一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法及其模具的制作方法
【專利摘要】一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法及其模具，該方法包括安裝、測試、調(diào)試步驟，該模具包括凹模、設(shè)置于凹模上的壓邊圈以及與凹模配合的凸模，所述凹模上設(shè)置有凹模鑲塊，所述凸模上設(shè)置有凸模鑲塊，所述凹模鑲塊與凸模鑲塊均可調(diào)。本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法及其模具，能夠在一套模具上實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)鋼板在不同模具半徑下的剪切開裂成形極限實(shí)驗(yàn)，有效降低成本，為改善板料、開裂控制和零件模具設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【專利說明】一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法及其模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬塑性加工與模具【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法及其模具。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的要求，人們對汽車安全性能和低油耗提出了更高的要求。以雙相鋼(DP)為代表的超高強(qiáng)鋼板沖壓成形的零件，具有減輕重量和提高安全性能的雙重優(yōu)勢，在車身骨架件和結(jié)構(gòu)件上已得到廣泛的應(yīng)用。但隨著強(qiáng)度的提升，超高強(qiáng)鋼板的成形性能隨之下降，并呈現(xiàn)小彎曲半徑下的剪切開裂(Shear Fracture)特征，弓丨起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，因此超高強(qiáng)鋼板的剪切開裂成形性能測試及改善則顯得日益重要。迄今為止，尚無對超高強(qiáng)鋼板進(jìn)行剪切開裂極限的試驗(yàn)所需要的相應(yīng)的測試模具及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法以及模具，本發(fā)明所述方法及模具，是對超高強(qiáng)鋼板進(jìn)行剪切開裂極限的試驗(yàn)所需要的相應(yīng)的測試模具及方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0004]一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，包括以下步驟:
[0005](I)固定安裝沖壓模具，包括固定安裝凸模、凹模、壓邊圈，
[0006](2)放置板料于壓邊圈上，移動壓邊圈貼緊凹模，壓緊板料，
[0007](3)移動凸模，與凹模配合，使板料發(fā)生彎曲變形，
[0008](4)繼續(xù)移動凸模，與凹模配合，使板料發(fā)生拉伸變形，
[0009]其特征在于，所述方法還包括以下步驟:
[0010](5)在所述步驟(4)中，保持凹模圓角半徑較大值，不斷降低凸模圓角半徑直至凸模圓角處板料發(fā)生剪切開裂，
[0011](6)在所述步驟(4)中，保持凸模圓角半徑較大值，改變凹模圓角半徑直至凹模圓角半徑處板料發(fā)生剪切開裂。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種測試板高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，通過更換安裝在凸模上的不同圓角半徑的鑲塊不斷降低凸模圓角半徑。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，在所述步驟
(6)中，通過更換安裝在凹模上的不同圓角半徑的鑲塊改變凹模圓角半徑。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，所述壓邊圈上設(shè)置有定位銷，所述板料通過定位銷定位。
[0015]一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，包括凹模、設(shè)置于凹模上的壓邊圈以及與凹模配合的凸模，其特征在于，所述凹模上設(shè)置有凹模鑲塊，所述凸模上設(shè)置有凸模鑲塊，所述凹模鑲塊與凸模鑲塊均可調(diào)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述凹模的上表面設(shè)置為勾狀。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述壓邊圈上設(shè)有鍵槽，定位鍵以及可更換的壓邊圈鑲塊，所述定位鍵安裝在定位槽內(nèi)，用于更換壓邊圈鑲塊時(shí)的定位。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，用于固定安裝凹模鑲塊的螺釘孔設(shè)置在凹模鑲塊的側(cè)面。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，用于固定安裝壓邊圈鑲塊的螺釘孔設(shè)置在壓邊圈鑲塊的側(cè)面。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述凸模的底面設(shè)置有兩個銷孔，一個呈圓形，一個呈橢圓形。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述壓邊圈與凹模上均設(shè)置有定位孔，通過定位孔對正凹模與壓邊圈。
[0022]如上所述，該技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023](I)提出了一種基于沖壓成形通過改變凸模、凹模的圓角半徑等關(guān)鍵參數(shù)，準(zhǔn)確捕捉超高強(qiáng)鋼板的剪切開裂特征的方法。
[0024](2)提出了一種新型評估模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和方法，即凹模、壓邊圈和凸模均可以采用可更換、鑲塊式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一套模具實(shí)現(xiàn)多套模具的效果，有效降低模具成本。
[0025](3)基于該方法和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，開發(fā)了相應(yīng)的模具。主要包括凹模、壓邊圈、凸模及相關(guān)附件，凹模采用鑲塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過更換不同圓角半徑的凹模鑲塊，可以捕捉凹模圓角處發(fā)生的剪切開裂特征。壓邊圈易磨損部位采用鑲塊式結(jié)構(gòu)，便于更換和維護(hù)。凸模采用鑲塊結(jié)構(gòu)，開發(fā)了不同圓角半徑的系列凸模。
[0026](4)開發(fā)的凸模和凹模間采用“定位導(dǎo)向棒”的輔助定位方法，實(shí)現(xiàn)安裝模具時(shí)兩者的準(zhǔn)確定位，保證實(shí)驗(yàn)時(shí)凸模和凹模的間隙精度。
[0027](5)凸模和壓邊圈間采用緊密配合設(shè)計(jì)，凸模定位精度高。
[0028]矩形試樣放置于壓邊圈上，利用三個銷釘實(shí)現(xiàn)“三點(diǎn)、兩線”的定位法，定位準(zhǔn)確、簡單、快捷。
[0029](6)凸模鑲塊、凹模鑲塊和壓邊圈鑲塊采用優(yōu)質(zhì)DC53模具鋼和TD處理，保證良好的耐磨性能。其他如壓邊圈本體、凹模本體等結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)45號模具鋼調(diào)質(zhì)處理，大大降低模具成本。
[0030](7)模具具有操作簡單、方便、精度高、耐磨性能好、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，且鑲塊和墊片更換操作簡單。
[0031](8)基于該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，功能擴(kuò)充時(shí)，可進(jìn)一步開發(fā)不同圓角半徑的凸模和凹模鑲塊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的凹模鑲塊二維結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的凹模鑲塊三維結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖4為本發(fā)明的凹模結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖5為本發(fā)明的壓邊圈結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖6為本發(fā)明的凸模鑲塊結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖7為輔助導(dǎo)向定位棒的安裝結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖中，I為凸模鑲塊，2為壓邊圈本體，3、4為壓邊圈鑲塊，5為定位銷，6為凹模本體，7、8為凹模鑲塊,9為壓環(huán)，10為定位鍵,11為勾型凹模鑲塊，12為定位孔,13為定位銷躲空，14為壓環(huán)，15為六處滑配面，16為圓形銷孔，17為橢圓銷孔，18為輔助導(dǎo)向定位棒。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0041]模具各部分連接關(guān)系為:凸模鑲塊I通過定位銷與主油缸活塞相連；壓邊圈本體2通過壓環(huán)9與下工作臺相連，壓邊圈鑲塊3、4通過螺釘鎖付在壓邊圈本體2上；板件定位銷5徑直壓入壓邊圈鑲塊3、4，定位鍵10通過螺釘鎖付在壓邊圈本體2 ;凹模本體6通過壓環(huán)9與上工作臺相連，凹模鑲塊7、8通過螺釘鎖付在凹模本體6上，由于凹模及壓邊圈都是圓形設(shè)計(jì)，之間難以快捷準(zhǔn)確定位，故在凹模本體以及壓邊圈本體上對應(yīng)的位置均開有定位孔12，用于輔助導(dǎo)向定位棒18的插入，通過輔助導(dǎo)向定位棒將凹模與壓邊圈對正后將凹模和壓邊圈的壓環(huán)用螺栓鎖緊，然后將輔助導(dǎo)向定位棒取出，完成凹模與壓邊圈的固定安裝。
[0042]如圖1、2、3、6所示，所述凹模本體與壓邊圈本體均采用優(yōu)質(zhì)45號鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理保證其表面硬度達(dá)到HRC28-32 ;所述凹模鑲塊與所述壓邊圈鑲塊均采用優(yōu)質(zhì)DC53模具鋼并經(jīng)TD處理，硬度達(dá)到HRC60以上，以保證其強(qiáng)度及耐磨性，所述凸模鑲塊設(shè)計(jì)為直通形，凸模底部的兩個銷孔，一個為圓形銷孔16，一個為橢圓銷孔17，使得凸模連接體和凸模鑲塊間的定位更加方便；所述凹模鑲塊底部采用機(jī)械鉆孔方式加工出了兩個定位銷躲空13，所述凹模鑲塊與壓邊圈鑲塊均從側(cè)面采用機(jī)械鉆孔方式加工出了三個螺釘孔，通過螺釘分別緊固凹模鑲塊與凹模，壓邊圈鑲塊與壓邊圈，保證了壓料面不受破壞也能實(shí)現(xiàn)鑲塊的快速更換；所述凹模鑲塊為勾型凹模鑲塊11，起到了防側(cè)向力的作用，否則在成型時(shí)，由于凸模上行導(dǎo)致鑲塊受到較大的側(cè)向力，會引起鑲塊固定螺釘松動，造成模具；壓邊圈與凸模之間設(shè)計(jì)了六處滑配面15，通過這四個面對凸模進(jìn)行導(dǎo)向，因而壓邊圈內(nèi)孔尺寸與凸模外形尺寸相適應(yīng)，加工時(shí)需根據(jù)凸模配做。
[0043]在各部件安裝完后，制動凸模，使之與凹模配合，完成工作，在工作過程中，通過分別更換凹模鑲塊與凸模鑲塊，根據(jù)不同的凹模圓角半徑與不同的凸模圓角半徑，測試高強(qiáng)鋼板不同圓角半徑極限的剪切開裂特性。
[0044]通過以上方法及相應(yīng)的模具，實(shí)現(xiàn)在一套模具上實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)鋼板在不同模具半徑下的剪切開裂成形極限實(shí)驗(yàn)，達(dá)到一套模具實(shí)現(xiàn)多套模具的效果，有效降低模具成本。
【權(quán)利要求】
1.一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，包括以下步驟: (1)固定安裝沖壓模具，包括固定安裝凸模、凹模、壓邊圈， (2)放置板料于壓邊圈上，移動壓邊圈貼緊凹模，壓緊板料， (3)移動凸模，與凹模配合，使板料發(fā)生彎曲變形， (4)繼續(xù)移動凸模，與凹模配合，使板料發(fā)生拉伸變形， 其特征在于，所述方法還包括以下步驟: (5)在所述步驟(4)中，保持凹模圓角半徑較大值，不斷降低凸模圓角半徑直至凸模圓角處板料發(fā)生剪切開裂， (6)在所述步驟(4)中，保持凸模圓角半徑較大值，改變凹模圓角半徑直至凹模圓角半徑處板料發(fā)生剪切開裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，通過更換安裝在凸模上的不同圓角半徑的鑲塊不斷降低凸模圓角半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，在所述步驟(6)中，通過更換安裝在凹模上的不同圓角半徑的鑲塊改變凹模圓角半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的方法，其特征在于，所述壓邊圈上設(shè)置有定位銷，所述板料通過定位銷定位。
5.一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，包括凹模、設(shè)置于凹模上的壓邊圈以及與凹模配合的凸模，其特征在于，所述凹模上設(shè)置有凹模鑲塊，所述凸模上設(shè)置有凸模鑲塊，所述凹模鑲塊與凸模鑲塊均可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述凹模的上表面設(shè)置為勾狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述壓邊圈上設(shè)有鍵槽，定位鍵以及可更換的壓邊圈鑲塊，所述定位鍵安裝在定位槽內(nèi)，用于更換壓邊圈鑲塊時(shí)的定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，用于固定安裝凹模鑲塊的螺釘孔設(shè)置在凹模鑲塊的側(cè)面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，用于固定安裝壓邊圈鑲塊的螺釘孔設(shè)置在壓邊圈鑲塊的側(cè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性的模具，其特征在于，所述凸模的底面設(shè)置有兩個銷孔，一個呈圓形，一個呈橢圓形。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測試高強(qiáng)鋼板剪切開裂特性模具，其特征在于，所述壓邊圈與凹模上均設(shè)置有定位孔，通過定位孔對正凹模與壓邊圈。
【文檔編號】G01N3/24GK104075949SQ201310106403
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】刁可山, 蔣浩民, 陳新平, 謝堅(jiān)強(qiáng) 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司