專利名稱：金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬箔板摩擦系數(shù)測試裝置，具體涉及一種金屬箔板微成形摩擦 系數(shù)測試裝置。
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。由于構(gòu)件尺寸非常微小，常規(guī)的摩擦系數(shù)測試裝置 根本無法進行有效的測試，無法得到精準的金屬箔板微成形中摩擦系數(shù)。例如，常用的銷盤 摩擦測試試驗方法無法對特征尺寸小于1. 0mm、坯料存在大塑性變形的箔板微成形中的摩 擦進行精準測試。

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)測試技術(shù)無法得到精準的金屬箔板微 成形中摩擦系數(shù)的問題，進而提供一種金屬箔板微成形摩擦系數(shù)測試裝置。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、兩個導向柱和兩條數(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設(shè)有一個 過孔，第一推板和第二推板通過兩個導向柱連接，導向柱穿過過孔，第二推板的中部通過螺 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，螺栓用于推動第一推板移動，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，第一傳感器用于測量金屬箔板的摩擦力，第 二傳感器用于測量金屬箔板所受正壓力，固定板固定安裝在拉伸試驗機的機架上，安裝在 第一沖頭和第二沖頭之間的金屬箔板長度方向上的兩端由拉伸試驗機的兩個夾頭夾緊，且 金屬箔板長度方向上的兩端與拉伸試驗機的夾頭的夾持點和第一沖頭與第二沖頭的夾緊 點位于同一條直線上，第一傳感器和第二傳感器各通過一條數(shù)據(jù)線連接在拉伸試驗機的數(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)明通過安裝第一傳感器和第二傳感器 對接觸摩擦力和正壓力進行實時精準測量，能夠得到精準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)簡單和制造成本低的優(yōu)點。


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)測試裝置與拉伸試驗機15的位置連接關(guān)系圖，圖3是拉伸滑動摩擦測試示意圖，圖4是圖1的a處局部放大 圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1-圖4說明本實施方式，本實施方式的金屬箔板微成形 摩擦系數(shù)測試裝置包括固定板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、兩個導向柱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的上端和下端各開設(shè)有一個過孔3-5，第一推板9和第二推板10通過兩個 導向柱13連接，導向柱13穿過過孔3-5，第二推板10的中部通過螺栓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用于推動第一推板9移動，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 用于測量金屬箔板14的摩擦力F，第二傳感器4用于測量金屬箔板14所受正壓力N，固定 板1固定安裝在拉伸試驗機15的機架上，安裝在第一沖頭7和第二沖頭8之間的金屬箔板 14長度方向上的兩端由拉伸試驗機15的兩個夾頭15-1夾緊，且金屬箔板14長度方向上的 兩端與拉伸試驗機15的夾頭15-1的夾持點和第一沖頭7與第二沖頭8的夾緊點位于同一 條直線上，第一傳感器2和第二傳感器4各通過一條數(shù)據(jù)線16連接在拉伸試驗機15的數(shù) 據(jù)采集卡15-2上。本實施方式的中的第一傳感器2和第二傳感器4均由美國Transcell公司生產(chǎn)， 拉伸試驗機15為微機控制電子萬能試驗機，該試驗機的測力精度為士 1%，位移測量精度 為士0.5%，速度精度為士 1%。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1說明本實施方式，本實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。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。本發(fā)明的工作過程(參見圖1-圖4)試驗時，將摩擦系數(shù)測試裝置通過固定板1 固定安裝在拉伸試驗機15的機架上，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，同時帶動 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測量并傳遞給拉 伸試驗機15的數(shù)據(jù)采集卡15-2上，當達到所需壓力后，停止旋轉(zhuǎn)螺栓11 ；為了便于拉伸變 形進行，金屬箔板14的長度方向為豎直方向，安裝在第一沖頭7和第二沖頭8之間的金屬 箔板14的兩端由拉伸試驗機的夾頭15-1夾緊，并使金屬箔板14的兩端與拉伸試驗機的夾 頭15-1的夾持點和第一沖頭7與第二沖頭8的夾緊點位于同一條直線上，啟動拉伸試驗機 15，上方的夾頭15-1向上移動，從而帶動金屬箔板14發(fā)生變形，當夾頭15-1施加在金屬箔板14上的拉應力超過金屬箔板的材料屈服應力后，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)生相對滑動，導致摩擦力出現(xiàn)，該摩擦力由 第一傳感器2測量并傳給拉伸試驗機15的數(shù)據(jù)采集卡15-2上，金屬箔板14塑性變形量由 拉伸試驗機15自帶位移測量系統(tǒng)獲得，這樣拉伸試驗機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)、兩個導向柱(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)的上端和下端各開設(shè)有一個過孔(3 5)，第一推板(9)和第二推板(10)通過兩個導向柱(13)連接，導向柱(13)穿過過孔(3 5)，第二推板(10)的中部通過螺栓(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)用于推動第一推板(9)移動，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)用于測量金屬箔板(14)的摩擦力(F)，第二傳感器(4)用于測量金屬箔板(14)所受正壓力(N)，固定板(1)固定安裝在拉伸試驗機(15)的機架上，安裝在第一沖頭(7)和第二沖頭(8)之間的金屬箔板(14)長度方向上的兩端由拉伸試驗機(15)的兩個夾頭(15 1)夾緊，且金屬箔板(14)長度方向上的兩端與拉伸試驗機(15)的夾頭(15 1)的夾持點和第一沖頭(7)與第二沖頭(8)的夾緊點位于同一條直線上，第一傳感器(2)和第二傳感器(4)各通過一條數(shù)據(jù)線(16)連接在拉伸試驗機(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)測試裝置，它涉及一種金屬箔板摩擦系數(shù)測試裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的摩擦系數(shù)測試技術(shù)無法得到精準的金屬箔板微成形中摩擦系數(shù)的問題。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兩個導向柱連接，第二推板通過螺栓與倒置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，金屬箔板長度方向上的兩端由拉伸試驗機的兩個夾頭夾緊，第一傳感器和第二傳感器通過數(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)測試中。
文檔編號B21D22/20GK101975745SQ201010522518
公開日2011年2月16日 申請日期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 申請人:哈爾濱工業(yè)大學