铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备及加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝或铝合金冲杯试验技术，具体而言，涉及铝或铝合金冲杯试验圆片 的加工设备及加工方法。
【背景技术】
[0002] 随着中国工业的崛起，经济的发展对有色金属（铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁 合金等）的需求越来越大，而有色金属产品质量的好坏主要依赖于对原材料质量的控制， 由此对有色金属原材料的检验至关重要。其中有色金属薄板（厚度0,1mm?3. Omm)拉延 性能的试验方法为冲杯试验，但冲杯试验要求所用试样应平整，无划伤，边缘部位无毛刺， 不扭曲，试样不进行矫平。传统试样在试验前的处理方法为机加工，该方法存在对操作人员 的技能要求比较高，过程比较繁琐，效率低，对圆片试样切削形成的热影响比较大等问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备及加工方法，以 解决现有冲杯试验中试验圆片加工复杂，精度低的问题。
[0004] 本发明实施例提供了一种铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备，包括：上支座、下 支座、一套以上的冲剪模组、驱动组件；其中，所述冲剪模组包括：一个以上的冲剪凸模和 一个冲剪凹模；所述冲剪凹模开有供所述冲剪凸模陷入的冲剪孔，每一套所述冲剪模组中 所有冲剪凸模的高度相同，横截面直径不同；所述上支座开有供所述冲剪凸模穿过的第一 通孔；所述冲剪凹模固定于所述下支座上，所述冲剪凹模的上表面为待冲剪片的放置面； 所述驱动组件分别与所述上支座、所述冲剪凸模相连接，以推动所述上支座向所述冲剪凹 模移动，待所述上支座的下表面与所述待冲剪片接触后，继续推动所述冲剪凸模向所述冲 剪凹模移动。
[0005] 在一些实施例中，优选为，所述驱动组件包括：冲剪杆、第一弹簧、一个以上的第二 弹簧；其中，所述冲剪杆的下端与所述冲剪凸模固定连接，上端与外部施力装置连接；所述 第一弹簧套于所述冲剪杆外，其上端与所述冲剪杆的上端连接，其下端与所述上支座的上 表面固定连接；所述第二弹簧设置于所述上支座和所述下支座之间；所述第一弹簧的刚度 大于所述第二弹簧。
[0006] 在一些实施例中，优选为，所述冲剪孔、所述冲剪杆、所述第一通孔同轴。
[0007] 在一些实施例中，优选为，当所述第二弹簧为多个时，所有所述第二弹簧以所述冲 剪孔的中心为圆心呈圆周分布。
[0008] 在一些实施例中，优选为，每个所述第二弹簧内均穿有一根销柱；所述上支座开有 供所述销柱自由滑动的第三通孔，所述销柱的上端穿过所述第三通孔，且套有阻挡所述销 柱从所述上支座滑脱的第一挡圈；所述销柱的下端穿过所述下支座，且用套有阻挡其从所 述下支座滑脱的第二挡圈。
[0009] 在一些实施例中，优选为，所述下支座的中心开有固定安装所述冲剪凹模的第二 通孔；所述冲剪凹模的下底面高于所述下支座的下底面，所述第二通孔的内壁和所述冲剪 凹模的下底面围成圆片储存空间；所述下支座的底部开有卸料槽，所述卸料槽与所述圆片 储存空间连通。
[0010] 在一些实施例中，优选为，所述冲剪凹模的呈倒圆台结构，其侧面上边缘和所述第 二通孔内侧面上边缘可拆卸连接。
[0011] 在一些实施例中，优选为，所述冲剪凸模、冲剪凹模采用合金钢42CrM〇 ;冲剪杆采 用合金钢40Cr ;所述上支座采用合金钢42CrMo ;所述下支座采用45钢。
[0012] 本发明另一方面还利用上述的铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备加工圆片的 加工方法，包括：将铝或铝合金质的待冲剪片置于冲剪凹模的上表面上；利用驱动组件将 冲剪凸模位移至与所述待冲剪片上表面接触；所述冲剪凸模对待冲剪片进行冲剪，得冲杯 试验圆片。
[0013] 在一些实施例中，优选为，所述冲剪凸模对待冲剪片进行冲剪之后，所述加工方法 进一步包括：自卸料槽将所述冲杯试验圆片取出。
[0014] 在一些实施例中，优选为，所述冲剪凸模对待冲剪片进行冲剪之后，所述加工方法 进一步包括：利用驱动组件将所述冲剪凸模复位。
[0015] 本发明实施例提供的铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备及加工方法，与现有技 术相比，采用冲剪凸模和冲剪凹模，冲剪凸模向下作用直接将圆片一次加工成形；同时，由 于在取样过程中会产生很大的冲剪力和强烈的冲击，所以对设备中直接完成冲剪取样动作 的主要零部件（冲剪杆、冲剪凸模、冲剪凹模）的材料有较严格的要求，其所受载荷的特性 决定了所用材料应当具较高的抗拉强度、良好的冲击韧性以及优良的综合力学性能，并且 表面经热处理后具有较高的硬度，制样过程中基本不存在热影响区，极大地提高了冲杯试 验数据的可靠性。另外，在冲剪过程中，可根据具体的待冲剪片的厚度将冲剪凹模与不同型 号（直径公差）的冲剪凸模配合使用，结构简单，适用性强，可适用不同厚度的待冲剪片。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明一个实施例中铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备爆炸示意图；
[0017] 图2为本发明图1中加工设备夹紧物料的剖面示意图；
[0018] 图3为本发明图1中加工设备冲剪落料的剖面示意图；
[0019] 图4为本发明利用图1中的加工设备生产冲杯试验圆片的加工方法的流程示意 图；
[0020] 图5为本发明图1中初始状态下第一弹簧受力示意图；
[0021] 图6为本发明图1中极限工作状态下第一弹簧受力示意图；
[0022] 图7为本发明图1中初始状态下第二弹簧受力示意图；
[0023] 图8为本发明图1中极限工作状态下第二弹簧受力示意图。
[0024] 注：1冲剪杆；2第一弹簧；3冲剪凸模；4弹簧套筒；5上支座；6第一挡圈；7第二 弹簧；8下支座；9第二挡圈；10冲剪凹模；11待冲剪片；12第三通孔；13冲剪孔；14第二通 孔；15销柱；16圆片；17卸料槽。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0026] 考虑到目前现有冲杯试验中试验圆片加工复杂，精度低的问题，本发明提供了一 种铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备及加工方法。
[0027] 一种铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备，包括：上支座、下支座、一套以上的冲 剪模组、驱动组件；其中，冲剪模组包括：一个以上的冲剪凸模和一个冲剪凹模；冲剪凹模 开有供冲剪凸模陷入的冲剪孔，每一套冲剪模组中所有冲剪凸模的高度相同，横截面直径 不同；上支座开有供冲剪凸模穿过的第一通孔；冲剪凹模固定于下支座上，冲剪凹模的上 表面为待冲剪片的放置面；驱动组件分别与上支座、冲剪凸模相连接，以推动上支座向冲剪 凹模移动，待上支座的下表面与待冲剪片接触后，继续推动冲剪凸模向冲剪凹模移动。
[0028] 利用上述铝或铝合金冲杯试验圆片的加工设备加工圆片的加工方法，包括：将铝 或铝合金质的待冲剪片置于冲剪凹模的上表面上；利用驱动组件将冲剪凸模位移至与待冲 剪片上表面接触；冲剪凸模对待冲剪片进行冲剪，得冲杯试验圆片。
[0029] 与现有技术相比，采用冲剪凸模和冲剪凹模，冲剪凸模向下作用直接将圆片一次 加工成形；同时，由于在取样过程中会产生很大的冲剪力和强烈的冲击，所以对设备中直接 完成冲剪取样动作的主要零部件（冲剪杆、冲