = h 0/ h 1

 

 

Часть 3. Геометрические явления при прокатке

Из алюминиевого образца размером h_{0 ·} b_{0 ·} l₀ требуется получить по­лосу толщиной h_к = 8 мм и шириной b_к = 60 мм.

По формуле (11) рассчитывают промежуточную толщину, при кото­рой можно получить заданную ширину b_к = 60 мм, по формуле (12) находят конечную длину полосы l_к при толщине ее h_к = 8,0 мм. Все данные заносят в таблицу 2.3.

Таблица 2.3   h0, мм b0, мм l0, мм h пр, мм bк мм lк мм Δ,% Дано               Получено расчетом               Измерено фактически по­сле прокатки

 

Вывод ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________