金属塑性成形原理---第四章金属塑性成形中的摩擦.ppt

第四章 金属塑性成形中的摩擦,4.1 金属塑性成形中摩擦的特点和影响 4.2 塑性成形中摩擦的分类和机理 4.3 描述接触表面上摩擦力的数学表达式 4.4 影响摩擦系数的主要因素 4.5 测定外摩擦系数的方法 4.6 塑性成形中的润滑 4.7不同塑性成形条件下的摩擦系数,4.1金属塑性成形中摩擦的特点和影响,一金属塑性成形中摩擦的特点 1 伴随有变形金属的塑性流动； 2 接触面上压强高； 3 实际接触面积大； 4 不断有新的摩擦面产生 5 常在高温下产生摩擦。,二金属塑性成形中摩擦的影响 1 改变变形体内应力状态，增大变形抗力； 2 引起不均匀变形，产生附加应力和残余应力； 3 降低模具寿命。,4.2 塑性成形中摩擦的分类和机理,一塑性成形中摩擦的分类 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦,二 摩擦机理,1 表面凹凸学说 2 分子吸附学说 3 粘着理论,一库伦摩擦条件 不考虑接触面上的粘贴现象，以为摩擦符合库伦定律，即摩擦力与接触面上的正压力成正比，其数学表达式为 T Pn 或 n 式中 T 摩擦力； 摩擦切应力； n 接触面上的正压应力； 外摩擦系数（简称摩擦系数），极限值为 0.5 0.577 。 上式适用于正压力不太大、变性量较小的冷成形工序。,4.3 描述接触表面上摩擦力的数学表达式,二常摩擦力条件 这一条件认为，接触面上的摩擦切应力 与被加工金属的剪切屈服强度 K 成正比，即 mK 式中 m 摩擦因子，取值范围为 0m1 。 若 m = 1，即 maxK ，这称为最大摩擦力条件。 在热塑性变形时常采用该模型,4.4 影响摩擦系数的主要因素,一金属的种类和化学成分,钢的含碳量对摩擦系数的影响,二工具的表面状态 工具表面越光滑，即表面凹凸不平程度越轻，这时机械咬合效应就越弱，因而摩擦系数越小。 三接触面上的单位应力 四温度效应,五变形速度 摩擦系数随变形速度增加而有所下降。,4.5 测定外摩擦系数的方法,圆环镦粗法测定摩擦系数 将一定尺寸的圆环试样（如外径：内径：高为40:20:10或20:10:7）放在平坫间进行压缩。当摩擦系数增大到某一临界点后，靠近内径处的金属质点向外流动阻力大于向内流动阻力，从而改变了流动方向。这时在圆环中出现一个半径为 Rn 的分流面（中性层），该面以内的金属质点向中心方向流动，该面以外的金属质点向外流动，变形后使圆环内径缩小，外径扩大，而且，分流面半径 Rn 随摩擦系数的增大而增大。,摩擦系数大于某临界值时对金属流动的影像动态图,摩擦系数很小或为零时对金属流动的影像动态图,在圆环镦粗试验之前，必须根据圆环原始尺寸和变形后可能达到的尺寸，利用圆环镦粗变形理论公式（求中性层位置），绘制出镦粗后圆环高度 h 和内径 di 与接触面摩擦因子 m 的关系曲线，即为理论校准曲线。,4.6 塑性成形中的润滑,润滑是减少摩擦对塑性成形过程不良影响的最有效措施。润滑的目的是： 降低接触面间的摩擦力； 提高模具寿命； 提高产品质量； 降低变形抗力； 提高金属充满模膛的能力,一塑性成形中对对润滑剂的要求 良好的耐压性能 良好的耐热性能 冷却模具 无腐蚀作用 无毒 使用、清理方便、来源丰富、价格便宜,二塑性