[實用新型]一種用于測量擠壓筒內壁摩擦因數的熱擠壓裝置

有效

• 申請號: 201920583840.3
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN209867005U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 高原;王一童;王慶娟;王快社;王文;王偉;王強;王巖
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B21C29/02
• 分類號: B21C29/02;B21C29/04;B21C51/00;B21C23/32
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開一種用于測量擠壓筒內壁摩擦因數的熱擠壓裝置，熱擠壓裝置的擠壓軸設置于擠壓筒的一端并與擠壓腔適配設置，擠壓模座設置于擠壓筒的另一端，擠壓模座與擠壓筒之間設有第一壓電式傳感器；擠壓模設置于擠壓模座上靠近與擠壓筒的一端，擠壓模與擠壓筒之間預留有間隙，擠壓模與擠壓腔同軸；加熱裝置設置于擠壓筒外部；擠壓筒沿擠壓腔的軸線劃分為左擠壓筒和右擠壓筒，測力裝置安裝于左擠壓筒以及右擠壓筒上，用于測量擠壓過程中與擠壓腔軸線垂直方向上的力。本實用新型的裝置在熱擠壓過程中能夠測得擠壓筒內壁所受徑向壓力以及擠壓筒軸向所受摩擦力，進而得到不同溫度下潤滑劑的摩擦系數。

技術領域

本實用新型涉及材料加工領域，特別是一種用于測量擠壓筒內壁摩擦因數的熱擠壓裝置。

背景技術

擠壓是金屬塑性成形的主要方法之一，可以直接生產管、棒、型、排材等半成品金屬材料，在鋁加工、銅加工、鈦合金及高熔點稀有金屬材料加工等有著廣泛的應用。在擠壓過程中，模具與坯料之間的摩擦力會阻礙材料的流動，使擠壓力增大，坯料變形不均勻，影響擠出件的尺寸精度和表面粗糙度，嚴重的摩擦會導致模具磨損或增加模具表面處理費用，降低生產效率。

在模具和坯料表面涂抹固體或液體潤滑劑，通過表面處理(如表面滲氮、鍍鋅等)提高模具表面光潔度和硬度都可以降低模具與坯料之間的摩擦力。擠壓過程中，坯料不斷產生新表面，坯料表面與模具表面通常具有較大的接觸壓力，且在成形過程中塑性變形熱會導致接觸表面溫度升高，這些因素都會使潤滑條件不穩定，導致成品件無法達到預期效果。因此，研究不同種潤滑劑對模具和坯料之間的摩擦，有至關重要的意義。

目前摩擦系數的測量大多是使用球盤實驗等標準摩擦學實驗設備，或者使用模擬仿真軟件與實際工藝參數的對比來估計潤滑劑的摩擦系數。實際研究中，仍然缺少一種行之有效的方法，能夠原位測量擠壓過程中潤滑劑的摩擦系數。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用于測量擠壓筒內壁摩擦因數的熱擠壓裝置，本實用新型能夠對擠壓過程中擠壓筒不同方向的受力情況進行測量，從而原位獲得坯料與擠壓模具間摩擦系數，為潤滑劑的研發提供更切合實際的測試方法。

為了實現上述目的，本實用新型專利采用如下技術方案：

一種用于測量擠壓筒內壁摩擦因數的熱擠壓裝置，包括擠壓軸、擠壓筒、擠壓模、擠壓模座、測力裝置和加熱裝置，擠壓軸設置于擠壓筒的一端并與擠壓筒的擠壓腔適配設置，擠壓模座設置于擠壓筒的另一端，擠壓模座與擠壓筒之間設有第一壓電式傳感器；擠壓模設置于擠壓模座上靠近擠壓筒的一端之間，擠壓模與擠壓筒之間預留有間隙，所述間隙用于防止在擠壓過程中擠壓模與擠壓筒接觸受力，擠壓模與擠壓腔同軸；

加熱裝置設置于擠壓筒外部，用于對擠壓筒和擠壓模加熱；

擠壓筒沿擠壓腔的軸線劃分為左擠壓筒和右擠壓筒，測力裝置安與左擠壓筒以及右擠壓筒連接，測力裝置用于測量擠壓過程中與擠壓腔軸線垂直方向上的力。

測力裝置包括左夾板、右夾板以及若干螺栓，左夾板和右夾板分別與左擠壓筒和右擠壓筒連接，左夾板和右夾板均與左擠壓筒和右擠壓筒的交界面平行；左夾板和右夾板通過螺栓進行裝配連接，螺栓的軸線與擠壓腔軸線垂直，螺栓上設有用于測量螺栓軸向力的第二壓電式傳感器。

若干螺栓關于擠壓腔的軸線對稱布置。

左夾板和右夾板上均開設有供螺栓穿過的通孔，左夾板、右夾板、左擠壓筒和右擠壓筒通過螺栓和螺母連接為整體結構。

擠壓筒的形狀為長方體，左擠壓筒和右擠壓筒為擠壓筒沿擠壓腔的軸線對稱劃分而成的結構。

第二壓電式傳感器采用BiT陶瓷壓電片。

加熱裝置采用電磁感應加熱線圈。