[发明专利]一种板料自动定位及失效预测装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种板料自动定位及失效预测装置，本装置主要是用来进行杯突和锥杯实验的冲压成形和失效时间的预测，进而对材料性能进行测试，因此属于冲压成形技术领域。

背景技术

杯突实验和锥杯实验是衡量金属成形性能好坏的有效方法，在板料成形、模具设计、空航天、汽车运输、电子电器、仪表家电、医疗器械等领域有着广泛的应用。成形性能是指金属薄板在冲压成形过程中抵抗破裂的能力，即薄板在指定加工过程中产生塑性变形而不失效的能力；了解金属板材的成形性能，预测金属板材成形时的起皱、破裂等缺陷，掌握测试和实验方法，进而能够掌握和设计金属板材成形工艺，并用于指导模具设计和设备选择。

材料成形性能测试时，通常会遇到板料定位不精确确、偏移、失效时间难以把握等问题，进而造成时间严重错位不对称，同时破裂失效过大或者还没有失效等现象，严重影响实验结果。

本发明提供的是一种板料自动定位及失效预测装置，该装置主要针对杯突实验和锥杯实验中采用的圆形板料，采用信号采集和PLC实时控制，使得板料可以精确的定位，同时通过采集凸模力的衰减情况进行破裂失效的预测，最终达到板料精确定位和失效预测的功能，提高实验的精度。

发明内容

本发明专利设计了一种板料自动定位及失效预测装置，属于冲压成形技术领域。该装置主要应用于杯突实验和锥杯实验中，板料为圆形板料，通过凹模上和凸模上的信号发射器和压边圈上的信号接收器使得板料得到精确的定位，同时通过凸模与凸模顶出杆之间的力传感器对凸模力进行实时的检测，当凸模力突然衰减到预设值时代表板料破裂失效，PLC发出指令使得凸模停止，完成实验；本实验装置能够对板料进行精确的定位，同时对板料失效时间进行实时的预测，提高了实验的精度。

本发明的技术方案是：提供一种板料自动定位及失效预测装置，该装置采用信号接收方式实现板料的精确定位，同时通过力传感器进行力的检测进而对破裂失效进行实时的预测，提高了成形实验精度。

本发明提供了一种板料自动定位及失效预测装置，本装置主要进行锥杯实验和杯突实验，其采用的板料是圆形板料；所述装置包括压边圈顶出杆、压边圈顶出盘、连接固定座、压边连接杆、压边圈、导柱、导套、上模固定柱、模架支柱、支柱固定套、上模架、凹模固定座、凸模、凸模顶出杆、下模架、凹模固定环、凹模、凸模固定环；上模架通过模架支柱和支柱固定套与下模架固定连接，凹模通过凹模固定环经螺纹连接固定在凹模固定座下方，凹模固定座通过上模固定柱固定在上模架下方，板料放在压边圈上面，压边圈通过压边连接杆和连接固定座固定在压边圈顶出盘上面，压边圈顶出盘连接固定在压边顶出杆上面，压边顶出杆穿过下模架由液压系统驱动进行压边；凸模固定在凸模固定环内部，凸模固定环通过螺纹连接固定在凸模顶出杆内部，最后凸模顶出杆穿过下模架由液压系统驱动进行板料成形；其特征在于：装置还设有信号发射器、信号接收器、定位滚子和力传感器，其中信号发射器安装固定在凹模下表面的凹槽内，信号接收器安装固定在压边圈上上表面的凹槽内，定位滚子安装固定在压边圈上表面，力传感器安装固定在凸模顶出杆的凹槽中，位于凸模的正下方。

本发明中，凹模下表面凹槽内呈90°夹角沿圆周方向均匀分布安装固定有四个信号发射器，压边圈上呈90°夹角沿圆周方向均匀分布安装固定着四个信号接收器和四个定位滚子，定位滚子分布圆周半径小于信号接收器分布圆周半径，信号发射器和信号接收器上下对齐，信号发射器和信号接收器分布的圆周直径和板料的直径相等（直径为60mm）；当板料放上压边圈时，启动电源开关，信号发射器发出信号，由于板料刚放上时没有定位好，板料将挡住四个信号中的某个或者几个，则此时PLC将驱动被挡住信号的信号接收器临近的定位滚子使得板料向内部小步进移动，而没有被挡住信号旁边的滚子将不会被驱动，最后经过往复的驱动四个信号接收器将都能接收到信号，此时板料定位完成，达到了板料的精确定位。

本发明中，凸模由尾端销钉经凸模固定环内部的导向槽导向进入旋转一角度后卡在凸模固定环内部，凸模固定环通过螺纹连接固定在凸模顶出杆内部，最后凸模顶出杆穿过下模架由液压系统进行驱动实现成形；凸模与凸模顶出杆之间安装有力传感器，在成形过程中力传感器周期性的对凸模力信号进行实时的采集，并由计算机计算出力的衰减值并和预设值进行比较，当衰减值达到或超过预设值时代表板料发生破裂失效，最后由PLC发出指令驱使凸模停止运动，判断板料失效完成。