管件成形極限曲線的柔性化測試模具的製作方法
2023-06-02 17:18:56
專利名稱：管件成形極限曲線的柔性化測試模具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及管件性能測試領域，尤其涉及一種管件成形極限曲線的測試模具。
背景技術：
管材液壓成形技術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，通過對管腔內部施加液體壓力、軸向施加載荷作用，使其在給定模具型腔內發生塑性變形，管壁與模具型腔內表面貼合，從而得到所需形狀管件的技術。採用管件液壓成形技術，能使置於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。該技術適用於製造汽車中各種橫截面形狀的空心零件，如排氣管、車頂橫梁、儀錶盤支架、散熱器支架、副車架、車頂縱梁、車身縱梁、座椅架、發動機支架、車門柱、後延臂、車橋、 轉向柱以及保險槓等，這些零件如果採用傳統的衝壓工藝生產，零件的強度、剛度、疲勞等性能都會降低，而且極大的增加成本。與傳統的衝壓一焊接工藝所製造的汽車結構件相比，採用管材液壓成形技術所製造的汽車零件具有重量輕、剛度和強度高、耐撞性能好、節約材料、結構緊湊、加工工序少等一系列優點，能夠很好地滿足汽車低碳化、輕量化的要求。在衝壓成形中，成形極限曲線(Forming Limit Curve，FLC)是評價板料成形性能的一個重要工具，得到最為廣泛的應用。但液壓成形用管材在液壓成形過程中受力方式以及應力狀態與傳統的板材衝壓不同，並且板材在經過彎曲與焊接加工成液壓成形用管材過程中，其力學性能也發生了變化，板材的FLC已不能很好的應用和指導液壓成形。為此，迫切需要建立較完善的液壓成形用管材FLC的試驗方法以及試驗裝置並獲取其FLC曲線，形成管材成形極限評價的標準，以便能為成形缺陷預測、工藝和模具結構優化和生產實際指導提供依據。但迄今為止，關於管材液壓成形的研究還主要集中在管材成形工藝設計和裝備開發等方面，而關於液壓成形條件下管材FLC的測試方法及其試驗模具研究甚少。現有技術中國專利CN101285749中公開了一種用於液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測試裝置，該專利提出一種用於液壓脹形工藝的管材成形極限曲線的測試裝置， 使管材既能以線性或準線性應變路徑變形並達到極限應變狀態，又能使應變比在一 1到1 之間變動，但是以上這個裝置只能針對某一特定外徑管材進行FLC測試，實用性很差。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種管件成形極限曲線的柔性化測試模具，模具採用柔性化設計，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實現對不同規格管件的成形極限曲線的測量。本實用新型是這樣實現的一種管件成形極限曲線的柔性化測試模具，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，下模上開有預充液孔，所述模具中心形成貫通的左、中、右三個腔體，三個腔體中，中腔體為自由變形區域，左、右腔體對稱設置在中腔體兩側；所述的成形鑲塊共有一對，對稱固定在左、右腔體內，成形鑲塊為兩節環狀圓柱結構，成形鑲塊的第一節圓環的外徑與左、右腔體內徑相配合，成形鑲塊的第二節圓環的內徑與待測管件外徑相配合；所述的擋液板為圓環形板，共有一對，分別固定在所述模具的兩側；所述的密封頭由底板和密封塊兩部分構成，所述的密封塊為圓柱形， 圓柱的外徑與擋液板內徑相配合，密封塊端部設有臺階和倒角，密封頭共有一對，其中一個密封頭中心開有充液孔。所述的成形鑲塊靠近中腔體一側的端部設有倒圓角。所述的密封塊外徑稍小於成形鑲塊內徑。本實用新型管件成形極限曲線的柔性化測試模具採用柔性化設計，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實現對不同規格管件的成形極限曲線的測量，大大提高了液壓成形產品設計能力、模具開發能力、工藝設計能力，有力推動了現有液壓成形零件的設計工作。
圖1為本實用新型管件成形極限曲線的柔性化測試模具結構示意圖。圖中1上模、2下模、3密封頭、4擋液板、5成形鑲塊、6自由變形區域、7預充液孔、 31底板、32密封塊、33充液孔。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型表述的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例1如圖1所示，一種管件成形極限曲線的柔性化測試模具，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上開有預充液孔 7，預充液孔7與外接軟管相連；所述模具中心形成貫通的左、中、右三個腔體，三個腔體中， 中腔體為自由變形區域6，左、右腔體對稱設置在中腔體兩側；所述的成形鑲塊5共有一對， 對稱固定在左、右腔體內，成形鑲塊5為兩節環狀圓柱結構，成形鑲塊5的第一節圓環的外徑與左、右腔體內徑相配合，成形鑲塊5的第二節圓環的內徑與待測管件外徑相配合；所述的擋液板4為圓環形板，共有一對，分別固定在所述模具的兩側；所述的密封頭3由底板31 和密封塊32兩部分構成，所述的密封塊32為圓柱形，圓柱的外徑與擋液板4內徑相配合， 密封塊32端部設有臺階和倒角，密封頭3共有一對，其中一個密封頭3中心開有充液孔33。在本實施例中，為了防止管件表面劃傷，所述的成形鑲塊5靠近中腔體一側的端部設有倒圓角。為了使密封頭與成形鑲塊更好的配合，所述的密封塊32外徑稍小於成形鑲塊5內徑。本實用新型在實際使用時，成形鑲塊共有數十套，每套外形尺寸不變，其內徑尺寸在5(Tl00mm變化，與相應的密封頭配套，實現不同規格管材的FLD實驗。同樣的，為保證適用於外徑5(Tl00mm且厚度2飛mm管材的FLC測試，並達到密封的要求，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，其內徑尺寸在5(Tl00mm變化與密封頭配合，預充液時防止液體的流出，滿足預充液的要求。進行管材FLD實驗，需要先在實驗管材上印製網格。採用電化學腐蝕方法先在實驗管材周圍印製直徑2. 5mm的相切網格，下面對實驗過程進行詳細描述。安裝模具根據待測管件的外徑和管厚選擇對應的密封頭、成形鑲塊和擋液板，並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。實驗過程將印製好網格的管材置於模具當中，首先上下模具合模，兩端水平推桿推進密封頭到擋液板位置後停止。水壓系統通過預充液向模具中充液體介質，液體介質排出管件中的空氣並填充滿。水平推桿繼續推進，密封頭密閉待測管件兩端，水壓系統通過密封頭噴出高壓液體。在密封頭按一定速度推進和高壓液體壓力控制的共同作用下，待測管件在自由變形區域發生深拉延的線性應變。通過密封頭不同的推進速度以及待測管件內壓力的變化，觸發深拉延狀態的不同的線性應變路徑。
權利要求1.一種管件成形極限曲線的柔性化測試模具，其特徵是包括上模、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，下模上開有預充液孔，所述模具中心形成貫通的左、中、右三個腔體，三個腔體中，中腔體為自由變形區域，左、右腔體對稱設置在中腔體兩側；所述的成形鑲塊共有一對，對稱固定在左、右腔體內，成形鑲塊為兩節環狀圓柱結構，成形鑲塊的第一節圓環的外徑與左、右腔體內徑相配合，成形鑲塊的第二節圓環的內徑與待測管件外徑相配合；所述的擋液板為圓環形板，共有一對，分別固定在所述模具的兩側；所述的密封頭由底板和密封塊兩部分構成，所述的密封塊為圓柱形，圓柱的外徑與擋液板內徑相配合，密封塊端部設有臺階和倒角，密封頭共有一對，其中一個密封頭中心開有充液孔。
2.如權利要求1所述的管件成形極限曲線的柔性化測試模具，其特徵是所述的成形鑲塊靠近中腔體一側的端部設有倒圓角。
3.如權利要求1或2所述的管件成形極限曲線的柔性化測試模具，其特徵是所述的密封塊外徑稍小於成形鑲塊內徑。
專利摘要本實用新型涉及管件性能測試領域，尤其涉及一種管件成形極限曲線的測試模具。一種管件成形極限曲線的柔性化測試模具，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，模具中心形成三個腔體，中腔體為自由變形區域，所述的成形鑲塊對稱固定在腔體內，成形鑲塊的內徑與待測管件外徑相配合，所述的擋液板固定在模具的兩側，所述的密封頭與擋液板相配合，密封頭中心開有充液孔。本實用新型管件成形極限曲線的柔性化測試模具採用柔性化設計，通過更換配套的成形鑲塊、密封頭以及擋液板，可以實現對不同規格管件的成形極限曲線的測量，大大提高了液壓成形產品設計能力、模具開發能力、工藝設計能力。
文檔編號G01N3/28GK202049084SQ20112004616
公開日2011年11月23日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者俞寧峰, 刁可山, 蔣浩民, 陳慶欣, 陳新平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司