金属塑性成形原理 教学课件 作者 俞汉清 西北工大 等编 第四章 金属塑性成形中的摩擦_.ppt

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1、第四章金属塑性成形中的摩擦第一节金属塑性成形中摩擦的特点和影响第二节塑性成形中摩擦的分类和机理第三节描述接触表面上摩擦力的数学表达式第四节影响摩擦系数的主要因素第五节测定外摩擦系数的方法第六节塑性成形中的润滑第七节不同塑性成形条件下的摩擦系数第一节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

2、力和残余应力；3．降低模具寿命。第二节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＝μPn或τ＝μσn式中T——摩擦力；τ——摩擦切应力；σn——接触面上的正压应力；μ——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。第三节描述接触表面上摩擦力的数学表达式二．常摩

3、擦力条件这一条件认为，接触面上的摩擦切应力τ与被加工金属的剪切屈服强度K成正比，即τ＝mK式中m——摩擦因子，取值范围为0≤m≤1。若m=1，即τ＝τmax＝K，这称为最大摩擦力条件。在热塑性变形时常采用该模型第四节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。第五节测定外摩擦系数的方法圆环镦粗法测定摩擦系数——将

4、一定尺寸的圆环试样（如外径：内径：高为φ40:20:10或φ20:10:7）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

5、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。第六节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·塑性成形中常用的润滑剂三·润滑剂中的添加剂四·塑性成形时的润滑方法拉拔时流体强制润滑第七节不同塑性

6、成形条件下的摩擦系数见课本158页表