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液压成形中的摩擦学条件影响因素、摩擦状态、滑动速度及应力状态

2019-11-26
摘要:与冲压工艺相比,内高压下的高表面应力和接触应力以及整个工件的分布塑性变形使液压成形的摩擦学条件更加苛刻。本文兴迪源机械带来液压成形中的摩擦学条件影响因素、摩擦状态、滑动速度及应力状态。

  与冲压工艺相比,内高压下的高表面应力和接触应力以及整个工件的分布塑性变形使液压成形的摩擦学条件更加苛刻。液压成形的接触应力水平明显高于冲压成形,但它们的含量并没有锻造过程中的高。因此,在设计过程中,应非常仔细地考虑表面状况、涂层、润滑剂和模具寿命问题。本文兴迪源机械带来液压成形中的摩擦学条件影响因素、摩擦状态、滑动速度及应力状态。

  一、液压成形中的摩擦学条件影响因素:

  液压成形中的摩擦学条件,与任何典型的金属成形过程一样,主要受以下因素的影响:

  (a)管子和模具的表面状况,

  (b)接触面积和相关应力状态,

  (c)表面压力,

  (d)滑动速度,

  (e)管和模具材料及其机械性能,

  (f)接触温度,

  (g)模具涂层,

  (h)分模线的定位。

  具有特别长且具有不同横截面的结构框架部件需要大量轴向进给,以便在不花费太多或过薄的情况下形成模腔。

  二、液压成形中的摩擦状态、滑动速度及应力状态:

  从圆形到矩形的大量横截面变化要求对拐角成形和材料移动的阻力最小。这种情况下的摩擦问题变得至关重要。选择合适的润滑剂和模具涂层是克服滑动摩擦、防止粘结和擦伤以减少刀具磨损、轴向力和过薄的重要措施。一般来说,在典型的液压成形过程中,根据金属流动的不同,在零件到模具的界面处确定了三种主要的摩擦状态、滑动速度和应力状态。

  这些摩擦状态和随后的摩擦系数随位置和时间不断变化,可描述如下(图1:18):(Prier和Schmoeckel,1999;Koc和Altan,2001):

1

  (a)管和模具表面所在的导向区内的摩擦接触压力和直轴压缩。材料的轴向移动与膨胀(圆周运动)相比非常迅速,材料移动速率可以在50和100 MMS-1之间变化。介质表面压力大,滑动速度快,轴向压力高,表面膨胀有限;

  (b)弯曲零件和模具表面为在接触压力下,存在三轴应力状态。与导向区相比,材料的运动速度较慢,表面膨胀或收缩,滑动速度小于引导区,但轴向之间某处仍有可观的应力压力和拉伸环向应力,管内拉伸应力为环向方向;

  (c)轴向进给的膨胀和校准区域的摩擦可忽略不计且存在双轴应力状态;与轴向运动相比,材料在圆周方向上的运动占主导地位;拉应力普遍存在(轴向和环向),滑动速度小,表面增大。

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