[實用新型]成形極限曲線檢測用模具

無效

• 申請號: 200920086048.3
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN201463811U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 祝洪川;李榮鋒;凃應宏;杜麗影;嚴龍
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司
• 主分類號: G01B5/20
• 分類號: G01B5/20;G01B5/213
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本實用新型涉及一種模具，具體應用于薄板類材料成形極限曲線的檢測領域。

背景技術

沖頭形狀——成形極限曲線檢測中所使用的拉深模具沖頭的幾何形狀，有球形沖頭、平沖頭。

沖頭模具是成形極限曲線檢測設備的一個重要組成部分。成形極限曲線(FLC)是用于沖壓成形類薄板材料的一個關鍵性能指標。成形極限曲線的檢測可以采用脹形試驗來進行，脹形試驗中主要有兩種方法來檢測材料的成形極限曲線，分別是Nakajima試驗和Marciniak試驗(見ISO12004-2：“Metallic?materials-Sheet?and?strip-Determination?of?forming-limit?curves-Part?2：Determination?offorming-limit?curves?in?the?laboratory”)。Nakajima試驗采用球形沖頭和壓邊模具，當材料的塑性很好且試樣較寬時(平行部分＞100mm)，試樣經過充分的變形后，往往破裂的位置沒有出現在球形沖頭的頂部，而是在頂部的附近位置，當距離頂部過遠時就會導致試驗數據無效而失敗。

現有技術在實際應用中存在球形沖頭在成形極限曲線檢測過程中試樣容易包住沖頭而使得試樣的破裂位置向沖頭頂部周圍轉移，當距離頂部過遠時就會導致試驗數據無效而失敗的問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種成形極限曲線檢測用模具，它具有橢圓球面形狀的沖頭，可以改善試樣包住沖頭的現象，減小試樣破裂位置從沖頭頂部向周圍轉移程度的特點。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種成形極限曲線檢測用模具，包括沖頭，其特征在于，所述沖頭為橢球形狀的結構，橢球形長軸方向為沖頭工作方向，橢球形的長軸半徑與短軸半徑的比例范圍為：大于1∶1，小于1.6∶1，滿足以下數學模型：

優選的技術方案為，所述沖頭的短軸半徑為50mm，長軸半徑大于50mm小于等于80mm。

更加優選的技術方案為，所述沖頭的短軸半徑為50mm，長軸半徑為70mm。

本實用新型的優點在于：

1.采用橢球面形狀的沖頭可以改善試樣包住沖頭的現象，減小試樣破裂位置從沖頭頂部向周圍轉移的程度，提高成形極限曲線檢測試驗對高塑性材料的適用性，減少試驗數據無效現象的發生和不必要的檢測材料的浪費，提高了檢測的效率和準確性。

2.本實用新型能夠作為非標準試驗裝置用于成形極限曲線的檢測。

本實用新型結構簡單、制作方便、易于安裝、成本低、操作簡單、使用效果好。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。

圖1為本實用新型Z-Y剖面結構示意圖(Z-X剖面結構同樣)。

圖2為現有技術中采用球形沖頭壓邊模具進行成形極限曲線檢測的示意圖。

其中，1-橢球形沖頭長軸半徑，2-橢球形沖頭短軸半徑，3-與夾具連接的夾持部分，4-沖頭下部，5-球形沖頭模具，6-凹模，7-壓邊模，8-試樣。

具體實施方式

如圖2所示的現有技術中采用球形沖頭壓邊模具進行成形極限曲線檢測的示意圖，Nakajima試驗采用球形沖頭5和壓邊模具6、7。

球形沖頭5的頂部過分平滑，當材料的塑性很好試樣較寬的時候，拉深過程中材料會包住整個沖頭，使得沖頭頂部材料的受力條件轉好，加上沖頭和試樣8之間的摩擦影響，試樣8的破裂位置會從頂部向周圍轉移。破裂位置的變化會引起試樣8應變路徑的變化，應變路徑的不唯一性會造成試驗結果可比性的降低。當這種情況變得很嚴重時試驗數據就無效，材料成形極限曲線右邊部分就會出現缺失，即使重新取樣試驗也無濟于事。

針對球形沖頭5在成形極限曲線檢測過程中試樣容易包住沖頭而使得試樣8的破裂位置向沖頭頂部周圍轉移的不足，本實用新型提供了一種成形極限曲線檢測用沖頭模具，能夠有效改善上述問題。

如圖1所示的本實用新型Z-Y剖面結構示意圖(Z-X剖面結構同樣)，沖頭采用回轉體結構，橢球面的長軸半徑1與短軸半徑2的比例為大于1∶1，小于1.6∶1，優選的取值范圍為：橢球面的長軸半徑1大于50mm，小于或等于80mm，兩個短軸半徑2都是50mm，其中長軸方向是沖頭的工作方向。最優選的取值范圍為：以長軸半徑1為70mm，短軸半徑2為50mm。

橢球形狀的沖頭的數學模型如下(以長軸半徑1為70mm，短軸半徑2為50mm為例)：