Металларни босим билан ишлаш назарияси асослари Тошкент 2004

Тошкент - 2004

УДК 621.73.073

Абдуллаев Ф.С., Маќкамов Š.Х. Металларни босим билан ишлаш назарияси асослари. Тошкент: ТошДТУ, 2004. -220 б.

Дарсликда металларни босим билан ишлаш назариясининг асослари 5520600 – «Машинасозлик технологияси, машинасозлик ишлаб чиšариш жиќозлари ва уларни автоматлаштириш» йўналиши бакалаврларнинг ўšув дастури ќажмида баён этилган.

Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта маќсус таълим вазирлигининг мувофиšлаштирувчи Кенгаши бакалаврлар учун дарслик сифатида нашр этишга тавсия этган.

Таšризчилар: 

Т.ф.н., доцент Зоиров Э.У., т.ф.д., профессор Каламазов Р.У. (ТошДТУ)

Техника фанлари доктори, профессор Мехриддинов Р. (Ўзбекистон қийин эрувчи ва ўтга чидамли материаллар комбинати)

© Тошкент давлат техника университети, 2004

Металларни босим билан ишлаш назарияси амалий муќандислик фани бўлиб, унинг вазифаси металларни босим билан ишлаш жараёнларини рационал šуриш ва таќлил šилишнинг умумий принципиал асосларини ишлаб чиšиш ќисобланади. Бунда металларга босим билан ишлов бериш фаšат хомаки маќсулот, кўпинча талаб šилинган шаклдаги тайёр деталлар ќам олишни таъминлаш эмас, балки металлда сифат ўзгаришларини ќам келтириб чиšаришини ќисобга олиш лозим.

Металларни босим билан ишлаш назарияси бундай ишлов бериш технологиясининг илмий асоси бўлиши керак.

Металларни босим билан ишлаш назарияси šуйидагиларни кўриб чиšади ва ўрганади:

1. Операциялари сони энг кам бўлган, яъни энг самарадор технологик жараёнлар яратиш маšсадида турли операцияларда металлнинг энг катта шакл ўзгаришлари имконияти таъминланадиган шароитлар.

2. Хомаки маќсулот ва деталларнинг энг яхши фойдаланиш тавсифлари олиш маšсадида босим билан ишлов беришни металлнинг механик ва физикавий хоссаларига таъсири.

3. Дастлабки хомаки маќсулотни ёки босим билан ишлов беришдан кейин олинадиган деталларни ўлчамлари ва шакллари орасидаги энг šулай нисбатларни šидириб топиш, хусусан маќсулот сифатини ошириш ва металл сарфини камайтириш маšсадида хомаки маќсулотнинг турли операцияларда шакл ўзгаришлари характери.

4. Босим билан ишлов бериш операцияларида металлнинг пластик деформацияларга šаршилиги, яъни жиќозларни тўђри танлаш ва ишчи асбобни мустаќкамликка ќисоблаш маšсадида кучланишларни, бу операцияларни амалга ошириш учун керакли кучларни ва ишларни таšсимланиши.

Металларни босим билан ишлаш назарияси учун асосий пойдевор бўлиб, реология, яъни моддаларнинг оšиши тўђрисидаги фаннинг бўлими бўлган, металларнинг пластик деформацияси ќаšидаги фан ќисобланади.

Металлнинг пластик деформациялари ќаšидаги фан šуйидаги, металларга босим билан ишлов бериш назарияси учун бирдек муќим аќамиятга эга бўлган ўзаро бођлиš учта асосий йўналишларда биргаликда ривожланмоšда:

1. Металлнинг пластик деформацияси жараёни физикаси. Бу йўналиш металлнинг пластик шакл ўзгариши механизмини тажрибада ва назарий ўрганади, турли омилларнинг, асосан температурани, деформация тезлиги ва кучланганлик ќолатининг турини бу жараёнга таъсирини белгилайди, демак металл эластик ќолатдан пластик ќолатга ўтиш шартларини белгилайди.

2. Пластик деформацияни металлнинг кимёвий таркиби ва фазавий ќолати билан бођланишини кўриб чиšадиган деформация жараёнининг физикавий кимёси.

3. Кучланган ва деформацияланган ќолатларни, пластик деформацияланувчи жисмда кучланишларнинг катталиги ва таšсимланиши масалаларини математик ишлаб чиšувчи, жисмни пластик ќолатга ўтиш шартларини таќлил этувчи пластик деформация механикаси.

Пластик деформация назарияси нисбатан ёш фан ќисобланади. Унинг жадал ривожланишини бошланиши яšин юз йилликка тегишли. Металларни босим билан ишлаш назарияси янада янги ќисобланади. Уни ишлаб чиšиш фаšат асримизнинг 30-йилларида, бундай ишлов беришнинг саноатдаги аќамияти кескин ўсиши муносабати билан бошланди.

Металларни босим билан ишлаш назарияси кўплаб замонамиз олимлари меќнати билан яратилди. Улар орасидан С.И.Губкин, Е.П.Унксов, Г.А. Смирнов-Аляев, Н.И. Корнеев, И.М. Павлов, шунингдек бу назариянинг алоќида бошšа кўплаб бўлимлари ва масалаларини ишлаб чиššанлар: Л.А. Шофман, А.Д. Томленов, К.Н. Шевченко, И.А. Норицин, М.В. Сторожев, Е.А. Попов ва А.Г. Овчинниковларни биринчи навбатда эслаб ўтиш лозим. Ўзбекистонда фаннинг бу тармођини ривожланиши ва жорий šилинишига М.Т.Ўрозбоев ва бошšалар ўз хиссаларини šўшганлар. 

Бу ишларнинг аќамияти беšиёсдир. Улар технологик жараёнларни ижодий ва тушунган ќолда такомиллаштириш, саноатимиз техникасини янада баланд пођоналарга кўтариш имкониятини берувчи муќандислик фани сифатида металларга босим билан ишлов бериш технологияси илмий асосини яратишни таъминладилар. 

Металларни босим билан ишлаш назарияси бўйича кўп сонли адабиётлар мавжуд. Уларда кўплаб алоќида олимлар ќам, илмий тадšиšот институтлари жамоалари ва техника ўšув муассасалари ќам бажарган назарий ва тажриба ишлари ифодаланган. 

Металларни босим билан ишлаш назариясининг саноатдаги аќамияти темирчилик-пресс ишлаб чиšаришни узлуксиз ошиб бораётган šийматини назарда тутсак тинмай ошиб боради.

Барча металл ва šотишмалар кристалл тузилишга эга. Кристалл тузилиш умуман атомларнинг фазода šонуниятли ва даврий жойлашуви билан ажралиб туради. Бунда ќар бир атом šўшнилари билан бир ќил жойлашган бўлади. Кристалларнинг рентгенограммалари кўрсатишича, уларда атомлар тўђри чизиš ва текисликлар бўйича жойлашади ва нафаšат атомларнинг фазода ўзаро жойлашишини очиб беришни, балки улар орасидаги ангстремларда ўлчанадиган масофани (1А⁰=110^-8см) ќам аниšлашга имкон беради. 

1. расм. Кристалл панжаранинг рамзий тасвири. 

   
   

Атомларнинг текисликлар ва тўђри чизиšлар бўйича šонуният билан жойлашиши натижасида, кристаллнинг тузилишини уч ўлчовли тўђри чизиšлардан иборат тўр кўринишида тасаввур šилиш мумкин. Уларнинг кесишиш нуšталарида (тугунларида) атомлар жойлашган. Бу 1 - расмда рамзий кўрсатилган.

Бундай тўрни бир ќил катталикдаги умумий тегиб турувчи šирраларга эга геометрик кўпбурчаклардан (параллелопипедлар, призмалар ва ќоказо) ташкил топган деб ќисоблаш мумкин. Бу тўрнинг ќар šандай кўпšирраси, масалан АБВГДЕЖЗ параллелопипед (агар тўр параллелопипедлардан ташкил топган бўлса) берилган тўрнинг ќар šандай бошšа параллелопипеди билан уч йўналишдан (a;b;c) ќар бири бўйлаб белгиланган масофага кўчириш йўли билан тўлиš алмаштирилиши мумкин эканлигини пайšаш šийин эмас.

Учта кристаллографик йўналишларда узлуксиз кўчиришлар йўли билан барча фазовий тўрни šуриш мумкин бўлган энг кичик кўпšирра, кристалл панжаранинг элементар катакчаси деб аталади.

Уч ўлчовли фазода жойлашган, šирралари билан бирлашган элементар катакчаларнинг йиђиндиси фазовий панжара деб аталади. Ушбу катакча атомларини šўшни катакча атомлари билан тўлиš мос тушиши учун зарур бўлган, элементар катакчанинг энг кичик сурилиш катталигини аниšловчи (a,b,c) кесмалар узунлиги, панжара параметрлари ёки šайтарилиш даврлари деб аталади. 

Атомларнинг катакчада ўзаро жойлашиши атомларнинг ушбу фазовий панжарада жойлашувини тўлиš аниšлайди. 

Кристалларнинг атомлар фаšат панжара тугунларида (фаšат асосий элементар катакчанинг учларида) жойлашган оддий фазовий панжаралари ва асосий элементар катакчанинг ичида айнан бир хил жойларда ќам атомлар жойлашган мураккаб фазовий панжараларини фарšлайдилар. 

Кристаллар ёки кристалларнинг фазовий панжараси тузилишини баён этиш учун одатда координат тизими танлаб олинади. Унинг ўšлари бўлиб, бир нуšтадан (панжара тугунидан) ўтувчи, кристаллнинг асосий тугун чизиšлари билан мос тушувчи учта тўђри чизиš, (масалан 1 - расмдаги a,b,c векторлар билан йўналиши мос тушувчи тўђри чизиšлар), хизмат šилади. Бунда кристаллографик тизим ўšларини кристаллнинг симметриясига мос равишда танлаб олинади. Кристаллографик ўšлар тизимида фазовий панжаранинг элементар катакчаси шакли кристаллографик ўšлар орасидаги учта координат бурчаги , ,  ва панжаранинг учта параметри a, b, c ёрдамида ифодаланиши мумкин.

2 - расм. Кристалл панжаранинг элементар катакчалари.

Кубсимон панжаралар (2-расм, а ва б)  =  =  бурчаклар тенглиги ва a = b = c панжара параметрларининг ўзаро тенглиги билан ажралиб туради. Агар кубсимон панжарада элементар катакча кубининг учларида жойлашган атомлардан бошšа, куб марказида жойлашган атом ќам бўлса, унда бундай панжара ќажмий марказлаштирилган кубсимон деб аталади. Куб томонларининг марказида жойлашган атомларга эга бўлган кубсимон панжара томонлари марказлаштирилган кубсимон деб аталади. Гексагонал панжаранинг элементар катакчаси (2 - расм, в)  =  = 90⁰ ва  =120⁰ бурчаклар šиймати ва панжаранинг фаšат иккита параметрини ўзаро тенглиги a = b  c билан ажралиб туради.

3-расм. Кубсимон катакчада œтказилган текисликларнинг белгиланиши.

Ќажмий марказлаштирилган кубсимон катакчали панжарага масалан, металлар: - ва - темир, литий, ванадий, волфрам, молибден, хром, тантал эгадир; алюминий, - темир, олтин, мис, никел, платина, šўрђошин, кумуш металлари томонлари марказлаштирилган кубсимон катакчаларли панжарага эга; гексагонал зич жойланган катакчаларли (яъни, призманинг ичида учта атомга эга бўлган, 2-расм, в) панжара магний, рух, берилий, кадмий, кобалт,  - титан металларида бўлади.

Фазовий панжаранинг элементар катакчаларида (демак, фазовий панжаранинг ўзида ќам) ўтказиш мумкин бўлган текисликларни аниšлаш учун, шунингдек кристаллографик йўналишларни аниšлаш учун кристаллографияда индекслаш тизими šабул šилинган. Бу тизим бўйича кубсимон панжара текисликларини индекслаш юмалоš šавсга олинган учта раšам билан амалга оширилади. Бу раšамлар координат ўšларида текислик билан кесилган кесмалар катталигига ўзаро тескари пропорционал учта оддий сонлардан иборат бўлади. Бунда кесмаларнинг ўлчов бирлиги сифатида панжара параметрлари šабул šилинади.

3 - расмда элементар кубсимон катакчада ўтказилган баъзи текисликлар бу текисликларнинг белгиланиши билан бирга келтирилган.

4-расм. Кубсимон катакчадаги белгиланишлар.

5-расм. Гексагонал катакчадаги белгиланишлар.

Гексагонал элементар катакчада индекслаш кўрилаётган текислик билан тўртта кристаллографик ўšда кесилган кесмаларнинг катталигига тескари олиб борилади. Бу ўšлардан учтаси олти ёšли призманинг (базис текислиги деб аталувчи) асоси текислигида ётади.