摩擦与润滑整理1-6

+1.1外摩擦：发生在工件和工具接触面之间，阻碍金属流动的摩擦，称外摩擦，是影响材料变形的重要因素之一。

+1.2研究摩擦的意义：全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉，失效零件的80%是由于磨损造成的。因此，发展摩擦学可以有效的节约能源。

++2.1 金属塑性成形中摩擦的特点和作用如何？（填空、简答）

金属塑性成形中摩擦的特点:

（1）在高压下产生的摩擦。塑性成形时接触表面上的单位压力很大。高的面压使润滑剂难以带入或易从变形区挤出，使润滑困难及润滑方法特殊；（2）较高温度下的摩擦。塑性加工时界面温度条件恶劣。高温下的金属材料，除了内部组织和性能变化外，金属表面要发生氧化，给摩擦润滑带来很大

影响；

（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦。在塑性变形过程中由于高压下变形，会不断增加新的接触表面，使工具与金属之间的接触条件不断改变。接触面上

各处的塑性流动情况不同，有的滑动，有的粘着，有的快，有的慢，因而

在接触面上各点的摩擦也不一样；

（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大。一般工具都硬且要求在使用时不产生塑性变形；而金属不但比工具柔软得多，且希望有较大的塑性变形。金属塑性成形中摩擦的作用：

（1）摩擦的不利方面：（a）改变物体应力状态，使变形力和能耗增加；（b）引起工件变形与应力分布不均匀；（c）恶化工件表面质量，加速模具磨

损，降低工具寿命，而且降低制品的表面质量与尺寸精度；

（2）摩擦的利用：例如，用增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；增大冲

头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。

2.2金属塑性成形中摩擦的类型及各自特征是什么？

（1）按产生摩擦的部位分类

外摩擦：摩擦与两物体接触部分的表面相互作用有关，而与物体内部状态无关；

内摩擦：阻碍同一物体各部分间相对移动的摩擦称为内摩擦。内摩擦一般发生在塑性变形工艺中。

（2）按摩擦副运动状态分为静摩擦和动摩擦

静摩擦：一物体沿另一物体表面有相对运动趋势时产生的摩擦称静摩擦。其随外力增大而增大，当外力增大到临界值时，静摩擦力达最大值，称最大

静摩擦力。外力超过最大静摩擦力时，物体才开始宏观运动。

动摩擦：一个物体沿另一个物体表面相对运动时产生的摩擦叫动摩擦。

通常认为静摩擦力大于动摩擦力

（3）按摩擦副运动形式分分类

滑动摩擦：物体接触表面相对滑动时的摩擦称为滑动摩擦。

滚动摩擦：在力矩作用下，物体沿接触表面滚动时的摩擦，叫做滚动摩擦。（4）按摩擦副的材质分为类

可分为各种金属材料之间、非金属材料之间以及各种金属材料与非金属材料、金属材料与弹性材料之间的摩擦等

（5）按摩擦副表面润滑状态分类

纯净摩擦：摩擦表面没有任河吸附膜或化合物存在时的摩擦称为纯净摩擦。这种摩擦只有在接触表面产生塑性变形(表而膜破坏)或在真空中摩擦时

才发生。

干摩擦：在大气条件下，摩擦表面间名义上没有润滑剂存在时金属与工具直接触的摩擦叫做干磨擦。

流体摩擦：相对运动的两物体表面完全被流体隔开时的摩擦称为流体摩擦。较厚薄膜，摩擦发生在流体内部，与接触表面状态无关。

边界摩擦：摩擦表面间有一层极薄的润滑膜存在时的摩擦称为边界摩擦，（较多）介于干摩擦与流体摩擦之间

混合摩擦：是过渡状态的摩擦，如半干摩擦和半流体摩擦。半干摩擦是指同时有边界摩擦和干摩擦的情况。半流体摩擦是指同时有流体摩擦和边界摩

擦的情况。

3.1金属表面层的结构组成如何？

多为晶体结构，宏观上通常假定为均匀组织、力

学性能各向同性，有内到外为：

金属材料的基体材料

变形层：加工过程中曾产生弹性变形与塑性变形，

有残余应力

加工硬化层：又称贝氏体层，道具切削热作用，

瞬间熔化流动，随即被基体冷寂淬火形成的微细晶质层或非晶层，硬度较高

氧化层：又称污染层

沉积吸附层：尘埃油污沉积，氧分子、水蒸气吸附

此外还有位错、杂质、台阶(生长台阶或解理台阶)等。

3.2形成金属表面不平的原因？（了解）

（1）金属材料结晶时，临近自由表面的晶粒容易伸出表面；

（2）金属板料塑性变形时，临近自由表面的晶粒在扭转或滑移中容易伸出表面；

（3）模具材料切削加工时，表面晶粒被撞击导致破碎而形成高低不平的表面；

4）受切削刀具机床振动的影响，模具表面形成表面的起伏不平。

3.3表面形状误差有哪几类？

1.宏观几何形状误差，即表面形状误差，如圆柱度、直线度等；

2.中间几何形状误差---表面波纹度，是指零件表面周期性重复出现的一种几何形状

误差 ；

3.微观几何形状误差---表面粗糙度，是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成

的微观几何形状特性。

注：表面粗糙度+波纹度+形状公差=实际表面形貌

++3.4何谓表面粗糙度？其表示方法有哪些（评定指标、符号）？★★★

表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，

分为宏观与微观两类。表示方法如下：

（1）轮廓算术平均偏差Ra ：取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值∑==n i z n 1

11Ra ，应用最广泛

（2）均方根偏差Rq ：轮廓图形上各点和中线之间距离平方的平均值的平方根

（3）微观不平度十点高度Rz ：标准长度l 内五个最高的轮廓峰高的平均值与五个

最低的轮廓谷深的平均值之和

（4）轮廓最大高度Ry ：在标准取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离（除

去特殊点）