ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные законы пластической деформации из "Технология ручной ковки Издание 3 " При ковке под действием бойков молота или пресса металл из-за уменьшения высоты заготовки течет в длину и ширину (рис. 100). Стрелками указано направление и величина перемещения частиц металла в начале деформации (рис. 100, а) и в конце ее (рис. 100, б). [c.110] Между металлом и поверхностью бойка возникают силы трения, которые препятствуют движению металла из центра очага пластической деформации к периферии. [c.111] Степень одновременного увеличения длины и ширины заготовок в процессе обжима зависит от формы и размера бойков. Чем шире бойки, тем больше заготовка уширяется и меньше вытягивается (рис. 101,6), а чем бойки уже, тем больше заготовка удлиняется и меньше уширяется (рис. 101,а), так как металл течет в том направлении, где сопротивление дви -жению меньше. [c.111] Закон наименьшего сопротивления гласит, что перемещение деформируемого материала возможно в различных направлениях, однако течет он главным образом в направлении наименьшего сопротивления. Поэтому протяжку металла выполняют на узких бойках, так как под воздействием удара бойка металл стремится уйти из-под него в направлении наименьшего сопротивления. [c.111] При осадке заготовки прямоугольного сечения (рис. 102,6) прямоугольная заготовка будет приближаться к эллипсу, но так как в направлении малой оси сопротивление течению будет меньше чем вдоль большой оси, металл устремляется в направлении малой оси, что приводит к выравниванию величин осей, а значит и сопротивления движению металла. Таким образом, любое поперечное сечение заготовки при достаточной осадке превращается в круглое. При осадке цилиндрической заготовки ее сечение будет оставаться круглым. [c.112] В осаживаемой цилиндрической заготовке по мере уменьшения ее высоты металл течет в стороны, но перемещение частиц контактного слоя у торцов значительно меньше, чем по образующей на боковой поверхности, так как в приконтактной области из-за наличия сил трения образуется зона затрудненной деформации (рис. 96). Поэтому цилиндрическая заготовка при осадке принимает бочкообразную форму — появляются зоны затрудненной деформации металла. На различных стадиях осадки заготовки интенсивное перемещение осуществляется за счет той части металла, которая находится вне зон затрудненной деформации (конусов скольжения) и испытывает наименьшее сопротивление течению. [c.112] Применяя закон наименьшего сопротивления, можно заранее определить, какие размеры и форму поперечного сечения примет заготовка в процессе ковки, что очень важно при проектировании технологических процессов и при выборе рационального сечения заготовки для конкретных случаев формообразования металла. [c.112] Закон постоянства объема заключается в том, что объем тела (заготовки) до деформации равен его объему после деформации. Значение этого закона в практике кузнечного производства заключается в том, что на его основе рассчитывают объемы, массу и размеры исходных заготовок, разрабатывают межопераци-онные переходы в технологии изготовления сложных поковок и определяют размеры штампов и специального подкладного инструмента. [c.112] Закон сдвигающих напряжений. Пластическая деформация, или необратимое изменение формы металла, может наступить лишь при условии превышения сдвигающими (касательными) напряжениями предела текучести данного металла. Это условие наступает при соответствующих температурах нагрева металла, скорости деформации и степени деформации. [c.112] Установлено, что наиболее вероятными плоскостями сдвига являются плоскости кристаллических ячеек, в которых находится наибольшее количество атомов. [c.112] Сдвигающие напряжения вызывают пластическую деформацию, а при больших величинах — разрушение деформируемого тела. Так, при ковке под плоскими бойками квадратной заготовки по диагоналям ее сечения часто образуются трещины в результате действия больших сдвигающих напряжений. Другой пример при всестороннем равномерном сжатии тела сдвигающие напряжения возникнуть не могут, и, следовательно, пластическая деформация отсутствует. [c.113] Закон сдвигающих напряжений является одним из главных в теории пластической деформации, на основе которого ведут расчеты потребных усилий при обработке металлов и сплавов давлением. [c.113] Закон подобия. Величины работ, требуемые для одинакового изменения формы геометрически подобных тел, имеющих одинаковое внутреннее строение, относятся между собой, как их объемы или массы. Это значит, что давления деформирования малых образцов и подобных им поковок одинаковы, а отношения деформирующих усилий равны квадрату отношения их линейных размеров. [c.113] Установив усилия, необходимые для деформации малых образцов, на основании закона подобия можно ориентировочно подсчитать усилия, необходимые для деформирования подобных им крупных поковок. На основе законов пластических деформаций разрабатывают режимы, обеспечивающие лучшие сочетания и схемы технологий изготовления поковок, и выбирают необходимое для этого ковочное оборудование. [c.113] Умело пользуясь знаниями режимов обработки металлов и законами пластических деформаций и соблюдая требуемые условия ковки, опытный кузнец может обеспечить получение поковок надежного качества, отвечающих заданным техническим условиям как механических, так и физико-химических свойств. [c.113] Перемещение металла под бойками по высоте деформируемой заготовки согласно закону наименьшего сопротивления так же неравномерно, как и перемещение металла в длину и ширину. [c.113] При осадке невысокой цилиндрической заготовки металл течет в радиальном направлении интенсивнее в средней части по высоте и замедленнее у торцов, т. е. в местах соприкосновения заготовки с верхним и нижним бойками (рис. 96). Осаженная заготовка принимает бочкообразную форму. [c.113] Чтобы снизить вредное влияние трения на течение металла, рабочие плоскости бойков тщательно обрабатывают шлифуют, полируют, а иногда применяют специальные смазки. Охлаждающее действие бойков тоже влияет на интенсивность течения металла. Холодные бойки в местах контакта отнимают тепло от заготовки, и температура верхнего и нижнего торцов заготовки будет ниже, чем в отдаленных от них зонах. Поэтому пластичность, а следовательно, и подвижность частиц металла по высоте будет разной чем дальше от торцов к средней части, тем выше. Разность температур по высоте заготовки также способствует увеличению неравномерности течения металла во время ковки и усиливает образование боч-кообразности осаживаемой заготовки. [c.114] При ковке высоколегированных сталей охлаждающее действие бойков молота или пресса бывает особенно вредно из-за значительного понижения пластичности металла, что нередко приводит к образованию трещин в поковках. С целью уменьшения вредного влияния охлаждения металла бойками, последние перед ковкой подогревают нагретыми до высокой температуры обрубками или другими негодными для производства остатками металла. [c.114] Вернуться к основной статье