一種測試不同表面粗糙度的加工表面間摩擦系數(shù)的方法及儀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測試不同加工表面粗糙度表面間摩擦系數(shù)的儀器，屬于測試技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦系數(shù)是表征兩個相對運(yùn)動物體間使用性能的重要參數(shù)。表面粗糙度不僅是影 響兩個相對運(yùn)動物體間表面摩擦系數(shù)的重要因素，也是評價零部件機(jī)械制造加工質(zhì)量的重 要參數(shù)。合理選擇零件相互配合表面間的表面粗糙度是機(jī)械零件設(shè)計制造過程中的一項重 要工作?，F(xiàn)有的摩擦系數(shù)主要是經(jīng)由試驗(yàn)測得的不同材料間表面摩擦系數(shù)，對于不同加工 表面粗糙表面間的摩擦系數(shù)及其測試方法和裝置報道較少。不同加工表面粗糙度表面間摩 擦系數(shù)的儀器可以測試不同加工表面粗糙度表面間的摩擦系數(shù)，有助于選擇合適的相互配 合的表面粗糙度，能夠提高零部件的工作性能，延長零部件的使用壽命，提高生產(chǎn)效率，降 低制造成本，增加產(chǎn)品競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對不同表面粗糙度零部件表面的摩擦系數(shù)測試技術(shù)，提出了利用表面粗 糙度不同的兩個表面作為接觸工作表面，測試相互之間摩擦系數(shù)的儀器。
[0004] 本發(fā)明所涉及到的不同表面粗糙度間表面摩擦系數(shù)測試儀主要由整體框架、拉伸 螺栓、支架、拉伸彈簧、下試塊、上試塊、止推槽、壓縮套筒、壓縮彈簧和壓縮螺栓等零部件組 成。其特征在于根據(jù)金屬切削原理，將做相對運(yùn)動的上試塊和下試塊之間的接觸工作表面 加工成不同的表面粗糙度，并測試表面粗糙度不同的條件下，上、下試塊相互作用表面間的 摩擦系數(shù)。
[0005] 本發(fā)明利用彈簧來計算不同表面粗糙度的兩個表面在摩擦系數(shù)測試過程中所發(fā) 生的壓力和摩擦力，根據(jù)摩擦系數(shù)定義計算出兩個不同表面粗糙度的試塊間的摩擦系數(shù)。 該測試儀可以測試不同表面粗糙度的試塊相互運(yùn)動時的摩擦系數(shù)，具有原理清晰、結(jié)構(gòu)簡 單、容易制造、易于使用等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0006] 圖1不同表面粗糙度試塊表面間摩擦系數(shù)測試儀結(jié)構(gòu)示意圖 圖2切削加工表面生成示意圖 圖3下試塊受力分析圖
【具體實(shí)施方式】： 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、工作原理及求解過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0007] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種不同加工表面粗糙度表面間摩擦系數(shù)測試儀，該儀 器主要由整體框架1、拉伸螺栓2、支架3、拉伸彈簧4、下試塊5、上試塊6、止推槽7、壓縮套 筒8、壓縮彈簧9和壓縮螺栓10等零部件組成。整體框架1是安裝其它零部件的基體，支架 3固定于整體框架1的底面，拉伸螺栓2通過螺紋孔和支架3連接，拉伸螺栓2的前端和下 試塊5通過拉伸彈簧4連接。
[0008] 如圖2所示，根據(jù)金屬切削原理，合理選擇切削參數(shù)和刀具參數(shù)，確定做相對運(yùn)動 的下試塊5和上試塊6接觸表面的表面粗糙度值。上試塊6頂部開有止推槽7,可防止上試 塊6在做相對運(yùn)動時發(fā)生滑動。為了防止壓縮彈簧9發(fā)生橫向變形，壓縮彈簧9安裝于壓 縮套筒8中，壓縮彈簧9下端位于止推槽7中。壓縮螺栓10固定于整體框架1的頂部，通 過調(diào)整壓縮螺栓10的長度來調(diào)整壓縮彈簧9的壓縮量，從而達(dá)到在上試塊6頂部施加不同 壓力的目的。
[0009] 根據(jù)圖3所示的下試塊5受力分析圖可知，要得到下試塊5和上試塊6之間的摩 擦力/，不但需要通過拉伸彈簧4求得作用于下試塊5的拉力凡還要求得下試塊5和整體 框架1接觸表面的摩擦力/；。首先，將下試塊5及整體框架1的接觸表面進(jìn)行精磨，表面粗 糙度在#a〈0.0 lmm范圍內(nèi)。對下試塊5及整體框架1間的摩擦力進(jìn)行多次試驗(yàn)，取平均值 作為下試塊5和整體框架1接觸表面間的摩擦力/；。
[0010] 其次，根據(jù)摩擦系數(shù)的定義，測量不同表面粗糙度5、6兩試塊表面間的摩擦系數(shù)， 需要確定下試塊5所受的壓力#和接觸表面間的摩擦力八根據(jù)圖3所示的下試塊5受力 分析圖和拉伸彈簧4的變形，可以求出下試塊5在相對運(yùn)動過程中所受的摩擦力八根據(jù)壓 縮彈簧9的彈性變形可以求解出下試塊5在相對運(yùn)動過程中的壓力#。根據(jù)摩擦系數(shù)的定 義可以求解出不同加工表面粗糙度表面下試塊5和上試塊6之間的摩擦系數(shù)。
[0011]
綜上所述，本發(fā)明提出了一種測試表面粗糙度不同的兩表面間摩擦系數(shù)的儀器， 重點(diǎn)在于利用不同表面粗糙度的試塊作為相對運(yùn)動的表面，利用彈簧的彈性變形計算測試 過程中的作用力，根據(jù)摩擦系數(shù)的定義，計算出不同表面粗糙度兩表面間的摩擦系數(shù)。
[0012] 以上實(shí)施具體案例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)方法，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范 圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種測量不同加工表面粗糙度表面間摩擦系數(shù)的測試儀，主要具有：上試塊、下試 塊、拉伸彈簧和壓縮彈簧等部件，該儀器特征：首先根據(jù)金屬切削原理，選擇不同的切削參 數(shù)和刀具參數(shù)，將做相對運(yùn)動的上試塊和下試塊之間的接觸表面加工成不同的表面粗糙 度；然后在拉伸彈簧和壓縮彈簧的作用下做相對運(yùn)動，利用拉伸彈簧和壓縮彈簧的變形，計 算出上試塊和下試塊接觸面間的壓力#和摩擦力/;最后根據(jù)摩擦系數(shù)的定義求出不同加 工表面粗糙度表面間的摩擦系數(shù)。 N
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不同加工表面粗糙度表面間摩擦系數(shù)的測試儀器，通過測量兩個不同表面粗糙度的表面間發(fā)生相對運(yùn)動時的相互作用力，根據(jù)摩擦系數(shù)的定義求得兩個相互作用的不同表面粗糙度物體表面間的摩擦系數(shù)。其特征在于：根據(jù)切削加工理論將兩個相互運(yùn)動的表面加工成不同級別的表面粗糙度，并用專用夾具固定，形成相互作用的表面。分別測量兩個相對運(yùn)動表面間運(yùn)動方向的拉力與垂直運(yùn)動方向壓力，然后根據(jù)摩擦系數(shù)的定義計算出兩個不同粗糙度表面間的摩擦系數(shù)。本發(fā)明測試儀可以測試計算不同加工表面粗糙度表面間的摩擦系數(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，裝置穩(wěn)定，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01N19/02
【公開號】CN105092463
【申請?zhí)枴緾N201410185990
【發(fā)明人】張濤, 閻兵, 戚厚軍, 李國和, 霍文國, 劉潔, 章莉, 陳聰
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月5日