CN120558740B - 一种模具钢弯曲强度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种模具钢弯曲强度检测装置，包括机架、压头和支撑组件，压头设于机架的上部，压头的轴线竖直，且压头能够沿其轴线移动，支撑组件有两个，两个支撑组件以压头的轴线为对称轴对称设于机架的下部，支撑组件包括支撑架和支撑辊，支撑架设于机架的下部，支撑辊设置在支撑架上，支撑辊的周向一侧开设有工作弧面。本发明设置了支撑辊，支撑辊上开设有工作弧面，在支撑辊的表面开设工作弧面后，能够减小试样下表面与支撑辊的相切点之间的弧长与弯曲前试样下表面与支撑辊的相切点之间的间距的差值，使得误差尽可能地维持在合理的范围以内，防止因误差过大而造成检测结果失效。

Description

一种模具钢弯曲强度检测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种模具钢弯曲强度检测装置。

背景技术

模具钢进行弯曲强度检测是评估其机械性能的一个重要步骤，这对于确保模具在实际使用中的可靠性和耐用性至关重要。现有技术中常采用万能材料试验机来对试样（模具钢）施加静态载荷并测量变形。以采用三点弯曲测试方法为例，检测之前，需要先将试样放置在支撑夹具上，并使得试样的中心位于液压冲头的正下方，接下来启动液压机，使得液压机以预设的加载速率施加大小为预设值的静载荷，保持一定时长后，使得液压机的液压冲头上移，最后将试样从夹具上取下，根据试验结果计算出试样的弯曲强度。

其中：（MPa）；

（F）:最大载荷（N）；

（L）：两支撑点水平间距（mm）；

（b）：试样宽度（mm）；

（d）：试样厚度（mm）；

在该计算公式中，L实际为试样表面跨距，在钢材弯曲量小于预设值的情况下，位于两支撑点间的试样下表面弧长近似等于两支撑点间的水平间距，此时计算误差在合理范围以内，该公式成立。然而，当钢材弯曲量大于预设值时，试样位于两支撑点间的试样下表面弧长明显大于两支撑点间的水平间距，此时若仍旧两支撑点之间的水平间距作为两支撑点间的试样下表面弧长，则会导致上述试样弯曲强度计算的公式误差偏离合理范围，造成公式不成立。

发明内容

基于此，有必要针对目前的钢材弯曲强度检测所存在的问题，提供一种模具钢弯曲强度检测装置，用以解决当试样的弯曲量大于预设值时，试样弯曲强度检测的误差过大的问题。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种模具钢弯曲强度检测装置用于检测模具钢试样的弯曲强度，包括：

机架；

压头，压头设于机架的上部，压头的轴线竖直，且压头能够沿其轴线移动；

支撑组件，支撑组件有两个，两个支撑组件以压头的轴线为对称轴对称设于机架的下部；

支撑组件包括支撑架和支撑辊，支撑架设于机架的下部，支撑辊设置在支撑架上，支撑辊的周向一侧开设有工作弧面，工作弧面的曲率半径大于支撑辊的半径；

初始状态下，试样与支撑辊的非工作弧面线接触；

工作状态下，试样与支撑辊的工作弧面线接触。

优选的，所述支撑组件还包括两组支撑管，两组支撑管分别设于支撑辊的两端，每组均包括多个支撑管，多个支撑管自内向外依次嵌套，相邻的两个支撑管能够沿其轴线相对移动；

支撑管的外周周向一侧也开设有工作弧面，工作弧面的曲率半径大于其所对应的支撑管的外径；

初始状态下，两组支撑管相互弹性抵接。

优选的，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括控制组件，控制组件用于控制两组支撑管中直径相同的两个支撑管相互远离或者相互靠近。

优选的，所述控制组件包括挡止环、滑动架和导柱，挡止环有多个，多个挡止环与多个支撑管一一对应，且挡止环设置在支撑管靠近支撑架的一端，滑动架有两个，两个滑动架分别与两组支撑管中直径最大的挡止环固定连接，导柱有两个，两个导柱分别设置在两个滑动架的下端，两个导柱能够沿支撑辊的轴线相互靠近或者相互远离。

优选的，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括驱动组件，驱动组件用于控制两个导柱相互靠近或者相互远离。

优选的，所述驱动组件包括导向板、螺纹块和双向丝杠，导向板设置在机架的下部，导向板的上表面开设有导向槽，导柱滑动连接在导向槽内，丝杠转动设置在机架的下部，螺纹块有两个，两个螺纹块分别螺纹连接在双向丝杠的两端，且两个螺纹块分别与对应的支撑组件的支撑架相连接。

优选的，所述驱动组件还包括手轮，手轮与双向丝杠的一端固定连接。

优选的，所述机架上设置有伺服电机，伺服电机的输出端与双向丝杠的一端固定连接。

优选的，所述导向槽包括第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段、第二水平段和第三水平段沿垂直于双向丝杠轴线的方向自外向内间隔配置于导向板上，第一水平段和第二水平段之间，以及第二水平段和第三水平段之间均通过导向斜槽顺滑连通。

优选的，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括液压机，液压机的轴线竖直，液压机的固定端设置在机架的上部，液压机的输出端与压头固定连接。

本发明的有益效果是：

本发明设置了支撑辊，支撑辊上开设有工作弧面，开设工作弧面后试样下表面与支撑辊的相切点之间的弧长与弯曲前试样下表面与支撑辊的相切点之间的间距的差值小于未开设工作弧面时试样下表面与支撑辊的相切点之间的弧长与弯曲前试样下表面与支撑辊的相切点之间的间距的差值，因此在支撑辊的表面开设工作弧面后，能够减小试样下表面与支撑辊的相切点之间的弧长与弯曲前试样下表面与支撑辊的相切点之间的间距的差值，使得误差尽可能地维持在合理的范围以内，防止因误差过大而造成检测结果失效。

附图说明

图1为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置整体的结构示意图；

图2为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支撑组件的半剖轴侧图；

图3为图2中A处结构放大的示意图；

图4为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支撑架的连接结构示意图；

图5为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支撑辊的结构示意图；

图6为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支撑管的结构示意图；

图7为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中滑动架的结构示意图；

图8为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中导向板的结构示意图；

图9为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支持组件的第一状态示意图；

图10为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支持组件的第二状态示意图；

图11为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置中支持组件的第三状态示意图；

图12为本发明一种模具钢弯曲强度检测装置的原理示意图。

其中：

100、机架；

200、压头；

300、支撑组件；310、支撑架；320、支撑辊；321、工作弧面；330、支撑管；

400、控制组件；410、挡止环；420、滑动架；430、导柱；

500、驱动组件；510、导向板；520、螺纹块；530、双向丝杠；540、导向槽；541、第一水平段；542、第二水平段；543、第三水平段；544、导向斜槽；550、手轮；

600、试样。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图12所示，一种模具钢弯曲强度检测装置，用于检测模具钢试样600的弯曲强度，该模具钢弯曲强度检测装置包括机架100、压头200和支撑组件300，压头200设于机架100的上部，压头200的轴线竖直，且压头200能够沿其轴线移动，支撑组件300有两个，两个支撑组件300以压头200的轴线为对称轴对称设于机架100的下部，支撑组件300包括支撑架310和支撑辊320，支撑架310设于机架100的下部，支撑辊320设置在支撑架310上，支撑辊320的周向一侧开设有工作弧面321，工作弧面321的曲率半径大于支撑辊320的半径，初始状态下，试样600与支撑辊320的非工作弧面线接触，工作状态下，试样600与支撑辊320的工作弧面321线接触。

检测时，工作人员将试样600放在两个支撑辊320上，调整试样600的位置，使得试 样600的中心位于压头200的正下方，此时试样600的表面跨距等于试样600与支撑辊320的 相切点之间的水平间距，此时试样600与支撑辊320之间的位置关系如图12中a所示，试样 600此时与支撑辊320的非工作弧面321线接触，试样600的表面跨距为d1和d2之间的长度， 接下来工作人员使得压头200沿其轴线向下移动，当压头200与试样600的中间位置接触后， 随着压头200继续向下移动，压头200对试样600施加静载荷，试样600逐渐弯曲成开口朝上 的拱形，此时试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长大于弯曲前试样600下表面 与支撑辊320的相切点之间的间距，假设支撑辊320的表面未开设工作弧面321，则此时试样 600与支撑辊320之间的位置关系如图12中b所示，试样600的表面跨距为d3和d4之间的弧 长，并且随着试样600弯曲程度的增加，试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与 弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的间距的差值会越来越大，这样便会造成 表面跨距的误差偏离合理范围，造成公式不成立。在支撑辊320的周向一侧开设工作弧面 321后，工作状态下（即试样600弯曲后），试样600与支撑辊320的工作弧面321线接触（即相 切），此时试样600与支撑辊320之间的位置关系如图12中c所示，由于工作弧面321的曲率半 径大于支撑辊320的半径，因此相较于d3，更加靠近d1，相较于d4，更加靠近d2， 如此可以发现开设工作弧面321后试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲 前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的间距的差值小于未开设工作弧面321时试样 600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切 点之间的间距的差值，因此在支撑辊320的表面开设工作弧面321后，能够减小试样600下表 面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的 间距的差值，使得误差尽可能地维持在合理的范围以内，防止因误差过大而造成检测结果 失效。

还要补充说明的是，模具钢弯曲强度检测装置还包括液压机，液压机的轴线竖直，液压机的固定端设置在机架100的上部，液压机的输出端与压头200固定连接。当需要压头200沿其轴线移动时，启动液压机即可，通过液压机带动压头200沿其轴线移动。

为评估模具钢在不同加载条件下的表现，在模具钢弯曲强度检测中通常会选用多个不同长度的试样600分别进行弯曲试验（通常选用80毫米、100毫米和120毫米），对于较长的试样600需要较长的跨距，对于较短的试样600则需要较短的跨距，对于不同跨距的试样600，当其与支撑辊320上的工作弧面321相切时，试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的间距的差值是不同的，若长度为80毫米的试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的间距的差值最小，则长度为120毫米的试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的弧长与弯曲前试样600下表面与支撑辊320的相切点之间的间距的差值则会增加，可能会增加至偏离合理范围，为解决此问题，因此需要提供多个不同直径的工作弧面321，以使得不同长度的试样600均有合适的工作弧面321对其进行支撑，为解决此问题，在本实施例中，如图1和图3所示，两个支撑组件300之间的跨距可调，支撑组件300还包括两组支撑管330，两组支撑管330分别设于支撑辊320的两端，每组均包括多个支撑管330，多个支撑管330自内向外依次嵌套，相邻的两个支撑管330能够沿其轴线相对移动，支撑管330的外周周向一侧也开设有工作弧面321，工作弧面321的曲率半径大于其所对应的支撑管330的外径，初始状态下，两组支撑管330相互弹性抵接，模具钢弯曲强度检测装置还包括控制组件400，控制组件400用于控制两组支撑管330中直径相同的两个支撑管330相互远离或者相互靠近，控制组件400包括挡止环410、滑动架420和导柱430，挡止环410有多个，多个挡止环410与多个支撑管330一一对应，且挡止环410设置在支撑管330靠近支撑架310的一端，滑动架420有两个，两个滑动架420分别与两组支撑管330中直径最大的挡止环410固定连接，导柱430有两个，两个导柱430分别设置在两个滑动架420的下端，两个导柱430能够沿支撑辊320的轴线相互靠近或者相互远离。

如图3为例，支撑辊320外部套设的支撑管330有两个，因此可用于检测三个不同长度的试样600，设定大直径的支撑管330上的工作弧面321与长度最长的试样600适配，小直径的支撑管330上的工作弧面321与长度第二长的试样600适配，支撑辊320上的工作弧面321与长度最短的试样600所适配。

装置初始状态下，如图9所示，与挡止环410相连接的弹簧处于最大的压缩量，此时支撑辊320露出，故此时可用于检测长度最短的试样600，此时支撑辊320表面开设的工作弧面321露出，工作人员将长度最短的试样600放在支撑辊320上进行检测即可，长度最短的试样600检测完成后，接下来对长度第二长的试样600进行检测，此时工作人员先增加两个支撑组件300之间的间距，使得两个支撑组件300之间的间距符合标准，接下来使得与支撑组件300相对应的两个导柱430相互靠近，此时导柱430带动与其相对应的滑动架420相互靠近，此时与小直径的支撑管330所对应的弹簧的压缩量减小，在弹簧力作用下，小直径的两个支撑管330逐渐抵接，此时工作人员便可以将长度第二长的试样600放置在小直径的支撑管330上，对长度第二长的试样600进行弯曲强度检测，长度第二长的试样600检测完成后，接下来对长度最长的试样600进行检测，过程与上述表述同理，具体不再赘述。

在本实施例中，如图1和图8所示，模具钢弯曲强度检测装置还包括驱动组件500，驱动组件500用于控制两个导柱430相互靠近或者相互远离，驱动组件500包括导向板510、螺纹块520和双向丝杠530，导向板510设置在机架100的下部，导向板510的上表面开设有导向槽540，导柱430滑动连接在导向槽540内，导向槽540包括第一水平段541、第二水平段542和第三水平段543，第一水平段541、第二水平段542和第三水平段543沿垂直于双向丝杠530轴线的方向自外向内间隔配置于导向板510上，第一水平段541和第二水平段542之间，以及第二水平段542和第三水平段543之间均通过导向斜槽544顺滑连通，双向丝杠530转动设置在机架100的下部，螺纹块520有两个，两个螺纹块520分别螺纹连接在双向丝杠530的两端，且两个螺纹块520分别与对应的支撑组件300的支撑架310相连接。

初始状态下，导柱430位于第三水平段543内，此时支撑辊320露出，故此时可用于检测长度最短的试样600，当需要对直径位于中间的试样600进行检测时，此时需要导柱430从第三水平段543内移动到第二水平段542内，具体地，工作人员转动双向丝杠530，双向丝杠530通过带动螺纹连接在其两端的螺纹块520相互靠近，螺纹块520带动支撑架310同步移动，支撑架310带动滑动架420同步沿双向丝杠530的轴线移动，与此同时，由于导柱430滑动连接在第三水平段543内，因此随着滑动架420跟随支撑架310同步沿双向丝杠530的轴线移动，导柱430通过导向斜槽544移动到第二水平段542内，此时直径小的支撑管330露出，并且直径小的两个支撑管330相互抵接，工作人员将长度第二长的试样600放在两个支撑管330上即可，当需要对长度第二长的试样600进行监测时，同理，工作人员转动双向丝杠530，以使得直径大的两个支撑管330相互抵接即可，此时将长度最长的试样600放在两个支撑管330上进行检测即可。

在本实施例中，驱动组件500还包括手轮550，手轮550与双向丝杠530的一端固定连接。

使用时，工作人员转动手轮550即可通过手轮550带动双向丝杠530同步转动。

在本实施例中，机架100上设置有伺服电机，伺服电机的输出端与双向丝杠530的一端固定连接。

除了上述的手动操作模式以外，还可以设置伺服电机来控制双向丝杠530转动，此时便可以通过伺服电机的转动精确地控制双向丝杠530的转动，进而控制两个导柱430相互靠近或者相互远离。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种模具钢弯曲强度检测装置，用于检测模具钢试样的弯曲强度，其特征在于，包括：

机架；

压头，压头设于机架的上部，压头的轴线竖直，且压头能够沿其轴线移动；

支撑组件，支撑组件有两个，两个支撑组件以压头的轴线为对称轴对称设于机架的下部；

支撑组件包括支撑架和支撑辊，支撑架设于机架的下部，支撑辊设置在支撑架上，支撑辊的周向一侧开设有工作弧面，工作弧面的曲率半径大于支撑辊的半径；

初始状态下，试样与支撑辊的非工作弧面线接触；

工作状态下，试样与支撑辊的工作弧面线接触；所述支撑组件还包括两组支撑管，两组支撑管分别设于支撑辊的两端，每组均包括多个支撑管，多个支撑管自内向外依次嵌套，相邻的两个支撑管能够沿其轴线相对移动；

支撑管的外周周向一侧也开设有工作弧面，工作弧面的曲率半径大于其所对应的支撑管的外径；

初始状态下，两组支撑管相互弹性抵接。

2.根据权利要求1所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括控制组件，控制组件用于控制两组支撑管中直径相同的两个支撑管相互远离或者相互靠近。

3.根据权利要求2所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述控制组件包括挡止环、滑动架和导柱，挡止环有多个，多个挡止环与多个支撑管一一对应，且挡止环设置在支撑管靠近支撑架的一端，滑动架有两个，两个滑动架分别与两组支撑管中直径最大的挡止环固定连接，导柱有两个，两个导柱分别设置在两个滑动架的下端，两个导柱能够沿支撑辊的轴线相互靠近或者相互远离。

4.根据权利要求3所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括驱动组件，驱动组件用于控制两个导柱相互靠近或者相互远离。

5.根据权利要求4所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述驱动组件包括导向板、螺纹块和双向丝杠，导向板设置在机架的下部，导向板的上表面开设有导向槽，导柱滑动连接在导向槽内，丝杠转动设置在机架的下部，螺纹块有两个，两个螺纹块分别螺纹连接在双向丝杠的两端，且两个螺纹块分别与对应的支撑组件的支撑架相连接。

6.根据权利要求5所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述驱动组件还包括手轮，手轮与双向丝杠的一端固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述机架上设置有伺服电机，伺服电机的输出端与双向丝杠的一端固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述导向槽包括第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段、第二水平段和第三水平段沿垂直于双向丝杠轴线的方向自外向内间隔配置于导向板上，第一水平段和第二水平段之间，以及第二水平段和第三水平段之间均通过导向斜槽顺滑连通。

9.根据权利要求1所述的一种模具钢弯曲强度检测装置，其特征在于，所述模具钢弯曲强度检测装置还包括液压机，液压机的轴线竖直，液压机的固定端设置在机架的上部，液压机的输出端与压头固定连接。