[實用新型]超聲振動輔助金屬板材杯突試驗裝置

有效

• 申請號: 202020169803.0
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN211652697U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉紅生;鄧騰樹;占火林
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/11
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實用新型提供了一種超聲振動輔助金屬板材杯突試驗裝置，包括超聲振動裝置；壓緊力活塞設置于壓緊力缸筒內，壓緊力活塞的一端設置有沖力缸筒，沖力缸筒內還設置有沖力活塞；壓緊力活塞的另一端設置有一開口，開口上設置有墊模壓盤；墊模壓盤上設置有貫穿槽，墊模設置于所述貫穿槽內并抵接抵接臺，沖頭的一端穿過貫穿槽伸入所述墊模的內部；墊模的頂部放置有金屬板材，金屬板材的一面設置有壓模；沖頭遠離壓模的一端固定連接有帶法蘭變幅桿，帶法蘭變幅桿連接有換能器，換能器通過導線連接有超聲波電源；帶法蘭變幅桿與換能器設置于一傳力支架內部。應用本技術方案可實現定量表征超聲振動對金屬板材沖壓成形性能的影響。

技術領域

本實用新型涉及超聲振動下金屬板材成形性能測試的技術領域，具體是指一種超聲振動輔助金屬板材杯突試驗裝置。

背景技術

超聲振動輔助金屬塑性成形工藝是金屬塑性成形中對金屬材料或模具施加超聲振動的一種特種塑性加工工藝。已有研究表明，金屬塑性成形中對模具或工件施加振動，可提高金屬材料塑性，降低金屬材料變形抗力，大幅提高金屬塑性成形件表面質量和模具使用壽命。該工藝可應用于金屬拉拔、金屬拉絲、金屬擠壓、金屬焊接和金屬軋制等。但現有關超聲振動輔助金屬塑性成形的理論研究相對滯后，尤其有關超聲振動輔助金屬板材沖壓成形研究尚存不足，如超聲振動對金屬板材沖壓成形性能的影響機理有待進一步研究。傳統杯突試驗可用于判定金屬板材的沖壓成形性能，但超聲振動輔助下金屬板材的沖壓成形性能尚無測試裝置。為表征超聲振動對金屬板材沖壓成形性能的影響，亟需開發一種具有超聲振動功能的金屬板材沖壓成形性能測試裝置以表征超聲振動下金屬板材沖壓成形性能，為研究超聲振動對金屬板材沖壓成形性能的影響提供硬件支持。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種超聲振動輔助金屬板材杯突試驗裝置，實現定量表征超聲振動對金屬板材沖壓成形性能的影響。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種超聲振動輔助金屬板材杯突試驗裝置，包括超聲振動裝置、壓緊力缸筒以及設置于所述壓緊力缸筒內的壓緊力活塞；所述超聲振動裝置包括帶法蘭變幅桿、換能器及超聲波電源；所述壓緊力缸筒的底部設置有開口，開口通過沖力缸蓋封堵，所述沖力缸蓋上設置有第一進油口及第一出油口，所述沖力缸蓋的兩端與壓緊力缸筒的開口之間分別形成第二進油口及第二出油口；壓緊力活塞設置于所述壓緊力缸筒內，所述壓緊力活塞的一端設置有沖力缸筒，所述沖力缸筒的末端與所述沖力缸蓋固定連接，所述沖力缸筒內還設置有沖力活塞；所述壓緊力活塞的另一端設置有一開口，所述開口上設置有墊模壓盤，所述墊模壓盤的兩端抵接所述壓緊力活塞的端部；所述墊模壓盤上設置有貫穿槽，所述貫穿槽的周部設置有抵接臺，墊模設置于所述貫穿槽內并抵接所述抵接臺使得所述墊模固定于所述墊模壓盤上，所述墊模的中部設置有讓位槽，沖頭的一端設置于所述讓位槽內，另一端穿過所述貫穿槽伸入所述墊模內部；所述墊模的頂部放置有金屬板材，所述金屬板材背向所述墊模的一面設置有壓模；所述沖頭遠離所述壓模的一端固定連接有帶法蘭變幅桿，所述帶法蘭變幅桿連接有換能器，所述換能器通過導線連接有超聲波電源；所述帶法蘭變幅桿與換能器設置于一傳力支架內部。

在一較佳的實施例中，所述超聲振動裝置輸出20KHz以上頻率的高頻振動，其振動方向沿帶法蘭變幅桿的軸線方向。

在一較佳的實施例中，所述帶法蘭變幅桿的法蘭盤位于帶法蘭變幅桿的節點處即超聲振動時帶法蘭變幅桿上超聲波振幅為零的位置，以確保變幅桿在進行縱向振動時，變幅桿上的法蘭盤及傳力支架的振幅為零。

在一較佳的實施例中，所述沖頭為頂部具有球頭形狀的圓柱；沖頭與對應的帶法蘭變幅桿在軸心位置采用雙頭螺柱連接。

在一較佳的實施例中，所述傳力支架一端與帶法蘭變幅桿的法蘭盤連接，另一端與沖力活塞連接，實現將沖力載荷經帶法蘭變幅桿傳遞給沖頭；沖頭所受沖壓載荷傳遞路線是由沖力活塞至傳力支架至帶法蘭變幅桿的法蘭盤及帶法蘭變幅桿至沖頭，即所述沖頭所受沖壓載荷未傳遞給換能器。