專利名稱：管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及管件性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種管件成形極限曲線的測(cè)試模具。
背景技術(shù)：
管材液壓成形技術(shù)是一種利用液體壓力使管材變形的一種塑性加工新工藝，該工藝以管坯為原材，通過對(duì)管腔內(nèi)部施加液體壓力、軸向施加載荷作用，使其在給定模具型腔內(nèi)發(fā)生塑性變形，管壁與模具型腔內(nèi)表面貼合，從而得到所需形狀管件的技術(shù)。采用管件液壓成形技術(shù)，能使置于模具中的管材通過高壓液體的作用成形出各種橫截面形狀的空心零件。該技術(shù)適用于制造汽車中各種橫截面形狀的空心零件，如排氣管、車頂橫梁、儀表盤支架、散熱器支架、副車架、車頂縱梁、車身縱梁、座椅架、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、車門柱、后延臂、車橋、 轉(zhuǎn)向柱以及保險(xiǎn)杠等，這些零件如果采用傳統(tǒng)的沖壓工藝生產(chǎn)，零件的強(qiáng)度、剛度、疲勞等性能都會(huì)降低，而且極大的增加成本。與傳統(tǒng)的沖壓一焊接工藝所制造的汽車結(jié)構(gòu)件相比，采用管材液壓成形技術(shù)所制造的汽車零件具有重量輕、剛度和強(qiáng)度高、耐撞性能好、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊、加工工序少等一系列優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地滿足汽車低碳化、輕量化的要求。在沖壓成形中，成形極限曲線(Forming Limit Curve，F(xiàn)LC)是評(píng)價(jià)板料成形性能的一個(gè)重要工具，得到最為廣泛的應(yīng)用。但液壓成形用管材在液壓成形過程中受力方式以及應(yīng)力狀態(tài)與傳統(tǒng)的板材沖壓不同，并且板材在經(jīng)過彎曲與焊接加工成液壓成形用管材過程中，其力學(xué)性能也發(fā)生了變化，板材的FLC已不能很好的應(yīng)用和指導(dǎo)液壓成形。為此，迫切需要建立較完善的液壓成形用管材FLC的試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)裝置并獲取其FLC曲線，形成管材成形極限評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，以便能為成形缺陷預(yù)測(cè)、工藝和模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生產(chǎn)實(shí)際指導(dǎo)提供依據(jù)。但迄今為止，關(guān)于管材液壓成形的研究還主要集中在管材成形工藝設(shè)計(jì)和裝備開發(fā)等方面，而關(guān)于液壓成形條件下管材FLC的測(cè)試方法及其試驗(yàn)?zāi)＞哐芯可跎佟，F(xiàn)有技術(shù)中國(guó)專利CN101285749中公開了一種用于液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測(cè)試裝置，該專利提出一種用于液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測(cè)試裝置， 使管材既能以線性或準(zhǔn)線性應(yīng)變路徑變形并達(dá)到極限應(yīng)變狀態(tài)，又能使應(yīng)變比在一 1到1 之間變動(dòng)，但是以上這個(gè)裝置只能針對(duì)某一特定外徑管材進(jìn)行FLC測(cè)試，實(shí)用性很差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，模具采用柔性化設(shè)計(jì)，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格管件的成形極限曲線的測(cè)量。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，包括上模、 下模、密封頭、擋液板和成形鑲塊；所述的上模和下模相拼合成模具，下模上開有預(yù)充液孔，所述模具中心形成貫通的左、中、右三個(gè)腔體，三個(gè)腔體中，中腔體為自由變形區(qū)域，左、右腔體對(duì)稱設(shè)置在中腔體兩側(cè)；所述的成形鑲塊共有一對(duì)，對(duì)稱固定在左、右腔體內(nèi)，成形鑲塊為兩節(jié)環(huán)狀圓柱結(jié)構(gòu)，成形鑲塊的第一節(jié)圓環(huán)的外徑與左、右腔體內(nèi)徑相配合，成形鑲塊的第二節(jié)圓環(huán)的內(nèi)徑與待測(cè)管件外徑相配合；所述的擋液板為圓環(huán)形板，共有一對(duì)，分別固定在所述模具的兩側(cè)；所述的密封頭由底板和密封塊兩部分構(gòu)成，所述的密封塊為圓柱形， 圓柱的外徑與擋液板內(nèi)徑相配合，密封塊端部設(shè)有臺(tái)階和倒角，密封頭共有一對(duì)，其中一個(gè)密封頭中心開有充液孔。所述的成形鑲塊靠近中腔體一側(cè)的端部設(shè)有倒圓角。所述的密封塊外徑稍小于成形鑲塊內(nèi)徑。本實(shí)用新型管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具采用柔性化設(shè)計(jì)，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格管件的成形極限曲線的測(cè)量，大大提高了液壓成形產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、模具開發(fā)能力、工藝設(shè)計(jì)能力，有力推動(dòng)了現(xiàn)有液壓成形零件的設(shè)計(jì)工作。

圖1為本實(shí)用新型管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1上模、2下模、3密封頭、4擋液板、5成形鑲塊、6自由變形區(qū)域、7預(yù)充液孔、 31底板、32密封塊、33充液孔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1如圖1所示，一種管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，包括上模1、下模2、密封頭3、擋液板4和成形鑲塊5 ；所述的上模1和下模2相拼合成模具，下模1上開有預(yù)充液孔 7，預(yù)充液孔7與外接軟管相連；所述模具中心形成貫通的左、中、右三個(gè)腔體，三個(gè)腔體中， 中腔體為自由變形區(qū)域6，左、右腔體對(duì)稱設(shè)置在中腔體兩側(cè)；所述的成形鑲塊5共有一對(duì)， 對(duì)稱固定在左、右腔體內(nèi)，成形鑲塊5為兩節(jié)環(huán)狀圓柱結(jié)構(gòu)，成形鑲塊5的第一節(jié)圓環(huán)的外徑與左、右腔體內(nèi)徑相配合，成形鑲塊5的第二節(jié)圓環(huán)的內(nèi)徑與待測(cè)管件外徑相配合；所述的擋液板4為圓環(huán)形板，共有一對(duì)，分別固定在所述模具的兩側(cè)；所述的密封頭3由底板31 和密封塊32兩部分構(gòu)成，所述的密封塊32為圓柱形，圓柱的外徑與擋液板4內(nèi)徑相配合， 密封塊32端部設(shè)有臺(tái)階和倒角，密封頭3共有一對(duì)，其中一個(gè)密封頭3中心開有充液孔33。在本實(shí)施例中，為了防止管件表面劃傷，所述的成形鑲塊5靠近中腔體一側(cè)的端部設(shè)有倒圓角。為了使密封頭與成形鑲塊更好的配合，所述的密封塊32外徑稍小于成形鑲塊5內(nèi)徑。本實(shí)用新型在實(shí)際使用時(shí)，成形鑲塊共有數(shù)十套，每套外形尺寸不變，其內(nèi)徑尺寸在5(Tl00mm變化，與相應(yīng)的密封頭配套，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格管材的FLD實(shí)驗(yàn)。同樣的，為保證適用于外徑5(Tl00mm且厚度2飛mm管材的FLC測(cè)試，并達(dá)到密封的要求，密封頭需直徑間隔 5mm就加工一套密封頭。擋液板每套的其外徑尺寸不變，其內(nèi)徑尺寸在5(Tl00mm變化與密封頭配合，預(yù)充液時(shí)防止液體的流出，滿足預(yù)充液的要求。進(jìn)行管材FLD實(shí)驗(yàn)，需要先在實(shí)驗(yàn)管材上印制網(wǎng)格。采用電化學(xué)腐蝕方法先在實(shí)驗(yàn)管材周圍印制直徑2. 5mm的相切網(wǎng)格，下面對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)描述。安裝模具根據(jù)待測(cè)管件的外徑和管厚選擇對(duì)應(yīng)的密封頭、成形鑲塊和擋液板，并通過螺栓連接將密封頭連接到水平推桿上，將鑲塊和擋液板安裝在模具上。實(shí)驗(yàn)過程將印制好網(wǎng)格的管材置于模具當(dāng)中，首先上下模具合模，兩端水平推桿推進(jìn)密封頭到擋液板位置后停止。水壓系統(tǒng)通過預(yù)充液向模具中充液體介質(zhì)，液體介質(zhì)排出管件中的空氣并填充滿。水平推桿繼續(xù)推進(jìn)，密封頭密閉待測(cè)管件兩端，水壓系統(tǒng)通過密封頭噴出高壓液體。在密封頭按一定速度推進(jìn)和高壓液體壓力控制的共同作用下，待測(cè)管件在自由變形區(qū)域發(fā)生深拉延的線性應(yīng)變。通過密封頭不同的推進(jìn)速度以及待測(cè)管件內(nèi)壓力的變化，觸發(fā)深拉延狀態(tài)的不同的線性應(yīng)變路徑。
權(quán)利要求1.一種管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，其特征是包括上模、下模、密封頭、擋液板和成形鑲塊；所述的上模和下模相拼合成模具，下模上開有預(yù)充液孔，所述模具中心形成貫通的左、中、右三個(gè)腔體，三個(gè)腔體中，中腔體為自由變形區(qū)域，左、右腔體對(duì)稱設(shè)置在中腔體兩側(cè)；所述的成形鑲塊共有一對(duì)，對(duì)稱固定在左、右腔體內(nèi)，成形鑲塊為兩節(jié)環(huán)狀圓柱結(jié)構(gòu)，成形鑲塊的第一節(jié)圓環(huán)的外徑與左、右腔體內(nèi)徑相配合，成形鑲塊的第二節(jié)圓環(huán)的內(nèi)徑與待測(cè)管件外徑相配合；所述的擋液板為圓環(huán)形板，共有一對(duì)，分別固定在所述模具的兩側(cè)；所述的密封頭由底板和密封塊兩部分構(gòu)成，所述的密封塊為圓柱形，圓柱的外徑與擋液板內(nèi)徑相配合，密封塊端部設(shè)有臺(tái)階和倒角，密封頭共有一對(duì)，其中一個(gè)密封頭中心開有充液孔。
2.如權(quán)利要求1所述的管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，其特征是所述的成形鑲塊靠近中腔體一側(cè)的端部設(shè)有倒圓角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，其特征是所述的密封塊外徑稍小于成形鑲塊內(nèi)徑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及管件性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種管件成形極限曲線的測(cè)試模具。一種管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具，包括上模、下模、密封頭、擋液板和成形鑲塊；所述的上模和下模相拼合成模具，模具中心形成三個(gè)腔體，中腔體為自由變形區(qū)域，所述的成形鑲塊對(duì)稱固定在腔體內(nèi)，成形鑲塊的內(nèi)徑與待測(cè)管件外徑相配合，所述的擋液板固定在模具的兩側(cè)，所述的密封頭與擋液板相配合，密封頭中心開有充液孔。本實(shí)用新型管件成形極限曲線的柔性化測(cè)試模具采用柔性化設(shè)計(jì)，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格管件的成形極限曲線的測(cè)量，大大提高了液壓成形產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、模具開發(fā)能力、工藝設(shè)計(jì)能力。
文檔編號(hào)G01N3/28GK202049084SQ20112004616
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者俞寧峰, 刁可山, 蔣浩民, 陳慶欣, 陳新平 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司