Зависимость сил трения от основных технологических параметров.

В учебной и технической литературе подробно описано влияние различных технологических параметров на величину трения скольжения и коэффициент трения.

Влияние шероховатости поверхности инструмента. Параметр шероховатость поверхности инструмента определяется ГОСТ 2789-73 и в процессах ОМД интервал состояния поверхности инструмента находится в пределах от 2-3 класса чистоты обработки при получении полупродукта с относительно грубой поверхностью (средняя высота микронеровностей R_z от 160 до 40 мкм, при этом чем меньше число, обозначающее класс шероховатости, тем грубее поверхность) до 8-10-го класса чистоты обработки для процессов холодной прокатки листов и труб, волочения, листовой штамповки (средняя высота микронеровностей R_z от 1,6 до 40 мкм).

Шероховатость инструмента может быть переменной вдоль разных направлений контакта, что вызывает анизотропию трения – различие в величине контактных сил трения по разным направлениям, при этом, величина коэфффициента трения вдоль направления механической обработки инструмента примерно на 20% меньше, чем в поперечном направлении.

Влияние давления на величину коэфффициента трения (ƒ) может быть различным в зависимости от условий деформации. При определенных условиях ƒ слабо зависит от давления и выполняется закон Амонтона (при деформации инструментом с гладкой поверхностью и маловязкой смазкой); в других случаях ƒ может либо возрастать (при холодной обработке на гладком инструменте и применением вязкой активной смазки), либо снижаться при увеличении давления – при жестких условиях трения (большая шероховатость поверхности инструмента, отсутствие смазки и т. д.).

Влияние смазки на величину трения показано на рис. 6. Действие смазки тем эффективнее, чем толще разделительный слой. Факторы, способствующие повышению разделительного слоя: увеличение вязкости смазки, улучшение условий попадания и сохранения смазки на контакте снижают силы трения. Добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), прочно сцепляющихся с поверхностью инструмента, повышают сопротивление смазочного слоя вытеснению с контакта и разрушению, позволяют практически исключить появление участков сухого трения и также способствуют снижению сил трения.

Влияние температуры обрабатываемого материала на величину силы трения (коэф­фициент трения) очень сложное. При изменении температуры изменяются сопротивление деформации, физико-химические свой­ства окалины, образующей промежуточный слой между метал­лом и инструментом. Поэтому при определении зависимости коэффициента трения от температуры получают различные дан­ные. Однако установлено, что при нагревании коэффициент тре­ния сначала растет, достигает максимального значения, затем уменьшается (рис.7)

Рис.6. Влияние смазки на величину трения	Рис.7. Влияние температуры на величину трения

Такой ход зависимости можно объяс­нить тем, что вначале коэффициент трения растет в связи с окис­лением поверхности; в этом интервале температур образуется твердая окалина, повышающая коэффициент трения. При даль­нейшем повышении температуры происходит размягчение окали­ны и она начинает играть роль смазки. Максимального значения коэффициент трения для стали достигает при температуре при­мерно 800—900° С (по данным некоторых исследователей 800— 1050°С).

С увеличением скорости относительного скольжения при су­хом и полусухом трении коэффициент трения снижается.