Методичка (МУ - Физические основы пластической деформации), страница 13

Стремиться к высокой чистоте поверхности инструмента нецелесообразно из-за того, что интенсифицируется процесс образованияузлов схватывания и ухудшаются условия смазывания. Шероховатость поверхности, механически обработанной на станке резанием, имеет рельеф с преимущественной ориентировкой. Поэтому трение на контактной поверхностиинструмента, как правило, бывает анизотропным, зависящим от направления.Сопротивление течению вдоль рисок механообработки даже после шлифования на 20% меньше, чем поперек рисок.Вид обработки поверхности заготовки имеет значение лишь в начальный момент деформирования (в момент контакта). При дальнейшем развитиидеформации контактная поверхность заготовки сглаживается и становится отпечатком поверхности инструмента.На трение оказывает влияние характер нагружения.

Например, при вибрационной осадке образца усилие деформирования снижается в 1,5 - 2 раза,бочкообразность уменьшается, что свидетельствует о значительном снижениитрения.Контактное трение снижается также при наложении на деформируемуюзаготовку ультразвуковых колебаний. Это объясняется тем, что при пульсирующей нагрузке, когда инструмент в результате упругого восстановления отходит от поверхности деформируемой заготовки, сплошность смазочной плен-72ки восстанавливается, а силы трения снижаются. Применяемые смазки рассматриваются в курсе ковки и штамповки.9.5 . Активные силы контактного тренияВ ряде технологических операций силы трения могут играть положительную роль.На рис.

68 показана схема процесса обратного выдавливания детали типа стакан, где обозначено: V- скорость течения металла, Vм - скорость движения матрицы, Р- направление действующей силы, к - силы трения,z, r, - напряжения в элементарном объеме. При выдавливании по схеме 68 а, гдематрица неподвижна, трение на поверхности матрицы приводит к тому, что вочаге деформации имеет место схема всестороннего неравномерного сжатия.Эта схема, повышая пластичность, увеличивает силу деформирования.Чтобы использовать трение для снижения деформирующей силы, матрицесообщают движение по направлению z со скоростью Vм  V ( схема 68 в). Вэтом случае встречное относительное движение металла заготовки и матрицызаменяется попутным движением.

Силы трения к меняют знак, в очаге пластической деформации схема напряженного состояния может стать сжаторастянутой. В этом случае потребуется значительно меньшая сила деформирования, а, следовательно, повысится стойкость инструмента.РPVzVVVVмrкzrккаквРис.72Активные силы трения можно использовать и при осадке цилиндрических заготовок, если между бойками и заготовкой помещать мягкие прокладкииз материала с меньшим пределом текучести, чем у материала заготовки (см.73рис.

69). Тогда деформация начнется с прокладок и, вытекая из зазора междуинструментом и заготовкой со скоростью Vп, прокладка увлечет за собой торецзаготовки и предотвратит образование бочки.VпккVпРис.73Снизить силу и предотвратить образование бочки можно также придавая вращение верхнему бойку (см. рис. 70). Тогда вектор касательного напряжения в любой точке можно разложить на радиальный и тангенциальный:к2 = кr2 + к2 .Вредное влияние оказывает радиальное касательное напряжение кr, т. к.оно сдерживает радиальное течение металла.Поэтому, увеличивая значение к изменением скорости вращения бойка, можно снизить значение кr , оказывающего сопротивление течению металла.

Это явление используется при осадке плоских поковок (типа вагонныхколес) на прессах для штамповки поворачивающимся бойком.кккrРис.74ЗАКЛЮЧЕНИЕВ настоящем учебном пособии освещены процессы пластической деформации на, так называемом, дискретном уровне. На этом уровне, когда исследователь как бы заглядывает внутрь пластически деформируемой заготовки, объясняются природа, механизм и сопутствующие пластической деформации явления. Это – физические основы пластической деформации.74Изучив эти основы, можно переходить к рассмотрению деформируемогоматериала, как сплошной среды. В виде сплошной среды материал описывается уравнениями механики.

Из приведенного в данном учебном пособии спискалитературы рассмотрение основ механики сплошной среды может быть начатос прочтения соответствующих разделов книги [ 6 ].В целом механика сплошной среды – это обширная наука, правильноориентироваться в которой специалист в области обработки давлением может,только изучив физические основы пластической деформации, изложенные вданном учебном пособии.75ЛИТЕРАТУРА1.

Зарубин В.С., Овчинников А.Г. Природа пластической деформации:Учебное пособие по курсу «Физико-математическая теория ковки и штамповки».ч.1 / Под редакцией А.Г Овчинникова. М.: Изд-во МГТУ, 1990. 136 с.2. Материаловедение: Учебник для вузов. / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова,Г.Г. Мухин и др.

Под общей редакцией Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина.3-е изд.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. 648 с.3. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов: Учебноепособие для вузов.- Изд.2-е. М.: Металлургия, 1975. 208 с.4. Павлов. П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела: Учебное пособие длявузов.- М.: Высшая школа, 1985. 384 с.5. Полухин П.И., Горелик С.С., Воронцов В.К. Физические основыпластической деформации: Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Металлургия,1982.

584 с.6. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением:Учебник для вузов. Изд. 4-е. М.: Машиностроение, 1977. 423 с.76.