[發明專利]高溫板料成形性能試驗模具及試驗方法

有效

• 申請號: 201410410727.7
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104198271B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 陳煒;陳瀧;湯鵬鵬;蔣在敏;曹志福;歐陽康
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/00;G01N3/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明專利涉及一種高溫板料成形性能試驗模具及試驗方法，屬于板料成形性能測試領域。

背景技術

隨著新型合金材料的不斷出現，如鎂合金、鈦合金、超高強度鋼板，金屬材料的力學性能不斷加強，在保持重量不變或更輕的條件下不斷提高強度極限，使得金屬在面對日新月異的高分子材料的沖擊下仍在先進材料領域占有一席之地；然而，伴隨著材料屈服強度的提高，其在工程應用中也遇到了難題，即常溫下難以成形，特別是成形較復雜的零件，對成形設備和工藝的要求十分苛刻，有時甚至在現有技術條件下根本無法成形所需的形狀，因此，為了解決這個問題，溫度成形技術應運而生；所謂的溫度成形即將板料加熱到一定溫度，利用高溫下板料的屈服強度下降的特點降低成形特定形狀零件的難度，但高溫下，由于材料內部組織結構的變化，其相關性能有別于常溫，因此檢測高強度板料在高溫下的成形性能是進行高溫成形工藝設計的基礎。

本文所發明的高溫板料成形性能試模具是以現有溫熱環境通用板材成形性能試驗機為載體（可見中國專利《溫熱環境通用板材成形性試驗機》，專利號CN?200820108648.0），該試驗機高溫環境下的試驗方法是將試驗模具至于特制的爐體內，在將爐內抽至一定的真空度后進行加熱，加熱到要求的溫度后，進行成形性能測試，如凸耳試驗、鋼模脹形試驗、液壓脹形試驗、杯突試驗、拉深試驗、錐杯試驗、擴孔試驗等，由此可以得到所選板料在特定溫度下的相關成形性能參數。

在成形性能實驗中，凸凹模以及壓邊圈的的同軸度要求、平行度要求較高，其直接決定了試驗結果的精確性；在常溫下，可以通過導柱、導套的定位，以及控制零件的加工和裝配誤差來間接保證同軸度要求，可見中國專利《一種板料性能測試實驗裝置》，專利號CN?201310710466.6；然而在高溫條件下，由于零件受熱膨脹會導致誤差放大，且由于不同零件的膨脹率和膨脹方向不同，無法用導柱、導套限定位置；因此，若要在高溫條件下保證凸凹模以及壓邊圈的同軸度，必須通過模具凸凹模以及壓邊圈自身進行定位，即使受熱膨脹，由于只有一種誤差，即使誤差放大，影響也會較小，可以保證實驗所需的同軸度要求。

本發明提出了一種進行凸耳實驗的高溫板料成形性能試驗模具，通過特定的凸凹模以及壓邊圈結構在合模后進行自身的定位，隨后進行夾緊固定，從而保證了試驗所需的同軸度要求。

發明內容

本發明提出了一種高溫板料成形性能試驗模具，通過所設計的特定凸凹模以及壓邊圈結構，使得模具在前期對中時通過模具自身完成定位，保證實驗所需的同軸度要求；該發明解決了高溫條件下，常規試驗模具由于材料膨脹而使得通過間接定位來保證的凸凹模及壓邊圈同軸度出現誤差過大而導致試驗失敗的問題。

所述的用于高溫下凸耳實驗的高溫板料成形性能試驗模具結構包括結構包括定位環、凹模固定座、固定座壓板、凹模、凹模夾緊環、壓邊圈、壓邊圈支撐板、凸模、連接螺栓以及連接螺釘；其特征在于：凹模固定座上端為斜面環、下端為環形卡爪，環形卡爪中部為斜面環、底部頂端為圓弧角；凹模夾緊環與環形卡爪通過斜面環接觸，并通過連接螺栓固定在凹模固定座上；壓邊圈為“L”形回旋件，其外側有斜面環、內側底部有圓弧角；凸模中部具有斜面環；通過上述結構特征輔以正確的操作方式，可以實現模具自身的定位，以保證試驗所需的同軸度要求。

本發明的技術方案是：凹模固定座上端與定位環下端通過斜面環進行接觸定位，保證了凹模固定座與定位環的同軸度，以減小試驗模具的主體在水平方向的裝配誤差，保證了模具在實驗時受力盡可能對稱；凹模固定座下端的環形卡爪與凹模夾緊環通過斜面環接觸，在連接螺栓提供的壓力作用下保證了凹模與凹模固定座的同軸度；“L”形回旋式壓邊圈外側的斜面環與環形卡爪頂端的圓弧角接觸，合模時在水平側向力的作用下定位，保證了壓邊圈和凹模固定座的同軸度；通過凸模上移，凸模中部的斜面環與壓邊圈內側底部的圓弧角接觸定位，保證了凸模與壓邊圈的同軸度；通過上述定位，保證了凹模、壓邊圈、凸模的同軸度達到試驗要求。