CN110160950A - 摩擦系数测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摩擦系数测量装置，该装置包括：底座，所述底座上设有多个调节螺栓，所述调节螺栓上设置有凸台；一对模具固定夹，每个所述模具固定夹夹持一个所述模具试样，两个所述模具试样夹持所述板料试样，所述模具固定夹中设有电加热器；压缩弹簧，所述压缩弹簧置于所述凸台和模具固定夹之间，通过旋转所述调节螺栓，能够调节两个所述模具试样对所述板料试样施加的法向压力，所述模具固定夹上设有压力传感器；板料夹具，夹持所述板料试样的端部，所述板料夹具上设有拉力传感器；所述模具试样上设有测量所述模具试样温度的温度传感器。采用本发明的摩擦系数测量装置，实现不同温度、不同压力、不同表面粗糙度条件下摩擦系数的测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦系数测量装置，尤其涉及一种用于测试板料与模具在不同温度和不同表面粗糙度条件下的摩擦系数测量装置。
背景技术
在金属塑性成形加工特别是板料冲压以及拉深工艺中，板料由于受到模具的约束而在塑性变形过程中受到模具施加的压力，相应地板料沿模具表面变形移动时同时受摩擦力作用，摩擦力做功导致模具表面温度升高，模具受到滑动的金属施加的压力和摩擦力的综合作用而产生磨损，磨损导致摩擦系数发生变化，有可能对冲压成形工艺的质量与稳定性产生影响。因此，准确测量板料与模具之间的摩擦系数，对控制冲压产品质量和模具磨损具有重要意义。
关于金属薄壁件冲压成形摩擦系数的测量，中国专利文献CN1246685C公开了一种摩擦系数测量***(专利号：ZL200410016425.8)该***采用多探针结构，通过多轴力传感器对正压力与切向力进行测量，从而得出摩擦系数。但这种方法没有考虑温度和表面粗糙度的影响。目前，用于板料冲压成形中不同温度和不同表面粗糙度条件下的摩擦系数测量方法，尚未见公开报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于板料冲压以及拉深工艺中板料与模具之间摩擦系数测量装置。
为实现上述目的，本发明的摩擦系数测量装置，用于测量板料试样与模具试样之间的摩擦系数，包括：底座，所述底座上设有多个调节螺栓，所述调节螺栓与所述底座螺纹连接，所述调节螺栓上设置有凸台；一对模具固定夹，每个所述模具固定夹夹持一个所述模具试样，两个所述模具试样夹持所述板料试样，所述模具固定夹中设有电加热器；压缩弹簧，每个所述调节螺栓上套接一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧置于所述凸台和模具固定夹之间，通过旋转所述调节螺栓，能够调节所述压缩弹簧的变形量，从而调节两个所述模具试样对所述板料试样施加的法向压力，所述模具固定夹上设有测量所述法向压力的压力传感器；板料夹具，夹持所述板料试样的端部，所述板料夹具上设有拉力传感器，在向所述板料夹具施加拉力时，所述拉力传感器测量所述板料夹具对所述板料试样的拉力；所述模具试样上设有测量所述模具试样温度的温度传感器。
优选地，还包括控制单元，所述控制单元接收所述压力传感器测量的压力值，以及所述拉力传感器测量的拉力值，并根据所述压力值和拉力值计算所述板料试样与模具试样之间的摩擦系数。
优选地，所述控制单元接收所述温度传感器测量的温度值，并根据该温度值与所述模具试样的设定温度值的差值，所述控制单元控制所述电加热器的电源。
优选地，所述控制单元具有显示模块，所述显示模块能够显示所述压力传感器测量的压力值，所述拉力传感器测量的拉力值，以及所述温度传感器测量的温度值。
优选地，所述模具试样可更换，通过更换具有不同表面粗糙度的模具试样，测量所述板料试样与具有不同表面粗糙度的模具试样之间的摩擦系数。
采用本发明的摩擦系数测量装置，可以设定不同的测量温度与压力，可以更换具有不同表面粗糙度的模具试样，实现不同温度、不同压力、不同表面粗糙度条件下摩擦系数的测量，用于获取金属板料生产过程中不同工艺参数导致的模具体温度升高、模具因磨损而导致粗糙度的变化时金属板料与模具之间摩擦系数。
附图说明
图1为本发明的摩擦系数测量装置的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明的摩擦系数测量装置用于测量板料试样100与模具试样200之间的摩擦系数，本发明的摩擦系数测量装置包括底座1、一对模具固定夹2、压缩弹簧3和板料夹具5。
所述底座1上设有多个调节螺栓11，所述调节螺栓11与所述底座1螺纹连接，所述调节螺栓上设置有凸台111。多个调节螺栓11对称设置在所述板料试样100的两侧，每侧的调节螺栓11对应一个所述模具固定夹2，所述调节螺栓11用于调节对所述模具固定夹2施加的法向压力。
每个所述模具固定夹2夹持一个所述模具试样200，两个所述模具试样200夹持所述板料试样100，所述模具固定夹2中设有电加热器21，利用所述模具固定夹2的热传导，对所述板料试样100进行加热。
每个所述调节螺栓11上套接一个所述压缩弹簧3，所述压缩弹簧3置于所述凸台111和模具固定夹2之间，通过旋转所述调节螺栓11，能够调节所述压缩弹簧3的变形量，从而调节两个所述模具试样2对所述板料试样100施加的法向压力，这样就能夹紧所述板料试样100，并能够调节到所需要的法向压力。所述模具固定夹2上设有测量所述法向压力的压力传感器4。压缩弹簧3可以与所述凸台111固定，压力传感器4的安装位置可以在模具固定夹2上，测量所述压缩弹簧3对所述模具固定夹2施加的作用力，从而可以得出所述模具试样200作用在所述板料试样100上的法向压力。
所述板料夹具5夹持所述板料试样100的端部，所述板料夹具5上设有拉力传感器6，在向所述板料夹具5施加拉力时，所述拉力传感器6测量所述板料夹具5对所述板料试样100的拉力。
夹持的法向压力引起摩擦力(等于拉力)的大小必须小于所述板料试样100发生塑性变形需要的拉伸载荷，而且所述板料试样100在拉伸过程的一定行程时间段内所述板料试样100与所述模具试样200的接触面积应保持不变。
压力值的大小可以通过旋转所述调节螺栓11使其在底座1上的位置改变，从而调节压力值的大小。预设的压力值按照如下要求设定：以厚度为1.0毫米的板料试样为例，如果板料试样100的屈服强度为400MPa，所述板料试样100与所述模具试样200的接触面积为40毫米×40毫米，那么使板条不发生塑性变形的拉伸力不能超过400×40×1.0＝16000牛顿。摩擦系数的最小值按0.1计算，则预设的压力值不得超过16000/0.1＝160000牛顿，单位压力不能超过100MPa。
对所述板料夹具5施加拉力的机构可以是单向拉伸机等外部装置。在单向拉伸机缓慢拉伸所述板料试样100使其发生弹性变形，控制拉伸速度不大于7mm/分，取出拉力值处于平稳阶段的拉力平均值为最终计算用的拉力值F，拉力值处于平稳阶段也就是拉力值基本上稳定在一个很小的变化范围。所述板料试样100的厚度在1～2mm之间，其长度可以选择为250mm，宽度为40mm。
所述模具试样200上设有测量所述板料试样温度的温度传感器7。多个温度传感器7可采用阵列分布，从而可以测得近接触表面的温度。
本发明的摩擦系数测量装置还包括控制单元8，所述控制单元8可以是计算机或其他智能设备。所述控制单元8接收所述压力传感器3测量的压力值，以及所述拉力传感器测量6的拉力值，并根据所述压力值和拉力值计算所述板料试样100与模具试样200之间的摩擦系数。通过所述压力值可以计算出所述模具试样200对所述板料试样100施加的总压力P，拉力F与压力P的比值的一半即为此测量过程的滑动摩擦系数，即摩擦系数μ＝0.5F/P。通常，在拉动所述板料试样100使其在两个所述模具试样200之间滑动，测量过程的拉伸行程在40～50mm。
所述控制单元8接收所述温度传感器7测量的温度值，并根据该温度值与所述模具试样200的设定温度值的差值，所述控制单元8控制所述电加热器21的电源，当所述温度传感器7测量的温度值低于所述模具试样200的设定温度值时，接通所述电加热器21的电源进行加热，当所述温度传感器7测量的温度值不低于所述模具试样200的设定温度值时，切断所述电加热器21电源。
所述控制单元8具有显示模块，所述显示模块能够显示所述压力传感器3测量的压力值，所述拉力传感器6测量的拉力值，以及所述温度传感器7测量的温度值，便于测试人员能直接观察这些数据。
所述模具试样200可更换，通过更换具有不同表面粗糙度的模具试样200，测量所述板料试样100与具有不同表面粗糙度的模具试样200之间的摩擦系数。
如上所述，参照附图对本发明的示例性具体实施方式进行了详细的说明。应当了解，本发明并非意在使这些具体细节来构成对本发明保护范围的限制。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变，这些改变将也落在本发明所附的权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种摩擦系数测量装置，用于测量板料试样与模具试样之间的摩擦系数，其特征在于，包括，
底座，所述底座上设有多个调节螺栓，所述调节螺栓与所述底座螺纹连接，所述调节螺栓上设置有凸台；
一对模具固定夹，每个所述模具固定夹夹持一个所述模具试样，两个所述模具试样夹持所述板料试样，所述模具固定夹中设有电加热器；
压缩弹簧，每个所述调节螺栓上套接一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧置于所述凸台和模具固定夹之间，通过旋转所述调节螺栓，能够调节所述压缩弹簧的变形量，从而调节两个所述模具试样对所述板料试样施加的法向压力，所述模具固定夹上设有测量所述法向压力的压力传感器；
板料夹具，夹持所述板料试样的端部，所述板料夹具上设有拉力传感器，在向所述板料夹具施加拉力时，所述拉力传感器测量所述板料夹具对所述板料试样的拉力；
所述模具试样上设有测量所述模具试样温度的温度传感器。
2.如权利要求1所述的摩擦系数测量装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元接收所述压力传感器测量的压力值，以及所述拉力传感器测量的拉力值，并根据所述压力值和拉力值计算所述板料试样与模具试样之间的摩擦系数。
3.如权利要求2所述的摩擦系数测量装置，其特征在于，所述控制单元接收所述温度传感器测量的温度值，并根据该温度值与所述模具试样的设定温度值的差值，所述控制单元控制所述电加热器的电源。
4.如权利要求3所述的摩擦系数测量装置，其特征在于，所述控制单元具有显示模块，所述显示模块能够显示所述压力传感器测量的压力值，所述拉力传感器测量的拉力值，以及所述温度传感器测量的温度值。
5.如权利要求1所述的摩擦系数测量装置，其特征在于，所述模具试样可更换，通过更换具有不同表面粗糙度的模具试样，测量所述板料试样与具有不同表面粗糙度的模具试样之间的摩擦系数。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110926991A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 重庆大学 | 一种摩擦测试*** |
| CN110926934A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 重庆大学 | 一种集成夹具工装 |
| CN112798454A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-05-14 | 上海交通大学 | 一种金属薄板高温摩擦磨损的测试***及测试方法 |
| CN112881279A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-01 | 中铝材料应用研究院有限公司 | 一种板材摩擦系数测试装置及方法 |
| CN113210460A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-06 | 大连理工大学 | 金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置及方法 |
| CN113740246A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-03 | 华中科技大学 | 一种克服高温板料重力弯曲的立式牵拉热摩擦试验机 |
| CN114001633A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-02-01 | 聊城金恒智慧城市运营有限公司 | 一种船舶零件加工用表面粗糙度检测*** |
| CN114062249A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 西北工业大学 | 一种预浸料夹持机构及其层间摩擦行为的测量装置和方法 |
| CN114813549A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 同济大学 | 金属板材高温摩擦系数测试***及其计算方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101066065B1 (ko) * | 2010-03-24 | 2011-09-20 | 한국생산기술연구원 | 마찰계수 측정장치 |
| CN202886185U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-04-17 | 苏州热工研究院有限公司 | 管-平板线接触微动磨损实验用夹持装置 |
| CN103335942A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-02 | 大连理工大学 | 塑料与金属模具间摩擦系数的测量装置及方法 |
| CN106092874A (zh) * | 2015-09-01 | 2016-11-09 | 北京林业大学 | 一种测量装置 |
| JP2018008278A (ja) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 新日鐵住金株式会社 | 試験装置及び試験方法 |
-
2018
- 2018-02-12 CN CN201810146632.7A patent/CN110160950A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101066065B1 (ko) * | 2010-03-24 | 2011-09-20 | 한국생산기술연구원 | 마찰계수 측정장치 |
| CN202886185U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-04-17 | 苏州热工研究院有限公司 | 管-平板线接触微动磨损实验用夹持装置 |
| CN103335942A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-02 | 大连理工大学 | 塑料与金属模具间摩擦系数的测量装置及方法 |
| CN106092874A (zh) * | 2015-09-01 | 2016-11-09 | 北京林业大学 | 一种测量装置 |
| JP2018008278A (ja) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 新日鐵住金株式会社 | 試験装置及び試験方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110926991A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 重庆大学 | 一种摩擦测试*** |
| CN110926934A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 重庆大学 | 一种集成夹具工装 |
| CN112881279A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-01 | 中铝材料应用研究院有限公司 | 一种板材摩擦系数测试装置及方法 |
| CN112798454A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-05-14 | 上海交通大学 | 一种金属薄板高温摩擦磨损的测试***及测试方法 |
| CN113210460A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-06 | 大连理工大学 | 金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置及方法 |
| CN113210460B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-04-05 | 大连理工大学 | 金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置及方法 |
| CN113740246A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-03 | 华中科技大学 | 一种克服高温板料重力弯曲的立式牵拉热摩擦试验机 |
| CN114062249A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 西北工业大学 | 一种预浸料夹持机构及其层间摩擦行为的测量装置和方法 |
| CN114001633A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-02-01 | 聊城金恒智慧城市运营有限公司 | 一种船舶零件加工用表面粗糙度检测*** |
| CN114813549A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 同济大学 | 金属板材高温摩擦系数测试***及其计算方法 |
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