一種熱塑性成形技術(shù)領(lǐng)域的熱鍛摩擦因子的鐓擠變形測試裝置，從上至下依次設(shè)置的上模座、上模塊、定位圈、下模塊和下模座，其中：上模座和上模塊相互固定，定位圈設(shè)置于下模塊的上表面，下模塊與下模座相固定；下模塊的中部開設(shè)中心孔。本實(shí)用新型專利技術(shù)能夠定量測試熱成形中模具與工件之間的摩擦因子。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種熱塑性成形
的熱鍛摩擦因子的鐓擠變形測試裝置，從上至下依次設(shè)置的上模座、上模塊、定位圈、下模塊和下模座，其中：上模座和上模塊相互固定，定位圈設(shè)置于下模塊的上表面，下模塊與下模座相固定；下模塊的中部開設(shè)中心孔。本技術(shù)能夠定量測試熱成形中模具與工件之間的摩擦因子。【專利說明】熱鍛摩擦因子的鐓擠變形測試裝置
本技術(shù)涉及的是一種熱塑性成形
的裝置，具體是一種利用鐓擠變形方式定量測試熱鍛中摩擦因子的裝置。
技術(shù)介紹
熱成形過程中，摩擦常常伴隨有塑性變形，稱為塑性摩擦，它比機(jī)械摩擦更為復(fù)雜和劇烈。熱塑性成形中工件與模具接觸界面常常伴有熱交換，同時工件表面的氧化皮，工件承受的較高表面壓力以及新生表面的出現(xiàn)等，這些因素均增加了熱塑性成形中摩擦的復(fù)雜性。摩擦邊界直接影響著應(yīng)力與應(yīng)變的分布、金屬的塑性以及金屬的內(nèi)部組織與性能，還會影響壓下載荷以及模具壽命；如果邊界摩擦控制不好還會導(dǎo)致缺陷，如金屬充填不足、裂紋、不均勻變形產(chǎn)生的附加應(yīng)力和殘余應(yīng)力等。因此研究熱塑性中摩擦機(jī)理，合理利用摩擦與選擇合適的潤滑劑，對于熱成形的精確成形，缺陷控制具有重要意義。 圓環(huán)鐓粗法是經(jīng)典的常用的塑性摩擦測試方法，一定尺寸的圓環(huán)在兩平壓頭間壓縮，利用圓環(huán)內(nèi)徑的變化率來表征摩擦系數(shù)或摩擦因子的大小。該方法的關(guān)鍵在于建立摩擦系數(shù)與圓環(huán)鐓粗時內(nèi)徑變化之間的關(guān)系曲線，即摩擦標(biāo)定曲線，標(biāo)定曲線可以通過實(shí)驗(yàn)、解析方法、有限元模擬等方法獲得。將實(shí)驗(yàn)測得的圓環(huán)內(nèi)徑變化率和相應(yīng)的變形程度，放到標(biāo)定曲線圖中就可以讀出相應(yīng)的摩擦系數(shù)或摩擦因子。圓環(huán)內(nèi)徑測量的準(zhǔn)確性對獲得的具體的摩擦因子數(shù)值起著至關(guān)重要的影響，但是由于圓環(huán)的鼓形效應(yīng)，低摩擦?xí)r內(nèi)徑向外鼓，高摩擦?xí)r內(nèi)徑向內(nèi)鼓，增加了變形后關(guān)鍵尺寸內(nèi)徑測量的難度。此外，實(shí)驗(yàn)中變形后塑性失穩(wěn)的圓環(huán)內(nèi)孔輪廓形狀不規(guī)則更增加了測量的難度。同時，在實(shí)際熱成形過程中，金屬常常要進(jìn)行復(fù)雜的變形和流動，但是圓環(huán)鐓粗法中金屬主要沿著模具做水平流動并沒有金屬流入模具的變形過程，變形路徑較為簡單；同時新生成表面比率較低，不適合用于測試復(fù)雜熱成形過程中的摩擦。 經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN103612415，【公開日】2014_3_5，記載了一種熱塑性成形摩擦特性參數(shù)的測試裝置，所述測試裝置包括上模部分和下模部分；上模部分由上模板、上模塊、上隔熱環(huán)、螺釘和銷釘組成，上模板是外形為圓形或矩形的厚板，厚板下表面的中間有一個圓形凹槽，圓形凹槽的底面與上模板的上表面之間有臺階狀通孔和圓形通孔；上模塊為圓柱體，材料與實(shí)際熱塑性成形模具所用的材料相一致，所述圓柱體的頂面與上模板的圓形凹槽的底面貼合，且軸心與上模板圓形凹槽的軸心對齊。但該現(xiàn)有技術(shù)依舊利用的是圓環(huán)鐓粗法的變形原理，僅是對測試裝置的模具做了改進(jìn)，使其可以對鍛造溫度進(jìn)行控制，而沒有對圓環(huán)內(nèi)徑難于測量的問題做出改進(jìn)；而且裝置設(shè)計較為復(fù)雜，由于下模塊開有盲孔放置熱電偶，這將削弱下模塊的強(qiáng)度，容易引起下模塊失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種熱鍛摩擦因子的鐓擠變形測試裝置，能夠測試熱成形中模具與工件之間的摩擦因子。 本技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本技術(shù)包括:從上至下依次設(shè)置的上模座、上模塊、定位圈、下模塊和下模座，其中:上模座和上模塊相互固定，定位圈設(shè)置于下模塊的上表面，下模塊與下模座相固定；下模塊的中部開設(shè)中心孔。 所述的定位圈的中部與下模塊活動連接，前端部的內(nèi)側(cè)為圓弧結(jié)構(gòu)。 所述的活動連接是指:下模塊的上表面分別設(shè)有連接銷和限位銷，其中:連接銷與定位圈相連，限位銷設(shè)置于連接銷的正上方。 所述的定位圈的前端部內(nèi)側(cè)的圓弧結(jié)構(gòu)的直徑等于工件加熱后的直徑，圓弧結(jié)構(gòu)的圓心與下模塊的中心孔的圓心重合。 所述的下模塊包括內(nèi)模和外模，其中:內(nèi)模固定于外模的內(nèi)部，內(nèi)模的中部開設(shè)中心孔，定位圈與內(nèi)模的上表面相連，外模與下模座相固定。 所述的內(nèi)模的中心孔的內(nèi)表面開有脫模斜度，中心孔的頂部開有圓角結(jié)構(gòu)，底部開有階梯孔。 所述的外模的中心與下模座的中心分別開有中心通孔。 所述的上模與內(nèi)模為中心正對。 技術(shù)效果 與現(xiàn)有測試裝置相比，本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括: 1、模具設(shè)計簡單，對工件尺寸測量簡單，不存在工件形狀不穩(wěn)定的情況，測試裝置施用簡單易行； 2、變形過程更接近實(shí)際的熱成形過程，金屬流動路徑不僅包括沿著模具的水平流動，還有流入內(nèi)模的中心孔的流動過程； 3、有新生表面生成，更接近體積成形的變形特點(diǎn)； 4、采用內(nèi)模與外模的組合形式，方便內(nèi)模的更換，降低模具的更換成本。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實(shí)施例1的定位圈定位工件示意圖； 圖3為實(shí)施例1的內(nèi)模結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為工件變形前后圖； 圖5為摩擦標(biāo)定曲線圖。 【具體實(shí)施方式】 下面對本技術(shù)的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。 實(shí)施例1 如圖1所示,本實(shí)施例包括:從上至下依次設(shè)置的上模座2、上模塊3、定位圈5、下模塊和下模座8,其中:上模座2和上模塊3相互固定,定位圈5設(shè)置于下模塊的上表面，下模塊與下模座8相固定；下模塊的中部開設(shè)中心孔12。 如圖2所示，所述的定位圈5的中部與下模塊活動連接，前端部的內(nèi)側(cè)為圓弧結(jié)構(gòu)。 所述的活動連接是指:下模塊的上表面分別設(shè)有連接銷11和限位銷10，其中:連接銷11與定位圈5相連，限位銷10設(shè)置于連接銷的正上方。 所述的定位圈5的前端部內(nèi)側(cè)的圓弧結(jié)構(gòu)的直徑等于工件4加熱后的直徑，圓弧結(jié)構(gòu)的圓心與下模塊的中心孔12的圓心重合。 所述的下模塊包括內(nèi)模9和外模6,其中:內(nèi)模9固定于外模6的內(nèi)側(cè)中部，內(nèi)模9的中部開設(shè)中心孔12,定位圈5與內(nèi)模9的上表面相連，外模6與下模座8相固定。 所述的下模塊也可以是一完整模塊的形式。 如圖3所示，所述的內(nèi)模9的中心孔12的內(nèi)表面開有脫模斜度，中心孔12的頂部開有圓角結(jié)構(gòu)，底部開有階梯孔。 所述的外模6的中心與下模座8的中心分別開有中心通孔。 所述的上模與內(nèi)模9為豎直正對。 上模座2和上模塊3由上螺釘1固定，外模6與下模座8由下螺釘7固定。 測試過程包含以下步驟: 1、裝載模具到壓機(jī)上，先將下模部分用螺栓和壓板固定在壓機(jī)臺面上，然后將上模部分與下模部分閉合，上模與內(nèi)模9對正，然后利用螺釘和壓板將上模座2固定到壓機(jī)滑塊上。安裝定位銷、定位圈5。預(yù)設(shè)壓機(jī)壓下量和壓下速度。 2、將外徑D = 59mm,高度HO = 20mm的工件4放到加熱爐中加熱，工件4均熱即可。 3、進(jìn)行潤滑處理，采用現(xiàn)有的潤滑介質(zhì)與潤滑方式對工件4或模具表面進(jìn)行潤滑。 4、將工件4從加熱爐中取出，記錄出爐溫度，放于下模塊上表面中心位置，定位圈5緊貼內(nèi)圍定位銷，工件4與定位圈5的圓弧處貼合則保證工件4位于中心位置。定位完成后將定位圈5繞著定位銷轉(zhuǎn)動90°后離開工件4。 5、開動壓力機(jī)，上模壓下完成工件4的鐓擠過程，取出工件4，淬火。 6、測量工件4鐓擠后的圓盤處厚度，和中心凸起的高本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種熱鍛摩擦因子的鐓擠變形測試裝置，其特征在于，包括：從上至下依次設(shè)置的上模座、上模塊、定位圈、下模塊和下模座，其中：上模座和上模塊相互固定，定位圈設(shè)置于下模塊的上表面，下模塊與下模座相固定；下模塊的中部開設(shè)中心孔。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張洋洋，崔振山，肖艷紅，
申請(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：新型
國別省市：上海;31
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。