專利名稱：金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬箔板摩擦系數(shù)測(cè)試裝置，具體涉及一種金屬箔板微成形摩擦 系數(shù)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
隨著構(gòu)件尺寸的微型化，表面積與體積比迅速增加，摩擦對(duì)微成形的影響明顯大 于傳統(tǒng)塑性變形，出現(xiàn)顯著的尺寸效應(yīng)。由于構(gòu)件尺寸非常微小，常規(guī)的摩擦系數(shù)測(cè)試裝置 根本無(wú)法進(jìn)行有效的測(cè)試，無(wú)法得到精準(zhǔn)的金屬箔板微成形中摩擦系數(shù)。例如，常用的銷盤 摩擦測(cè)試試驗(yàn)方法無(wú)法對(duì)特征尺寸小于1. 0mm、坯料存在大塑性變形的箔板微成形中的摩 擦進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的摩擦系數(shù)測(cè)試技術(shù)無(wú)法得到精準(zhǔn)的金屬箔板微 成形中摩擦系數(shù)的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置包括固定板、第一傳感 器、支架、第二傳感器、連接塊、固定塊、第一沖頭、第二沖頭、第一推板、第二推板、螺栓、彈 簧、兩個(gè)導(dǎo)向柱和兩條數(shù)據(jù)線，所述支架由直臂架和倒置U字型架由上至下制成一體，第一 傳感器的一端與直臂架的上端固定連接，第一傳感器的另一端與固定板固定連接，倒置U 字型架的第一側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面與第二傳感器的一端固定連接，第二傳感器的另一端通過(guò)連接 塊與固定塊固定連接，第一沖頭固定安裝在固定塊上，所述第一推板和第二推板分列在倒 置U字型架的第二側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)，倒置U字型架的第二側(cè)壁的上端和下端各開(kāi)設(shè)有一個(gè) 過(guò)孔，第一推板和第二推板通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)向柱連接，導(dǎo)向柱穿過(guò)過(guò)孔，第二推板的中部通過(guò)螺 栓與倒置U字型架的第二側(cè)壁螺紋連接，彈簧套裝在螺栓上，且彈簧位于倒置u字型架的第 二側(cè)壁與第二推板之間，螺栓用于推動(dòng)第一推板移動(dòng)，所述第二沖頭固定安裝在第一推板 上，金屬箔板夾持在第一沖頭和第二沖頭之間，第一傳感器用于測(cè)量金屬箔板的摩擦力，第 二傳感器用于測(cè)量金屬箔板所受正壓力，固定板固定安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架上，安裝在 第一沖頭和第二沖頭之間的金屬箔板長(zhǎng)度方向上的兩端由拉伸試驗(yàn)機(jī)的兩個(gè)夾頭夾緊，且 金屬箔板長(zhǎng)度方向上的兩端與拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭的夾持點(diǎn)和第一沖頭與第二沖頭的夾緊 點(diǎn)位于同一條直線上，第一傳感器和第二傳感器各通過(guò)一條數(shù)據(jù)線連接在拉伸試驗(yàn)機(jī)的數(shù) 據(jù)采集卡上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果本發(fā)明通過(guò)安裝第一傳感器和第二傳感器 對(duì)接觸摩擦力和正壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測(cè)量，能夠得到精準(zhǔn)的金屬箔板微成形中摩擦系數(shù)。 本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的主視圖，圖2是本發(fā)明的摩擦系數(shù)測(cè)試裝置與拉伸試驗(yàn)機(jī)15的位置連接關(guān)系圖，圖3是拉伸滑動(dòng)摩擦測(cè)試示意圖，圖4是圖1的a處局部放大 圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1-圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的金屬箔板微成形 摩擦系數(shù)測(cè)試裝置包括固定板1、第一傳感器2、支架3、第二傳感器4、連接塊5、固定塊6、 第一沖頭7、第二沖頭8、第一推板9、第二推板10、螺栓11、彈簧12、兩個(gè)導(dǎo)向柱13和兩條 數(shù)據(jù)線16，所述支架3由直臂架3-1和倒置U字型架3-2由上至下制成一體，第一傳感器2 的一端與直臂架3-1的上端固定連接，第一傳感器2的另一端與固定板1固定連接，倒置U 字型架3-2的第一側(cè)壁3-3的內(nèi)側(cè)面與第二傳感器4的一端固定連接，第二傳感器4的另 一端通過(guò)連接塊5與固定塊6固定連接，第一沖頭7固定安裝在固定塊6上，所述第一推板 9和第二推板10分列在倒置U字型架3-2的第二側(cè)壁3-4的內(nèi)外兩側(cè)，倒置U字型架3-2 的第二側(cè)壁3-4的上端和下端各開(kāi)設(shè)有一個(gè)過(guò)孔3-5，第一推板9和第二推板10通過(guò)兩個(gè) 導(dǎo)向柱13連接，導(dǎo)向柱13穿過(guò)過(guò)孔3-5，第二推板10的中部通過(guò)螺栓11與倒置U字型架 3-2的第二側(cè)壁3-4螺紋連接，彈簧12套裝在螺栓11上，且彈簧12位于倒置U字型架3-2 的第二側(cè)壁3-4與第二推板10之間，螺栓11用于推動(dòng)第一推板9移動(dòng)，所述第二沖頭8固 定安裝在第一推板9上，金屬箔板14夾持在第一沖頭7和第二沖頭8之間，第一傳感器2 用于測(cè)量金屬箔板14的摩擦力F，第二傳感器4用于測(cè)量金屬箔板14所受正壓力N，固定 板1固定安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)15的機(jī)架上，安裝在第一沖頭7和第二沖頭8之間的金屬箔板 14長(zhǎng)度方向上的兩端由拉伸試驗(yàn)機(jī)15的兩個(gè)夾頭15-1夾緊，且金屬箔板14長(zhǎng)度方向上的 兩端與拉伸試驗(yàn)機(jī)15的夾頭15-1的夾持點(diǎn)和第一沖頭7與第二沖頭8的夾緊點(diǎn)位于同一 條直線上，第一傳感器2和第二傳感器4各通過(guò)一條數(shù)據(jù)線16連接在拉伸試驗(yàn)機(jī)15的數(shù) 據(jù)采集卡15-2上。本實(shí)施方式的中的第一傳感器2和第二傳感器4均由美國(guó)Transcell公司生產(chǎn)， 拉伸試驗(yàn)機(jī)15為微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力精度為士 1%，位移測(cè)量精度 為士0.5%，速度精度為士 1%。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的第二傳感器4的中心 線、連接塊5的中心線、固定塊6的中心線、第一沖頭7的中心線、第二沖頭8的中心線、第 一推板9的中心線和第二推板10的中心線在同一條直線上。如此設(shè)置，得到的金屬箔板微 成形中摩擦系數(shù)更為精準(zhǔn)。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本發(fā)明的工作過(guò)程(參見(jiàn)圖1-圖4)試驗(yàn)時(shí)，將摩擦系數(shù)測(cè)試裝置通過(guò)固定板1 固定安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)15的機(jī)架上，金屬箔板14安裝在第一沖頭7和第二沖頭8之間， 旋轉(zhuǎn)螺栓11使第一推板9和第二推板10向倒置U字型架3-2的中心方向移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng) 第二沖頭8壓緊金屬箔板14，金屬箔板14所受正壓力N由第二傳感器4測(cè)量并傳遞給拉 伸試驗(yàn)機(jī)15的數(shù)據(jù)采集卡15-2上，當(dāng)達(dá)到所需壓力后，停止旋轉(zhuǎn)螺栓11 ；為了便于拉伸變 形進(jìn)行，金屬箔板14的長(zhǎng)度方向?yàn)樨Q直方向，安裝在第一沖頭7和第二沖頭8之間的金屬 箔板14的兩端由拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭15-1夾緊，并使金屬箔板14的兩端與拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾 頭15-1的夾持點(diǎn)和第一沖頭7與第二沖頭8的夾緊點(diǎn)位于同一條直線上，啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī) 15，上方的夾頭15-1向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)金屬箔板14發(fā)生變形，當(dāng)夾頭15-1施加在金屬箔板14上的拉應(yīng)力超過(guò)金屬箔板的材料屈服應(yīng)力后，產(chǎn)生塑性變形，從而出現(xiàn)較大變形量， 金屬箔板14與第一沖頭7和第二沖頭8之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致摩擦力出現(xiàn)，該摩擦力由 第一傳感器2測(cè)量并傳給拉伸試驗(yàn)機(jī)15的數(shù)據(jù)采集卡15-2上，金屬箔板14塑性變形量由 拉伸試驗(yàn)機(jī)15自帶位移測(cè)量系統(tǒng)獲得，這樣拉伸試驗(yàn)機(jī)15同步獲得摩擦力F、正壓力N和 塑性變形量，由摩擦系數(shù)公式P = F/(2N)，獲得大塑性變形條件下的摩擦系數(shù)y。
權(quán)利要求
一種金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于它包括固定板(1)、第一傳感器(2)、支架(3)、第二傳感器(4)、連接塊(5)、固定塊(6)、第一沖頭(7)、第二沖頭(8)、第一推板(9)、第二推板(10)、螺栓(11)、彈簧(12)、兩個(gè)導(dǎo)向柱(13)和兩條數(shù)據(jù)線(16)，所述支架(3)由直臂架(3 1)和倒置U字型架(3 2)由上至下制成一體，第一傳感器(2)的一端與直臂架(3 1)的上端固定連接，第一傳感器(2)的另一端與固定板(1)固定連接，倒置U字型架(3 2)的第一側(cè)壁(3 3)的內(nèi)側(cè)面與第二傳感器(4)的一端固定連接，第二傳感器(4)的另一端通過(guò)連接塊(5)與固定塊(6)固定連接，第一沖頭(7)固定安裝在固定塊(6)上，所述第一推板(9)和第二推板(10)分列在倒置U字型架(3 2)的第二側(cè)壁(3 4)的內(nèi)外兩側(cè)，倒置U字型架(3 2)的第二側(cè)壁(3 4)的上端和下端各開(kāi)設(shè)有一個(gè)過(guò)孔(3 5)，第一推板(9)和第二推板(10)通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)向柱(13)連接，導(dǎo)向柱(13)穿過(guò)過(guò)孔(3 5)，第二推板(10)的中部通過(guò)螺栓(11)與倒置U字型架(3 2)的第二側(cè)壁(3 4)螺紋連接，彈簧(12)套裝在螺栓(11)上，且彈簧(12)位于倒置U字型架(3 2)的第二側(cè)壁(3 4)與第二推板(10)之間，螺栓(11)用于推動(dòng)第一推板(9)移動(dòng)，所述第二沖頭(8)固定安裝在第一推板(9)上，金屬箔板(14)夾持在第一沖頭(7)和第二沖頭(8)之間，第一傳感器(2)用于測(cè)量金屬箔板(14)的摩擦力(F)，第二傳感器(4)用于測(cè)量金屬箔板(14)所受正壓力(N)，固定板(1)固定安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)(15)的機(jī)架上，安裝在第一沖頭(7)和第二沖頭(8)之間的金屬箔板(14)長(zhǎng)度方向上的兩端由拉伸試驗(yàn)機(jī)(15)的兩個(gè)夾頭(15 1)夾緊，且金屬箔板(14)長(zhǎng)度方向上的兩端與拉伸試驗(yàn)機(jī)(15)的夾頭(15 1)的夾持點(diǎn)和第一沖頭(7)與第二沖頭(8)的夾緊點(diǎn)位于同一條直線上，第一傳感器(2)和第二傳感器(4)各通過(guò)一條數(shù)據(jù)線(16)連接在拉伸試驗(yàn)機(jī)(15)的數(shù)據(jù)采集卡(15 2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于第二傳感 器⑷的中心線、連接塊(5)的中心線、固定塊(6)的中心線、第一沖頭(7)的中心線、第二 沖頭(8)的中心線、第一推板(9)的中心線和第二推板(10)的中心線在同一條直線上。
全文摘要
金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試裝置，它涉及一種金屬箔板摩擦系數(shù)測(cè)試裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的摩擦系數(shù)測(cè)試技術(shù)無(wú)法得到精準(zhǔn)的金屬箔板微成形中摩擦系數(shù)的問(wèn)題。本發(fā)明的第一傳感器的兩端分別與直臂架和固定板連接，倒置U字型架的第一側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面與第二傳感器連接，第二傳感器通過(guò)連接塊與固定塊連接，第一沖頭安裝在固定塊上，第一推板和第二推板通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)向柱連接，第二推板通過(guò)螺栓與倒置U字型架的第二側(cè)壁螺紋連接，第二沖頭安裝在第一推板上，金屬箔板夾持在第一沖頭和第二沖頭之間，金屬箔板長(zhǎng)度方向上的兩端由拉伸試驗(yàn)機(jī)的兩個(gè)夾頭夾緊，第一傳感器和第二傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接在數(shù)據(jù)采集卡上。本發(fā)明用于金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測(cè)試中。
文檔編號(hào)B21D22/20GK101975745SQ201010522518
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者單德彬, 徐杰, 王春舉, 白新梅, 郭斌, 龔峰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)