Chuong 1.GCAL

1 Ch­¬ng 1 Nguyªn lý Gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc 2 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1 - Khái niệm về biến dạng dẻo kim loại I - Lực trong gia công kim loại bằng áp lực 1 Ngoại lực: Gồm các thành phần chính sau đây: 1.1 Lực tác dụng chính Là lực sinh ra do tác dụng của thiết bị (thông qua đầu búa , khuôn rèn .) làm cho kim loại biến dạng. Khi xem xét tác dụng của lực tác dụng chính người ta quan tâm không chỉ phương, chiều, cường độ của lực tác dụng mà còn phải chú ý đến cả điểm đặt lực tác dụng, vì cùng cường độ và phư ơng chiều, nhưng điểm tác dụng của lực khác nhau sẽ tạo ra quá trình biến dạng khác nhau đối với vật biến dạng. 3 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1.2 Phản lực Phản lực thường sinh ra trên bộ phận cố định của thiết bị và luôn thẳng góc với mặt tựa có chiều ngược với lực tác dụng chính. Khi tính phản lực cần chú ý đến lực ma sát sinh ra giữa dụng cụ gia công và kim loại biến dạng, chiều của lực ma sát ngược với hư ớng di động của kim loại, cản trở quá trình biến dạng và có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình biến dạng. 4 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1.2 Phản lực Phản lực thường sinh ra trên bộ phận cố định của thiết bị và luôn thẳng góc với mặt tựa có chiều ngược với lực tác dụng chính. Khi tính phản lực cần chú ý đến lực ma sát sinh ra giữa dụng cụ gia công và kim loại biến dạng, chiều của lực ma sát ngược với hư ớng di động của kim loại, cản trở quá trình biến dạng và có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình biến dạng. 5 Ch­¬ng I. Nguyªn lý GCKL b»ng ¸p lùc 6 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1.3 Lực quán tính Khi biến dạng các phần tử của vật thể biến dạng không đều nhau nên tốc độ chuyển động của chúng cũng không đều nhau và sinh ra lực quán tính. Vì việc xác định lực quán tính là công việc phức tạp hiện chưa được nghiên cứu đầy đủ đối với từng trường hợp cụ thể nên khi tính toán chỉ cần đưa vào hệ số điều chỉnh bằng thực nghiệm để xét đến ảnh hưởng của lực này. 7 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 2 Nội lực Nội lực là lực sinh ra bên trong vật thể trong khi gia công và có thể tồn tại trong vật thể sau khi gia công, nội lực này tạo trong vật thể ứng suất bên trong. Nếu ứng suất này vượt quá giới hạn bền của vật liệu sẽ gây nên nứt nẻ. Nếu ứng suất trong tồn tại trong vật thể sau khi gia công dưới dạng ứng suất dư thì ứng suất trong kim loại (bao gồm cả ứng suất sinh ra do tác dụng của ngoại lực khi vật thể làm việc và ứng suất dư) sẽ chóng đạt đến giới hạn bền. 8 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực II - Biến dạng dẻo kim loại 1 - Đặc tính vật lý của biến dạng dẻo Khi chịu tác dụng của ngoại lực, kim loại sẽ biến dạng theo 3 giai đoạn: biến dạng đàn hồi (khi thôi tác dụng lực, kim loại sẽ trở về vị trí ban đầu), biến dạng dẻo (khi thôi tác dụng lực, biến dạng vẫn tồn tại, vật thể có hình dáng khác hình dáng ban đầu). Biến dạng dẻo xảy ra khi ứng suất sinh ra do ngoại lực vượt quá giới hạn đàn hồi. Giai đoạn cuối của biến dạng là sự phá huỷ kim loại, khi ngoại lực vượt quá giới hạn bền. 9 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1.1 Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể 1.1.1 Sự trượt Khi tác dụng lực vào kim loại, trong mỗi đơn tinh thể xuất hiện 2 dạng ứng suất: ứng suất pháp và ứng suất tiếp. Dưới tác dụng của ứng suất tiếp một bộ phận của đơn tinh có sự di trượt tương đối so với bộ phận còn lại theo một bề mặt tinh thể nhất định trên một hướng nhất định với khoảng cách là một bội số nguyên của thông số mạng. ứng suất tiếp để đạt tới sự trượt gọi là ứng suất tiếp tới hạn th , còn mặt tinh thể theo đó xảy ra sự trượt gọi là mặt trượt 10 Ch­¬ng I. Nguyªn lý GCKL b»ng ¸p lùc . quá giới hạn bền. 9 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực 1. 1 Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể 1. 1 .1 Sự trượt Khi tác dụng lực vào kim loại, trong mỗi đơn. mặt trượt thì kim loại đó càng dẻo. a) b) c) 010 0 11 0 10 0 a 13 Chương I. Nguyên lý GCKL bằng áp lực Cơ cấu của qúa trình