5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论.pdf

5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 5.2.1 摩擦的分类摩擦的分类 按性质可分为：按性质可分为： 干摩擦干摩擦 边界摩擦边界摩擦 流体摩擦流体摩擦 a)干摩擦b)边界摩擦c)流体摩擦 干摩擦干摩擦 金属与工具的接触表面之间金属与工具的接触表面之间不存任何外来介质不存任何外来介质，即，即金属与金属金属与金属 直接接触时所产生的摩擦直接接触时所产生的摩擦。 绝对的干摩擦是不存在的绝对的干摩擦是不存在的, ,如如氧化膜气体或灰尘。氧化膜气体或灰尘。 所以，通常的所以，通常的干摩擦干摩擦是指是指不加润滑剂的摩擦状态不加润滑剂的摩擦状态 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 流体摩擦流体摩擦 当金属与工具表面之间上当金属与工具表面之间上加入润滑层较厚加入润滑层较厚，摩擦副在相互运动中摩擦副在相互运动中不不 直接接触直接接触，完全由润滑油膜隔开完全由润滑油膜隔开，摩擦发生在流体内部分子之间摩擦发生在流体内部分子之间。 摩擦力大小摩擦力大小与接触面的表面状态无关与接触面的表面状态无关，与流体的粘度与流体的粘度、速度梯度等速度梯度等 因素有关因素有关。 流体摩擦的流体摩擦的摩擦系数很小摩擦系数很小。 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 边界摩擦边界摩擦 随着随着接触压力的增加接触压力的增加，坯料表面，坯料表面凸起部分被压平凸起部分被压平，润滑剂被挤入凹坑润滑剂被挤入凹坑 中中，被，被封存封存在里面，这时在在里面，这时在压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑压平部分与模具之间存在一层极薄的润滑 膜膜，这种，这种润滑膜一般是一种流体的润滑膜一般是一种流体的单分子膜单分子膜，接触表面就处在被这种，接触表面就处在被这种 单分子膜隔开的状态，这种单分子膜润滑的状态称为单分子膜隔开的状态，这种单分子膜润滑的状态称为边界润滑边界润滑。 坯料与工具之间的坯料与工具之间的接触表面厚度小于接触表面厚度小于1m1m润滑膜润滑膜润滑摩擦状态。润滑摩擦状态。 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 实际塑性成形过程中实际塑性成形过程中，往往是上述三种摩擦共存的往往是上述三种摩擦共存的混合摩擦混合摩擦。 干摩擦干摩擦 流体摩擦流体摩擦 边界摩擦边界摩擦 半干摩擦：边界摩擦与干摩擦半干摩擦：边界摩擦与干摩擦 的混合状态的混合状态 半流体摩擦：流体摩擦与边界半流体摩擦：流体摩擦与边界 摩擦的混合状态摩擦的混合状态 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 5.2.2 摩擦力的计算摩擦力的计算 工具与坯料接触面的摩擦力采用三种假设。工具与坯料接触面的摩擦力采用三种假设。 （1）库伦摩擦条件）库伦摩擦条件 （2）最大摩擦条件）最大摩擦条件 （3）摩擦力不变条件）摩擦力不变条件 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） （1）库伦摩擦条件）库伦摩擦条件 1.1. 摩擦力的大小摩擦力的大小与与接触表面间的法向载荷接触表面间的法向载荷成正比成正比，摩擦力方向摩擦力方向总是与接总是与接 触面积触面积相对运动方向相对运动方向相反相反； 2.2. 摩擦力的大小摩擦力的大小与接触面积间的与接触面积间的相对滑动速度相对滑动速度无关无关，静摩擦系数大于动，静摩擦系数大于动 摩擦系数。摩擦系数。 3.3. 摩擦力的大小摩擦力的大小与与名义接触面积名义接触面积无关无关； 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 （1）库伦摩擦条件）库伦摩擦条件 F = N或或 =n 式中式中 F为摩擦力；为摩擦力； 为外摩擦系数；为外摩擦系数； N为垂直于接触面正压力；为垂直于接触面正压力； n为接触面上的正应力；为接触面上的正应力； 为接触面上的摩擦切应力。为接触面上的摩擦切应力。 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 （2）最大摩擦条件）最大摩擦条件 当接触表面当接触表面没有相对滑动没有相对滑动，完全处理，完全处理粘合状态粘合状态时，单位摩擦力时，单位摩擦力等于等于金属金属 变形流动时的临界切应力变形流动时的临界切应力 = k 根据塑性条件根据塑性条件 轴对称情况下，轴对称情况下， k=0.5T 平面变形时，平面变形时，k=0.577T 式中：式中：T为材料真实应力为材料真实应力 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） （3）摩擦力不变条件（也称常摩擦力条件）摩擦力不变条件（也称常摩擦力条件） 接触面间的接触面间的摩擦力不随正压力大小而变摩擦力不随正压力大小而变。其单位摩擦力。其单位摩擦力是常数，即表达是常数，即表达 式为：式为： = mk 当当m=1时，与最大摩擦力条件一致时，与最大摩擦力条件一致 式中：式中：m为摩擦因子，为摩擦因子，m=01 5.2 金属塑性加工中的摩擦与润滑理论金属塑性加工中的摩擦与润滑理论 再再见！见！