[發明專利]柔性拉伸彎曲成形斷裂特征模具

有效

• 申請號: 201110223812.9
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102353577A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 趙亦希;李梅;李淑慧;于忠奇;黃勝;魏天海
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種塑性成形技術領域的模具，具體地涉及一種柔性拉伸彎曲成形斷裂特征模具。

背景技術

先進高強度鋼具有較低的屈強比，較好的應變分布能力，和較高的應變硬化特性；同時，這類鋼還具有更好的碰撞特性和更高的疲勞壽命。因此，先進高強度鋼在汽車工業的輕量化中具有廣闊的應用前景。然而，實驗發現先進高強度鋼拉彎成形過程中靠近凸凹模圓角位置容易發生剪切斷裂，這種斷裂模式的斷口沒有明顯的減薄和頸縮，與中碳鋼和低合金高強度鋼種觀察到的頸縮斷裂明顯不同，是先進高強度鋼所獨有的特點。基于材料頸縮失穩理論建立的成形極限曲線無法預測該種斷裂，目前缺乏有效的手段對成形剪切斷裂極限進行準確評價。由于先進高強度鋼的剪切斷裂一般發生在小半徑圓角的拉伸彎曲受力狀態下，并且其成形斷裂模式與模具半徑和板料的比值關系密切；同時，先進高強度鋼板料受到的拉伸比例也會影響其成形斷裂模式。因此，有必要發明一套具有可變圓角半徑、能夠實現各種拉彎受力狀態的具有數據采集裝置的柔性成形斷裂實驗臺，進行先進高強度鋼的成形斷裂研究，建立能夠預測剪切斷裂的判據，減少剪切斷裂的發生。

經對現有技術的文獻檢索發現，Ji?Hoon?Kim等人2011年在期刊《International?Journal?of?Plasticity》上發表論文“The?shear?fracture?of?dual-phase?steel”（“雙相鋼的剪切斷裂”），該文利用熱力學有限元模型對幾種不同強度級別的高強度雙相鋼的draw-bend實驗結果進行了仿真分析，該研究主要考慮溫度因素對成形結果的影響，但所用實驗設備不僅體積大，且過于復雜，與傳統沖壓成形工藝所用的設備差別較大。B.S.Levy和C.J.Van?Tyne采用基于應力的成形極限曲線對幾種高強度雙鋼的成形結果進行了預測，并用ASB（Angular?stretch?bend）試驗對上述結果進行了驗證，但ASB試驗裝置的鑲塊高度較大，更換不便；并且難以準確測量試樣的成形深度（相關文獻：B.S.Levy,C.J.Van?Tyne.?Predicting?breakage?on?a?die?radius?with?a?straight?bend?axis?during?sheet?forming.?Journal?of?Materials?Processing?Technology,2009,209:2038-2046.）。Danielle?Zeng、Z.Cedric?Xia等對于高強度雙相鋼的剪切斷裂機理進行了研究，并通過實驗和仿真結果的對比，分析了高強度雙相鋼剪切斷裂相對于頸縮斷裂的特點，但是其實驗設備較大,導致實驗試樣的尺寸較大，實驗的經濟性和方便性不高，并且實驗設備的對稱性較差(相關文獻：Danielle?Zeng,?Z.?Cedric?Xia,?Hua-Chu?Shih,Ming?F.Shi.?Development?of?Shear?Fracture?Criterion?for?Dual-Phase?Steel?Stamping.?SAE2009-01-1172.)。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種柔性的具有位移和壓力數據采集裝置的拉伸彎曲成形斷裂特征模具，可以實現板料的不同拉伸彎曲狀態，通過數據采集裝置能夠分析板料在不同拉彎狀態下的變形和受力情況，能夠滿足研究先進高強鋼剪切斷裂規律的要求，同時本發明還具有體積小、對中性強、以及鑲塊更換方便等優點。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括凸模鑲塊、凸模鑲塊座、鑲塊座固定圍板、下底板、導塊、壓邊圈、凹模、拉深筋、位移傳感器固定槽、以及位移傳感器拉線定位銷，其中，所述凸模鑲塊可拆卸地鑲嵌在所述凸模鑲塊座上，所述凸模鑲塊座固定于所述鑲塊座固定圍板，所述鑲塊座固定圍板安裝在所述下底板上，所述凸模鑲塊連同所述凸模鑲塊座固定于所述下底板，所述下底板安裝在機座上。所述導塊安裝在所述下底板的兩側，所述壓邊圈位于所述凸模鑲塊外側且擱置于所述凸模鑲塊座的上表面，所述壓邊圈上有拉深筋凹槽，所述拉深筋安裝在所述凹模的下表面，位于所述凸模鑲塊上方的所述凹模安裝在機座上的主缸部分，所述位移傳感器固定槽以及鑲塊座固定圍板安裝在所述下底板上，所述凹模上安裝有所述位移傳感器拉線定位銷，所述凹模的圓角半徑大于所述凸模鑲塊的圓角半徑。

優選地，所述凸模鑲塊的圓角半徑包括如下尺寸中的任一種尺寸：1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、或者15mm。所述凸模鑲塊體積小，安裝在所述凸模鑲塊座上。