当前位置: 首页 > >

金属塑性加工中的摩擦与润滑(不讲)概要

发布时间:

复*提问 1.用单向拉伸法和单向压缩法所测定的变形抗力 是否相同,试分析其原因? 2. 为何变形温度对变形抗力的影响呈e指数关系? 4 金属塑性加工中的摩擦与润滑 4.1金属塑性加工中摩擦的特点与作用 一、塑性加工中摩擦的特点 1.与机械摩擦相比特点如下: (1)工具与工件接触面上的单位压力大。 (2)接触表面不断更新和扩大。 (3)接触表面温度较高。 (4)作为摩擦对的工具与工件性质差别大。 2.塑性加工中的摩擦作用 摩擦引起的不良后果如下: (1)引起变形和能耗增加。 (2)摩擦引起变形不均匀及许多不良后果。 (3)引起工具磨损,缩短工具寿命。 某些情况下,摩擦也起着有益作用: 例如:轧制时增加摩擦可改善轧辊咬入轧件的条件 以增大每道压下量。 4.2 摩擦理论 可分为三种基本类型:干摩擦、液体摩擦和边界摩擦 。 一般都属于滑动摩擦。 一、干摩擦理论 1.干摩擦定义:指工件与工具接触面间没有任何 其它介质和薄膜,仅是其金属与金属之间的摩擦。 2.干摩擦理论:机械摩擦理论、粘着摩擦理论和 分子机械摩擦理论。 二、液体摩擦理论 1.液体摩擦定义:工具与工件的接触面间被润 滑油完全隔开,两表面的相对滑动阻力只与液体 的性质和速度梯度有关,而与接触面状态无关时 ,这种摩擦称为液体摩擦。 Tt ? s 2.液体动压润滑理论 (1)液体摩擦定律 各流层因相对运动而产生的摩擦力称为内摩擦 力。此内摩擦力Tt 与层间接触面积S及相对速度dv成 正比,而与层间距离dz成反比,即 Tt=ηs dv dz 或 t= τ Tt η? s dv dz (2)雷诺方程 雷诺方程是液体动压润滑理论基础。它是从粘性 流体力学的基本方程出发作了一定的假设而导出的微 分方程。 三、边界摩擦理论 1.边界摩擦定义:工具与工件的接触面间仅存在 厚度小于1μm的润滑剂吸附层的润滑摩擦称为边界摩 擦或吸附摩擦。 2.边界摩擦理论 在此摩擦条件下,接触面上的摩擦力显然比液体 摩擦大,而比干摩擦小。影响边界摩擦的主要因素, 是边界润滑膜的性质和它与金属表面的结合强度,如 吸附能力越强,则效果将更为显著。因此,接触表面 的压力、温度等是选择合适润滑膜的重要条件。 4.3 影响摩擦系数的主要因素 1.工具表面状态和材质的影响 2.金属化学成分的影响 3.加工温度的影响 4.加工速度的影响 5.润滑剂种类的影响 6.压下率的影响 7.其它因素的影响 4.4 减少摩擦的技术措施 一、工具材料和表面状态 1.对于使用条件苛刻的加工工具如拉丝模常使用 硬的、与工件金属难以粘着的硬质合金或金刚石; 2.一般工具材料表面上复以硬的并难以和工件金 属粘着的物质如镀硬质铬、用钛或钒的碳化物做皮 膜等; 3.在塑性冷加工时,工具表面应进行精加工,而 且在使用中时常要进行再研磨以去掉粘着层。 二、材料的形状和表面状态 1.坯料精加工前应进行合理的预成形,精加工道 次工件的变形量适当减小。 2.工具和工件间适当留有间隙以便多含润滑剂或 在坯料的表面设计成凹面以便多贮润滑剂; 3. 工具的表面精酸洗和抛丸使之有微细的凹坑以贮存润滑 剂。 三、润滑剂 1.固体与熔体润滑剂 在接触表面用液体不能形成很厚的润滑层以及加 工温度较高时由于油的分解、蒸发、燃烧和失去粘度 的情况下,使用固体和熔体润滑剂。 (1)固体润滑剂 一般说来凡剪切强度比工件金 属小的任何物质,原则上都可以作为固体润滑剂。 (2)熔体润滑剂 钢铁材料及一些合金,在热锻 和热挤压过程常用玻璃作为润滑剂。 2.液体润滑剂 (1)优点: 价格便宜;易涂布;破裂的润滑膜易修复;对工 具有冷却作用;制品表面光整等。 (2)分类: 矿物润滑油; 动植物润滑油; 合成润滑油。 ?max ? arc cos 4.5 轧制时摩擦系数 一、摩擦系数的测定方法 1.最大咬入角法: 根据 ?b ? tan ?max 便可求出 ?b 而 ?max ? arc cos ? ?hmax ? ?1 ? ? D ? ? 2.轧件强迫制动法 在轧件后端作用一制动力Q,强迫轧件在转 动的轧辊间停下来,在开始打滑瞬间测定制动 力Q和轧制力P。 ? 2 Q ? tan ? 2 P ?s ? Q 1? tan ? 2P 式中φ在计算中常取φ= ? 2 3.轧制力矩法 测定前滑为零时的纯轧力矩M和轧制力P, 按下式计算: 另外还有一种方法,即 4.圆环镦粗法 2M ?s ? DP 三、估算摩擦系数的方法 1.热轧时的摩擦系数 艾克隆德公式 f ? K1 K 2 K( t) 3 1.05 ? 0.0005 上式中 K1——轧辊材质影响系数,对于钢轧辊=1.0,铸铁 轧辊=0.8; K2——轧制速度影响系数,可按实验曲线图确定; K3——轧件材质影响系数,可据实验数据选取; t ——轧制温度(700~1200℃之间适用)。 v 2.冷轧时的摩擦系数 ? ? 0.1v 2 f ? K ?0.07 ? 2? ( 2 1 ? v ) ? 3 v ? ? 式中 K一一润滑剂的种类与质量的影响系数, v——轧制速度,米/秒。 小结 1简述塑性加工中摩擦的特点。 2.简述摩擦的作用及减小摩擦的方法。 3.简述摩擦的基本理论和一些常用的润滑剂。



友情链接: