Bogusław Wójcik

III MDT gr. 66

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 5

Temat : Spęczanie walców w procesie kucia swobodnego

Cel ćwiczenia .

Celem ćwiczenia jest wyznaczanie wybranych parametrów procesu kucia swobodnego:

• Wartości odkształceń i nacisków w kolejnych uderzeniach bijaka młota .

• Stopnia wykorzystania energii młota .

• Wpływu prędkości odkształcenia na wartość nacisków jednostkowych .

• Przybliżonej wartości współczynnika tarcia .

Wiadomości podstawowe .

W praktyce mamy dwa zasadnicze sposoby spęczania : spęczanie swobodne i spęczanie w matrycy . Podczas spęczania swobodnego w kierunku działania siły następuje zmniejszenie wymiaru materiału , a w pozostałych kierunkach materiał przemieszcza się swobodnie .

Najprostszym sposobem spęczania jest ściskanie krótkich odcinków pręta między dwiema płytami o równoległych powierzchniach roboczych . Przebieg procesu zależy od wymiarów materiału i tarcia na powierzchni styku materiału z narzędziem . W procesie swobodnego spęczania tarcie powoduje , że materiał odkształca się nierównomiernie , nierównomierny jest również rozkład nacisków jednostkowych na powierzchni spęczanego materiału .

Parametry siłowe procesu spęczania .

Do analitycznego określenia sił potrzebnych do spęczania walca niezbędna jest znajomość naprężeń normalnych i stycznych w każdym punkcie powierzchni styku materiału z narzędziem . Do najbardziej rozpowszechnionych metod pozwalających określić siły i naprężenia w procesach spęczania należy metoda uproszczonych różniczkowych równań równowagi . Różniczkowe równania dla takiego stanu upraszczają się , jeżeli założymy , że naprężenia normalne zależą tylko od jednej współrzędnej i zamiast pochodnych cząstkowych można wprowadzić pochodne zwykłe . Ponadto można założyć że płyty spęczające zachowują się jak ciało idealnie sztywne , odkształcenie jest jednorodne , a na powierzchni styku narzędzie-spęczany materiał panuje tarcie zgodnie z założeniem Coulomba .

Wyniki obliczeń zestawiono w tabelach :

Energia uderzenia

Objętość przesunięta

Siła nacisku na metal

Współczynnik tarcia

Prędkość odkształcania

Aluminium	d0=	19,18	h0=	25,5
Numer uderzenia bijaka	Wysokość próbki h [mm]	Średnica próbki d [mm]	Wysokość spadania bijaka [m]	Ciężar bijaka [N]	P [kN]
1	22,4	21,5	0,5	350	48,62177419
2	20	20,4642	0,5	350	62,803125
3	18,1	21,65727	0,5	350	79,33026316
4	16,4	22,76562	0,5	350	88,66323529
5	14,9	23,91645	0,5	350	100,485
Numer uderzenia bijaka	Vp [mm^3]	ku [1/GPa]	 s]	qśr [Gpa]	Pśr [GPa]		E [J]	V0 [mm^3]
1	63,39462	0,420591	2,160745646	0,04263	0,026134235	4,21066646	150,7275	489,09
2	55,427927	0,367736	2,426107994	0,060779	0,041965677	5,96522011	150,7275	-
3	48,821128	0,323903	2,686082789	0,068548	0,053095393	6,68816155	150,7275	-
4	48,239242	0,320043	2,969742566	0,069334	0,060255391	6,73648252	150,7275	-
5	46,913572	0,311248	3,273775353	0,071198	0,069364089	6,88099054	150,7275	-

Aluminium	d0=	19,18	h0=	25,5
Numer uderzenia bijaka	Wysokość próbki h [mm]	Średnica próbki d [mm]	Wysokość spadania bijaka [m]	Ciężar bijaka [N]	P [kN]
1	19,4	23,4	1	350	50,43098
2	15,5	21,98963	1	350	78,87923
3	12,6	24,601	1	350	106,079
4	10,4	27,28559	1	350	139,8314
5	10	30,03323	1	350	769,0725
Numer uderzenia bijaka	Vp [mm^3]	ku [1/GPa]	 s]	qśr [Gpa]	Pśr [GPa]		E [J]	V0 [mm^3]
1	133,71984	0,434679	3,5748985	0,037327	0,026998	3,682375	307,629	489,09
2	109,767957	0,356819	4,483278	0,066113	0,060951	6,428205	307,629	-
3	101,311673	0,329331	5,5232604	0,071037	0,084219	6,81657	307,629	-
4	93,851973	0,305082	6,699093	0,07612	0,115303	7,176724	307,629	-
5	19,1824586	0,062356	6,9684647	0,34556	0,560314	26,27483	307,629	-

Aluminium	d0=	19,18	h0=	25,5
Numer uderzenia bijaka	Wysokość próbki h [mm]	Średnica próbki d [mm]	Wysokość spadania bijaka [m]	Ciężar bijaka [N]	P [kN]
1	17,1	25,1	1,5	350	55,30875
2	12,2	23,42182	1,5	350	94,815
3	9,3	27,72929	1,5	350	160,2047
4	7,3	31,75976	1,5	350	232,2968
5	6,1	35,84737	1,5	350	387,1613
Numer uderzenia bijaka	Vp [mm^3]	ku [1/GPa]	 s]	qśr [Gpa]	Pśr [GPa]		E [J]	V0 [mm^3]
1	195,44036	0,42067	4,98745888	0,03558	0,029857	3,502456	464,5935	489,09
2	165,13758	0,355445	7,00215874	0,070048	0,085542	6,729955	464,5935	-
3	132,74957	0,285733	9,19457549	0,084442	0,146986	7,844396	464,5935	-
4	118,42828	0,254907	11,7214924	0,093336	0,228242	8,308944	464,5935	-
5	87,83351	0,189055	14,0329971	0,122106	0,394443	10,02582	464,5935	-

Politechnika Rzeszowska 99-04-27

2

4

---