www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

В процессах обработки металлов давлением важную роль играют силы внешнего трения. От их величины и распределения по контактным поверхностям зависят напряженное и деформированное состояния металла, формоизменение и требуемые для деформации усилия при прокатке, ковке, штамповке, прессовании, волочении и т. д.

Знание закономерностей взаимодействия деформируемого тела с контактной поверхностью инструмента необходимо для разработки научно обоснованных методов расчета напряжений и деформаций, а также для решения многих технологических задач.

Необходимость глубокого исследования закономерностей контактного трения в настоящее время связана не только с поиском закона трения и путей снижения вредного действия сил трения за счет применения эффективных смазок. В последнее время становятся весьма актуальными новые задачи совершенствования процессов ОМД путем управления механикой контактного взаимодействия за счет уменьшения или полного устранения вредного действия сил трения принудительным изменением кинематики контактных скольжений и создания условий для активного действия сил трения, способствующего развитию деформации. Успешное решение этих задач возможно лишь на основе знания сложных закономерностей внешнего трения.

Известно, что при использовании соотношений τ = μσт и τ = μp для определения напряжений трения имеется большая неопределенность в выборе значений их для различных условий деформации. Это связано с тем, что силы трения оказываются зависимыми от целого ряда факторов, влияющих на механику процесса деформации в целом; соотношение размеров очага, угол захвата, степень деформации, способ приложения внешней нагрузки — наличие натяжения, рассогласования скоростей валков и т. д.

Очевидно, что необходимы такие обобщения закономерностей трения, которые позволяли бы рассчитывать силы трения с использованием универсальных опытных констант, справедливых для различных механических условий деформации и получаемых путем проведения достаточно простых испытаний.

Совершенствование методов непосредственного измерения напряжений трения в процессах ОМД или на их моделях позволили углубить представления о механизме трения, расширить область исследований и на этой основе установить общие закономерности трения.

Выявленные закономерности трения позволили записать касательные напряжения как функцию, инвариантную механическим условиям деформации и виду ОМД, с достаточно полным учетом влияния основных факторов: нормальных напряжений, предела текучести деформируемого материала в приконтактном слое и т. д. Эта инвариантность достигается благодаря раздельному учету влияния механических переменных и состояния контактной поверхности на напряжения трения.

Полученные закономерности относятся к граничному трению при деформации без смазки или с применением технологических смазок.

Важное значение для практики имеет в одних случаях поиск рациональных путей снижения сил трения (применение смазок и покрытий), в других увеличение их активной роли. Необходимо установить рациональные технологические режимы деформации с учетом возможности широкого варьирования контактных условий, а также следует определить возможности этого варьирования.

Значительный интерес, на наш взгляд, представляет разработка новых процессов ОМД, в которых благодаря принудительному изменению кинематики контактных скольжений силы трения обращаются в активные силы, способствующие развитию процесса деформации.

Общие закономерности позволяют описать механику контактного взаимодействия в таких процессах и установить пределы роста напряжений с ростом нормальных давлений, или в связи с развитием контактных скольжений и упрочнения материала в приконтактном слое.

Назад, на страницу описания