[發(fā)明專利]一種可用于板材剛性模脹形與液壓脹形試驗的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107971382B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 郎利輝;巫永坤;孫志瑩;王耀;張泉達;梅寒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D37/10;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種可用于板材剛性模脹形與液壓脹形試驗的裝置，其特征在于，所述的裝置包括：液室(1)，內六角圓柱頭螺釘(2)，凹模座(3)，凹模嵌塊(4)，壓邊圈(5)，壓邊轉接塊(6)，半球頭脹形凸模(7)，壓邊塊(8)，開槽錐端緊定螺釘(9)，O形橡膠密封圈(10)，內六角螺釘(11)；

所述的裝置用于剛性模脹形試驗時，連接后由六個內六角圓柱頭螺釘(2)將凹模座(3)與液室(1)固定；通過六個內六角圓柱頭螺釘(2)將壓邊圈(5)與壓邊轉接塊(6)相固定；半球頭脹形凸模(7)通過內六角圓柱頭螺釘與壓機主缸軸端固定；用于液壓脹形試驗時，由六個內六角圓柱頭螺釘(2)將壓邊圈(5)與液室(1)固定；壓邊圈(5)與液室(1)之間用O形橡膠密封圈(10)進行密封；液壓系統(tǒng)管路與液室(1)左端處的注油口相連接后，可向液室充液；注油口與液室(1)內腔接觸的通道最低位置略低于液室(1)的內腔底面；通過六個內六角圓柱頭螺釘(2)將凹模座(3)與壓邊轉接塊(6)相固定；在壓邊圈(5)、凹模座(3)接觸端設計、加工有導向槽；壓邊圈(5)、凹模座(3)與液室(1)、壓邊轉接塊(6)連接的端面結構形狀尺寸相同；以徑向采用間隙定位配合、軸向利用凹模座(3)中心軸盲孔底面定位的方式，將凹模嵌塊(4)嵌入凹模座(3)；通過開槽錐端緊定螺釘(9)將凹模嵌塊(4)進行固定；凹模嵌塊(4)內徑小于凹模座(3)中心軸通孔直徑；壓邊塊(8)中心軸螺紋孔與壓機的壓邊缸桿端螺紋相連接；壓邊塊(8)再與壓邊轉接塊(6)通過內六角螺釘(11)相固定。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于板材剛性模脹形與液壓脹形試驗的裝置，其特征在于，凹模嵌塊(4)可以根據(jù)使用需要更換；凹模嵌塊(4)外徑都為Φ130mm，凹模嵌塊(4)與凹模座(3)加工的凹模嵌塊安裝盲孔相配合；剛性模脹形時，可以根據(jù)半球頭脹形凸模(7)的直徑、板材厚度、凸凹模間隙，設計相應的凹模嵌塊(4)的內徑(即凹模直徑)；在進行不同厚度板材的剛性模脹形試驗時，只需根據(jù)板材厚度，更換相應的凹模嵌塊(4)；液壓脹形時，同樣可以根據(jù)使用需要，設計不同的凹模嵌塊(4)的內徑大小，進行液壓脹形試驗；同時，凹模嵌塊(4)的內圈可以設計成不同橢圓率的橢圓形狀，以此來改變液壓脹形過程的板料變形應變路徑；試驗過程可以更換不同的凹模嵌塊(4)，從而測量不同應變路徑下的板料液壓脹形極限應變。

3.一種應用權利要求1所述的可用于板材剛性模脹形與液壓脹形試驗的裝置的剛性模脹形試驗使用方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1、按照剛性模脹形試驗的模具安裝方式裝配完成后，控制液壓機，將壓邊圈(5)與半球頭脹形凸模(7)上行到安全工作高度；將剛性模脹形試驗試樣定位擺放到合適位置，且使試樣制有應變分析網格的板面貼靠凹模座(3)與凹模嵌塊(4)；

步驟2、設定壓邊力、凸模速度、控制載荷試驗參數(shù)；

步驟3、控制壓邊圈(5)下行，與凹模座(3)合模，壓緊試樣，防止脹形過程板料向里流動；

步驟4、以設置的凸模速度控制半球頭脹形凸模(7)下行，將試樣進行剛性模脹形；試樣頸縮破裂后，載荷下降過程隨即停止半球頭脹形凸模(7)下行；

步驟5、控制壓邊圈(5)與凸模(7)上行到安全高度，取出試樣，對試樣頸縮區(qū)附近的網格進行應變測量；

步驟6、如進行不同厚度的板材剛性模脹形試驗，需要改變凹模直徑，則松開開槽錐端緊定螺釘(9)，將原凹模嵌塊(4)取出，更換相應的凹模嵌塊(4)，擰緊開槽錐端緊定螺釘(9)進行固定，并重復上述步驟進行其他試樣的剛性模脹形試驗；如進行同一厚度板材剛性模脹形試驗，則重復上述步驟進行其他試樣的剛性模脹形試驗。

4.一種應用權利要求1所述的可用于板材剛性模脹形與液壓脹形試驗的裝置的液壓脹形試驗使用方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1、按照液壓脹形試驗的模具安裝方式裝配好后，設置液壓機相關工藝參數(shù)，設定液壓脹形液室壓力、壓邊力；

步驟2、控制液壓機工作臺，使增壓缸回程，同時往液室(1)補液，直到液體到達壓邊圈(5)上端面為止；

步驟3、將脹形板料定位，放于壓邊圈(5)上端面；且使板料制有應變分析網格的板面貼靠凹模座(3)與凹模嵌塊(4)；

步驟4、控制壓邊缸下行，使凹模座(3)下行與壓邊圈(5)合模；以設定的壓邊力壓緊試樣，防止液壓脹形過程板料向里流動；

步驟5、以設定的液室壓力進行充液脹形；根據(jù)液室壓力實時監(jiān)測的數(shù)值，當脹形壓力開始衰減后，停止充液；

步驟6、控制增壓缸退回，以及控制液室回油；

步驟7、控制壓邊缸退回，凹模座(3)上行到安全高度；

步驟8、取出液壓脹形試樣，根據(jù)試驗需要進行相關測量；

步驟9、如不需更換凹模嵌塊(4)，則準備另一板料，重復上述步驟，進行液壓脹形；如需改變板料變形應變路徑，則更換不同橢圓率的凹模嵌塊(4)；由開槽錐端緊定螺釘(9)鎖緊凹模嵌塊(4)后，準備板料，重復上述步驟，進行液壓脹形。