CN110346542A - 一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其包括步骤：1)试验板材的下料；2)使用划线样板和划针在试验板材上划刻度线；3)在经刻线的试验板材的刻线面上涂刷待测润滑油和基准润滑油，形成的润滑油膜；4)将刷图润滑油膜的试验板材安装到拉伸设备中；5)调整拉伸设备，使试验板材完全贴在拉形模具的工作面；6)通过拉伸设备的左、右拉伸缸对试验板材进行拉伸，停止拉伸并卸载；7)使用标准工具尺测量试验板材在拉形模具覆盖区内的变形量，以评估润滑油性能。本发明提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，有效解决了铝合金蒙拉润滑油性能优劣的测评问题，对选择一款适合的润滑油提供了简单、有效的方法。
Description
技术领域
本发明属于钣金件成形制造技术领域，特别是涉及一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法。
背景技术
蒙皮拉伸成形是航空制造领域典型的板材成形方法，主要用于生产飞机蒙皮类制件，工艺过程为：先通过蒙皮拉形设备钳口将位于其之间的板材夹紧，然后通过夹钳的包覆拉伸运动或拉形模具垂直向上顶升运动，使板材逐渐贴合到拉形模具表面并发生拉伸变形以得到最终的形状。无论从蒙皮拉形质量还是从其工艺性方面考虑，都需要在模具与板材之间涂一层润滑油来降低摩擦系数。零件成形质量一定程度上取决于润滑油性能的优劣，选择一款性能优异的润滑油显得至关重要，但在针对铝合金蒙皮拉形方面并没有明确的润滑油参数指标，难以对比选择。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，用于铝合金蒙皮拉伸成形润滑油润滑性能优劣的测试和评估，以解决上述问题。
本发明的技术方案为：
一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其包括以下步骤：
1)按待测润滑油的种类的总数量进行试验板材3的下料，每块试验板材3的尺寸相同，试验板材3沿拉伸方向的长度大于拉形模具2的工作面的弧长，同时在试验板材3的两端留出悬空段和钳口夹紧的长度，试验板材3的宽度方向尺寸为拉形模具2的直线长度的1/4-1/2；
2)使用划线样板5和划针4在步骤1)中获得的试验板材3上划刻度线，采用划线样板5的挡块卡住试验板材3的一端，以将划线样板5定位；使用划针4按划线样板5上的样板格进行刻线；
3)在步骤2)中获得的经刻线的试验板材3的刻线面上分别涂刷对应种类的待测润滑油和基准润滑油，待测润滑油和基准润滑油涂抹范围大于拉形模具2的工作面，以形成相应的润滑油膜1；
4)将步骤3)中获得的刷图润滑油膜1的试验板材3安装到拉伸设备7的钳口中，在拉形模具2上方并行排列，拉伸设备7的钳口夹紧；
5)调整拉伸设备7的钳头左右位置、钳头的钳口角度及工作台高度，使试验板材3完全贴在拉形模具2的工作面，钳口的俯仰角度与拉形模具2边缘切角一致；
6)通过拉伸设备7的左、右拉伸缸对试验板材3进行拉伸，保证试验板材3平均变形量达到3-10％，停止拉伸并卸载；
7)使用标准工具尺6测量每块试验板材3在拉形模具2覆盖区内的变形量，且测量相同两刻度线之间的长度：
测量涂抹基准润滑油Y准的试验板材3拉伸后的区间长度L准，
测量涂有待测润滑油Y测的试验板材3拉伸后的区间长度L测，
获得待测润滑系数RH测＝L测/L准，以评估润滑油性能。
在一个具体的实施方案中，所述的拉形模具2的工作面为单曲度，边缘切线与水平夹角α不大于60°，直线方向长度不低于单曲度弧长，工作面表面粗糙度Ra不高于0.16μm。
在一个具体的实施方案中，所述的划针4为锥尖圆柄结构，圆柄直径小于锥尖的圆角半径不大于R0.05mm。
在一个具体的实施方案中，所述的划线样板5上，沿划线样板5的长度方向，在同一直线上设置有多个镂空结构的样板格，相邻两个样板格的间距为50mm，划线样板5上的一端螺接挡块，用以与试验板材3定位，划线样板5的长度大于试验板材3的长度，厚度小于2mm。
在一个具体的实施方案中，步骤2)中刻线深度为0.05-0.2mm，刻线宽度小于0.1mm，刻线后标记划线样板5的挡块端的方向。
本发明的效果和益处是：本发明提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法有效解决了铝合金蒙拉润滑油性能优劣的测评问题，对选择一款适合的润滑油提供了简单、有效的方法；使用单曲度模具并列拉伸试验的方法比多次单件拉伸的效率更高，且可避免因为设备工艺稳定性差而带来的评估偏差。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法的拉伸试验示意图；
图2A和图2B是本发明实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中采用划针进行试验板材刻线的示意图，其中，图2A为俯视图，图2B为图2A中A向放大图；
图3是本发明实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中试验板材刻线的图样的示意图；
图4是本发明实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中试验板材装夹排列的示意图；
图5是本发明实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中拉伸变形量测量的示意图。
图中：1润滑油膜；2拉形模具；3试验板材；4划针；5划线样板；6标准工具尺；7拉伸设备。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
本实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中涉及的仪器或材料包括润滑油膜1、拉形模具2、试验板材3、划针4、划线样板5、标准工具尺6和拉伸设备7。
拉形模具2的几何特征为单曲度，边缘切线与水平夹角α不大于60°，直线方向长度不低于单曲度弧长，采用金属材质制造，工作面的表面粗糙度Ra不高于0.16μm。具体地，在本实施例中，拉形模具2采用45#钢制造，单曲度曲率半径为R800mm，弧长600mm。
图2A和图2B是本发明实施例中提供的一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法中采用划针进行试验板材刻线示意图。参见图2A和图2B，在本实施例中，划针4为锥尖圆柄结构，碳钢制造，圆柄直径小于锥尖圆角不大于R0.05mm。具体地，在本实施例中，划针4采用钨碳钢制造，圆柄直径小于锥尖圆角约R0.05mm。划线样板5上，沿划线样板5的长度方向，在同一直线上设置有多个镂空结构的样板格，相邻两个样板格的间距d为50mm，划线样板5上的一端螺接挡块。划线样板5的长度尺寸一般不低于试验板材3的长度，厚度不超过2mm，可以实现每50mm刻线，采用金属板材制造。具体地，在本实施例中，划线样板5为镂空结构，一端螺接挡块，划线样板5长1500mm，厚1mm，可以实现每50mm刻线，材料为碳钢，采用激光切割成形。
本实施例中提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法：将试验板材3与拉形模具2之间涂抹不同种类的待测润滑油，拉伸时其摩擦系数不同，导致局部拉形量不同，本发明提供的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法即利用这种不同的拉形量评价润滑油性能的优劣。如涂抹基准润滑油Y准的板料拉伸后测量其覆盖模具区内的刻度线区间长度记为L准，涂待测润滑油Y测的板料拉伸后相同刻度线区间的长度记为L测，这里L测和L准的比值称为蒙拉润滑系数RH1＝L测/L准。由此可见，基准润滑油的系数RH准＝1，当待测润滑油RH测﹥1时，说明该油润滑性能优于基准油，当RH测﹤1，该油润滑性能低于基准油，且系数RH测数值越大，润滑性能越好，反之越差。
在本实施例中，试验板材3选用牌号为2A12-O态铝合金薄板进行测试，其厚度为3mm。具体地，在本实施例中，采用铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法测试两种润滑油的性能，包括如下步骤：
a)将基准润滑油和待测润滑油进行编号，并对其盛放容器作出标记，基准润滑油记为Y准，待测润滑油记为Y测1、Y测2。
b)按待测润滑油的种类总数量一对一进行试验板材3的下料，试验板材3的下料尺寸根据拉形模具2的尺寸设定，每块试验板材3的尺寸相同，试验板材3沿拉伸方向的长度尺寸大于拉形模具2的弧长，同时在试验板材3的两端留出足够的悬空段和钳口夹紧长度，试验板材3的宽度方向尺寸一般为拉形模具2的直线长度的1/4-1/2。
c)使用划线样板5和划针4在每块试验板材3上划刻度线，采用划线样板5的挡块卡住试验板材3的一端，以将划线样板5定位；手持划针4按划线样板5上的样板格进行刻线，刻线深度控制在0.05-0.2mm，刻线宽度不超过0.1mm，刻线后需标记划线样板5的挡块端的方向。
d)根据待测润滑油的种类在试验板材3上用划针4做相应标记，避免混淆；在每块试验板材3的背面刻线面涂刷对应种类的待测润滑油，待测润滑油涂抹范围需大于拉形模具2的工作面，以形成相应的润滑油膜1，涂油刷为市面普通排刷。
e)根据上料的便利性调整拉伸设备7的钳头的间距及俯仰角度，试验板材3完成刷图润滑油膜1后，依次安装到拉伸设备7的钳口中，在拉形模具2上方并行排列，最后拉伸设备7的钳口夹紧。如图4所示，在本实施例中，待测润滑油包括两种，试验板材3共3块。
f)调整拉伸设备7的钳头左右位置、钳头的钳口角度及工作台高度，使试验板材3完全贴在拉形模具2表面，钳口的俯仰角度与拉形模具2边缘切角基本一致。
g)通过拉伸设备7的左、右拉伸缸对试验板材3进行拉伸，保证试验板材3平均变形量达到3-10％即可停止拉伸并卸载。根据试验板材3的厚度和材质不同，试验板材3拉伸的变形量不同，本实施例中，测试板材选用牌号为2A12-O态铝合金薄板进行测试，厚度3mm。
h)使用检定合格的标准工具尺6测量每块试验板材3在拉形模具2覆盖区内的变形量，且必须测量相同两刻度线之间的长度，如图5所示。先测量涂抹基准润滑油Y准的试验板材拉伸后的区间长度L准、继而测量涂有待测润滑油Y测1、Y测2试验板材拉伸后的区间长度L测1、L测2，即获得待测润滑系数RH测1＝L测1/L准、RH测2＝L测2/L准。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。
Claims (8)
1.一种铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，其包括以下步骤：
1)按待测润滑油的种类的总数量进行试验板材(3)的下料，每块试验板材(3)的尺寸相同，试验板材(3)沿拉伸方向的长度大于拉形模具(2)的弧长，同时在试验板材(3)的两端留出悬空段和钳口夹紧的长度，试验板材(3)的宽度方向尺寸为拉形模具(2)的直线长度的1/4-1/2；
2)使用划线样板(5)和划针(4)在步骤1)中获得的每块试验板材(3)上划刻度线，采用划线样板(5)的挡块卡住试验板材(3)的一端，以将划线样板(5)定位；使用划针(4)按划线样板(5)上的样板格进行刻线；
3)在步骤2)中获得的经刻线的试验板材(3)的刻线面上分别涂刷对应种类的待测润滑油和基准润滑油，待测润滑油和基准润滑油涂抹范围大于拉形模具(2)的工作面，以形成相应的润滑油膜(1)；
4)将步骤3)中获得的刷图润滑油膜1的试验板材(3)安装到拉伸设备(7)的钳口中，在拉形模具(2)上方并行排列，拉伸设备(7)的钳口夹紧；
5)调整拉伸设备(7)的钳头左右位置、钳头的钳口角度及工作台高度，使试验板材(3)完全贴在拉形模具(2)的工作面，钳口的俯仰角度与拉形模具(2)边缘切角一致；
6)通过拉伸设备(7)的左、右拉伸缸对试验板材(3)进行拉伸，保证试验板材(3)平均变形量达到3-10％，停止拉伸并卸载；
7)使用标准工具尺(6)测量每块试验板材(3)在拉形模具(2)覆盖区内的变形量，且测量相同两刻度线之间的长度：
测量涂抹基准润滑油Y准的试验板材(3)拉伸后的区间长度L准，
测量涂有待测润滑油Y测的试验板材(3)拉伸后的区间长度L测，
获得待测润滑系数RH测＝L测/L准，以评估润滑油性能。
2.根据权利要求1所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，所述的拉形模具(2)的工作面为单曲度，边缘切线与水平夹角α不大于60°，直线方向长度不低于单曲度弧长，工作面的表面粗糙度Ra不高于0.16μm。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，所述的划针(4)为锥尖圆柄结构，圆柄直径小于锥尖的圆角半径不大于0.05mm。
4.根据权利要求1或2所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，所述的划线样板(5)上，沿划线样板(5)的长度方向，在同一直线上设置有多个镂空结构的样板格，相邻两个样板格的间距为50mm，划线样板(5)上的一端螺接挡块，用以与试验板材(3)定位，划线样板(5)的长度大于试验板材(3)的长度，厚度小于2mm。
5.根据权利要求3所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，所述的划线样板(5)上，沿划线样板(5)的长度方向，在同一直线上设置有多个镂空结构的样板格，相邻两个样板格的间距为50mm，划线样板(5)上的一端螺接挡块，用以与试验板材(3)定位，划线样板(5)的长度大于试验板材(3)的长度，厚度小于2mm。
6.根据权利要求1、2或5所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，步骤2)中刻线深度为0.05-0.2mm，刻线宽度小于0.1mm，刻线后标记划线样板(5)的挡块端的方向。
7.根据权利要求3所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，步骤2)中刻线深度为0.05-0.2mm，刻线宽度小于0.1mm，刻线后标记划线样板(5)的挡块端的方向。
8.根据权利要求4所述的铝合金蒙皮拉形润滑油性能测试评估方法，其特征在于，步骤2)中刻线深度为0.05-0.2mm，刻线宽度小于0.1mm，刻线后标记划线样板(5)的挡块端的方向。
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