CN110823728B - 用于板材循环加载的力学性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于板材循环加载的力学性能检测装置，包括凸模组件、凹模组件和传感器组件，凸模组件包括凸模、滚管吊片、凸模滚管和凸模磁铁，凸模磁铁位于凸模滚管的内部，凸模滚管通过内六角螺钉和滚管吊片第一端的圆孔连接，滚管吊片第二端的圆孔通过内六角螺钉和凸模顶部两侧的螺纹孔连接；凹模组件包括凹模滚管、滑块、凹模滚管内六角螺栓、卡瓣和导轨，凹模滚管的两端分别通过凹模滚管内六角螺栓和卡瓣的上端的侧面固定连接，卡瓣下端的侧面通过卡瓣螺母和滑块固定连接，滑块分别通过滑块螺母和四方螺母与导轨的导轨接触面固定连接，传感器组件和导轨的螺纹孔固定连接。本发明结构简单，使用方便，能够实时反馈数据，实际应用价值大。

Description

用于板材循环加载的力学性能检测装置

技术领域

本发明涉及金属板材检测领域，特别涉及一种用于板材循环加载的力学性能检测装置。

背景技术

板材在很多冲压成形工艺中会经历正向反向反复加载路径，如小曲率弯曲、拉深过程中板料流入和流出凹模圆角、复杂拉延模具边缘设计的拉深筋等。不同牌号的板材微观组成不同，其所表现的循环加载行为也不同，为了预测这些工艺中存在的非线性回弹、翘曲变形等缺陷，对某一牌号板材的循环加载行为准确测定非常重要。利用现有的拉伸实验机可以非常方便测定板料的拉伸行为，但板料厚度方向一般远小于另外两个方向的尺寸，单向压缩很容易产生皱曲现象。如果放入特定模腔内进行压缩变形，容易引入摩擦等干扰因素，大大降低材料测试精度。

为此本发明给出了一种基于弯曲变形的循环加载测定方法，结构简单，操作方便。基于弯曲变形方式测定的循环加载参数对其循环行为预测更加精确，同时该方法可以嵌入流水线式的生产中，为复杂生产线自动化、智能化控制提供了有力的检测手段。

发明内容

针对现有实验检测技术存在的问题，本发明提供一种用于板材循环加载的力学性能检测装置，主要是为了减少检测的繁琐过程，减少实验时间，提高工作效率，使检测结果更加的贴合实际。

本发明提供了一种用于板材循环加载的力学性能检测装置，其包括凸模组件、凹模组件和传感器组件。所述凸模组件，其包括凸模、内六角螺钉、滚管吊片、凸模滚管和凸模磁铁，所述凸模的外形为近似T字形结构，所述凸模的顶部设有凹槽，两侧设有螺纹孔，所述凸模滚管的截面为圆环结构，所述凸模磁铁位于所述凸模滚管的内部，所述滚管吊片的中部设有槽口，所述槽口的直径和所述内六角螺钉的直径相等，所述凸模滚管的两端分别通过内六角螺钉和所述滚管吊片第一端的圆孔连接，所述滚管吊片第二端的圆孔通过内六角螺钉和所述凸模顶部两侧的螺纹孔固定连接。所述凹模组件，其包括凹模滚管、滑块、滑块螺母、凹模滚管内六角螺栓、卡瓣螺母、卡瓣、四方螺母和导轨，所述凹模滚管的截面为圆环结构，所述卡瓣上下两端的侧面分别分布着螺纹孔，所述导轨的下表面设有螺纹孔，所述凹模滚管的两端分别通过凹模滚管内六角螺栓和所述卡瓣的上端的侧面固定连接，所述卡瓣下端的侧面通过卡瓣螺母和所述滑块固定连接，所述滑块分别通过滑块螺母和四方螺母与所述导轨的导轨接触面固定连接，所述传感器组件和所述导轨的螺纹孔固定连接。所述卡瓣，其包括卡瓣第一接触面、卡瓣第二接触面、卡瓣第三接触面和卡瓣第四接触面，所述滑块的外形为T字形结构，其包括滑块第一接触面、滑块第二接触面、滑块第三接触面和T型滑头，所述导轨，其包括导轨接触面和T型滑槽，所述滑块的T型滑头和所述导轨的T型滑槽连接，所述卡瓣第一接触面和所述导轨的底面平齐，所述卡瓣第四接触面和所述滑块第三接触面固定连接，所述卡瓣第二接触面和所述滑块第二接触面固定连接，所述卡瓣第三接触面通过卡瓣螺母和所述滑块第一接触面固定连接，方向键位于所述卡瓣第三接触面和所述滑块第一接触面形成的空隙里，且每隔一个所述卡瓣螺母放置一个，用来防止所述卡瓣螺母发生剪切，提高整个装置的稳定性。

可优选的是，所述滚管吊片对称分布在所述凸模顶部的两侧，所述卡瓣对称分布在所述滑块的两侧，所述滑块螺母和所述四方螺母对称分布在所述滑块的两端，所述内六角螺钉、所述凸模滚管和所述凸模磁铁的轴线同轴心，所述凹模滚管内六角螺栓、所述凹模滚管和所述卡瓣上端的圆孔同的轴线同轴心，所述卡瓣下端一侧面螺纹孔和所述滑块两侧螺纹孔的轴线同轴心。

可优选的是，所述凸模磁铁的长度小于所述凸模滚管的长度，所述凸模磁铁的外径等于所述凸模滚管的内径，所述卡瓣第一接触面和所述卡瓣第四接触面之间的距离等于所述滑块的高度，所述T型滑头的宽度和所述T型滑槽的宽度相等，所述T型滑槽的长度和所述导轨的长度相等，所述T型滑头的长度和所述滑块的长度相等，所述滑块的长度小于所述导轨的长度。

可优选的是，所述卡瓣上端两侧螺纹孔的数量大于所述凹模滚管内六角螺栓的数量，所述卡瓣下端两侧螺纹孔的数量大于所述卡瓣螺母的数量，所述卡瓣下端两侧螺纹孔的数量大于所述滑块两侧螺纹孔的数量。

可优选的是，所述滚管吊片和所述卡瓣是成对存在的，所述滚管吊片的数量为两个，所述卡瓣数量是所述凹模滚管数量的两倍，所述卡瓣的数量为四个，所述凹模滚管的数量为两个。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、结构简单，通过调节卡瓣上凹模滚管内六角螺栓的位置以及切换卡瓣螺母的位置，实现在有限结构下调节跨度，简化了三点弯曲结构，降低了结构尺寸；

2、自适应对中，凸模滚管里的磁铁可以使倒V形板子左右对称的垂放吸附在凸模上，自适应对中板材位置。

附图说明

图1为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置正向加载示意图；

图2为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置反向加载示意图；

图3为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置凸模组件结构示意图；

图4为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置凸模组件部分结构示意图；

图5为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置凹模组件结构示意图；

图6为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置卡瓣结构示意图；

图7为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置滑块结构示意图；以及

图8为本发明用于板材循环加载的力学性能检测装置导轨结构示意图。

主要附图标记：

凸模1，V形板子2，凹模滚管3，滑块4，滑块螺母5，凹模滚管内六角螺栓6，卡瓣螺母7，传感器组件8，内六角螺钉9，滚管吊片10，凸模滚管11，凸模磁铁12，卡瓣13，四方螺母14，导轨15，卡瓣第一接触面16，卡瓣第二接触面17，卡瓣第三接触面18，卡瓣第四接触面19，滑块第一接触面20，滑块第二接触面21，滑块第三接触面22，T型滑头23，导轨接触面24，T型滑槽25。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

用于板材循环加载的力学性能检测装置，如图1所示，其包括凸模组件、凹模组件和传感器组件8。凸模组件，如图3所示，其包括凸模1、内六角螺钉9、滚管吊片10、凸模滚管11和凸模磁铁12。

凸模1的外形为近似T字形结构，凸模1的顶部设有凹槽，两侧设有螺纹孔。如图4所示，凸模滚管11的截面为圆环结构，凸模磁铁12位于凸模滚管11的内部，滚管吊片10的中部设有槽口，槽口的直径和内六角螺钉9的直径相等，凸模滚管11的两端分别通过内六角螺钉9和滚管吊片10的第一端的圆孔连接，滚管吊片10的第二端的圆孔通过内六角螺钉9和凸模1的顶部两侧的螺纹孔固定连接。

凹模组件，如图5所示，其包括凹模滚管3、滑块4、滑块螺母5、凹模滚管内六角螺栓6、卡瓣螺母7、卡瓣13、四方螺母14和导轨15。凹模滚管3的截面为圆环结构，卡瓣13上下两端的侧面分别分布着螺纹孔，导轨4的下表面设有螺纹孔，凹模滚管3的两端分别通过凹模滚管内六角螺栓6和卡瓣13的上端的侧面固定连接，卡瓣13的下端的侧面通过卡瓣螺母7和滑块4固定连接，滑块4分别通过滑块螺母5和四方螺母14与导轨15的导轨接触面24固定连接，传感器组件8和导轨15的螺纹孔固定连接。

卡瓣13，如图6所示，其包括卡瓣第一接触面16、卡瓣第二接触面17、卡瓣第三接触面18和卡瓣第四接触面19。滑块4的外形为T字形结构，如图7所示，其包括滑块第一接触面20、滑块第二接触面21、滑块第三接触面22和T型滑头23，导轨15，如图8所示，其包括导轨接触面24和T型滑槽25。如图2所示，滑块4的T型滑头23和导轨15的T型滑槽24滑动连接，卡瓣第一接触面16和导轨15的底面平齐，卡瓣第四接触面19和滑块第三接触面22固定连接，卡瓣第二接触面17和滑块第二接触面21固定连接，卡瓣第三接触面18通过卡瓣螺母7和滑块第一接触面20固定连接，方向键的外形尺寸为5×5×10，方向键位于卡瓣第三接触面18和滑块第一接触面20形成的空隙里，且每隔一个卡瓣螺母7放置一个，用来防止卡瓣螺母7发生剪切，提高整个装置的稳定性。

如图4所示，滚管吊片10对称分布在凸模1顶部的两侧，如图2所示，卡瓣13对称分布在滑块4的两侧，滑块螺母5和四方螺母14对称分布在滑块4的两端，内六角螺钉9、凸模滚管11和凸模磁铁12的轴线同轴心，凹模滚管内六角螺栓6、凹模滚管3和卡瓣13上端的圆孔同的轴线同轴心，卡瓣13下端一侧面螺纹孔和滑块4两侧螺纹孔的轴线同轴心。

如图4所示，凸模磁铁12的长度小于凸模滚管11的长度，凸模磁铁12的外径等于凸模滚管11的内径，如图5所示，卡瓣第一接触面16和卡瓣第四接触面19之间的距离等于滑块4的高度，T型滑头23的宽度和T型滑槽25的宽度相等，T型滑槽25的长度和导轨15的长度相等，T型滑头23的长度和滑块4的长度相等，滑块4的长度小于导轨15的长度。

如图6所示，卡瓣13上端两侧螺纹孔的数量大于凹模滚管内六角螺栓6的数量，卡瓣13下端两侧螺纹孔的数量大于卡瓣螺母7的数量，卡瓣13下端两侧螺纹孔的数量大于滑块4两侧螺纹孔的数量。

滚管吊片10和卡瓣13是成对存在的，滚管吊片10的数量为两个，卡瓣13的数量是凹模滚管3的数量的两倍，卡瓣13的数量为四个，方形键的数量为十二个，凹模滚管3的数量为两个。

以下结合实施例对本发明一种用于板材循环加载的力学性能检测装置做进一步描述：

首先，将凸模磁铁12插入凸模滚管11中，将凸模滚管11的两端分别通过内六角螺钉9和滚管吊片10的第一端的圆孔连接，滚管吊片10的第二端的圆孔通过内六角螺钉9和凸模1的顶部两侧的螺纹孔固定连接。

然后，将四个相同的卡瓣13的卡瓣第四接触面19贴合在滑块4的滑块第三接触面22上，将四个相同的卡瓣13的卡瓣第二接触面17贴合在滑块4的滑块第二接触面21上，用卡瓣螺母7固定连接滑块4和卡瓣13下端的侧面；接着，将组合好的滑块4的T型滑头23插入到导轨15的T型滑槽25中，以滑块螺母5和四方螺母14将组合好的滑块4固定在导轨15上；接着将凹模滚管3的两端分别通过凹模滚管内六角螺栓6和卡瓣13的上端的侧面固定连接；最后，将传感器部件8螺纹连接在导轨15的螺纹孔上。

使用该装置检测板材循环加载的力学性能的主要实验过程如下：

首先，将V形板子2放置在两个凹模滚管3上，如图1所示，下压凸模组件的凸模1，随着凸模组件逐渐接触V形板子2的上表面，V形板子2产生变形，传感器组件8的压力传感器实时记录力数据，板子成形结果最终如图1所示，接着，凸模组件上移，将V形板子2倒V形放置，如图2所示，由于凸模滚管11中凸模磁铁12均匀分布在凹模跨度中心正上方，且凸模滚管11可以转动，在重力以及凸模滚管11转动的作用下，倒V形板子2可以左右对称的吸附在凸模滚管11上，随着凸模组件下移，倒V形板子2接触可滚动凹模滚管3，随着压机下行，凸模滚管11上移楔入凸模1的楔形槽内，凸模滚管11滚动锁死，V形板子2随着凸模组件的进一步下移，成形结果再次如图1所示，如此循环加载检测板材循环加载力学性能，且装置中凹模滚管3的可滚动性降低了V形板子2与之的摩擦力，提高了板子的成形性能。如此循环加载来检测板材所具有的力学性能。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于板材循环加载的力学性能检测装置，其包括凸模组件、凹模组件和传感器组件，其特征在于，具备：

所述凸模组件，其包括凸模、滚管吊片、凸模滚管和凸模磁铁，所述凸模的外形为近似T字形结构，所述凸模的顶部设有凹槽，两侧设有螺纹孔，所述凸模滚管的截面为圆环结构，所述凸模磁铁位于所述凸模滚管的内部，所述滚管吊片的中部设有槽口，所述槽口的直径和内六角螺钉的直径相等，所述凸模滚管的两端分别通过内六角螺钉和所述滚管吊片第一端的圆孔连接，所述滚管吊片第二端的圆孔通过内六角螺钉和所述凸模顶部两侧的螺纹孔固定连接；

所述凹模组件，其包括凹模滚管、滑块、滑块螺母、凹模滚管内六角螺栓、卡瓣螺母、卡瓣、四方螺母和导轨，所述凹模滚管的截面为圆环结构，所述卡瓣上下两端的侧面分别分布着螺纹孔，所述导轨的下表面设有螺纹孔，所述凹模滚管的两端分别通过凹模滚管内六角螺栓和所述卡瓣的上端的侧面固定连接，所述卡瓣下端的侧面通过卡瓣螺母和所述滑块固定连接，所述滑块分别通过滑块螺母和四方螺母与所述导轨的导轨接触面固定连接，所述传感器组件和所述导轨的螺纹孔固定连接；以及

所述卡瓣，其包括卡瓣第一接触面、卡瓣第二接触面、卡瓣第三接触面和卡瓣第四接触面，所述滑块的外形为T字形结构，其包括滑块第一接触面、滑块第二接触面、滑块第三接触面和T型滑头，所述导轨，其包括导轨接触面和T型滑槽，所述滑块的T型滑头和所述导轨的T型滑槽连接，所述卡瓣第一接触面和所述导轨的顶面平齐，所述卡瓣第四接触面和所述滑块第三接触面固定连接，所述卡瓣第二接触面和所述滑块第二接触面固定连接，所述卡瓣第三接触面通过卡瓣螺母和所述滑块第一接触面固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于板材循环加载的力学性能检测装置，其特征在于，所述滚管吊片对称分布在所述凸模顶部的两侧，所述卡瓣对称分布在所述滑块的两侧，所述滑块螺母和所述四方螺母对称分布在所述滑块的两端，所述内六角螺钉、所述凸模滚管和所述凸模磁铁的轴线同轴心，所述凹模滚管内六角螺栓、所述凹模滚管和所述卡瓣上端的圆孔的轴线同轴心，所述卡瓣下端一侧面螺纹孔和所述滑块两侧螺纹孔的轴线同轴心。

3.根据权利要求1所述的用于板材循环加载的力学性能检测装置，其特征在于，所述卡瓣上端两侧螺纹孔的数量大于所述凹模滚管内六角螺栓的数量，所述卡瓣下端两侧螺纹孔的数量大于所述卡瓣螺母的数量，所述卡瓣下端两侧螺纹孔的数量大于所述滑块两侧螺纹孔的数量。

4.根据权利要求3所述的用于板材循环加载的力学性能检测装置，其特征在于，所述滚管吊片和所述卡瓣是成对存在的，所述滚管吊片的数量为两个，所述卡瓣数量是所述凹模滚管数量的两倍，所述卡瓣的数量为四个，所述凹模滚管的数量为两个。

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