CN104070108A - 一种可调成形参数的高强钢回弹测量模具及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可调成形参数的高强钢回弹测量专用模具，包括螺栓孔的上压边圈固定环、上压边圈、下压边圈及底部圆台、与成形试验机冲头配合的半圆柱状冲头、垫片、拉伸筋和螺栓，其特征在于，上压边圈下部两侧设置凹槽，下压边圈上部设置与上压边圈对应的凹槽，下压边圈的凹槽深度大于上压边圈凹槽深度，下压边圈的凹槽8内设置垫片和相匹配的拉伸筋，所述活动拉伸筋顶端为半圆柱形、方形、或三角形，所述垫片高度为0.05-0.3mm。利用更换不同形状的可更换式拉伸筋和改变可调高度式垫片的高度来改变拉伸筋的形状和高度，获得强钢的回弹性能参数，为高强钢回弹模具的设计提供有效的依据。
Description
技术领域
本发明属于高强钢板材成形模具领域，尤其涉及可调成形参数的高强钢回弹测量模具及其测试方法。
背景技术
在板料成形的最终阶段，随着变形力的消失，成形过程中存储的弹性变形能释放出来，引发内应力的重组，进而导致零件整体形状的改变，这就是回弹。近些年随着高强度板和铝合金板在汽车上的大量应用，汽车冲压件的回弹控制显得越来越重要。常用的回弹控制方法可以归结为两类：一是制定合理工艺，改变应力状态，或使板料发生充分塑性变形，抑制回弹变形的发生；二是利用回弹规律，通过修正型面或模具结构使其形状与期望形状相符或相近。而针对高强钢而言，制定合理的工艺，改变应力状态，使板料发生充分的塑性变形无疑是最为经济合理的方法。
专利《带回弹测量装置的多参数可调式压弯模具》（CN200810106376.5），该发明公开一种带回弹测量装置的多参数可调式压弯模具，包括连接轴、上模压板、上模、下模模座、模架立柱、模架地板、垫片、光电测量仪和表座。安装与电子万能试验机上，可实现上下模半径、上模形状、下模具跨度工艺参数调整。但该套模具不足之处在于，未考虑拉延筋对回弹的影响，无法实现拉延筋对钢板回弹性能研究。
专利《高强钢综合回弹量的测量装置及方法》（CN201010022595.2），该发明公开金属材料测量领域，尤其涉及一种综合回弹测量装置及方法。一种高强钢综合回弹量测量装置及，包括若干个测量单元、定位机构和底板，所述的测量单元由一对导向块、一对导向柱和一个卡板构成，所述的导向固定在地板上，两个导向快分别位于待测定零件的两侧，导向柱安装在导向块上，卡板的内形面与待测零件外型面等距偏移，所述的定位机构和待测零件上的定位孔耦合。该测量机构方法着重于高强钢回弹的测量，不足之处在于，并未对高强钢回弹控制工艺参数作出任何调整。
专利《超高强钢冲压成形的变模具间隙回弹控制方法》（CN201110270467.4），该发明通过在模具上不同位置设置不等的模具间隙，对超高强钢非对称帽形件冲压形进行回弹控制，属于冲压成形技术领域。该发明提供一种超高强钢冲压成形变模具间隙回弹控制方法。所述方法中成形模具包括带有凸模、凹模、压边圈及顶料板等构建。该发明通过改变成形过程中调整模具间隙来实现高强钢回弹量控制，不足之处在于，这种方法在实际的模具制造过程中具有一定的难度，但对模具的冲压参数调整范围较小，不适合实际的批量生产。
专利《钢板冲压后扭曲回弹测量装置》（CN200920209913.9），该发明属于金属板材性能测量领域，尤其涉及一种钢扭曲回弹测量装置。一种钢板冲压后扭曲回弹测量装置，包括平台、测量基准面、支架、测量横梁、支撑块、测量臂和定位架。所述的测量基准面的周围，测量横梁、测量臂和定位架安装在支架上，支撑块固定在测量基准面上；支撑块和定位架相配合固定待测零件。该发明所主要着重于测量，对钢板冲压扭转回弹未提出有效的控制方法，不足之处在于，无法利用工艺参数有效的控制扭转回弹量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种用于可调成形参数的高强钢回弹测量模具及其使用方法，操作简便，利用改变拉延筋高度、拉延筋半径、拉延筋形状、模具压边力和冲压力各参数控制高强钢冲压零部件的回弹，通过对实验后样品的测量，建立各个成形工艺参数与回弹角度之间的关系，达到指模具设计的目的。
一种用于高强钢板材可调成形参数的回弹测试模具，该模具与成形试验机配合使用，本模具包括带有螺栓孔的上压边圈固定环、上压边圈、下压边圈及底部圆台、与成形试验机冲头配合的半圆柱状冲头、垫片、活动拉伸筋和螺栓，上压边圈下部两侧设置凹槽，下压边圈上部设置与上压边圈对应的凹槽，下压边圈的凹槽深度大于上压边圈凹槽深度，下压边圈的凹槽内设置垫片和相匹配的活动拉伸筋，所述活动拉伸筋顶端为方形、三角形、或半圆柱形，所述垫片高度为0.05-0.3mm。
用于高强钢板材可调成形参数的回弹测试模具的测试方法，在电子万能板材成形试验机上将上压边圈和下压边圈固定，并将半圆柱状冲头放置于试验机主缸冲头上；垫片和活动拉伸筋依次安装在下压边圈的凹槽内，半圆柱状冲头与成形试验机冲头配合对压边力进行精确控制，进行冲压试验；
在冲压试验过程中，根据需要选择活动拉伸筋形状，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的活动拉伸筋形状为最佳；
在确定最佳的活动拉伸筋形状条件下，选择合理的垫片高度，再次进行冲压试验，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的垫片高度为最佳；最后确定最佳的活动拉伸筋和垫片的组合。
在进行模拟后在对不同参数的冲压的样品进行测量即可获得强钢的回弹性能参数，为高强钢回弹模具的设计提供有效的依据。利用更换不同形状的可更换式活动拉伸筋和改变可调高度式垫片的高度来改变拉伸筋的形状和高度，从而达到控制板材成形过程中的限制材料流动的锁死参数。
附图说明
图1为可调成形参数的高强钢回弹测量模具立体图。
图中1为上压边圈固定环，2为上压边圈，3为半圆柱状冲头，4为活动拉伸筋，5为下压边圈，6为垫片，7为螺栓孔，8为凹槽，9为方孔，10为圆台，11为螺栓。
具体实施方式
如图1所示，可调成形参数的高强钢回弹测量模具，本模具包括带有螺栓孔7的上压边圈固定环1、上压边圈2、下压边圈5及底部圆台9、与成形试验机冲头配合的半圆柱状冲头3、垫片6、活动拉伸筋4和螺栓7，上压边圈2与下压边圈5平面尺寸相同，上压边圈2和下压边圈5及圆台10中间设有大小相同方孔9，半圆柱状冲头3 穿过上压边圈2和下压边圈5及圆台10中间的方孔9，上压边圈2下部两侧设置凹槽8，下压边圈5上部设置与上压边圈2对应凹槽8，下压边圈5的凹槽8深度大于上压边圈凹槽8深度，下压边圈5的凹槽8内设置垫片6和相匹配的活动拉伸筋4，所述顶端为方形、三角形、或椭圆形，所述垫片高度为0.05-0.3mm。
在电子万能板材成形试验机上将上压边圈2和下压边圈5固定，上压边圈固定环1与上压边圈2通过螺栓11固定在成形试验机上部机体上，下压边圈5的底部的圆台10与成形试验机上放置模具的凹槽向合，已达到固定下压边圈5的目的，并将半圆柱状冲头3放置于试验机主缸冲头上，垫片6和活动拉伸筋4依次安装在下压边圈5的凹槽8内，半圆柱状冲头3与成形试验机冲头配合对压边力进行精确控制，进行冲压试验；
在冲压试验过程中，根据需要选择活动拉伸筋4形状，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的活动拉伸筋4形状为最佳；
在确定最佳的活动拉伸筋4形状条件下，选择合理的垫片6高度，再次进行冲压试验，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的垫片6高度为最佳；
实施例1实施例所用测试钢为DP590
试验1-1，活动拉伸筋4顶端为半圆柱型，在不加垫片6的情况下，将活动拉伸筋4顶端半圆柱截面半径2.5、5、10mm半圆柱形活动拉伸筋4分别安装在下压边圈5的凹槽8内，半圆柱状冲头3与成形试验机冲头配合对压边力进行精确控制，进行冲压试验，冲压试验后，测量回弹角度，对应的回弹的角度为6.5°、7.3°、7.6°，对比选择回弹角度最小值对应的活动拉伸筋4，即最佳活动拉伸筋4顶端半圆柱截面半径为2.5mm。
试验1-2，在选择最佳活动拉伸筋4顶端半圆柱截面半径为2.5mm的条件下，通过更改垫片6的高度进行冲压试验，垫片6高度为0.1mm、0.2mm、0.3mm,分别将垫片6和最佳活动拉伸筋4（2.5mm）依次安装在下压边圈5的凹槽8内，进行冲压试验，冲压试验后，测量回弹角度，对应的回弹的角度为6.4°、5.8°、6.2°，对比选择回弹角度最小值对应的垫片6高度，即本实验中最佳垫片6高度为0.2mm。
通过本发明分析所得，最佳的最佳活动拉伸筋4顶端半圆柱截面半径为2.5mm，最佳垫片6高度为0.2mm。
活动拉伸筋4顶端为三角形或方形的拉伸筋测量回弹的角度方法同上，通过冲压试验后对比最小的回弹角度确定出最佳的活动拉伸筋4形状和垫片6高度组合。
在进行模拟后在对不同参数的冲压的样品进行测量即可获得强钢的回弹性能参数，将该钢种的原始数据和对比数据存档，以备模具设计过程中查询和应用，为高强钢回弹模具的设计提供有效的依据。
Claims (2)
1.一种可调成形参数的高强钢回弹测量模具，该模具与成形试验机配合使用，本模具包括带有螺栓孔（7）的上压边圈固定环（1）、上压边圈（2）、下压边圈（5）及底部圆台（9）、与成形试验机冲头配合的半圆柱状冲头（3）、垫片（6）、活动拉伸筋（4）和螺栓（7），其特征在于，上压边圈（2）下部两侧设置凹槽（8），下压边圈（5）上部设置与上压边圈（2）对应的凹槽（8），下压边圈的凹槽（8）深度大于上压边圈凹槽（8）深度，下压边圈（5）的凹槽（8）内设置垫片（6）和相匹配的活动拉伸筋（4），所述活动拉伸筋（4）顶端为半圆柱形、方形、或三角形，所述垫片高度为0.05-0.3mm。
2.一种权利要求1所述用于可调成形参数的高强钢回弹测量模具的测试方法，其特征在于，
在电子万能板材成形试验机上将上压边圈（2）和下压边圈（5）固定，并将半圆柱状冲头（3）放置于试验机主缸冲头上；垫片（6）和活动拉伸筋（4）依次安装在下压边圈的凹槽（8）内，半圆柱状冲头（3）与成形试验机冲头配合对压边力进行精确控制，进行冲压试验；
在冲压试验过程中，根据需要选择活动拉伸筋（4）形状，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的活动拉伸筋（4）形状为最佳；
在确定最佳的活动拉伸筋（4）形状条件下，选择合理的垫片（6）高度，再次进行冲压试验，通过记录测量和对比回弹角度，回弹角度最小值对应的垫片（6）高度为最佳；最后确定最佳的活动拉伸筋（4）和垫片的组合。
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