Внешним трением называют такое явление, когда при перемещении од­ного тела по поверхности другого возникает сопротивление движению.

Различают два вида трения: качения и скольжения. Для процессов ОМД ха­рактерно трение скольжения.

При взаимодействии деформируемой заготовки с инструментом на контакт­ных поверхностях возникают силы трения, которые оказывают исключительно большое влияние на силовой режим деформации, характер формоизменения, износ инструмента, качество деталей.

Трение в процессах обработки металлов давлением имеет свои особенности.

Для осуществления деформации металла при наличии трения необходимо Приложить усилие больше требуемого естественной прочности металла в дан­ных условиях, т. е. сопротивления деформации. Как правило, чем больше тре­ние, тем большее усилие нужно для деформации и тем больше расход энергии на деформацию.

Используя различные способы снижения сил трения, можно уменьшить уси­лие деформации в 5...10 раз, а износ в 100...1000 раз.

Трение приводит к износу и неравномерной выработке инструмента как в ре­зультате непосредственно износа, так и вследствие нагрева. Дефекты инстру­мента портят поверхность металла.

Трение является одной из причин неравномерности деформации. Трение соз­дает или усиливает неоднородность деформации. В частях деформированного тела, расположенных вблизи поверхности действие сил трения, затрудняющих

Деформацию, больше, чем в частях, удаленных от контакта с инструментом. Условия контактного трения могут коренным образом изменять характер формоизменения при деформации с двумя степенями свободы течения металлов. Например, осадка кольцевой заготовки на шероховатых бойках приводит к уменьшению диаметра отверстия, а осадка на гладких смазанных бойках - к его

I увеличению.

Контактное трение вызывает необходимость применения смазок. Это услож - - г няет технологический процесс.

Однако однозначно сказать, что трение в процессах обработки металлов дав­лением играет только отрицательную роль нельзя. При полном отсутствии тре­ния невозможно осуществить такой процесс как прокатили в некоторых случа­ях проводят мероприятия, повышающие трение. Трение во многих процессах обеспечивает состояние всестороннего сжатия.

Влияние контактного трения на процесс штамповки толсто­листовых изделий сказывается не столько на увеличении необхо­димого усилия, сколько на качестве отштампованной детали. В случаях плохо подобранной смазки, неправильного контакта инструмента с деформируемой заготовкой на поверхности го­тового изделия появляются надиры с глубокими рисками, наво­лакивание и сдвиги металла, утонения, рванины и даже разрыв сплошности, что приводит к браку. Вместе с aтем иногда контакт­ное трение крайне необходимо для устранения возможности появ­ления бухтовин, складок и тому подобных дефектов.

Величина коэффициента трения определяется главным обра­зом состоянием поверхности деформируемой заготовки и инстру­мента, температурно-скоростным режимом при штамповке заго­товки, физико-химическим составом последнего, зазором между матрицей и пуансоном, смазочным материалом, применяемым при смазке. Кратко рассмотрим влияние каждого фактора.

При определении влияния контактных поверхностей следует учитывать их физико-химическое и механическое состояния. В ре­зультате взаимодействия соприкасающихся поверхностей под большим давлением происходит возбуждение элементарных ка­сательных сил в каждой точке, появляются касательные напря­жения на всей контактной поверхности, направленные в сторону, противоположную действию деформирующих сил. Совершенно очевидно, что распределение сил трения на контактной поверх­ности неравномерное, вследствие чего появляется неоднородность деформации. Это нарушает степень упрочнения и разупрочнения в различных точках контактирования, что приводит также к не­однородности их действия и в конечном итоге к изменению схемы напряженного состояния. Усилие деформирования может уве­личиться в несколько раз. В результате преодоления контактного трения значительно повышается температура, что очень плохо влияет на инструмент и значительно повышает его износ. Основ­ной фактор, вызывающий увеличение трения, - состояние по­верхности рабочего инструмента, в особенности в местах сопри­косновения инструмента с изделием при максимальных скоростях движения и давлении последнего. Например, в вытяжных штампах максимальная величина контактного трения всегда на­ходится на вытяжном ребре матрицы. Поэтому качество обра­ботки поверхности, качество материала имеет первостепенное значение.

Необходимо поверхности тщательно шлифовать вдоль движения заготовки и производить упрочнение поверхности методом накатки или дробеструйной обработки.

Е. П. Унксов установил, что состояние контактной поверхности деформируемого тела имеет большое значение в начальной стадии деформирования, так как при последующем деформировании го­рячего металла его поверхность сглаживается, и контактное трение резко снижается.

Физико-химическое состояние поверхности имеет существенное значение. Особенно увеличивается коэффициент трения тогда, когда поверхность загрязняется окислами, появляется науглероженный слой, или когда у некоторых металлов, например у ти­тановых сплавов, появляется при нагреве так называемый альфированный слой.

Вместе с тем многими исследователями установлено, что очень тонкие поверхностные окислы благоприятно влияют на сни­жение коэффициента трения и только с увеличением толщины пленки могут увеличивать величину трения.

На величину коэффициента трения также значительно влияет температура деформации.

Исследования И. М. Павлова и других ученых пока­зали, что при холодной деформации коэффициент трения наи­меньший; при повышении температур деформации до опреде­ленного предела коэффициент трения быстро возрастает, а затем снижается.

В. П. Северденко и Е. С. Воячек установили два максимума при деформировании углеродистых сталей - при температуре 450 - 500° С и 900 - 1050° С. Это явление В. П. Северденко объясняет фазовыми изменениями окалины.

Е. П. Унксов объясняет снижение за вторым максимумом коэффициента трения увеличением пластичности и падением на­пряжения текучести при высоких температурах. Скорость скольжения металла по поверхности штампа также оказывает влияние, т. е. при ее увеличении коэффициент трения на контакт­ной поверхности снижается до 20 - 25%.

Таким образом, при выборе технологического процесса горя­чей штамповки необходимо учитывать все факторы, влияющие на коэффициент трения на контактных поверхностях. В начале про­цесса необходимо коэффициент трения на контактной поверхности заготовки и фланца иметь максимальным, а когда заготовка начнет контактироваться с вытяжным ребром, коэффициент трения дол­жен иметь минимальную величину, равно как и при последующем движении заготовки по рабочей поверхности матрицы.