摩擦與潤滑在工業金屬薄板形成工藝中起著重要的作用。摩擦決定著金屬薄板的變形類型和無撕裂情況下的變形程度。
適當地潤滑可以避免金屬間的直接接觸,減少了模具和工件不必要的磨損,降低了成本。同時,潤滑減少了由於粘附作用引起的工件表面的損傷,提高了產品質量,延長了模具壽命。金屬薄板成型的精確塑性分析,常依據一種含糊而使人誤解的摩擦條件假設。其分析結果幾乎無任何實用意義,尤其對那些工藝結構性能較差的工件,更是如此。
在簡單的拉伸成型工藝中,廣泛採用的流體潤滑理論是由Wilson和Waog提出的。該理論認為,潤滑膜是由在衝頭和薄板結合處的邊緣所形成的楔形入口帶產生的。在衝頭接觸中心薄膜最厚,在連接邊緣附近,則逐漸變薄。正是在這個區域,以後會出現破裂。這裡衝頭與薄板的接觸,與齒輪和滾珠軸承中的情況類似,為了測量這種接觸中的潤滑薄膜的厚度,已開發了幾項實驗技術。其中,分割入射光振幅的光幹涉測量法最為成功。在類似鋼球和光學平面形成的彈性流體接觸中,用光幹涉測量技術能穩定精確地測量出油膜厚度。
為了研究金屬薄板成型的潤滑過程,我們將討論光幹涉的應用。特別要闡述用球形衝模在有潤滑的條件下,軸對稱拉伸工藝的油膜厚度的局部、瞬時測量。我們研究的主要目的是驗證Wilson一Wang理論的正確性,從而加深我們對該理論的理解。
光幹涉法測量
於涉曾經廣泛地用於固態薄膜處理技術的研究和拋光效率、拋光平面度的測量中。在潤滑特性研究中,把入射光波長作為潤滑薄膜厚度的測量標準,通過光幹涉進行精密測量。幹涉是由於視頻波的波動性而形成的。當兩列或兩列以上的光波相遇時,會產生與這些光波的疊加結果不同的合波。這種差異是由一個光源發出的兩種或兩種以上光波間的相位差引起的。由於潤滑薄膜的存在,諸光波間產生了誤差。當兩種光波再次相遇時,它們便形成了明暗交替的波帶,統稱為幹涉條紋。
這裡所用的主光源是功率為5毫瓦、輻射波長為0.6微米鮮紅色光的He一N。雷射。此束光直射到空間頻率濾光片上,產生一種呈高斯幅射分布的發散雷射束,此時,光強幾乎降低了一半。