一种金属薄板成形极限试验用对中装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属板材成形极限试验技术领域，尤其涉及一种金属薄板成形极限试验用对中装置。


背景技术：

2.近年来随着汽车工业的飞速发展，汽车厂的生产节奏日益加快，对于零件冲压成形质量的要求也越来越高，因此对于薄板金属材料的成型性十分关注。在零件设计阶段，准确的预测材料的成形性才能正确地指导零件设计。而薄板金属材料成型极限曲线是评价材料成型性的关键。
3.目前成形极限试验采用中心轴对称圆形模具，试样有圆形和方形两大类。试验时，投放试样仅靠操作人员的视觉判断，调整试样边界与压边圈边界距离至两侧大致相等即开始进行胀形试验。由于人工视觉误差因素使试样投放最终没有放入模具中心位置，使胀形过程两侧的压力不均，这样成形结束后缩颈或破裂位置出现在角部非预期区域，导致单次试验失败，影响最终制作成形极限曲线的精度。
4.因此试验操作过程中，投放试样时怎样确保试样放置在模具中心位置，是提升试验成功率和成形极限曲线精度的一个主要因素。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种金属薄板成形极限试验用对中装置，对试验模具和试样进行结构优化，能够在不增加实验难度和不降低试验效率的情况下，保证试验试样准确对中，提高试验成功率和成形极限曲线的准确度。
6.为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：所述金属薄板成形极限试验用对中装置，包括机架及其上由上而下设置的凹模和压边圈，所述压边圈正下方设置有凸膜，所述压边圈沿其周向设置有多个定位销，多个定位销围成的圆形的圆心位于所述压边圈的中心线上，所述压边圈的上端放置有薄板，所述薄板的周向设置有多个与对应的定位销导向卡接配合的定位孔。
7.所述定位销设置为弹簧销，所述压边圈沿其周向设置有多个螺纹盲孔，所述定位销的一端与所述螺纹盲孔螺纹连接，所述定位销的另一端与所述凹模弹性定位配合以使所述凹模将薄板压紧。
8.所述凹模沿周向设置有多个避让孔，所述避让孔与对应的定位销相对。
9.所述定位孔设置为开口朝外的半腰型孔，所述定位孔与所述定位销卡接配合。
10.所述定位销的直径比所述定位孔的直径小0.1～0.2mm。
11.所述薄板的相对的两侧分别设置有开口朝外的握持槽，所述握持槽包括平直段及其两端的圆弧段。
12.两个相对的定位销的连线通过所述薄板的中心，且两个相对的定位销的连线与两个相对的握持槽的中心连线之间相互垂直。
13.所述压边圈中部设置有定位凸台，所述定位凸台上放置所述薄板，所述定位凸台的外侧沿其周向设置多个所述定位销。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1、本实用新型通过在压边圈的周向设置多个定位销，在薄板的周向设置多个定位孔，将薄板由上而下放入压边圈的中部时，使开口朝外的定位孔与对应的定位销导向卡接配合，可使薄板的中心与压边圈上端面的中心重合，实现了试样的快速准确定位，保证试验试样的准确对中，提高了人工投放试样的效率，同时也减少了主观因素引起的试样投放偏移的现象，提升了单次试验的成功率和成形极限曲线的准确度。
16.2、本实用新型设计的薄板试样在相对的两侧设置两端圆滑过渡的握持槽，便于人手拿持投放，而且两个相对的定位销的连线与两个相对的握持槽的中心连线之间相互垂直，方便手握持薄板将其上的定位孔定位在对应的定位销内，进一步提高了定位的效率。
17.综上，本实用新型通过对试验模具和试样进行结构优化，能够在不增加实验难度和不降低试验效率的情况下，保证试验试样准确对中，提高试验成功率和成形极限曲线的准确度。
附图说明
18.下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.图2为本实用新型中的圆形试样在压边圈上定位的俯视图；
21.图3为本实用新型中的矩形试样在压边圈上定位的俯视图；
22.上述图中的标记均为：1.机架，2.凹模，21.避让孔，3.压边圈，31.螺纹盲孔，32.定位凸台，4.定位销，5.薄板，51.定位孔，52.握持槽，521.平直段，522.圆弧段，6.凸膜。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.本实用新型具体的实施方案为：如图1～图3所示，一种金属薄板成形极限试验用对中装置，包括机架1及其上由上而下设置的凹模2和压边圈3，压边圈3的正下方设置有凸膜6，压边圈3沿其周向均布有多个定位销4，多个定位销4围成的圆形的圆心位于压边圈3的
中心线上，压边圈3的上端放置有薄板5，薄板5的周向设置有多个与对应的定位销4导向卡接配合的定位孔51。本实用新型通过在压边圈3的周向设置多个定位销4，在薄板5的周向设置多个定位孔51，将薄板5由上而下放入压边圈3的中部时，使定位孔51与对应的定位销4导向卡接配合，可使薄板5的中心与压边圈3上端面的中心重合，实现了试样的快速准确定位，保证试验试样的准确对中，提高了人工投放试样的效率，同时也减少了主观因素引起的试样投放偏移的现象，提升了单次试验的成功率和成形极限曲线的准确度。
27.具体地，其中的定位销4设置为弹簧销，压边圈3沿其周向设置有多个螺纹盲孔31，定位销4的一端与螺纹盲孔31螺纹连接，凹模2沿周向设置有多个避让孔21，避让孔21与对应的定位销4相对，定位销4的另一端与凹模2上的避让孔21弹性定位配合以使凹模2将薄板5压紧，保证了凹模2的下端面和压边圈3的上端面接触，从而将薄板5的外周定位。
28.具体地，其中的定位孔51设置为开口朝外的半腰型孔，定位孔51与定位销4卡接配合，可将薄板5上的定位孔51与对应的定位销4相对，沿着定位销4的长度方向由上而下滑动直到薄板5与压边圈3的上端面平稳接触；其中的定位销4的直径比定位孔51的直径小0.1～0.2mm，使定位孔51可顺利与定位销4卡接滑动配合，而且也不会产生大的晃动。
29.具体地，其中薄板5的相对的两侧分别设置有开口朝外的握持槽52，握持槽52包括平直段521及其两端的圆弧段522，形成半腰型槽，便于操作人员用手拿持薄板5将薄板5定位，而且起到避让压边圈3上的其他定位销4的作用。其中的压边圈3上设置多组相对的定位销4，两个相对的定位销4的连线通过薄板5的中心，当将薄板5定位时，可保证薄板5的中心与压边圈3上端面的中心重合，且两个相对的定位销4的连线与两个相对的握持槽52的中心连线之间相互垂直，方便手握持薄板5将其上的定位孔51定位在对应的定位销4内，进一步提高了定位的效率。
30.具体地，其中的压边圈3中部设置有定位凸台32，定位凸台32上放置薄板5，定位凸台32的外侧沿其周向设置多个定位销4，当将薄板5放置在定位凸台32上时，薄板5的外周方向的定位孔51与定位销4的上部卡接配合，而且定位凸台32的设置减小了压边圈3或凹模2的移动距离。
31.运用上述对中装置对薄板5试样进行成形极限试验的方法是：首先，操作人员手持薄板5，使薄板5外侧相对的两个定位孔51与压边圈3上对应的一组定位销4相对；然后，沿着定位销4的长度方向滑动薄板5，使薄板5准确放置在压边圈3上表面的中心位置；最后，启动设备开关，使压边圈3上移，将薄板5压紧在凹模2与压边圈3之间，压紧后，凸膜6上移与薄板5接触，直至薄板5出现缩颈或破裂，胀形过程停止，压边圈3和凸膜6下移复位。光学扫描仪测量缩颈或破裂处的网格应变数据传回计算机中进行处理保存，至此单次试验结束。按同样的方法重复试验完成该组试样所有试验，收集这些试验得到的不同应变路径下的极限应变数据，制作材料的成形极限曲线。
32.综上，本实用新型通过对试验模具和试样进行结构优化，能够在不增加实验难度和不降低试验效率的情况下，保证试验试样准确对中，提高试验成功率和成形极限曲线的准确度。
33.以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。