一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置製造方法
2023-06-10 15:27:31
一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置製造方法
【專利摘要】一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，包括電機減速機，技術要點是：在檯面上與減速機輸出軸的聯軸器相對應位置上設有一帶定位卡銷的定位板，在聯軸器與定位卡銷之間設有一被測試樣軸，被測試樣軸上設有支撐軸承；在靠近被測試樣軸上設光學計數器，與之配合的感應貼則設在被測試樣軸上；被測試樣軸上部的垂直方向設置有加載杆，加載杆下部還設置有一與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，所述加載杆的下端通過加載杆固定器固設在檯面上，該固定器上還設有加載調整器。本新型實現了在實驗室條件下對工況條件下汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，從而找到衝壓模具材料摩擦磨損失效的機理，進而為衝壓模具材料選擇提供了有效測試手段。
【專利說明】一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置
【技術領域】
[0001] 本發明是涉及一種金屬模具材料物理性能測試【技術領域】，具體地說是一種汽車衝 壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置。
【背景技術】
[0002] 在汽車車身生產過程中需要大量的車身衝壓件，車身衝壓件的選用板材一般為高 強度鋼板，其抗拉強度一般在200至400MPa之間，厚度一般在0. 6至3. 5毫米之間。近年 來，汽車車身衝壓件選用板材發展的非常快，已經湧現出許多抗拉強度在500MPa以上的先 進高強度鋼板，但是對於衝壓模具的研究卻相對滯後，導致了部分汽車車身衝壓件的品質 下降和衝壓模具壽命的降低。因此，對於汽車衝壓模具材料與汽車車身衝壓件選用板材間 的摩擦磨損性能的研究顯得尤為重要。在汽車車身衝壓件生產過程中，衝壓模具受力較大 的部分(如拉延類模具壓邊圈和圖凹模圓角處、衝裁類模具刃口處及成型類模具翻邊整形 鑲塊等）時常會受到摩擦磨損破壞。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其主要目的 是實現在實驗室條件下對工況條件下汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，為研究 衝壓模具材料與車身衝壓件板材之間的摩擦磨損行為，從而找到衝壓模具材料摩擦磨損失 效的機理，進而為不同車身衝壓件板材下的衝壓模具材料選擇提供一種新的有效的測試手 段。
[0004] 本發明的目的是這樣實現的，本發明採用以下技術方案： 一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，它包括有電機，減速機，聯軸器，工作 臺面，其特徵是：在工作檯面上與減速機輸出軸的聯軸器相對應位置上設置有一帶定位卡 銷的定位板，在聯軸器與定位卡銷之間設置有一被測試樣軸，在該被測試樣軸上還套裝有 帶軸承固定座的支撐軸承，該軸承固定座固定在工作檯面上；在靠近被測試樣軸的工作檯 面上還設置有一光學計數器，而與光學計數器配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣軸 上；在被測試樣軸上部沿該軸垂直方向設置有一加載杆，在所述加載杆下部還設置有一與 被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，靠近加載杆兩端的加載杆上還分別設置有 一陪試樣固定螺栓，所述加載杆的下端通過加載杆固定器固設在工作檯面上，在加載杆固 定器上還設有加載調整器。
[0005] 本發明還包括：電機設置在減震檯面上，所述電機是通過傳動皮帶與電阻式無極 調速減速機相聯接的。
[0006] 與陪試樣呈一對線摩擦副的被測試樣軸位置的下部還設置有一塗油槽。通過塗油 槽根據實際工況條件的要求進行塗油或塗清洗液等介質。
[0007] 本發明還包括：在加載杆的上端還設置有一可增加或減少的加載砝碼。安裝在支 撐軸承上的被測試樣軸通過電機帶動與使用陪試樣固定螺栓固定在加載杆上的陪試樣形 成一對線摩擦副；通過使用電阻式無極調速減速機調整摩擦副之間的摩擦速度，並通過加 載調整器和加載砝碼調整加載應力。
[0008] 所述的光學計數器選用紅外感應高精度光學計數器。被測試樣軸在電機的帶動下 進行轉動，通過安裝在工作檯面上的光學計數器與粘貼在被測試樣軸上的光學感應貼配合 對被測試樣軸的轉數進行精確測量。
[0009] 本發明的汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，實現了在實驗室條件下對工 況條件下汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，為研究衝壓模具材料與車身衝壓件 板材之間的摩擦磨損行為，從而找到衝壓模具材料摩擦磨損失效的機理，進而為不同車身 衝壓件板材下的衝壓模具材料選擇提供一種新的有效的測試手段。
[0010] 本發明還具有結構簡單合理，操作方便，成本低，使用壽命長，應用範圍寬等特點。
[0011] 本發明涉及的一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其試驗實施方式請 詳見具體實施案例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明的結構示意簡圖； 圖2是圖1的側視結構示意簡圖； 圖3是被測試樣軸示意簡圖； 圖4是陪試樣杆示意簡圖； 圖5是實施例1試驗後試樣金相不意簡圖； 圖6是實施例2試驗後試樣金相示意簡圖。
[0013] 附圖主要部分的符號說明 1為電機，2為傳動皮帶，3為電阻式無極調速減速機，4為聯軸器，5為支撐軸承，6為定 位卡銷，7為定位板，8為工作檯面，9為加載調整器，10為加載杆固定器，11為陪試樣杆固 定螺栓，12為加載杆，13為加載砝碼，14為被測試樣軸，15為軸承固定座，16為塗油槽，17 為，18為紅外感應高精度光學計數器。19為減振臺面。
[0014] 下面將結合附圖並通過實例對本發明汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置 作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發明其中的例子而已，並不代表本發明所限定 的權利保護範圍，本發明的權利保護範圍以權利要求書為準。
【具體實施方式】
[0015] 實例 1 由圖1-2所示，圖中的1為電機，2為傳動皮帶，3為電阻式無極調速減速機，4為聯軸 器，8為工作檯面，在工作檯面8上與減速機輸出軸的聯軸器4相對應位置上設置有一帶定 位卡銷6的定位板7,在聯軸器4與定位卡銷4之間設置有一被測試樣軸14,在該被測試樣 軸14上還套裝有帶軸承固定座15的支撐軸承5,該軸承固定座15固定在工作檯面8上。
[0016] 在靠近被測試樣軸14的工作檯面8上還設置有一紅外感應高精度光學計數器18， 而與光學計數器18配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣軸14上；被測試樣軸在電機 的帶動下進行轉動，通過安裝在工作檯面上的光學計數器與粘貼在被測試樣軸上的光學感 應貼配合對被測試樣軸的轉數進行精確測量。
[0017] 在被測試樣軸14上部沿該軸垂直方向設置有一加載杆12,在所述加載杆下部還 設置有一與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣17,靠近加載杆12兩端的加載 杆上還分別設置有一固定陪試樣17的固定螺栓11，所述加載杆12的下端通過加載杆固定 器10固設在工作檯面上，在加載杆固定器10上還設有加載調整器9,用於調節加載杆的角 度；在加載杆的上端還設置有一加載砝碼，通過使用電阻式無極調速減速機調整摩擦副之 間的摩擦速度，並通過加載調整器和加載砝碼調整加載應力。
[0018] 試驗過程如下所述：衝壓模具材料摩擦磨損性能測試試驗，採用的試樣材料為生 產廠家的汽車衝壓模具拉延凹模鑲塊材料，材質為鍛造 Crl2M〇V，其化學成分為： C 1·4%-1·6%，Si 0·45%，Μη 0.35%，012.1%，]?〇0.93%，￥0.87%;材質製造工藝為鍛造， 未經熱處理。陪試驗材料選擇某鋼廠生產的牌號為B410La的厚度為3. 0毫米的衝壓板材， 該材料也為某廠某車型梁類車身衝壓件選用板材。
[0019] 試驗前，測試試樣材料硬度為HB193,使用遊標卡尺測試摩擦副面直徑為16. 0毫 米。試樣材料和陪試樣材料的彈性模量分別為210xl03N/mm2和200xl0 3N/mm2,泊松比分別 為0. 28和0. 26。通過衝壓模具工藝模擬得知，該衝壓模具材料在工況下與衝壓件板料之間 的最大瞬時應力為〇· 9xl(T6MPa，通過線接觸方式最大應力計算公式計算，加載力為93N，通 過加載調整器9調整選用重量為10KG的加載杆12,得出加載角度為21. 6度，並且不需要加 掛加載砝碼13,根據工況使用塗油槽16塗抹衝壓拉延油。
[0020] 將試樣材料和陪試樣材料分別按照圖3試樣加工圖和圖4陪試驗加工圖加工，陪 試樣杆14通過聯軸器4與電阻式無極調速減速機3連接，通過支撐軸承5支撐，並用固定 在定位板7上的定位卡銷6卡緊定位，支撐軸承5通過軸承固定座15安裝在工作檯面8 上；陪試樣17使用陪試樣杆固定螺栓11固定在加載杆12上。
[0021] 試驗進行中，使用光學計數器18根據工況要求通過減速機3將被測試樣軸14轉 數調整至50r/min。本次衝壓模具材料摩擦磨損性能測試周期設定為100000轉。
[0022] 試驗結束後，測試試樣材料硬度為HB189,使用遊標卡尺測試試樣直徑為15. 6毫 米，得知磨損量為〇. 4毫米。圖5為試驗後試樣金相照片。
[0023] 實施例2 : 因試驗結構與實施例1相同，故省略之。
[0024] 試驗過程如下所述：衝壓模具材料摩擦磨損性能測試試驗，採用的試樣材料為生 產廠家的汽車衝壓模具拉延壓邊圈材料，材質為鑄造 CrMo灰鑄鐵，其化學成分為： C 3. 3%-3· 6%，Si 1. 45%，Μη 0· 35%，CrO. 5%，Μ〇0· 3% ;材質製造工藝為鑄造，時效退火 處理。陪試驗材料選擇某鋼廠生產的牌號為B410La的厚度為3. 0毫米的衝壓板材，該材料 也為某廠某車型梁類車身衝壓件選用板材。
[0025] 試驗前，測試試樣材料硬度為HB142,使用遊標卡尺測試摩擦副面直徑為16. 0毫 米。試樣材料和陪試樣材料的彈性模量分別為210xl03N/mm2和200xl0 3N/mm2,泊松比分別 為0. 28和0. 26。通過衝壓模具工藝模擬得知，該衝壓模具材料在工況下與衝壓件板料之間 的最大瞬時應力為〇· 9xl(T6MPa，通過線接觸方式最大應力計算公式計算，加載力為93N，通 過加載調整器9調整選用重量為10KG的加載杆12,得出加載角度為21. 6度，並且不需要加 掛加載砝碼13,根據工況使用塗油槽16塗抹衝壓拉延油。
[0026] 將試樣材料和陪試樣材料分別按照圖3試樣加工圖和圖4陪試驗加工圖加工，陪 試樣杆14通過聯軸器4與減速機3連接，通過支撐軸承5支撐，並用固定在定位板7上的 定位卡銷6卡緊定位，支撐軸承5通過軸承固定座15安裝在工作檯面8上；陪試樣17使 用陪試樣杆固定螺栓11固定在加載杆12上。
[0027] 試驗進行中，使用光學計數器18根據工況要求通過減速機3將被測試樣軸14轉 數調整至50r/min。本次衝壓模具材料摩擦磨損性能測試周期設定為100000轉。
[0028] 試驗結束後，測試試樣材料硬度為HB138,使用遊標卡尺測試試樣直徑為15. 8毫 米，得知磨損量為〇. 2毫米。圖6為試驗後試樣金相照片。
【權利要求】
1. 一種汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，它包括有電機，減速機，聯軸器，工 作臺面，其特徵是：在工作檯面上與減速機輸出軸的聯軸器相對應位置上設置有一帶定位 卡銷的定位板，在聯軸器與定位卡銷之間設置有一被測試樣軸，在該被測試樣軸上還套裝 有帶軸承固定座的支撐軸承，該軸承固定座固定在工作檯面上；在靠近被測試樣軸的工作 檯面上還設置有一光學計數器，而與光學計數器配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣 軸上；在被測試樣軸上部沿該軸垂直方向設置有一加載杆，在所述加載杆下部還設置有一 與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，靠近加載杆兩端的加載杆上還分別設置 有一陪試樣固定螺栓，所述加載杆的下端通過加載杆固定器固設在工作檯面上，在加載杆 固定器上還設有加載調整器。
2. 根據權利要求1所述的汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特徵是：電機 設置在減震檯面上，所述電機是通過傳動皮帶與電阻式無極調速減速機相聯接的。
3. 根據權利要求1所述的汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特徵是：與陪 試樣呈一對線摩擦副的被測試樣軸位置的下部還設置有一塗油槽。
4. 根據權利要求1所述的汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特徵是：在加 載杆的上端還設置有一加載破碼。
5. 根據權利要求1所述的汽車衝壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特徵是：所述 的光學計數器選用紅外感應高精度光學計數器。
【文檔編號】G01N3/56GK104089840SQ201410252872
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】姜珂, 赫立遠, 王濤, 範春雷, 馬佔軍, 黎阿男 申請人:華晨汽車集團控股有限公司