塑性成形中常用的摩擦力计算模型

在塑性成形中，应用摩擦因数和摩擦因子，通常采用三种摩擦模型来计算摩擦力。

1.库仑摩擦模型

不考虑接触面上的粘合现象，认为单位面积上的摩擦力与接触面上的正应力成正比，即：

τ=μσ_N （1-6-4）

式中 τ——接触面上的摩擦切应力；

σ_N——接触面上的正应力；

μ——摩擦因数。

摩擦因数应根据试验来确定。在该模型的应用中必须注意，摩擦切应力并不能随着接触面上正应力的增大而无限地增大。当τ=τ_max=K时，接触面将产生塑性流动，摩擦力将不再增大。该模型适用于三向压应力不太大、变形量小的冷成形工序。(www.xing528.com)

2.最大摩擦模型

成形过程中，当接触表面没有相对滑动，完全处于粘合状态时，摩擦切应力等于变形材料的最大切应力K，即：

式中 S——塑性变形的流动应力。

根据屈服准则，在轴对称变形情况下，τ=0.5S；在平面变形情况下，τ=0.577S。在热成形中，常应用该模型。

3.常摩擦模型

成形过程中，认为接触面上的摩擦力不变，单位摩擦力是常量，与变形金属的流动应力成正比，计算公式采用式（1-6-2）或式（1-6-3）。与最大摩擦模型对比可知，当μ′=0.5或μ′=0.577时，两模型完全一致。应用该模型时应注意，不同的成形条件下相当摩擦因数分别应满足μ′≤0.5～0.577。该模型适用于摩擦因数低于最大值的三向压应力显著的塑性成形过程，如挤压、变形量大的镦粗及模锻等。