2-Amaliy mashg‘ulot Yan bosimini hisoblash. Tashqi va zarrachlararo ishqalanishni engish uchun bosimni yo‘qotish miqdorini aniqlash

2-Amaliy mashg‘ulot
Yan bosimini hisoblash. Tashqi va zarrachlararo ishqalanishni engish uchun bosimni yo‘qotish miqdorini aniqlash

Darsning maqsadi: metall kukunlarini bosganda tashqi va zarrachalararo ishqalanishni bartaraf etish uchun lateral bosim, surish kuchi, bosim yo'qotilishini metodikasi bilan tanishish.

NAZARIY MA'LUMOTLAR

Qolipga bosilganda, kukun ma'lum darajada suyuqlikka o'xshaydi. Uning zarralari nafaqat yukni qo'llash yo'nalishi bo'yicha, balki ko'ndalang yo'nalishda ham harakat qiladi, natijada qolib matritsasining ichki devoriga bosim paydo bo'ladi, bu lateral deb ataladi.

Biroq, unga qo'llaniladigan bosimni barcha yo'nalishlarda bir xilda o'tkazadigan suyuqlikdan farqli o'laroq, kukunda uning taqsimlanishining sezilarli notekis taqsimlanishi kuzatiladi. Natijada, o'zaro perpendikulyar bo'limlarda kukunning siqilish darajasi bir xil emas va qolip matritsasi yon devoriga bosim yo'nalishiga qaraganda sezilarli darajada kamroq bosim o'tkaziladi, bu asosan zarrachalararo ishqalanish, tiqilib qolish va boshqa omillar tufayli. kukun zarralarining yon tomonlarga harakatlanishiga to'sqinlik qiladigan.
Shu munosabat bilan, muhim xarakteristikasi lateral bosim koeffitsienti deb ataladi? lateral bosim pb ning bosish bosimi p nisbatini ifodalovchi:

Yanal bosim koeffitsienti Puasson nisbati v bilan bog'liq:

Ma'nosi? ancha katta va odatda 0,2-0,5 ni tashkil qiladi va kukun zarrachalarining materiali qanchalik plastik bo'lsa, v ning qiymati shunchalik katta bo'ladi va shuning uchun ham katta bo'ladi? (volfram uchun - 0,2; temir uchun - 0,39; qalay uchun - 0,49; mis uchun - 0,54; kumush uchun - 0,72; qo'rg'oshin uchun - 0,79).
Siqilish zichligi oshishi bilan lateral bosim koeffitsienti ortadi, lekin turli materiallar uchun turli yo'llar bilan: metall qanchalik egiluvchan bo'lsa, c qiymati siqilish bosimi bilan bog'liq. Past plastisiteli metallar (masalan, volfram) va mo'rt materiallar (masalan, volfram karbid) uchun c qiymati past bosim bosimi mintaqasida bir oz ortadi va 200 MPa dan yuqori bo'lsa, doimiy bo'lib qoladi.
Yupqa taneli kukun uchun c qo'pol taneli kukunga nisbatan bir oz pastroq bo'lib, bu zarrachalararo ishqalanish kuchayishi ta'siri bilan izohlanadi.
Bosilgan mahsulotlarning balandligi bo'ylab lateral bosim miqdori doimiy emas, qolipning yuqori qismidan (bir tomonlama bosish bilan) kamayadi, ya'ni. bosim qo'llaniladigan joylar, qolipning pastki qismiga. Shunday qilib, kompaktning yuqori qismida, to'g'ridan-to'g'ri zımbada, lateral bosim qo'llaniladigan bosim bosimining 38-40% ga, pastki qismida esa faqat 15-20% ga etadi. Yanal bosimning bunday pasayishi, kukun zarralarining bir-biriga va matritsalar devorlariga ishqalanishi natijasida hosil bo'lgan ishlov beriladigan qismning balandligi bo'ylab umumiy bosish bosimining pasayishi bilan izohlanadi.
Ishqalanish kukunni bosish paytida mahsulot hosil bo'lish jarayonlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Amalda tashqi va ichki (zarralararo) ishqalanish farqlanadi.
Tashqi ishqalanishning mavjudligi (chang zarralarining matritsaning devorlariga ishqalanishi) uni engish uchun bosim kuchini yo'qotish bilan bog'liq bo'lgan ixcham hajm bo'ylab material zichligining notekis taqsimlanishiga olib keladi.
Faraz qilaylik, balandligi h bo'lgan kompakt p bosim ostida diametri D bo'lgan silindrsimon shaklda.
Keyin siqilishga ta'sir qiluvchi umumiy kuch P ga teng bo'ladi

Silindrsimon kompaktning lateral yuzasi ?rDh ga teng bo'lganligi sababli, undagi umumiy kuch Pr ga teng.

bu erda c - lateral bosim koeffitsienti.
Qolib devorlariga chang zarralarining ishqalanishini engish uchun AR kuchini yo'qotish tengdir.

Bu erda f - kukun va matritsa devorlari orasidagi ishqalanish koeffitsienti.
Shunday qilib, LRIP nisbati bilan belgilanadigan qolipning devorlariga kukunning ishqalanishini engish uchun sarflangan presslash kuchining qismi.

Eksperimental ravishda aniqlanganki, mahsulotning raqamli qiymatlari 4f ? siqilish zichligi oshishi bilan ular ± (3-5)% dan ko'p bo'lmagan miqdorda o'zgarib turadi, ya'ni. bosim bosimining keng diapazonida taxminan o'zgarmas bo'lib qoladi.
Bundan kelib chiqadiki, kukunning tashqi ishqalanishini bartaraf etishga sarflangan bosish kuchining ulushi ixcham balandligi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional va uning diametriga (ko'ndalang o'lcham) teskari proportsionaldir.
Tashqi ishqalanish uchun yo'qolgan bosimning nisbati 60 dan 100% gacha bo'lishi mumkin.
Umuman olganda, kukunning tashqi ishqalanishi natijasida bosish kuchini yo'qotish "bosilgan kukun zarrasining materiali - qolipning materiali" juftligidagi ishqalanish koeffitsientiga, bu juftlikda o'rnatish tendentsiyasiga, balandlikka bog'liq. siqilgan kukunni to'ldirish (namuna) va ixcham diametri (ko'ndalang o'lcham). Yog'ning mavjudligi va qolib qismlarining ichki yuzasini yaxshi davolash devorlarga chang zarralarining ishqalanish koeffitsientini pasayishiga olib keladi va shuning uchun mahsulot balandligi bo'ylab bosim bosimining pasayishini kamaytiradi.
Siqilgan mahsulotning balandligi bo'ylab tashqi ishqalanish mavjudligi va bosim bosimining pasayishi tufayli uning hajmi bo'ylab siqilgan ish qismining notekis zichligi paydo bo'ladi. Hajm bo'yicha zichlikning notekis taqsimlanishiga zımbalarning aloqa yuzasida va ixchamlarning oxirgi yuzalarida paydo bo'ladigan ishqalanish kuchlari ham ta'sir qiladi.
Aniqlanishicha, bir tomonlama presslashda zichlashning yuqori qatlamlari balandligi bo'yicha eng yuqori zichlikka ega bo'lib, unga presslash bosimi zımba orqali to'g'ridan-to'g'ri uzatiladi, pastki qatlamlari esa eng past zichlikka ega. Gorizontal tekislikda (diametri bo'ylab) ixchamlarning zichligi ham bir xil emas. Zımbaning oxiri bilan aloqa qiladigan yuqori qatlamlarda ixchamlarning zichligi markazdan qirralarga (chekka tomon) sezilarli darajada oshadi, pastki qismida esa, aksincha, ixchamlarning diametri bo'ylab zichlik. periferiyadan markazga qarab ortadi.
Zichlikning taqsimlanishiga siqilgan mahsulotning balandligi h ning uning tasavvurlar maydoni S ga nisbati katta ta'sir ko'rsatadi. h/S nisbati qanchalik katta bo'lsa, siqilgan mahsulotning zichligi shunchalik bir xil bo'lmaydi. Shu munosabat bilan, balandligi diametridan ancha katta bo'lgan qismlarni bosganda, ikki tomonlama presslash qo'llaniladi. Bunday holda, zichlikning yanada bir xil taqsimlanishiga erishiladi, garchi bu holda ixchamlarning o'rtasida zichlik kamaygan markaziy zona hosil bo'ladi.
Bosish paytida fi koeffitsienti tashqi ishqalanish koeffitsientidan bir necha baravar yuqori bo'lishi mumkin bo'lgan zarralar orasidagi (ichki) ishqalanish muhim rol o'ynaydi, chunki uni engib o'tish uchun bosish ishlari ham sarflanadi, lekin presslash bosimi yo'qolmaydi. Zarrachalar orasidagi ishqalanish erishilgan siqilish zichligi darajasini belgilaydi, lekin uning hajmli taqsimlanishiga ta'sir qilmaydi, ya'ni. notekis siqilishga olib kelmaydi.
Ma'lumki, siqilish zichligi oshishi bilan zarralar orasidagi ishqalanish koeffitsienti biroz kamayadi.
Ichki ishqalanishning namoyon bo'lishining oqibati chang zarralarini bosim kuchini qo'llash yo'nalishiga perpendikulyar ravishda harakatlantirish qiyinligini hisobga olish kerak va shuning uchun tegishli presslash zonalarida yuqori zichlikni olish mumkin emas. Shuning uchun, bir xil zichlikka ega bo'lish uchun murakkab shakldagi mahsulotlarni ishlab chiqarishda presslash bir nechta mustaqil harakatlanuvchi zımbalar yordamida ishlov beriladigan qismning turli bo'limlarida kukunning bir xil siqilishini ta'minlaydigan qoliplarda amalga oshiriladi.
Preslashda tashqi va zarrachalararo ishqalanishdan tashqari, presslash jarayonining presslash bosimi (ejeksiyon) va presslashning elastik ta'siri kabi parametrlarini ham hisobga olish kerak.
Bosilgan kukunning mog'or matritsasining ichki bo'shlig'ining devorlariga tashqi ishqalanishi uning shakllanishi tugagandan so'ng ixchamni itarish uchun zarur bo'lgan kuchni aniqlaydi.
Tegishli bosim ekstruziya bosimi deb ataladi. Matbuot vositasini to'g'ri hisoblash va loyihalash uchun uni bilish kerak. Chiqarish bosimi presslash bosimiga mutanosib bo'lib, tashqi ishqalanish koeffitsientiga va presslangan kukunning Puasson nisbatiga bog'liq. Odatda, ekstruziya bosimi ekstruziya bosimining 0,2-0,35 ga teng ravishda olinadi va ekstruziya qanchalik baland bo'lsa va uning tasavvurlar maydoni qanchalik kichik bo'lsa, u shunchalik katta bo'ladi.
Chiqarish bosimi har doim changning qolib matritsasining ichki bo'shlig'i devoriga ishqalanishi tufayli bosimning yo'qolishidan kamroq bo'ladi, bu bosim olib tashlanganidan keyin siqilish hajmining o'zgarishi (ko'tarilishi) bilan bog'liq. kukunni siqish paytida paydo bo'ladigan ichki stresslar ta'siri.
Tashqi kuchlar olib tashlanganidan va ish qismini qolipning qolip bo'shlig'idan bosgandan so'ng, ichki stresslar ta'sirida presslangan mahsulotning o'lchamlarining o'zgarishi fenomeni elastik ta'sir deb ataladi. Elastik ta'sirdan keyin mahsulotlarni bosgandan keyin hajmining oshishi bilan birga keladi, ya'ni. zichlikning pasayishi.
Ushbu hodisa bilan bog'liq holda, bir necha soniyadan 2-3 daqiqagacha yuk ostida bosishga dosh berish uchun bosish tavsiya etiladi, bu uning zichligi oshishiga olib keladi.
Bosishning elastik ta'siri bosish bosimi olib tashlangan paytda paydo bo'ladi. Yilni elastik kengayishning asosiy qismi matritsadan chiqib ketayotgan paytda bosilganda deyarli bir zumda sodir bo'ladi, qolgan qismi esa bir necha kungacha ma'lum vaqtni talab qiladi. Shu sababli, aniq o'lchamdagi mahsulotlarni ishlab chiqarishda, sinterlashdan oldin kompaktlarni saqlash muddati bir necha soatdan oshmasligi kerak.
Elastik ta'sir (%) tufayli kompaktning chiziqli o'lchamlarining nisbiy o'zgarishi formula bilan aniqlanadi.

bu erda 3 - presslashning elastik ta'siri;
D1 - bosim olib tashlanganidan va mahsulot bosilgandan so'ng, ixchamning uzunligi yoki diametrining (ko'ndalang o'lchamdagi) o'zgarishi;
1o - bosim bosimi ta'sirida qolip matritsasida joylashgan ixchamning uzunligi yoki diametri (ko'ndalang o'lchami);
1 - ixchamning uzunligi yoki diametri (ko'ndalang o'lchami) undan bosimni olib tashlash va uni qolipdan bosgandan keyin.
Bosishning hajmli elastik ta'siri (%) xuddi shunday aniqlanadi:

Bosish balandligi bo'ylab elastik ta'sirning ta'siri ko'ndalang yo'nalishga qaraganda kattaroqdir va bir tomonlama bosish uchun 5-6% (ko'ndalang yo'nalishda - 1-3%) ni tashkil qiladi. Bu lateral bosim bilan solishtirganda katta eksenel (vertikal) bosish bosimi, shuningdek, qolib matritsasi elastik deformatsiyasi bilan bog'liq, buning natijasida bosim olib tashlanganidan keyin bosish balandligi ham ortadi.
Elastik ta'sir presslashning aloqa joylaridagi stressni qisman engillashtiradi, bu ularning soni va umumiy maydonining pasayishiga olib keladi. Uzoq masofadagi zarralar orasidagi kontaktlarning uzilishi ixchamlarning yaxlitligi buzilishiga olib kelishi mumkin, bu delaminatsiya deb ataladi, ba'zan esa ularning yo'q qilinishi.
Elastik ta'sirning kattaligi presslangan kukunning xususiyatlariga (disperslik, zarrachalar yuzasining shakli va holati, oksidning tarkibi, materialning mexanik xususiyatlari va boshqalar), presslash bosimi, moylash materialining mavjudligi va uning miqdori, elastiklik xususiyatlariga bog'liq. qolib matritsasi va zımbalar va boshqa omillar.
Mo'rt va qattiq materiallardan tayyorlangan ixchamlarning elastik ta'siri yumshoq va plastik materiallardan tayyorlangan kompaktlarga qaraganda kattaroqdir.