Законы пластической деформации

Классификация видов обработки металлов давлением

МеталлургическиеМашиностроительные

ОМД

Получение машиностроительных Получение заготовок и деталей

профилей

прокатка прессование волочение ковка горячая холодная

объемная листовая

штамповка штамповка

Машиностроительный профиль – это длинномерное изделие с определенной формой поперечного сечения. Длина профиля значительно больше поперечных размеров. Примеры профилей: рельсы, балки, прутки, трубы, проволока.

Физические основы ОМД

Обработка металлов давлением возможна благодаря уникальной способности металлов к пластической деформации, то есть к изменению формы металла без разрушения.

Под действием нагрузки в металле возникают напряжения. Напряжением в механике называют отношение силы P к площади сечения F, на которое она действует:

Растущее напряжение вызывает в металле вначале упругую деформацию, затем пластическую и, наконец, разрушение.

Упругая деформация – обратимая. Атомы смещаются из положений равновесия, а после снятия нагрузки возвращаются на свои места. Упругая деформация исчезает после снятия нагрузки.

Пластическая деформация остается после снятия нагрузки. Атомы смещаются на значительные расстояния и занимают новые устойчивые положения. Слои металла смещаются относительно друг друга, идет скольжение слоев.

При достижении некоторой величины напряжения происходит разрыв межатомных связей, зарождается и растет трещина – происходит разрушение.

В процессе обработки металлов давлением необходимо достичь напряжения, достаточного для начала пластической деформации, но ни в коем случае не превысить величину напряжения, при котором начинается разрушение. Для каждого металла и сплава напряжение пластического течения свое. Оно называется пределом текучести и обозначается σ_т, или σ₀₂. Максимальное напряжение, которое металл выдерживает, не разрушаясь, называется пределом прочности и обозначается σ_в. Обе эти величины приводятся в справочниках. Рабочие напряжения в процессе ОМД должны быть выше предела текучести, но ниже предела прочности: σ_т < σ < σ_в.

Законы пластической деформации

1)
Закон постоянства объёма: объём тела до деформации равен его объёму после деформации. Используется для определения размеров заготовок.

2) Закон наименьшего сопротивления: Каждая точка деформируемого тела перемещается в направлении наименьшего сопротивления. Используется для определения формы изделия после обработки давлением.

Бочкообразная форма поковки объясняется действием сил трения

между заготовкой и бойками молота

3) Закон сдвигающего напряжения: Пластическая деформация начнется только тогда, когда сдвигающие напряжения в деформируемом теле достигнут определенной величины, зависящей от природы тела и условий деформирования. Используется при расчетах необходимого усилия, или мощности оборудования.