[发明专利]一种可用于板材刚性模胀形与液压胀形试验的装置及方法

权利要求书

1.一种可用于板材刚性模胀形与液压胀形试验的装置，其特征在于，所述的装置包括：液室(1)，内六角圆柱头螺钉(2)，凹模座(3)，凹模嵌块(4)，压边圈(5)，压边转接块(6)，半球头胀形凸模(7)，压边块(8)，开槽锥端紧定螺钉(9)，O形橡胶密封圈(10)，内六角螺钉(11)；

所述的装置用于刚性模胀形试验时，连接后由六个内六角圆柱头螺钉(2)将凹模座(3)与液室(1)固定；通过六个内六角圆柱头螺钉(2)将压边圈(5)与压边转接块(6)相固定；半球头胀形凸模(7)通过内六角圆柱头螺钉与压机主缸轴端固定；用于液压胀形试验时，由六个内六角圆柱头螺钉(2)将压边圈(5)与液室(1)固定；压边圈(5)与液室(1)之间用O形橡胶密封圈(10)进行密封；液压系统管路与液室(1)左端处的注油口相连接后，可向液室充液；注油口与液室(1)内腔接触的通道最低位置略低于液室(1)的内腔底面；通过六个内六角圆柱头螺钉(2)将凹模座(3)与压边转接块(6)相固定；在压边圈(5)、凹模座(3)接触端设计、加工有导向槽；压边圈(5)、凹模座(3)与液室(1)、压边转接块(6)连接的端面结构形状尺寸相同；以径向采用间隙定位配合、轴向利用凹模座(3)中心轴盲孔底面定位的方式，将凹模嵌块(4)嵌入凹模座(3)；通过开槽锥端紧定螺钉(9)将凹模嵌块(4)进行固定；凹模嵌块(4)内径小于凹模座(3)中心轴通孔直径；压边块(8)中心轴螺纹孔与压机的压边缸杆端螺纹相连接；压边块(8)再与压边转接块(6)通过内六角螺钉(11)相固定。

2.根据权利要求1所述的一种可用于板材刚性模胀形与液压胀形试验的装置，其特征在于，凹模嵌块(4)可以根据使用需要更换；凹模嵌块(4)外径都为Φ130mm，凹模嵌块(4)与凹模座(3)加工的凹模嵌块安装盲孔相配合；刚性模胀形时，可以根据半球头胀形凸模(7)的直径、板材厚度、凸凹模间隙，设计相应的凹模嵌块(4)的内径(即凹模直径)；在进行不同厚度板材的刚性模胀形试验时，只需根据板材厚度，更换相应的凹模嵌块(4)；液压胀形时，同样可以根据使用需要，设计不同的凹模嵌块(4)的内径大小，进行液压胀形试验；同时，凹模嵌块(4)的内圈可以设计成不同椭圆率的椭圆形状，以此来改变液压胀形过程的板料变形应变路径；试验过程可以更换不同的凹模嵌块(4)，从而测量不同应变路径下的板料液压胀形极限应变。

3.一种应用权利要求1所述的可用于板材刚性模胀形与液压胀形试验的装置的刚性模胀形试验使用方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、按照刚性模胀形试验的模具安装方式装配完成后，控制液压机，将压边圈(5)与半球头胀形凸模(7)上行到安全工作高度；将刚性模胀形试验试样定位摆放到合适位置，且使试样制有应变分析网格的板面贴靠凹模座(3)与凹模嵌块(4)；

步骤2、设定压边力、凸模速度、控制载荷试验参数；

步骤3、控制压边圈(5)下行，与凹模座(3)合模，压紧试样，防止胀形过程板料向里流动；

步骤4、以设置的凸模速度控制半球头胀形凸模(7)下行，将试样进行刚性模胀形；试样颈缩破裂后，载荷下降过程随即停止半球头胀形凸模(7)下行；

步骤5、控制压边圈(5)与凸模(7)上行到安全高度，取出试样，对试样颈缩区附近的网格进行应变测量；

步骤6、如进行不同厚度的板材刚性模胀形试验，需要改变凹模直径，则松开开槽锥端紧定螺钉(9)，将原凹模嵌块(4)取出，更换相应的凹模嵌块(4)，拧紧开槽锥端紧定螺钉(9)进行固定，并重复上述步骤进行其他试样的刚性模胀形试验；如进行同一厚度板材刚性模胀形试验，则重复上述步骤进行其他试样的刚性模胀形试验。

4.一种应用权利要求1所述的可用于板材刚性模胀形与液压胀形试验的装置的液压胀形试验使用方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、按照液压胀形试验的模具安装方式装配好后，设置液压机相关工艺参数，设定液压胀形液室压力、压边力；

步骤2、控制液压机工作台，使增压缸回程，同时往液室(1)补液，直到液体到达压边圈(5)上端面为止；

步骤3、将胀形板料定位，放于压边圈(5)上端面；且使板料制有应变分析网格的板面贴靠凹模座(3)与凹模嵌块(4)；

步骤4、控制压边缸下行，使凹模座(3)下行与压边圈(5)合模；以设定的压边力压紧试样，防止液压胀形过程板料向里流动；

步骤5、以设定的液室压力进行充液胀形；根据液室压力实时监测的数值，当胀形压力开始衰减后，停止充液；

步骤6、控制增压缸退回，以及控制液室回油；

步骤7、控制压边缸退回，凹模座(3)上行到安全高度；

步骤8、取出液压胀形试样，根据试验需要进行相关测量；

步骤9、如不需更换凹模嵌块(4)，则准备另一板料，重复上述步骤，进行液压胀形；如需改变板料变形应变路径，则更换不同椭圆率的凹模嵌块(4)；由开槽锥端紧定螺钉(9)锁紧凹模嵌块(4)后，准备板料，重复上述步骤，进行液压胀形。