[發明專利]用于液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測試裝置

有效

• 申請號: 200810037829.3
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101285749A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 林忠欽;來新民;于忠奇;徐祥合;武志剛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種機械工程技術領域的測試裝置，具體是一種用于液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測試裝置。

背景技術

管件液壓脹形是通過內部加壓和軸向加力補料使管坯外壁與模具型腔內表面貼合的技術。采用管件液壓脹形技術，能使置于模具中的管坯通過高壓液體的作用成形各種橫截面形狀的空心零件。與傳統的沖壓-焊接工藝相比，采用液壓脹形技術加工空心零件具有減輕重量、節約材料，減少零件和模具數量，降低模具費用，減少后續機械加工和組裝焊接量，提高零件強度和剛度等優點，目前已在汽車工業得到了廣泛的應用。

成形極限曲線是評價材料成形性能的重要依據。把材料在各種應變狀態下的成形極限描繪在以第一主應變和第二主應變為坐標軸的坐標系中，并連接成線，這條線就是材料的成形極限曲線。在零件的成形工藝設計及可制造性分析中，通常根據成形極限曲線判斷工藝及零件設計的合理性。在材料塑性變形過程中，如果其應變狀態位于成形極限曲線以下，則材料在變形過程中不會發生破裂；如果應變狀態達到成形極限曲線以上，則材料會發生破裂，說明零件或工藝設計不合理。建立材料的成形極限曲線必須解決兩個問題：(1)極限應變狀態的形成——能夠以線性的或準線性的應變路徑變形，使試件上的某一點達到極限應變狀態；

(2)應變狀態的改變——能夠使極限狀態點的應變狀態(即應變比)在-1到1之間變動。

經對現有技術的文獻檢索發現，韓國專利號為：KR656073-B1，名稱為：液壓脹形鋼管成形極限圖的測試方法，該專利的特征自述為：一種測量液壓脹形鋼管的成形極限圖的方法，該專利中：在鋼管沒有印網格的區域安裝一對上夾具和下夾具；用上模具和下模具將鋼管固定；將液壓封頭安裝到鋼管上；向鋼管施加液體壓力和軸向推力；測量在內壓力和軸向推力作用下發生破裂的鋼管的成形極限圖。該專利能夠使試件上某一點沿線性或準線性應變路徑變形從而達到極限應變狀態，并且能夠使應變比在-1到0之間變動。從圖中可以看出，在雙向拉伸應變狀態下，不能有效實現線性應變路徑，并且不能使應變狀態在0到1之間變動。因而不能得到完整的成形極限曲線。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種用于液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測試裝置，使管材既能以線性或準線性應變路徑變形并達到極限應變狀態，又能使應變比在-1到1之間變動，解決了背景技術中存在的問題，

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：上模，下模，推桿。上模通過液壓脹形機的主缸自動操作，可豎直運動，實現對管材的壓制功能；推桿有兩組，每組有兩個，即左、右推桿，分別通過液壓脹形機的兩側缸自動控制，可水平運動，實現管材端部固定和軸向進給。下模固定在液壓脹形機的工作臺上，用于固定試件。

所述上模包括：上連接板和上鑲塊，上連接板連接到液壓脹形機的主缸上，上鑲塊固定在上連接板上，通過定位銷定位；

所述下模包括固定塊、下模具和下鑲塊，下模具固定在液壓脹形機工作臺上，下模具采用對稱結構，其兩端為半圓柱形型腔，下鑲塊固定在下模具型腔內，固定塊共有兩個，固定塊上有一個半圓柱形型腔，兩個固定塊固定在下模具的兩端，分別與下模具的兩個半圓柱形型腔組成兩個圓柱形型腔。

所述上連接板形狀為長方體，其中心和對稱面與液壓脹形機主缸工作面的中心及對稱面重合；上鑲塊形狀為長方體，上鑲塊長度和寬度與下模具矩形型腔部分相同，上鑲塊的對稱面與下模具矩形型腔的對稱面重合，上鑲塊可以在下模具矩形型腔內上下運動。當測量拉-壓應變狀態下的成形極限曲線時，上鑲塊的底面與側面之間沒有任何倒角，當測量拉-拉應變狀態下的成形極限曲線時，上鑲塊的底面與側面之間有圓形倒角。

所述下模具采用對稱結構，其兩端為半圓柱形型腔，在每個半圓柱形型腔的外端有一個倒角；下模具的中間部分為模具型腔，模具型腔的上部為長方體型腔，長方體型腔的底面與兩端的圓柱形表面的水平切面重合，模具型腔的下部為半圓柱形型腔，該半圓柱形型腔的圓柱面與上部的矩形型腔表面相切；下模具的中心和對稱面與液壓脹形機的工作臺中心及對稱面重合。固定塊共有兩個，其結構完全相同；固定塊上有一個半圓柱形型腔，其長度和半徑與下模具兩端的半圓柱面相同；在固定塊的半圓柱面的一端有一個倒角，倒角的尺寸與下模具半圓柱面外端的倒角尺寸相同；兩個固定塊分別用螺釘固定在下模具的兩端，分別與下模具的兩個半圓柱形型腔組成兩個圓柱形型腔；安裝時，固定塊上的半圓柱面有倒角的一端朝外。下鑲塊形狀為一個半圓柱，其長度和半徑與下模具的模具型腔下部的半圓柱面的長度和半徑相同。