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制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置，包括加载模块、自增压低温罐、低温阀、低温测试模块、温度控制器、PLC控制单元、伺服牵引模块和数据采集处理系统；所述加载模块用于对所述低温测试模块施加加载力；所述低温测试模块包括上低温腔、下低温腔、上模板、下模板、下模座板、上模具块和下模具块；所述上模板、所述下模板、所述上模具块和所述下模具块内部均设置有低温通道；所述伺服牵引模块包括伺服电动机Ⅱ、减速机Ⅱ、带传动机构Ⅱ、伺服电动缸Ⅱ；所述自增压低温罐内贮存有超低温介质，与所述低温通道相连通。本发明专利技术解决了现有技术缺少考虑低温条件的板材成形摩擦系数测量装置和方法的问题。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及金属板材摩擦性能测试
，具体而言，尤其涉及一种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。
技术介绍
拉深工艺作为金属板材的一种重要成形方法，在航空航天、国防军工、汽车制造、轨道交通等领域广泛应用。拉深成形时，压边圈、凹模和板材之间形成环状法兰区，法兰区摩擦系数不仅影响板材的起皱、开裂、回弹，还影响板材成形过程数值计算的准确性。与室温相比，低温下金属材料的强度塑性增强，超低温拉深工艺可显著提高板材的成形极限，但增大了法兰区摩擦系数的测量难度。目前，法兰区摩擦系数主要通过销-盘摩擦磨损试验机测量，缺少针对拉深成形过程，特别是超低温拉深成形过程的摩擦系数测量装置。中国专利ZL201510319813.1公开了一种薄板冲压成形中的变摩擦系数模型测定方法，该方法以从薄板上切割下的试样为销，以冲压模具材料制成的圆盘为对摩盘，利用旋转式销-盘摩擦磨损试验机，模拟冲压过程中薄板和模具间的摩擦行为，通过改变正压力来获取摩擦系数。但该方法不同位置的旋转半径不同，接触界面的线速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置，其特征在于，包括加载模块、自增压低温罐、低温阀、低温测试模块、温度控制器、PLC控制单元、伺服牵引模块和数据采集处理系统；/n所述加载模块用于对所述低温测试模块施加加载力；所述加载模块与所述PLC控制单元电连接，所述PLC控制单元能够调节所述加载模块对所述低温测试模块施加的加载力；所述加载模块包括压力传感器Ⅱ，用于检测所述加载模块施加于所述低温测试模块的加载力；/n所述低温测试模块包括上低温腔、下低温腔、上模板、下模板、下模座板、上模具块和下模具块；所述下模座板底部设置有下隔热板，所述下隔热板与试验台固定连接；所述下模座板上表面设置有凸台，...

【技术特征摘要】
1.一种金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置，其特征在于，包括加载模块、自增压低温罐、低温阀、低温测试模块、温度控制器、PLC控制单元、伺服牵引模块和数据采集处理系统；
所述加载模块用于对所述低温测试模块施加加载力；所述加载模块与所述PLC控制单元电连接，所述PLC控制单元能够调节所述加载模块对所述低温测试模块施加的加载力；所述加载模块包括压力传感器Ⅱ，用于检测所述加载模块施加于所述低温测试模块的加载力；
所述低温测试模块包括上低温腔、下低温腔、上模板、下模板、下模座板、上模具块和下模具块；所述下模座板底部设置有下隔热板，所述下隔热板与试验台固定连接；所述下模座板上表面设置有凸台，所述下低温腔底部设置与所述凸台相配合的开孔，所述下低温腔与所述下模座板固定连接；所述下模板位于所述下低温腔内部，且底部固定安装于所述凸台；所述下模板上部中心位置开设与所述下模具块相匹配的凹槽，所述下模具块与所述下模板固定连接，所述下模具块的测试表面高于所述下模板的上表面；所述上低温腔顶部设置有用于连接所述加载模块的孔；所述上模板位于所述上低温腔内部；所述上模板底部中心位置开设与所述上模具块相匹配的凹槽，所述上模具块与所述上模板固定连接，所述上模具块的测试表面低于所述上模板的下表面；所述上模板上方设置有与所述上模板固定连接的上隔热板；所述上模具块和所述下模具块的中心孔内均设置有测温孔，所述测温孔内部安装有温度传感器；所述下模板上表面设置有导柱，所述导柱外套设有弹簧，所述上模板下表面设置有与所述导柱相匹配的导套，所述导柱伸入所述导套内；所述上低温腔通过卡销与所述下低温腔连接；所述上模板、所述下模板、所述上模具块和所述下模具块内部均设置有低温通道，所述上模板与所述上模具块的低温通道相互连通，所述下模板与所述下模具块的低温通道相互连通；
所述伺服牵引模块包括伺服电动机Ⅱ、减速机Ⅱ、带传动机构Ⅱ、伺服电动缸Ⅱ、垫板、连接块、摩擦力传感器、固定销、固定块和楔形夹具；所述伺服电动机Ⅱ、所述减速机Ⅱ、所述带传动机构Ⅱ和所述伺服电动缸Ⅱ依次相连，通过所述伺服电动机Ⅱ的工作进而控制所述伺服电动缸Ⅱ内滚珠丝杠的工作；所述摩擦力传感器一端通过所述连接块与所述伺服电动缸Ⅱ内滚珠丝杠的推杆相连，另一端通过所述固定块与所述楔形夹具相连；所述楔形夹具通过所述固定销与所述固定块相连；所述伺服电动机Ⅱ与所述PLC控制单元电连接；所述伺服电动缸Ⅱ通过所述垫板与所述试验台固定连接；
所述数据采集处理系统包括多通道数据采集卡和计算机；所述多通道数据采集卡与所述压力传感器Ⅱ和所述摩擦力传感器电连接，采集处理所述压力传感器Ⅱ和所述摩擦力传感器测得的电信号；所述计算机与所述多通道数据采集卡电连接，将所述多通道数据采集卡采集到的电信号转换为压边力数据和摩擦力数据，进而计算摩擦系数；
所述自增压低温罐内贮存有超低温介质，所述自增压低温罐通过设置有所述低温阀的低温管路与所述上模板和所述下模板的所述低温通道相连通，所述低温阀与所述温度控制器电连接，所述温度控制器与所述上模具块和所述下模具块的测温孔内安装的所述温度传感器电连接。


2.根据权利要求1所述的金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置，其特征在于，所述加载模块为伺服加载模块，包括伺服电动机Ⅰ、减速机Ⅰ、带传动机构Ⅰ、伺服电动缸Ⅰ、安装板、压力传感器Ⅰ、导向板、连接板、连接法兰和加载法兰；所述伺服电动机Ⅰ、所述减速机Ⅰ、所述带传动机构Ⅰ和所述伺服电动缸Ⅰ依次相连，通过所述伺服电动机Ⅰ的工作进而控制所述伺服电动缸Ⅰ内滚珠丝杠的工作；所述伺服电动缸Ⅰ通过所述安装板固定安装于支撑板；所述支撑板通过立柱固定安装于所述试验台；所述压力传感器Ⅰ一端与所述伺服电动缸Ⅰ内滚珠丝杠的推杆相连，另一端与所述导向板相连；所述导向板通过导向套套设于所述立柱；所述连接法兰一端通过所述连接板与所述导向板固定连接，另一端依次固定连接所述压力传感器Ⅱ和所述加载法兰；所述上低温腔顶部设置有用于与所述加载法兰相连的孔。


3.根据权利要求2所述的金属板材超低温拉深成形法兰区摩擦系数测量装置，其特征在于，所述伺服电动机Ⅰ和所述压力传感器Ⅰ分别与所述PLC控制单元电连接，所述PLC控制单元控制所述伺服电动机Ⅰ的工作进而调节所述加载模块对所述低温测试模块施加的加载力，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高易仁，李红霞，赵丹阳，王敏杰，凡晓波，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21