广东工业大学：《金属塑性成形原理》第4章 金属塑性加工的摩擦与润滑

第4章金属塑性加工的摩擦与润滑 §41概述 84.2金属望性加工时摩擦的特点及作用 §4.3塑性加工中摩擦的分类及机理 §4.4摩擦系数及其影响因素 §4 4.5,测定摩擦系数的方法 §4.6塑性加工的工艺润滑

第4章 金属塑性加工的摩擦与润滑 §4. 1 概述 §4. 2 金属塑性加工时摩擦的特点及作用 §4. 3 塑性加工中摩擦的分类及机理 §4. 4 摩擦系数及其影响因素 §4. 5 测定摩擦系数的方法 §4. 6 塑性加工的工艺润滑

4.1概述 金属塑性加工中是在工具与工件相接触的条件 下进行的,这时必然生阻止金属流动的摩擦 为。这种发生在工件和工具接触面间,阻碍金 属流动的摩擦,称外摩擦。由子摩擦的作用, 工具产生磨损,工件被擦伤;金属变形力、能 增加造成金属变形不均;严重时使工件出现裂 纹,还要定期更换工具。因此,塑性加工中 须加以润滑 润滑技术的开发能促迸金属塑性加工的发展 随着压力加工新技术新材料新工艺的出现,必 将要求人们解决新的润滑问颗

§4.1 概述 ➢ 金属塑性加工中是在工具与工件相接触的条件 下进行的，这时必然产生阻止金属流动的摩擦 力。这种发生在工件和工具接触面间，阻碍金 属流动的摩擦，称外摩擦。由于摩擦的作用， 工具产生磨损，工件被擦伤；金属变形力、能 增加造成金属变形不均；严重时使工件出现裂 纹，还要定期更换工具。因此，塑性加工中， 须加以润滑。 ➢ 润滑技术的开发能促进金属塑性加工的发展。 随着压力加工新技术新材料新工艺的出现，必 将要求人们解决新的润滑问题

§4.2金属塑性加工时摩擦 的特点及作用 塑性减形时摩擦的特点 在高压下产生的摩擦 较高温度下的摩擦 摩擦副(金属与工具)的性质相差大 在接触面上各点的摩擦也不一样

§4.2 金属塑性加工时摩擦 的特点及作用 塑性成形时摩擦的特点 ➢在高压下产生的摩擦 ➢较高温度下的摩擦 ➢摩擦副（金属与工具）的性质相差大 ➢在接触面上各点的摩擦也不一样

款外摩擦在压力加工中的作用 享擦的不利方面 改变物体应力状态使变形和能耗增加 引起工件变形与应力分布不均勻 恶化工件表面质量,加速模具磨损,降低 工具寿命 摩擦的利用 例如,用增大摩擦改善咬入条件,强化轧 制过程;增大沖头与板片间的摩擦,强化 工艺,减少起皱和撕裂等造成的废品

外摩擦在压力加工中的作用 摩擦的不利方面 ➢ 改变物体应力状态，使变形力和能耗增加 ➢ 引起工件变形与应力分布不均匀 ➢ 恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低 工具寿命 摩擦的利用 例如，用增大摩擦改善咬入条件，强化轧 制过程；增大冲头与板片间的摩擦，强化 工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品

§43塑性加工中摩 擦的分类及机理 外摩擦的分类 摩擦机理 午摩擦 分子吸附说 流体摩擦 表面凸凹学说 边界摩擦

§4.3 塑性加工中摩 擦的分类及机理 外摩擦的分类 ➢ 干摩擦 ➢ 流体摩擦 ➢ 边界摩擦 摩擦机理 ➢ 分子吸附说 ➢ 表面凸凹学说

塑性加工时接触表面摩擦力的计算 在计算金属塑性加工时的摩擦力时,分下列 三种情况考慮 库仑摩擦条件 这时不考虑接触面土的粘合现象(即全滑动),认 为摩擦每合库仑定律。其内容如下 摩擦力与作用于摩擦表面的垂直压力成正比例, 与摩擦表面的大小无关 2)摩擦力与滑动速度的大小无关; 3)静摩擦系数大于动摩擦系数

塑性加工时接触表面摩擦力的计算 在计算金属塑性加工时的摩擦力时，分下列 三种情况考虑 1．库仑摩擦条件 这时不考虑接触面上的粘合现象（即全滑动），认 为摩擦符合库仑定律。其内容如下： （1）摩擦力与作用于摩擦表面的垂直压力成正比例， 与摩擦表面的大小无关； （2）摩擦力与滑动速度的大小无关； （3）静摩擦系数大于动摩擦系数

其数学表达式为 F=AN或=a 式中P摩擦力 外摩擦系数 垂直于接触面正压力 a接触面上的正应为 接触面上的摩擦切应力, 由于摩擦系数为常数(由实验确定),故又称 常摩擦系数定律。对于像拉拔及其他润滑效果较 好的加工过程,此定律较适用

其数学表达式为： 或 式中 F——摩擦力； ——外摩擦系数； N——垂直于接触面正压力； ——接触面上的正应力； ——接触面上的摩擦切应力。 由于摩擦系数为常数（由实验确定），故又称 常摩擦系数定律。对于像拉拔及其他润滑效果较 好的加工过程，此定律较适用。 F = N  N  =   N 

最大摩擦条件 当接触表面没有相对滑动,完全处于粘合状 时,单位享擦力(口)于变形金属流动 时的临界切应力即 k 3,摩擦力不变杀件 认为接触面间的摩擦力,不随正压力大小而变。 其单位摩擦力是常数,即常擦力定律,其表达 式为 了=mk式中,m为摩擦因子

2．最大摩擦条件 当接触表面没有相对滑动，完全处于粘合状 态时，单位摩擦力（ ）等于变形金属流动 时的临界切应力k，即： = k 3．摩擦力不变条件 认为接触面间的摩擦力，不随正压力大小而变。 其单位摩擦力是常数，即常摩擦力定律，其表达 式为： =m·k 式中，m为摩擦因子   

44座擦系数及其形响因素 摩擦系数随金属性质、工艺条件、表面状态、单 压力及所来用润洲剂的种类与性能等而不后 其生要影响园素有 金属的种类和化学成分 工具材料及其表状恋 3.接触面上的单位压力 变形温度 5变形速度 6润滑剂

§4.4 摩擦系数及其影响因素 摩擦系数随金属性质、工艺条件、表面状态、单 位压力及所采用润滑剂的种类与性能等而不同。 其主要影响因素有： 1 .金属的种类和化学成分 2.工具材料及其表面状态 3. 接触面上的单位压力 4 .变形温度 5.变形速度 6 .润滑剂

摩擦》 系数p08 005 图46年压力对摩擦系数的影响

0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 200 600 1000 1400 1800 2200 N/mm2 摩 擦 系数μ 0.14 图4-6 正压力对摩擦系数的影响