Відповіді на питання по курсу «Обробка металів тиском»

1. Класифікація методів обробки металів тиском

Основними методами виготовлення металевих деталей і їх напівфабрикатів є лиття, обробка тиском і обробка різанням. Особливе місце займає обробка тиском, що полягає в пластичній зміні форми металу за допомогою його деформування. У процесі пластичного деформування змінюється структура металу й підвищуються його механічні властивості. Тому найбільш навантажені деталі машин виготовляють обробкою тиском.

Обробка тиском дозволяє одержувати деталі або їхні напівфабрикати у вигляді заготівель, близьких за формою до готових деталей, великою продуктивністю й малими відходами. Метал піддається пластичній деформації як у холодному, так і у гарячому стані.

Пластичне деформування в обробці металів тиском здійснюється при різних схемах напруженого і деформованого станів, при цьому вихідна заготовка може бути об'ємним тілом, прутком, листом. Основними схемами деформування об'ємної заготовки є:

- Стиснення між площинами інструменту - кування;

- Ротаційне обтиснення обертовими валками - прокатка;

- Затікання металу в порожнину інструменту - штампування;

- Видавлювання металу з порожнини інструменту - пресування;

- Витягування металу з порожнини інструменту - волочіння.

За призначенням процеси обробки металів тиском групують таким чином:

- Для отримання виробів постійного поперечного перерізу по довжині (прутків, дроту, стрічок, листів), що застосовуються у будівельних конструкціях або в якості заготовок для подальшого виготовлення деталей - прокатка, волочіння, пресування;

- Для отримання деталей або заготовок, що мають форми і розміри, наближені до розмірів і форм готових деталей, що потребують механічної обробки для надання їм остаточних розмірів і заданої якості поверхні - кування, штампування.

Обробкою тиском отримують не тільки задану форму і розміри, але і забезпечують необхідну якість металу, надійність роботи виробу. Висока продуктивність обробки тиском, низька собівартість і висока якість продукції сприяли широкому застосуванню цих процесів.

2. Основні положення обробки металів тиском

В основі обробки металів тиском лежить процес пластичної деформації, при якому змінюється форма без зміни маси. Усі розрахунки розмірів і форми тіла засновані на законі сталості об’єму, суть якого полягає в тому що об’єм тіла до і після пластичної деформації приймається незмінним.

Зміна форми тіла може відбуватися в напрямку трьох головних осей; при ньому кожна точка прагне переміщатися в тому напрямку, в якому створюється найменший опір її зміщенню. Це положення в теорії обробки металів тиском називається законом найменшого опору.

При вільній формозміні тіла в різних напрямках найбільша деформація відбувається в тому напрямку, у якому більшість точок, що переміщаються, зустрічає найменший опір своєму переміщенню. Закони сталості об’єму і найменшого опору поширюються на всі способи обробки металів тиском.

При цьому закон сталості об’єму використовують для визначення розмірів заготівель, а закон найменшого опору дозволяє визначити, які розміри і форму поперечного перерізу одержить заготівля з тим чи іншим перетином у процесі обробки тиском.

Слід враховувати, що в реальних умовах деформування через вплив певних факторів (зокрема, контактного тертя між інструментом і заготовкою) може бути деяке відхилення від наведених вище закономірностей пластичного деформування.