[发明专利]一种测量测试板料拉延高度或胀形高度的装置及试验方法

说明书

本发明提供了一种测试板料拉延高度或胀形高度的装置，其包括上模结构、下模结构、往复式位移传感器(4)、感光元件(5)、感光元件安装板(6)，上模结构包括上模座(1)、上压料镶块(8)、导板(9)，下模结构包括下模座(2)、凸模底板(3)、导柱(7)、半球凸模(10)、定位器(11)、下压料镶块(12)、行程限位块(13)、拉杆挡板(14)。本发明将拉延胀形试验集成在一套模具中实现，降低了试验成本，提高了试验效率；由于在模具结构中安装了感光元件以及位移传感器，可准确判断材料开裂点，得到精确的板材拉延高度值或胀形高度值，消除目前人工判断带来的误差。

技术领域

本发明涉及于汽车、轨道、航空、船舶等交通载运工具、仪电、家电中所有金属板料冲压成形技术及新材料开发领域测试技术，特别是涉及一种测量金属板料拉延高度或胀形高度的试验方法及模具结构。

背景技术

在节能、环保、安全、舒适以及智能化成为当今汽车技术发展的大趋势下，对高强度材料、复合材料、轻质金属材料的开发层出不穷，随着新材料的使用性能不断提升，对其成形性能也不容忽视。在金属板料冲压成形技术及新材料开发领域，除了需要通过基本力学试验如单向拉伸试验、硬度试验等得到一些基本的使用性能指数如弹性模量、屈服强度、硬度等，还需要进行模拟试验来测试板料的成形性能如拉延、胀形、翻边等极限成形性能。

Swift试验是测试板料的拉延极限性能最常用的方法之一，也是中国GB/T15825.3-2008中推荐的方法，Swift试验的基本原理是将圆片试样压置到凹模和压边圈之间，在保证压边圈上面的料不起皱的前提下，通过凸模对其进行拉深成形。需要采用不同直径的试样，并逐级改变试样直径进行拉深，以测定拉深杯体底部圆角附近的壁部不产生破裂时允许使用的最大试样直径，从而求出极限拉延比LDR来评价板料的拉延极限性能。

埃里克森杯突试验则是测量板料胀形极限性能的常用方法之一，中国GB/T4156-2007对该试验有规定。杯突试验的基本原理是通过一个球头凸模压迫圆形金属板料进入凹模，由于金属板料的外边缘用压边圈压住，且压边圈与凹模之间布有拉延筋，使压边圈上的金属材料无法流动，不能进入凹模孔内补充，导致凸模上面的金属材料以两向受拉的形式发生变薄，最后拉裂。从凸模下行接触到板料开始，到坯料被拉破的一瞬间，凸模的位置差值，即为杯突试验值，并以该指标评价板料的胀形极限性能。

对于上述两种传统试验方法，是在两套不同的模具上分别进行，试验时需要更换不同的模具，过程繁琐，试验效率低。并且对于试验终点的判别，往往是通过人的主观感知来决定，即通过肉眼观察试样的开裂情况或者根据观察板料开裂时发出的声响来判断试验停止的时刻。由于该方法受试验环境及人为主观意识的影响，对板料开裂的时刻判断不够敏感或直观，对试验结果会造成较大误差。另外，由于传统方法是通过人工控制机器在板料开裂时刻暂停，以得到较为准确的结果，因此要求传统方法必须在板料即将发生开裂时以极低的冲压速度进行试验，而有关研究表明冲压速度对得到板料的胀形高度结果具有一定的影响，因此低速下得到的胀形结果无法准确代表实际冲压过程中材料的胀形性能。

发明内容

本发明的目的针对传统的测试板料拉延、胀形性能试验，在两套不同的模具上分别进行，试验时需要更换不同的模具，过程繁琐，试验效率低，并且对于试验终点的判别，往往是通过人的主观感知来决定对板料开裂的时刻，判断不够敏感或直观，对试验结果会造成较大误差的问题。提出一种可精确测量金属板料拉延及胀形高度的模具结构与试验方法，并且利用该方法可以进行高冲压速度下的胀形试验。

本发明提供的技术方案是本发明提供的技术方案是一种测试板料拉延高度或胀形高度的装置，其包括上模结构、下模结构、往复式位移传感器、感光元件、感光元件安装板，其特征在于：

上模结构包括上模座、上压料镶块、导板，上压料镶块通过螺栓安装在上模座内部，并且上模座两侧分别通过螺栓安装了两块导板，使上模座相对于下模座运动时起导向作用；