Программа изучения курса»Теория ОМД» в весеннем семестре 2012 г.

Раздел 1. Внешнее трение в процессах ОМД.

1.1 Значение и особенности трения при ОМД.

1.2 Законы трения

1.3 Коэффициент трения и методы его определения при ОМД.

1.4 Смазка при ОМД

По разделу выполняется Д.З. №1

Раздел 2. Экспериментальные и экспериментально-расчетные методы определения усилий и деформаций.

2.1 Методы: координатных сеток; поляризационно – оптический; универсальных точечных месдоз; линий скольжения; характеристик.

2.2 Экспериментально-расчетные методы определения усилий и деформаций.

По разделу выполняется Д.З. №2

Раздел 3. Аналитические методы определения усилий и деформаций.

3.1 Энергосиловые параметры пластической деформации и их роль в определении эффективности процессов ОМД.

3.2 Решение приближенных дифференциальных уравнений равновесия совместно с уравнением пластичности.

3.3 Метод работ

3.4 Вариационные методы

3.5 Метод сопротивления материалов пластическим деформациям

Раздел 4. Принципы разработки технологических режимов процессов обработки металлов давлением.

4.1 Энерго- и ресурсосбережение в процессах ОМД

4.2 Основные принципы выбора рациональных режимов деформации изделий различных процессов ОМД.

4.3. Понятие о качестве готовых изделий. Основные показатели качества металлоизделий. Влияние параметров пластической деформации на качество металлопродукции.

Раздел 5. Процессы ОМД.

По разделу выполняется Д.З.№3

Лекционный материал

Раздел курса «внешнее трение при ОМД»

При прокатке металла контактное трение имеет большое значение. Одновременно с полезным действием трения на процесс прокатки металла следует отметить затруднения в технологии изготовления изделий, которые возникают в результате действия контактного трения.

При действии сил трения металл деформируется неравномерно, что приводит к разнородности его структуры, возникновению растягивающих напряжений в металле, которые иногда приводят к нарушению сплошности изделия. Под влиянием сил трения в ряде случаев усилие деформации возрастает в несколько раз по сравнению с тем усилием, которое обусловлено истинным сопротивлением металла деформации. От характера и величины сил трения зависит степень износа инструмента (валки, бойки) и качество поверхности изделия.

Для облегчения решения задач по определению коэффициента трения в различных процессах ОМД рядом авторов предложены формулы, которые выведены на основе результатов экспериментальных исследований: эмпирические или экспериментально-расчетные формулы.

1. Роль трения при обработке давлением

Внешним трением называют такое явление, когда при перемещении одного тела по поверхности другого возникает сопротивление. Для преодоления этого сопротивления необходима определенная си­ла, называемая силой трения.

Различают два вида трения: качения и сколь­жения.Для обработки металлов давлением характерно трение скольжения.

. Основные особенности трения при обработке металлов давлением и трения в подшипниках сле­дующие.

При обработке металлов давлением на поверх­ности трения действуют высокие давления, дости­гающие 2500 Мн/м² (250 кГ/мм²) и более. В под­шипниках скольжения общего назначения, в направ­ляющих ползунов и в других узлах машин возникают давления не выше 10 Мн/м² (1 кГ/мм²) и только в тяжело нагруженных подшипниках прокатных ста­нов давления достигают 20—50 Мн/м² (2—5кГ/мм²).

При обработке металлов давлением происходит значительное обновление поверхности контакта инструмента с деформируемым металлом в связи с общим увеличением поверхности последнего. В подшипниках на­блюдается незначительное обновление поверхности контакта, происходящее только в результате износа.

Смещение частиц металла по контактной поверхности тру­щихся деталей в машинах одинаково во всех точках контакта, а при обработке металлов давлением величина и скорость смеще­ния различны для разных точек контакта. Так, при осадке ци­линдрического образца в центре контактной поверхности смеще­ние деформируемого металла относительно инструмента отсут­ствует. В некоторых случаях скольжение отсутствует по всей поверхности контакта, т.е. происходит «прилипание». Деформация в этом случае осуществляется смещением частиц внутри объ­ема тела.

При горячей обработке металлов давлением на контактной поверхности имеется окалина, свойства которой зависят от хими­ческого состава деформируемого металла и температуры.

Для осуществления деформации металла при наличии трения необходимо приложить усилие больше требуемого естест­венной прочностью металла в данных условиях, т. е. сопротивле­нием деформации. Чем больше трение, тем большее усилие нужно для деформации и тем больше расход энергии на дефор­мацию.

Трение является одной из причин неравномерности деформа­ции. В частях деформируемого тела, расположенных вблизи по­верхности трения, действие сил трения, затрудняющих деформа­цию, больше, чем в частях тела, удаленных от контакта с инстру­ментом. Неравномерность деформации ухудшает свойства металла.

При обработке давлением происходит значительное измене­ние свойств во всем объеме деформируемого тела и особенно в тонких слоях вблизи поверхности контакта с инструментом. Из­менение свойств деформируемого тела зависит от скорости и сте­пени деформации при горячей обработке давлением и от степени деформации при холодной.

Трение приводит к износу и неравномерной выработке инстру­мента, т.е. к порче его поверхности.

Дефекты поверхности инструмента оставляют отпечатки на поверхности деформируемого тела и портят его поверхность.

Таким образом, трение при обработке металлов давлением является нежелательным. Для снижения трения обычно приме­няют различные способы.