1 Ćwiczenie WYTWARZANE WYROBÓW METALOWYCH W PROCESE CĄGNENA Celem ćwiczenia jest: - praktyczne zapoznanie się z procesem ciągnienia oraz wpływem stopnia odkształcenia na właściwości wytrzymałościowe i plastyczne ciągnionego materiału..1 WPROWADZENE Ciągnienie jest procesem plastycznej przeróbki metali, przeprowadzanym najczęściej na zimno, w którym odkształcany półwyrób pod wpływem przeciągania go przez otwór narzędzia lub pomiędzy nienapędzanymi walcami, zmienia kształt oraz pole przekroju poprzecznego. Na rys.1 pokazano schemat ciągnienia drutu okrągłego. Rys.1 Schemat ciągnienia drutu okrągłego, działania sił oraz stany naprężenia i odkształcenia w osi ciągnionego metalu [1] Podczas przeciągania materiał obciążony jest siłami osiowymi: siłą ciągnienia F c, a także, jeśli stosowany jest przeciwciąg, siłą przeciwciągu Fo, oraz siłami pochodzącymi od nacisku normalnego p N metalu na ciągadło i naprężeń stycznych τ wywołanych tarciem na powierzchni styku. Siły zewnętrzne obciążające materiał powodują, że w strefie odkształceń położonej w matrycy panuje przestrzenny, trójosiowy stan naprężenia i odkształcenia. Wyroby otrzymywane w procesie ciągnienia charakteryzują się bardzo gładką powierzchnią żądanymi własnościami mechanicznymi. Ciągnienie stosowane jest głównie do otrzymywania:
2 prętów okrągłych i kształtowych o dużych przekrojach, charakteryzujących się wysokimi właściwościami mechanicznymi, dużą dokładnością wymiarów oraz wysoką jakością powierzchni prętów kształtowych o małych i bardzo małych przekrojach, drów cienkich o średnicach mniejszych niż 4 μm rur o różnych kształtach i przekrojach, rur cienkościennych o małych i bardzo małych średnicach (średnice poniżej 1mm i grubości ścianki rzędu dziesiętnych części milimetra Materiał wyjściowy do wyrobu drutu Materiałem wyjściowym do wyrobu drutu jest walcówka, prasówka lub pręty z odlewu ciągłego oraz pręty kute ze sprasowanych proszków. Najczęściej do wyrobu używa się walcówki, tj. drutu walcowanego o średnicy -8 mm. W przypadku niektórych metali nieżelaznych, dających się dobrze przerabiać na gorąco, materiałem wyjściowym jest tzw. prasówka, tj, drut o średnicy 6-8 mm otrzymany sposobem wyciskania współbieżnego na gorąco. Jeśli materiał nie daje się ani walcować na drut, ani wyciskać na gorąco, to materiałem wyjściowym jest tzw. krajka bądź pręty z odlewu ciągłego. Krajkę otrzymuje się w ten sposób, że odlewa się płytkę okrągłą, którą po ujednorodnieniu walcuje się na zimno do grubości 6-8 mm. Po przewalcowaniu tnie się nożycami krążkowymi po spirali, uzyskując krajkę o przekroju prostokątnym lub kwadratowym. Naroża przekroju najczęściej ścina się przeciągając krajkę przez tzw. ostre ciągadło. Otrzymaną w ten sposób krajkę następnie przeciąga się przez normalne ciągadło. Materiałem wyjściowym do produkcji drutów trudno obrabialnych plastycznie na gorąco między innymi ze względu na kruchość na. gorąco, jak np., wolfram, tytan, molibden, są pręty kute z uprzednio sprasowanych proszków tych metali. Rozwinięcie się metody ciągłego odlewania półfabrykatów spowodowało, że są one bezpośrednio przekazywana w kręgach do ciągarni. Sposoby te stosuje się głównie do metali i stopów metali nieżelaznych. Zasadniczym narzędziem do ciągnienia jest ciągadło. Ciągadła wykonuje się ze stali narzędziowych, z węglików spiekanych oraz diamentów. Ze względu na budowę, ciągadła dzieli się na [3]: ciągadła monolityczne, nazywane także oczkowymi, ciągadła składane, nazywane segmentowymi, ciągadła rolkowe Ze względu na liczbę gniotów realizowanych w jednym ciągu: ciągadła jednostopniowe ciągadła wielostopniowe Ze względu na wykonywanie ruchy w czasie pracy stałe ruchome
3 ze względu na wspomaganie ciśnienia smaru ciągadła o smarowaniu hydrostatycznym ciągadła o smarowaniu hydrodynamicznym Na rys..2 przedstawiono rożne kształty strefy zgniatającej dla ciągadła monolitycznego w zależności od jego przeznaczenia. a) stożkowa b) wklęsła c) łukowa d) sigmoidalna Rys..2 Kształty strefy zgniatanej ciągadeł monolitycznych (oczkowych) [2] W praktyce ciągarskiej najczęściej stosuje się ciągadła o strefie zgniatania w kształcie stożka do ciągnienia drutu o średnicy większej od, mm (rys..2 a). Natomiast do drutów bardzo cienkich o średnicy mniejsze niż 1 mm, ciągnionych z małymi gniotami częściowymi, stosuje się ciągadła ze strefą zgniatającą o kształcie łukowym (rys..2 c). Pozostałe ciągadła (rys..2 b i d) stosowane są bardzo rzadko. Na rys..3 przedstawiono przekrój klasycznego ciągadła oczkowego o stożkowym kształcie strefy roboczej. a b stożek smarujący stożek roboczy część kalibrująca stożek kalibrujący Rys..3. a) Przekrój stożkowego ciągadła oczkowego: 1 oczko ciągadła, 2 oprawa stalowa, 3 zabezpieczenie oczka przed wyrwaniem [3], b) profil ciągadła oczkowego z podziałem na strefy
4 W procesie ciągnienia drutu można wyróżnić następujące fazy: zaostrzanie drutu, czyli ścienianie jego końca w celu przełożenia go przez ciągadło; zaciąganie drutu, czyli przeprowadzenie drutu przez urządzenia kierujące go do ciągadła, przesunięcie drutu przez ciągadło, uchwycenie drutu za ciągadłem łańcuchem ciągarskim i przymocowanie tego łańcucha do bębna nawijającego ciągarki, przeciągnięci kilku metrów drutu, regulując prędkość ciągnienia, naciąg i przeciwciąg, odczepienie łańcucha ciągarskiego i przymocowanie drutu bezpośrednio do bębna ciągarki; przeciąganie drutu poprzez uruchomienie ciągarki i ustawienie jej pracę automatyczną; łączenie kręgów drutu, polegające na zgrzewaniu końca drutu kręgu kończącego się z początkiem drutu kręgu następnego i na usunięciu nadmiaru materiału z miejsca zgrzewania, tzw. rąbka oraz warstewki tlenków. Zaostrzanie i zaostrzarka Końcówka walcówki lub drutu przeznaczonego do przerobu musi mieć średnicę mniejszą niż średnica (D k ) ciągadła. do prętów i rur oraz drutów grubych φ > 1mm stosowana jest metoda wyciskania hydraulicznego do ciągadła w przypadku drutów o φ < 1mm stosuje się zaostrzanie przez walcowanie, służą do tego urządzenia zwane zaostrzarkami walcowymi (w ćwiczeniu zastosowana będzie jedna z najczęściej stosowanych zaostrzarek walcowych do drutu) zaostrzanie drutów cieńszych niż 1mm - odbywa się przez rozciąganie na zimno i gorąco do zaostrzania cienkich, bardzo twardych drutów, oraz drutów profilowanych o skomplikowanym przekroju porzecznym w wyjątkowych sytuacjach, stosuje się chemiczną obróbkę ubytkową (trawienie) Schemat zaostrzarki walcowej do drutu pokazano na rys..4. Zaostrzanie materiału odbywa się między dwoma profilowymi walcami 1, które wykonują ciągły ruch obrotowy o przeciwnym kierunku w ten sposób, że włożony między walce drut do wykroju luzującego jest wypychany z powrotem przez wykrój zgniatający. Podczas jednego cyklu zgniatania, tj. włożenie drutu do wykroju luzującego i wypchnięcie go przez wykrój zgniatający następuje ścienienie drutu oraz utworzenie się podłużnej wypływki (rąbka). Aby otrzymać ścieniony koniec o przekroju kołowym, należy po każdym cyklu zgniatania drut obracać o kąt około 9 o. Zaostrzanie przeprowadza się odcinkami o długości w granicach do1 mm. Długość zaostrzonego końca powinna wynosić od 2 do 3 mm, w zależności od średnicy lub wymiarów przekroju poprzecznego. W celu zaostrzenia drutu należy ścienianie przeprowadzić w kilku wykrojach rozpoczynając od wykroju największego.
a) b) c) 3 1 2 3 4 1 d) Rys..4. Schemat zaostrzarki walcowej: a) walce o zmiennym przekroju wykrojów, b) schemat zaostrzarki; 1 walce, 2 drut, 3 przekładnia zębata, 4 przekładnia pasowa, silnik, c) widok zaostrzarki używanej w laboratorium, d) profile walcowe Ciągarka i zaciąganie Ciągarki można podzielić na dwie zasadnicze grupy: Ciągarki ławowe - przeznaczone do ciągnienia prostych odcinków prętów, kształtowników i rur o długościach dochodzących do kilkudziesięciu metrów. Ciągarki ławowe można podzielić w zależności od sposobu przyłożenia siły ciągnienia na: łańcuchowe, linowe, zębatkowe lub hydrauliczne Ciągarki bębnowe - przeznaczone do ciągnienia w kręgach drutów oraz rur o małych wymiarach przekrojów porzecznych i o praktycznie dowolnych długościach. Dla drutów o średnicy < 6mm, stosuje się ciągarki wielostopniowe tzw. wielociągi, w których drut ciągniony jest przez kilka lub kilkanaście ciągadeł jednocześnie. Rys.. Linia do ciągnienia z wielociągiem do produkcji drutów spawalniczych; 1- rozwijadło, 2- usuwanie zgorzeliny, 3- nakładanie smaru, 4- ciągarka wstępna, - wielociąg prostoliniowy bez magazynowania, 6-szpulownica [3]
6 Na rys.. widoczny jest schemat linii do ciągnienia drutów złożonej z różnych typów maszyn ciągarskich, natomiast na rys..6 przedstawiono widok i schemat stosowanej w ćwiczeniu ciągarki bębnowej do drutu średniej grubości najczęściej pracującej w układzie liniowym. 7 4 a b Rys..6. Ciągarka bębnowa UDZSA, a zdjęcie, b - schemat: 1 - przeciągany drut, 2 - tuleja prowadząca drut, 3 - ciągadło, 4- skrzynka ciągarska, - smar, 6- łańcuch ciągarski, 7 - bęben nawijający, 8 - przekładnia zębata, 9 - skrzynka prędkości ciągnienia, 1 - przekładnia pasowa bezstopniowa, 11- silnik elektryczny napędu ciągarki, 12 - dźwignia zmiany prędkości ciągnienia, 13 - pokrętło przekładni bezstopniowej, 14 - mechanizm odwijający drut z bębna nawijającego, 1 - rolka, 16- kolumna, Przeciągany drut 1, przełożony ścienionym końcem przez tuleję prowadzącą 2 i ciągadło 3 umieszczone w skrzynce ciągarskiej 4, w której znajduje się smar, uchwycony jest szczękami specjalnego łańcucha ciągarskiego 6, który za pomocą haka łączy ciągniony drut 1 z bębnem nawijającym 7. Bęben ten uzyskuje napęd poprzez stożkowe koła zębate 8, skrzynię prędkości 9, bezstopniową przekładnię pasową 1, z silnika elektrycznego 11. Uruchomienie ciągarki do pracy ciągłej odbywa się za pomocą wyłączników przyciskowych (żółty uruchomienie, czerwony wyłączenie). Do pracy chwilowej w celu zaciągnięcia drutu używa się wyłącznika nożnego, napędzającego ciągarkę tak długo, jak długo pozostaje przyciśnięty. Dźwignia 12 służy do zgrubnego nastawienia prędkości ciągnienia w zależności od rodzaju, wymiarów i trwałości przeciąganego materiału. Pokrętło 13 jest przeznaczone do dokładnego dobrania prędkości ciągnienia, poprzez nastawienie przekładni bezstopniowej 1, co jest szczególnie ważne, gdy ciągarka pracuje w układzie liniowym. Ciągła zmiana prędkości za pomocą przekładni bezstopniowej jest możliwa w całym przedziale między wszystkimi prędkościami przekładni stopniowej.
7 Zaciąganie drutu odbywa się następującej kolejności: a) zaostrzony drut przełożyć przez tulejkę prowadzącą, osadzoną w skrzynce ciągarskiej 4, b) przez podtrzymywane ciągadło 3 przełożyć zaostrzony koniec drutu 1, a następnie opierając ciągadło o tylną ściankę skrzyni ciągarskiej 4, przełożyć koniec drutu za skrzynkę, c) podtrzymując ciągadło 3 z przełożonym drutem 1, założyć hak łańcucha ciągarskiego 6 do wybrań w bębnie ciągarki 7, a następnie wystający zaostrzony koniec drutu ze skrzynki ciągarskiej uchwycić szczękami łańcucha ciągarskiego 6, d) ustalić prędkość ciągnienia za pomocą dźwigni 14 i pokrętła 1, e) podtrzymując, za pomocą kleszczy, w skrzynce ciągarskiej ciągadło 3 za powierzchnię walcową i przyciskając wyłącznik nożny, zaciągnąć drut. W przypadku przygotowania ciągarki do pracy ciągłej, czynność wymienioną w punkcie (e) przerywa się po przeciągnięciu kilkunastu zwojów drutów na bębnie, następnie zwalnia się szczęki łańcucha 6 i wyjmuje z nich koniec drutu, poczym wyjmuje się hak łańcucha z otworu bębna ciągarki i odkłada łańcuch. Koniec przyciągniętego drutu zaczepia się na bębnie 7 lub przekłada przez mechanizm odwijający 14, rolkę 16 oraz tarczę kierującą w skrzynce następnej ciągarki. W dalszej kolejności należy zaciągnąć drut do następnej ciągarki. Zgrzewarki W praktyce wymaga się by proces ciągnienia był ciągły, nieprzerywany postojami, także z powodu zaciągania nowego kręgu walcówki lub drutu. Stosowanie zgrzewania eliminuje czynności związane z ponownym zaciąganiem walcówki lub drutów. Do zgrzewania stosuje się zgrzewanie doczołowe. Polega ono na ich nagrzaniu i szybkim dociśnięciu odpowiednią siłą, tak aby uzyskać mocne i jednolite połączenia. Do procesu zgrzewania wykorzystuje się zgrzewarki, której schemat przedstawiony jest na rys..7 Schemat zgrzewarki Końcówki drutu Rys..7 Schemat zgrzewarki zwarciowej: 1- podstawa zgrzewarki, 2- końcówki drutu, 3- uchwyty mimośrodowe, 4,,6- uchwyty dociskowe, 7- transformator, 8- czołowe powierzchnie stykowe drutu, 9- drut po zgrzaniu, 1- zgrubienia po zgrzaniu [3]
8 Skrzynki smarownicze i sposoby mocowania ciągadeł Na rys..8 przedstawiono przekrój podłużny skrzynki smarowniczej. Rys..8 Przekrój podłużny skrzynki smarowniczej: 1- ciągadło, 2- pojemnik na smar, 3- komora chłodzenia, 4- śruba dociskowa, - uchwyt mocujący, 6- uszczelki, 7- korpus ciągarki Skrzynka smarownicza umocowana jest na korpusie ciągarki. Składa się z dwóch komór, w jednej znajduje się smar ciągarski, w drugiej umocowane ciągadło. W praktyce znane są trzy metody mocowania ciągadeł: na sztywno - mocowanie na sztywno umożliwia intensywne chłodzenie ciągadła. Stosuje się je w skrzynkach smarowniczych ciągarek i wielociągów pracujących na smarach suchych i półpłynnych z dużymi prędkościami ciągnienia 2 3 1- ciągadło, 2- uszczelki, 3- śruba dociskowa samocentrujące 3 1 - Mocowanie ciągadeł w oprawie w formie czaszy kulistej gwarantuje samoczynne ustawienie się ciągadła w osi ciągnienia. Stosuje się najczęściej w ciężkich ciągarkach jednobębnowych, pracujących na smarach płynnych z małymi prędkościami ciągnienia. 2 1 1- ciągadło, 2- oprawa w kształcie czaszy 3- korpus ciągarki w luźnej oprawie - mocowanie ciągadeł w luźnej oprawie gwarantuje osiowe ciągnienie, o ile czołowa ścianka oprawy, na której oparte jest ciągadło, jest prostopadła do osi ciągnionego druty. Taki sposób mocowania stosowany jest głównie na makrociągach. 2 1 1- ciągadło, 2- komora chłodzenia, 3- wypływ emulsji 3
9 Smary ciągarskie Środki smarujące stosowane do otrzymywania smarów ciągarskich, w zależności od stanu skupienia w warunkach normalnych, dzieli się na: stałe (suche), półpłynne, płynne, ze względu na skład chemiczny środki dzieli się na: mydła na bazie olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych, węglowodory twarde (parafina), oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce, oleje mineralne, W przypadku ciągnienia rur stosuje się w praktyce kilka podstawowych metod: ciągnienie swobodne - jest stosowane gównie w celu zmniejszenia średnicy rury. Występuje z reguły nieznaczna zmiana grubości ścianki rury zależna od stosunku grubości ścianki do średnicy wewnętrznej. Dla rur cienkościennych (g/d<,2) następuje pogrubienie ścianki rury. Dla rur grubościennych (g/d>,2) następuje pocienienie. Maksymalne wartości redukcji przekroju wynoszą dla rur stalowych ε = 3 3% ciągnienie na trzpieniu stałym - polega na przeciąganiu rury pomiędzy nieruchomym ciągadłem i nieruchomym trzpieniem o krótkiej części roboczej zamocowanej do ciągarki. W porównaniu z poprzednią, metoda ta umożliwia wytwarzanie rur o znacznie wyższej dokładności wymiarów oraz lepszej jakości powierzchni, ale o ograniczonej długości i średnicy. Metoda ta pozwala na uzyskanie redukcji przekroju ε = 3 3%. ciągnienie na trzpieniu ruchomym - polega na przeciąganiu rury przez nieruchome ciągadło na ruchomym trzpieniu przesuwającym się wraz z rurą. Długość trzpienia musi odpowiadać końcowej długości wytwarzanej rury. Siły tarcia występujące pomiędzy wewnętrzną powierzchnią rury a trzpieniem skierowane są zgodnie z kierunkiem przeciągania, co ułatwia przebieg procesu zmniejszając naprężenia rozciągające w odkształcanym metalu. Dzięki temu maksymalna redukcja przekroju wynosi ε = 4 4%.Wadą jest konieczność stosowania dodatkowej operacji w postaci np. rozwalcowania, w celu wyjęcia trzpienia
1 ciągnienie na trzpieniu swobodnym - jest to ciągnienie rury pomiędzy nieruchomym ciągadłem i ruchomym, nie utwierdzonym, krótkim trzpieniem. Trzpień dzięki odpowiedniej geometrii utrzymuje się samorzutnie w pozycji zapewniającej prawidłowy przebieg procesu. Metoda ta umożliwia zmianę średnicy zewnętrznej i grubości ścianki rury nie ograniczając praktycznie jej długości. Maksymalna redukcja przekroju wynosi ε = 3 3%..2 WYZNACZANE DOPUSZCZALNEGO MAKSYMALNEGO ODKSZTAŁCENA WZGLĘDNEGO PRZEKROJU W JEDNYM CĄGU 1. Przygotować próbki z wyżarzonego drutu o długości do 1mm. 2. Znając średnicę próbek d p i przyjmując wzrastające wartości odkształcenia względnego przekroju ε z (np. w tabeli.1), obliczyć średnice ciągadeł, korzystając ze wzoru dk = d p 1 ε z, (.1) gdzie d p - średnica początkowa drutu w pierwszym ciągu, d k - średnica końcowa drutu w pierwszym ciągu odpowiadającej określonemu odkształceniu ε z ε z - założone odkształcenie względne. 3. Pobrać ciągadła o średnicach najbliższych obliczonym. 4. Do pobranych ciągadeł obliczyć rzeczywiste wartości odkształcenia względnego przekrojów, posługując się wzorem ε rz dk ε rz = 1 (.2) d p. Określić dopuszczalną wartość odkształcenia względnego przekroju w jednym ε dop ciągu. W tym celu należy zaostrzyć próbki drutu i przeciągnąć je przez pobrane ciągadła (każdą próbkę, drutu przeciągnąć tylko z jednym stopniem odkształcenia względnego przekroju). Próbę, w której nastąpiło zerwanie próbki oraz próbę poprzedzająca ją, należy powtórzyć trzykrotnie. Za dopuszczalną wartość odkształcenia względnego przekroju w jednym ciągu ε dop, można uważać w przybliżeniu wartość odkształcenia względnego przekroju z próby o największej wartości odkształcenia względnego, w której wszystkie trzy próbki zostały przeciągnięte bez urywania się.
11 6. Określić maksymalną wartość odkształcenia względnego przekroju w jednym ciągu ε. Maksymalną wartość ε znajduje się między wartościami ε dwóch max max ostatnich prób, tj. próby, w której próbki dały się przeciągnąć bez zrywania się oraz próby, w której próbki zrywały się. W celu wyznaczenia tej wartości należy podczas każdej próby ciągnienia mierzyć siłę ciągnienia oraz średnicę drutu przeciągniętego d, (jeśli pomiar jest niemożliwy, dane należy odczytać z tabeli.1), następnie należy wyznaczyć naprężenia ciągnienia σ p ze wzoru F c Fc 4Fc σ i = = (.3) S π ( d ) 2 oraz z przeciągniętych próbek drutu wyciąć po trzy próbki o długości ok.3 mm, w celu wyznaczenia w statycznej próbie rozciągania wytrzymałości na rozciąganie ze wzoru Fm 4Fm Rm = = (.4) S π d gdzie R m ( ) 2 - wytrzymałość na rozciąganie drutu przeciągniętego F m - maksymalna siła rozciągająca występująca podczas próby rozciągania drutu przeciągniętego podczas statycznej i-tej próbie w pierwszym ciągu. Uzyskane wyniki pomiaru sił ciągnienia oraz wyniki ze statycznej próby rozciągania nanieść na wykres we współrzędnych σ-ε, odmierzając na osi odciętych wartość odkształcenia względnego przekrojuε, a na osi rzędnych naprężenia σ p ciągnienia i wytrzymałość na rozciąganie. Przez naniesione na wymienionym wykresie punkty poprowadzić dwie linie krzywe. Rzut punktu przecięcia się tych krzywych na osi odciętych wyznacza maksymalną wartość odkształcenia względnego w jednym ciągu. Jest to teoretyczna wartość, ponieważ w praktyce podczas ε max ciągnienia nie osiąga się jej, gdyż drut podczas zaciągania urywa się przy znacznie mniejszej wartości odkształcenia względnego przekroju. Spowodowane jest to między innymi tworzeniem się przewężeń, zawalcowań i karbów na drucie w miejscu przejścia części zaostrzonej w niezaostrzoną. R m
12 7. Określić dla poszczególnych prób współczynnik zapasu wytrzymałości materiału, korzystając ze wzoru R m γ = (.) σ W produkcji drutu w skali przemysłowej, w celu wyeliminowania przestojów spowodowanych urywaniem się drutu, drut przeciąga się ze znacznie mniejszym stopniem odkształcenia względnego przekroju ε do,a wartość współczynnika zapasu wytrzymałości materiału przyjmuje się w granicach 1,3-2,. Na wykresie podającym zależność σ od ε, dodając współrzędną γ p p R m ε max i korzystając z odciętej ε, wykreślić linię obrazującą zależność γ od ε. W celu łatwiejszego zrozumienia treści ćwiczenia oraz ułatwienia w przygotowaniu się do przeprowadzenia prób w tabeli.1 oraz na rysunku.9 przytoczono wyniki z wyznaczania maksymalnego odkształcenia względnego przekroju w jednym ciągu oraz z wyznaczania współczynnika zapasu wytrzymałości materiału dla mosiądzu M63 Tabela.1 Wyniki z wyznaczenia dopuszczalnego i maksymalnego odkształcenia względnego w jednym ciągu dla mosiądzu M63 Numer próby Wyznaczona wielkość Założone odkształcenie względne przekroju (w każdej próbie) Obliczona średnica kalibrująca ciągadeł Średnica kalibrująca użytych ciągadeł Rzeczywiste odkształcenie względne przekroju Zmierzona siła ciągnienia Naprężenie ciągnienia Wytrzymałoś ć na rozciąganie przeciągnięty ch próbek Przekrój drutu po przeciągnięc iu Naprężenie ciągnienia Max siła w statycznej próbie rozciągania Wytrzymało ść na rozciąganie Współczynnik zapasu wytrzymałości materiału 1 2 3 4 6 7 8 9 1 11 12 13 14 -,6,14,23,26,3,3,38,41,44,48,1,4,7,6 ε z i d k i mm 2,89 2,76 2,61 2,6 2,49 2,4 2,34 2,29 2,23 2,1 2,8 2,2 1,9 1,88 d krz mm 2,88 2,77 2,61 2,6 2,2 2,4 2,36 2,3 2,24 2,14 2,12 1,99 1,9 1,9 i ε rz - i P c i,6,13,23,26 N 47 48 8 84,28 18,3 18 S i mm 2 6,2 6,4,3,1 4,99 4,2 4,39 4,1 3,93 3,62 3,4 3,1 2,99 2,84,37 2 MN/ 216, 72 79,6 149 163 239 273 342 361 398 438 2 66 636 m σp i 2 P m i R m i N MN/ 2 m 22 217 217 219 221 221 12 219,4 142 218,43 142 217,48 3 144 212,49 1 212,3 162 2,7 169 198,9 1 33 36 47 42 444 49 26 2 87 6 646 662 678-4,6 4,2 2,73 2,6 2, 2, 1,83 1,4 1,3 1,47 1,37 1,23 1,17 1,6 γ i 18 192
13 8,63 2,6 7,93 2,4 γ 6 εmax 2,2 Naprężenia σp, Rm [MPa] 4 3 2 1 R m σ p ε 2, 1,8 1,6 1,4 1,2 Współczynnik zapasu wytrzymałości γ,1,2,3,4,,6 Odkształcenie względne przekroju ε i 1, Rys..9 Wpływ odkształcenia względnego przekroju w jednym ciągu ε na naprężenie ciągnienia σp, na wytrzymałość na rozciąganie drutu po przeciągnięciu R m oraz na współczynnik zapasu wytrzymałości materiału γ dla mosiądzu M63 i
14.3 Przebieg ćwiczenia 1. Pomiar średnicy drutu (d p ) wykonanego ze stopu miedzi, następnie przeciągnięcie go na ciągarce bębnowej nadając mu coraz większe wydłużenie stosując odpowiednie oczka ciągarskie (średnicę kalibrująca ciągadeł obliczyć na podstawie danych z tab..1) 2. Po przeciągnieniu, należy mierzyć średnicę drutu (d k ) następnie obliczamy współczynnik wydłużenia (λ) 3. Otrzymane druty zerwać na maszynie wytrzymałościowej odczytując maksymalną siłę rozciągania (F max ). 4. Następnie obliczyć wytrzymałość na rozciąganie (R m ).. Otrzymane R m podzielić przez współczynnik bezpieczeństwa np.: 1,2..4 Literatura [1]. Morawiecki M., Sadok L., Wosiek E.:Przeróbka plastyczna. Podstawy teoretyczne. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1986 [2]. Grochowski E., Grosman F., Oskędra K.: Maszyny ciągarskie. Katowice, Śląsk 1976. [3]. Łuksza J., Skołyszewski A., Witek F., Zachariasz., W.: Druty ze stali i stopów specjalnych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 26
1 Sprawozdanie Wzór sprawozdania Kierunek/specjalność Rok studiów/semestr Rok akademicki Opracował: Nazwisko i imię Grupa: Data Ocena Podpis prowadzącego LABORATORUM Wytwarzanie drutów w procesie ciągnienia Cel ćwiczenia (Krótki opis). Przebieg ćwiczenia 1. Pomiar średnicy drutu (d p ) wykonanego ze stopu miedzi, następnie przeciągnięcie go na ciągarce bębnowej nadając mu coraz większe wydłużenie stosując odpowiednie oczka ciągarskie (średnicę kalibrująca ciągadeł obliczyć na podstawie danych z tab..1) 2. Po przeciągnieniu, należy mierzyć średnicę drutu (d k ) następnie obliczyć współczynnik wydłużenia (λ) 3. Otrzymane druty zerwać na maszynie wytrzymałościowej odczytując maksymalną siłę rozciągania (F max) 4. Następnie obliczyć wytrzymałość na rozciąganie (R m ).. Otrzymane R m podzielić przez współczynnik bezpieczeństwa np.: 1,2. Tabele i wykresy Lp. d n [mm] λ = d d n F max [kn] R m [MPa] R m R M [MPa] γ S [mm 2 ] A [%]
16 Wykres zależności wytrzymałości na rozciąganie od współczynnika wydłużenia Rm [MPa] Współczynnik wydłużenia λ Krótki opis uzyskanych wyników:...