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铜管拉拔成形摩擦机理及润滑剂性能测试装置研究

张召铎  
【摘要】:本文详细研究了金属塑性成形过程中拉拔工艺的摩擦机理,润滑方式和对润滑剂的要求。从理论上分析了管材在空拉、固定芯头拉拔和游动芯头拉拔时摩擦对管材成形工艺力的影响,并对不同拉拔方式下润滑剂的选用提出了建议。 随着国内汽车、空调等行业的迅速发展,内螺纹铜管的需求量不断增大,本文比较了现在生产中常用的内螺纹铜管成形方法,并首次利用上限元法分析了影响内螺纹铜管齿形成形的因素。指出在设计内螺纹管的齿形及成形工艺时,应充分考虑齿顶角大小对成形齿形所需挤压力的影响。在摩擦系数为0.06的情况下,成形齿底宽为0.1mm的三角齿,齿顶角为40°时,单位挤压力最小。 润滑剂的合理选用对金属塑性成形有着重要的意义,本文总结了现在常用的润滑剂物理、化学及使用性能的指标和测试方法。但在目前所测试的润滑剂各项指标中,并没有一项指标能很清晰直观的表示润滑剂的使用性能,即润滑剂对成形工艺力的影响。这就使得企业在润滑剂的选用上存在着很大的盲目性。本文首次提出利用拉拔工艺力作为拉拔时润滑剂性能的评价指标。并首次采用传感器采集拉力数据,利用计算机程序对数据进行处理,使用的计算机程序采用VC++编程。每次试验,测试程序可以测量几千个点的拉力数据,并可将实验结果进行储存,按照不同的查询条件进行查询分析。在查询时,本装置所带程序会利用直方图的形式直观的表示出不同润滑剂的润滑性能,另外,界面中的ACCESS数据表会详细的表示每次试验的试验材料、润滑剂名称、拉拔方式和拉拔比。用户可以很直观的比较润滑剂的使用性能,指导实际生产中润滑剂的选用。 本装置具有结构简单,造价低,便于安装调试,容易操作,使用方便的特点,并且实现了数据的自动处理,可用于测量不同拉拔方式下的润滑剂的使用性能。可用于研制、使用润滑剂时的润滑性能的评定,还可以应用于摩擦机理的研究。本装置已获得国家实用新型专利,专利号为:ZL2003 2 0107152.9


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