錐形鍛造潤滑效果檢測裝置及方法
【專利摘要】一種塑性成形【技術領域】的錐形鍛造潤滑效果檢測裝置及方法，包括：用于連接材料試驗機的上模固定板、固定于上模固定板下方的錐形上模、與錐形上模相對應的平面下模、兩個定位圈以及經過待測潤滑處理的試樣，其中：一個定位圈與上模固定板的上表面間隙配合，另一個定位圈與錐形上模的上表面間隙配合，錐形上模的底部中間設有錐形型腔，該錐形型腔的上方設有通孔，試樣位于錐形型腔的下方，平面下模的上方。本發明檢測裝置非常簡單，安裝調試方便，行程控制準確，制造方便且成本低廉，測試過程穩定性強。本發明通過測量變形后試樣上錐形部分的高度，直接評估潤滑效果；同時，利用材料試驗機自帶的力數據采集系統獲得鍛造成形力，輔助潤滑效果的評價。
【專利說明】錐形鍛造潤滑效果檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種塑性成形【技術領域】的裝置，具體是一種錐形鍛造潤滑效果檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]良好的潤滑狀態，是保證金屬鍛造成形工藝的順利實施與鍛件表面質量良好的重要工藝條件，同時有利于提高鍛造模具的使用壽命。目前，工業界廣泛使用的潤滑劑或潤滑方法，在環境友好性方面做得不夠，部分企業正在努力嘗試使用環保型潤滑劑及潤滑方法，這就需要合適的關于潤滑性能評估方面的儀器、裝置和方法。
[0003]標準的摩擦磨損試驗機，如銷盤式或四球摩擦磨損試驗機等，通過測得的摩擦系數等指標對潤滑性能進行評價，但此類摩擦磨損試驗機成本較大，設備較為笨重。目前已有一些簡化結構的潤滑油綜合性能評價試驗裝置，直接觀測油溫與磨痕大小得出兩油品的相對級差，評價結果比較直觀。但是，此類以摩擦副之間相對滑動或滾動的方式進行的摩擦磨損試驗，不太適用于鍛造潤滑效果的評估，因為鍛造過程中總會發生塑性變形并形成大量新生表面。
[0004]圓環鐓粗測試法，于60年代提出，是一種測定塑性成形摩擦系數的方法，可以用來評價塑性成形潤滑的效果，但是該方法需要進行一系列的圓環鐓粗測試并結合標定曲線來確定不同潤滑條件下的摩擦系數。然而，圓環鐓粗過程的自身變形程度相對較小，所以在某些條件下不能識別鍛造潤滑效果。
[0005]錐形鍛造變形過程同時融合了擠壓變形與鐓粗變形兩種鍛造過程中經常發生的塑性變形模式，具備典型的鍛造工藝特征。經過現有文獻的檢索，Isogawa等人在論文“Proposal of an evaluating method on lubrication，， (CIRP Annals-ManufacturingTechnology, 1982,41(1):263-266.)(一種潤滑的評價方法)中提出錐形鍛造測試方法，在上模平面上設計了一組同心淺槽用于定位圓柱形試樣，并在一套較為復雜的錐形鍛造模具中放置了兩個壓力傳感器，雖然可以采集鍛造成形力數據，但是使模具結構更為復雜，增加整套測試系統的制造難度與實施成本。
[0006]錐形鍛造測試方法應用較多，但每套裝置均有各自的設計參數，且其模具裝置需要與壓力機配合，這使得實際測試的壓下行程很難精確控制，尤其在使用液壓機的條件下；然而不一致的行程，必然會影響最終評價結果，特別是對于兩種潤滑效果差異不大的情況。
【發明內容】
[0007]本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種錐形鍛造潤滑效果檢測裝置及方法，采用對潤滑較為敏感的錐形鍛造模具參數，設計了一套可直接配合材料試驗機的簡易裝置，利用材料試驗機的控制系統控制錐形鍛造模具精確平穩下行，通過定位圈與帶倒角試樣進行試樣自動定位，使試樣發生擠壓與鐓粗復合變形，通過測量變形后試樣上錐形部分的高度，直接評估潤滑效果；同時，利用材料試驗機自帶的力數據采集系統獲得鍛造成形力，輔助潤滑效果的評價；整個檢測裝置非常簡單，安裝調試方便，行程控制準確，制造方便且成本低廉，測試過程穩定性強。
[0008]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0009]本發明涉及一種錐形鍛造滑潤檢測裝置，包括:用于連接材料試驗機的上模固定板、固定于上模固定板下方的錐形上模、與錐形上模相對應的平面下模以及兩個定位圈，其中:一個定位圈與上模固定板的上表面間隙配合，另一個定位圈與錐形上模的上表面間隙配合，錐形上模的底部中間設有錐形型腔，該錐形型腔的上方設有通孔，該通孔的高度hi
與錐形型腔的高度h2滿足
【權利要求】
1.一種錐形鍛造滑潤檢測裝置，其特征在于，包括:用于連接材料試驗機的上模固定板、固定于上模固定板下方的錐形上模、與錐形上模相對應的平面下模以及兩個定位圈，其中:一個定位圈與上模固定板的上表面間隙配合，另一個定位圈與錐形上模的上表面間隙配合； 所述的錐形上模的底部中間設有錐形型腔，所述的錐形型腔及平面下模之間設有經過潤滑的待測試樣； 所述的錐形型腔的上方設有通孔；所述的通孔的高度hi與錐形型腔的高度h2滿足:
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是，所述的通孔的直徑d與待測試樣的直徑DO滿足:
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征是，所述的錐形型腔的上錐角a為9。，下錐角^為15°，過渡半徑r與待測試樣直徑DO滿足
4.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征是，所述的錐形上模的下表面和錐形型腔的內表面的表面粗糙度值Ra ^ 0.20 u m。
5.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征是，所述的平面下模的表面粗糙度值Ra ^ 0.20 u m。
6.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特征是，所述的待測試樣為圓柱形狀，其直徑和高度之比為0.8。
7.一種應用上述任一項所述的裝置測試潤滑效果的方法，其特征在于，將經過不同待測的潤滑方案潤滑處理的高度和直徑之比滿足的圓柱形待測試樣設于所述錐形鍛造滑潤檢測裝置中，啟動錐形上模下壓，其壓下行程至待測試樣高度的60%~75%，然后測量變形后待測試樣形成的錐形部分的高度，比較采集到的變形待測試樣的錐形部分的高度H和測試過程中的壓力數據，錐形部分的高度H值越大，鍛造成形的壓力峰值越小，則潤滑效果越好。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征是，所述的待測試樣的端面設有30°倒角。
【文檔編號】G01N33/30GK103776989SQ201410056769
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】胡成亮, 趙震 申請人:上海交通大學
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