4.3.2塑性加工时接触表面摩擦力的计算 根据以上观点,在计算金属塑性加工时的摩擦力时,分下列三种情况考虑 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 T=AO 式中P一摩擦力 外摩擦系数 №一垂直于接触面正压力; ax一一接触面上的正应力 r一一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(ˉ)等于变 形金属流动时的临界切应力k,即:
4-6 4. 3. 2 塑性加工时接触表面摩擦力的计算 根据以上观点，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 = N 或 N = （4. 1） 式中 F——摩擦力； ——外摩擦系数； N——垂直于接触面正压力； N ——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（ ）等于变 形金属流动时的临界切应力 k，即：
k (4.2) 根据塑性条件,在轴对称情况下,k=0.5σr,在平面变形条件下,k=0.5770r。 式中σr为该变形温度或变形速度条件下材料的真实应力,在热变形时,常采用 最大摩擦力条件。 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 式中,m为摩擦因子。(01.0) 对照(4.2)式与(4.3)式,当m=1.0时,两个摩擦条件是一致的。对于 面压较高的挤压、变形量大的镦粗、模锻以及润滑较困难的热轧等变形过程中, 由于金属的剪切流动主要出现在次表层内,I=s,故摩擦应力与相应条件下变 形金属的性能有关。 在实际金属塑性加工过程中,接触面上的摩擦规律,除与接触表面的状态(粗糙 度、润滑剂)、材料的性质与变形条件等有关外,还与变形区几何因子密切相关 在某些条件下同一接触面上存在常摩擦系数区与常摩擦力区的混合摩擦状态。这 时求解变形力、能有关方程的边界条件是十分重要的 4.4摩擦系数及其影响因素 4.4.1金属的种类和化学成分 摩擦系数随着不同的金属、不同的化学成分而异。由于金属表面的硬度、强 度、吸附性、扩散能力、导热性、氧化速度、氧化膜的性质以及金属间的相互结 合力等都与化学成分有关,因此不同种类的金属,摩擦系数不同。例如,用光洁 的钢压头在常温下对不同材料进行压缩时测得摩擦系数:软钢为0.17;铝为 0.18;α黄铜为0.10,电解铜为0.17,既使同种材料,化学成分变化时,摩擦
4-7 = k （4. 2） 根据塑性条件，在轴对称情况下，k=0.5 T ，在平面变形条件下，k=0.577 T 。 式中 T 为该变形温度或变形速度条件下材料的真实应力，在热变形时，常采用 最大摩擦力条件。 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 （4. 3） 式中，m 为摩擦因子。（0~1.0） 对照（4. 2）式与（4. 3）式，当 m=1.0 时，两个摩擦条件是一致的。对于 面压较高的挤压、变形量大的镦粗、模锻以及润滑较困难的热轧等变形过程中， 由于金属的剪切流动主要出现在次表层内， = s，故摩擦应力与相应条件下变 形金属的性能有关。 在实际金属塑性加工过程中，接触面上的摩擦规律，除与接触表面的状态（粗糙 度、润滑剂）、材料的性质与变形条件等有关外，还与变形区几何因子密切相关。 在某些条件下同一接触面上存在常摩擦系数区与常摩擦力区的混合摩擦状态。这 时求解变形力、能有关方程的边界条件是十分重要的。 4. 4 摩擦系数及其影响因素 4. 4. 1 金属的种类和化学成分 摩擦系数随着不同的金属、不同的化学成分而异。由于金属表面的硬度、强 度、吸附性、扩散能力、导热性、氧化速度、氧化膜的性质以及金属间的相互结 合力等都与化学成分有关，因此不同种类的金属，摩擦系数不同。例如，用光洁 的钢压头在常温下对不同材料进行压缩时测得摩擦系数：软钢为 0. 17；铝为 0.18； 黄铜为 0.10，电解铜为 0.17，既使同种材料，化学成分变化时，摩擦