Роль трения в процессах ОМД

Особенности и виды контактного трения при ОМД

От машинного трения оно отличается:

1) Высокими контактными напряжениями (до 3500 МПа).

2) Постоянным обновлением трущихся поверхностей за счет пластического течения металла относительно инструмента.

3) Высокой температурой при горячей обработке с наличием окалины на контакте, свойства которой существенно влияют на характер трения.

По характеру взаимодействия трущихся поверхностей различают следующие виды трения:

- Сухое – без присутствия на поверхности трения смазки при наличии окислов и загрязнений.

- Граничное – при наличии мономолекулярной (толщиной в несколько молекул) пленки жидкой смазки на поверхности трения, в которой из-за малой толщины не проявляются ее объемные свойства.

- Жидкостное – когда поверхности трущихся тел полностью изолированы друг от друга слоем смазки, в котором проявляются ее объемные свойства.

При жидкостном трении смазка является деформирующей средой. Особенно это проявляется при гидростатическом и гидродинамическом трении.

I – гидростатическое прессование. Трение активно, т.к. смазка под давлением увлекает заготовку в очаг деформации.

II – гидродинамическое волочение (волочение с высокой скоростью в жидкостном режиме). Трение пассивно (реактивно), т.к. смазка увлекается движущейся заготовкой в очаг деформации.

При жидкостном трении напряжение трения

где - вязкость жидкости; - скорость скольжения металла по инструменту; - толщина слоя смазки.

В большинстве процессов ОМД наблюдается полусухое или полужидкостное трение, когда между трущимися поверхностями имеются участки непосредственного контакта, чередующиеся с участками, разделенными слоем смазки.

Роль трения в процессах ОМД

1). Трение является одной из причин неравномерности деформации, поскольку вблизи поверхности трения деформация затруднена.

2). Трение повышает сопротивление деформированию и, следовательно, технологическое усилие и энергозатраты.

3). Трение приводит к износу инструмента и тем самым к снижению точности и качества поверхности деформированного тела.

Трение может быть активным и реактивным. Силы трения, способствующие процессу деформирования, называются активными, а препятствующие – реактивными.

I – Обратное выдавливание.

II – Обратное выдавли-вание с подвижным кон-тейнером (дифференци-альное выдавливание).

В случае I трение ре-активно на стенках кон-тейнера и пуансона, т.к. препятствует течению материала в зазор.

В случае II на стенке пуансона трение реак-тивно, а на стенке кон-тейнера активно, поско-льку скорость переме-щения контейнера боль-ше скорости течения металла в зазор.

При прокатке в зоне отставания трение активно (затягивает материал в валки), а в зоне опережения – реактивно (препятствует выходу металла из валков).

Реактивное трение всегда вредно в процессах ОМД и его следует уменьшать. Однако в ряде случаев активное трение используют для осуществления самого процесса обработки давлением, например, при прокатке.