山西鍛造廠,鍛造加工鍛件的基本規(guī)律
(1)體積不變原理
在鍛造前后,鍛件毛坯的重量和體積基本上是不變的,也就是說,變形前的體積等于變形后的體積。實際上,在變形前后體積是有一些的改變,如孔洞被壓實,密度有所增大,以及表面被氧化等,不過這種體積改變小得可以忽略不計。因此,可以認(rèn)為,鍛造變形是一部分的體積移向另一部分,而不發(fā)生體積的改變。這樣,我們可以利用計算體積的方法,根據(jù)已知量算出有關(guān)的未知量。
(2)最小阻力定律
鍛工車間生產(chǎn)餅類鍛件時,常采用圓柱形毛坯鐓粗得到。但是如果改用方形毛坯鐓粗,也能得到圓餅鍛件,這是由于最小阻力原理的作用的結(jié)果。金屬顆粒在外力作用下,會產(chǎn)生塑性流動,并且總是沿著阻力最小的方向移動。在鍛壓行業(yè)里,這一現(xiàn)象被稱為最小阻力規(guī)律。這里所說的阻力,包括摩擦力和工具形狀對金屬流動的限制止力等。這一規(guī)律闡述了金屬質(zhì)點流動的可能性以及流動的方向問題。
根據(jù)這個定律,鍛件毛坯鋼料在自由變形的情況下,各個晶粒都在移動,每個晶??偸遣扇∽疃痰穆肪€,即是從該動點到斷面周界的垂直線,順著最小阻力的方向移動。例如,壓縮一個圓柱體,則它的各晶粒必沿著最短的路線——半徑進行移動,因為圓的周界最小,所以變形后的斷面仍是圓的。
當(dāng)壓縮一個斷面為正方形的柱體時,它的各顆粒沿著各邊垂直的方向移動。我們在方形斷面上劃出對角線,能夠看出來每個顆粒都是沿著箭頭的方向向四邊移動,在每個方向上都是這樣的。受力變形后,方形的四邊向外彎曲,因為越接近四邊形的中點顆粒的流動量越多。當(dāng)壓下量增加時,方形斷面逐漸變成近似圓形的斷面。如果仍要保持方的斷面,那么在對角線處的顆粒必須要多走路程,由于阻力增加,事實上,這樣變形是不可能的。因此,方柱體毛坯在平砧間鐓粗時,若接觸面上沿各個方向的摩擦因數(shù)相同,因為對邊距離最短,沿該方向尺寸增加遇到的阻力最小,沿該方向尺寸則顯著增加。對角線方向距離最大,所以沿該方向尺寸增加的較慢。隨著鐓粗程度的增加,方形斷面逐漸變成圓形斷面。