專利名稱：一種快速準確確定金屬塑性成形過程摩擦系數的方法
技術領域：
本發明涉及金屬塑性加工領域，具體是涉及一種能快速準確確定金屬在塑性成形過程中摩擦系數的方法。
背景技術：
金屬塑性加工中是在工具與工件相接觸的條件下進行的，這時必然產生阻止金屬流動的摩擦力。這種發生在工件和工具接觸面間，阻礙金屬流動的摩擦，稱外摩擦。由于摩擦的作用，工具產生磨損，工件被擦傷；金屬變形力、能增加造成金屬變形不均；嚴重時使工件出現裂紋，還要定期更換工具。因此，塑性加工中須研究摩擦系數，研究摩擦力，須加以潤滑。伴隨著塑性變形而產生的摩擦，在塑性變形過程中由于高壓下變形，會不斷增加新的接觸表面，使工具與金屬之間的接觸條件不斷改變。接觸面上各處的塑性流動情況不同，有的滑動，有的粘著，有的快，有的慢，因而在接觸面上各點的摩擦也不一樣。不同于機械傳動過程中的摩擦，金屬塑性加工過程中的摩擦往往伴隨有塑性變形，各質點的相對速度不同，因而各點的摩擦也不一樣。金屬塑性變形時接觸面上的壓力很高，摩擦狀況遠比一般機械傳動時復雜，同時高壓下的摩擦往往也是高溫下的摩擦，所有這些決定了確定金屬塑性成形過程摩擦系數的復雜性和困難性。上世紀六十年代提出了利用圓環鐓粗實驗確定摩擦系數的解析方法，最初不考慮鐓粗時出現的鼓形，為理想的數學解析解。這種方法需要利用解析公式對不同摩擦因子做出標定曲線，然后利用實驗結果插值計算出摩擦系數，費時費力。以后有學者提出對上述解析公式進行改進，如考慮圓環變形后出現的鼓形，采用Hill理論的改進數值解法等。這些方法在一定程度上改進了精度，但不能考慮材料塑性變形時的硬化行為，且仍需要做標定曲線。國內有專家采用彈塑性材料模型的數值模擬技術確定摩擦系數，可以考慮圓環鐓粗時的鼓形及金屬塑性變形的硬化行為，但仍需要作標定曲線。因此，有必要對摩擦系數的確定進行進一步改進，達到快速、準確。
發明內容
本發明的目的是提供金屬塑性成形過程一種快速、準確確定摩擦系數的方法。本發明的目的由以下技術方案予以實現一種快速準確確定金屬塑性成形過程摩擦系數的方法，其特征在于設ρ為圓環鐓粗時的中性層半徑，RpIVH分別為變形后的內徑、外徑和高度，根據傳統的解析法求得圓環鐓粗時的摩擦因子m。當ρ < R1 時
4
當R1 < P < Rtl 時
權利要求
1. 一種快速準確確定金屬塑性成形過程摩擦系數的方法，其特征在于 設P為圓環鐓粗時的中性層半徑，RpIVH分別為變形后的內徑、外徑和高度，根據傳統的解析法求得圓環鐓粗時的摩擦因子m 當P < Ri時
2.根據權利要求1所述快速準確確定金屬塑性成形過程摩擦系數的方法，其特征在于所述η = 1 3。
全文摘要
本發明涉及金屬塑性加工領域，具體是涉及一種能快速準確確定金屬在塑性成形過程中摩擦系數的方法。本方法做n組圓環鐓粗實驗做第1組，每組3個試樣，圓環試樣的尺寸比例取外徑∶內徑∶高度＝3∶2∶1，壓下率在50％以下，測量試樣變形后的內徑、外徑及高度，每一尺寸從三個不同方向測量取其均值，計算3個試樣的平均內徑、外徑及高度；計算中性層半徑；計算摩擦因子m；計算獲得獲得最優摩擦因子mi，求。本發明簡單易行，且同時考慮了圓環試樣鐓粗時的鼓肚及材料硬化行為。克服了以往解析方法不能同時考慮鼓肚及材料硬化行為的缺陷，并且避免了采用標定曲線方法的繁瑣數據處理。
文檔編號G01N19/02GK102539315SQ20111044120
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月25日 優先權日2011年12月25日
發明者李名堯, 王金彥, 蔣啟, 龔紅英 申請人:上海工程技術大學