第四篇摩擦学.pptx
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1、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
2、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不断更新,且各点的摩擦也不一样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。Conform 连续挤压连续挤压 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
3、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: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。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
4、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:=mk 式中,m为摩擦因子 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0.130.120.110.100.090.080.070.060.050.040.030.020.0102006001000140018002200N/mm2摩 擦系数0.1
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