Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Выбор материалов и технологий в машиностроении

ПРИМЕР ВЫБОРА МАТЕРИАЛА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Для ответа на вопрос о возможности использования того или иного материала в конструкции необходимо:

  • • оценить его способность деформироваться без разрушения холодным пластическим деформированием с учетом реального качества исходного материала:
  • • оценить его работоспособность с учетом конструктивно-технологических факторов и условий эксплуатации.

В основе методики оценки способности металлов деформироваться без разрушения лежит оценка локального напряженного состояния в зависимости пластичности от природы металла, химического состава, качества поверхности (его дефектности), технологии изготовления изделия и температурно-скоростных условий нагружения.

Таблица 5.10

Изготовление болта различными технологическими способами

Вариант

процесса

Вид

процесса

Время, с

Расход

энергии,

Дж

Сумма

годовых

приве

денных

затрат,

руб

Относи

тельные

затра

ты

КИМ

Из круглого

Точение

580

48 000

18 774

1,0

0,31

прутка

Фрезерование

8,4

21 000

Из шестигранного

Точение

414

35 000

17 439

0,93

0,39

прутка

Горячая

12

80 000

штамповка

Шлифование

6,6

33 000

Из горячештам-

Точение

28

1400

13 082

0,69

0,88

пованной

заготовки

Холодной высад-

Холодная

4,9

10 070

1994

0,11

1,00

кой с накаткой

высадка

резьбы

Накатка

3

690

Общий ресурс пластичности материала оценивается выражением

?/пред = а 1п~Шн, (5.11)

где П„ — напряженное состояние;

?>пред_ характерИЗует величину остаточной макродеформации, накопленной в теле к моменту его разрушения при механических (растяжение, кручение, и т.д.), технологических или промышленных испытаниях заготовки;

а и Ь — константы материала.

В общем виде напряженное состояние, возникающее в материале в процессе изготовления, можно определить по выражению

Пст = К,„ ЩК, КН2, (5.12)

где К,„, Ку, К, — коэффициенты концентрации напряжений: механический, формоизменения, температурный соответственно;

КН2, — коэффициент, учитывающий влияние водорода на механические свойства материала;

Пст— комплексный показатель жесткости конструкции, определяемый по результатам испытаний на растяжение.

Обычно для холодной высадки используется сортовой прокат, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали по ГОСТ 1050-88, ГОСТ 1051-73, сталь углеродистая и легированная — по ГОСТ 10702-78, латунный прокат — по ГОСТ 2060-90, ГОСТ 12290-87, проволока из алюминиевых сплавов и алюминия — по ГОСТ 14838-78, проволока из высоколегированной, коррозионностойкой и жаростойкой стали — по ГОСТ 18142-72, проволока и прутки из титановых сплавов ВТ 16 - по ТУ-92-3-74 и ТУ-1-809-63-88.

Во всех этих документах, кроме требований по химическому составу, указываются механические свойства проката (ав, от, 5, ]/, ^ДОПосадка)> состояние поверхности, допустимая глубина залегания поверхностных дефектов, требования к структуре, обезуглерожен-ности, состояние поставки, требования к отделке поверхности, допускам и ряд других специфических условий изготовления и поставки.

?’ДОПосаДк допустимая степень деформации в следствии осадки образцов материала при контрольных испытаниях проката у поставщика и потребителя.

В реальных условиях может оказаться, что степень деформации, например, головки болта может оказаться выше (например Етол = 80%) допустимой ГОСТ на прокат, в которые заложены максимально допустимая степень деформации проволоки только 75%. Поэтому при изготовлении подобной конструкции изделия произойдет разрушение головки и массовый брак изделий. Выход из этого положения на практике осуществляется либо изменением конструкции детали, либо подбором другого материала, или за счет смягчающей термической обработки проката. Существует много и других технологических приемов, позволяющих снизить растягивающие напряжения при высадке детали и тем самым реализовать более мягкую схему напряженного состояния.

Известно, что схема одноосного растяжения позволяет оценить предельную деформацию по разрушению в виде

  • (5.13)
  • (5.14)

Для некоторых материалов, широко используемых для изготовления крепежных и других деталей по методу средних, были установлены следующие зависимости предельной деформации до разрушения от величины напряженного состояния:

Ст15 Епред; = 1,35 • /-0.038 Пн; ВКС-210?пред,= 1,43 • /-°'061Пн; 16ХН Епред( = 1,75 • /-о,17зпм; (9Н18К9М5Т);

ВНС17?пред=2,11 • /-°,13Пн; ЭИ 961 Епред,= 1,53 •/"°'12Пн;

ЭИ 696М ?пРед(. = 1,16 • /-°-|45Пн; (13X11Н2В2МФ); (Х12Н22ТЗМР); ВТ16 Епред,- = 1,43 • /-°’24Пн;

В65?’пред,= 1,28 -/-°’36Пн;

Некоторые значения физико-механических свойств, пределов выносливости и величин неупругой деформации до разрушения для материалов, идущих для изготовления ответственных элементов конструкций крепежных и других изделий, приведены в табл. 5.11 и 5.12.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы