CN201397274Y - 金属薄板成形性能评估用拉深模具 - Google Patents

金属薄板成形性能评估用拉深模具 Download PDF

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陈新平
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Abstract

本实用新型公开了一种金属薄板成形性能评估用拉深模具，该拉深模具包括从上至下依次设置的凹模、压边模和凸模，凹模、压边模和凸模内部均设有用于加热的加热部件以及用于测温的热电偶，并且所有的加热部件以及热电偶均通过电缆连接至外部温控器上。该拉深模具通过加热部件分别对凹模、压边模和凸模进行加热，以模拟实际金属薄板成形过程中的模具升温环境，从而能够真实的评估加热及温差状态下薄板的拉深成形性能；并且通过热电偶可进行独立测温；另外通过凸模的分体式结构以及支撑杆能够提高各模与试验压力机间的隔热性。

Description

金属薄板成形性能评估用拉深模具
技术领域
本实用新型涉及模拟金属薄板成形的试验设备，更具体地说，涉及一种金属薄板成形性能评估用拉深模具。
背景技术
金属薄板冲压成形是与钢板性能、模具型面结构、接触摩擦、冲压速度、成形设备及润滑状态密切相关的复杂成形过程。为评估钢板对各种冲压成形的适应能力，建立了薄板成形性能的评估试验方法，包括基本成形性能(拉伸试验、硬度试验、金相试验)、模拟成形性能(杯凸试验、拉深试验、扩孔试验、锥杯试验等)和成形极限(胀形试验、成形极限图FLD试验)等试验。其中，评估金属薄板对拉深成形适应能力的拉深性能模拟试验在成形性能评估试验中占有重要地位。中华人民共和国国家标准《GB/T 15825.3-1995金属薄板成形性能与试验方法/拉深与拉深载荷试验》给出了进行板材拉深试验的通用方法，可获取薄板在常温状态下的极限拉伸比LDR指标，从而对拉深性能进行评估。
在上述国家标准的拉深试验中，其常温变形条件与实际冲压状态存在着较大差别。在冲压成形过程中，外力对钢板变形所作的功绝大部分(75％～90％)消耗于塑性变形并转化为热能。当冲压速度很小时，转化的热量完全来得及向周围介质中扩散，模具升温状态并不明显。但随着冲压速度的提高，热量散失的机会相对减少，变形过程中的接触摩擦功也会转变为热量，因此随着冲压过程的连续进行，钢板和模具的温度会逐渐升高。变形温度的升高会改变钢板的力学性能，以及钢板与模具之间的界面特性，从而使钢板表现出不同的拉深性能。因此，在实际冲压成形中，具有一个逐渐升温的过程，而上述国家标准的拉深试验并未考虑升温条件，因此该试验结果根本无法真实的反映薄板实际的拉深成形性能。
为了使钢板拉深成形性能评估更贴近实际冲压状态，研究加热及差温状态下的金属薄板的拉深成形性能，迫切需要一种能够实现在等温及差温环境下，进行金属薄板拉深性能评估试验的模具。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种金属薄板成形性能评估试验用拉深模具，该拉深模具能够为试验提供加热条件，使试验条件更加贴近实际冲压过程中的模具升温状态。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
该金属薄板成形性能评估用拉深模具包括从上至下依次设置的凹模、压边模和凸模，所述的凹模、压边模和凸模内部均设有用于加热的加热部件以及用于测温的热电偶，并且所有的加热部件以及热电偶均通过电缆连接至外部温控器上。
所述的凸模为分体式结构，包括相连接的上、下两段；所述的凸模热电偶设于凸模上段的轴线上，所述的凸模加热部件为棒形加热管，数个棒形加热管轴向设置于凸模上段内，并均匀分部在凸模热电偶的周围。
所述的凹模与压边模的加热部件为径向设置的环形加热管，所述的凹模与压边模的热电偶分别呈径向设置。
所述的凸模下段内设有通孔，所述的棒形加热管以及热电偶从通孔穿出。
所述的凹模的上端以及压边模的下端还分别连接设有支撑杆。
在上述技术方案中，本实用新型的金属薄板成形性能评估用拉深模具包括从上至下依次设置的凹模、压边模和凸模，凹模、压边模和凸模内部均设有用于加热的加热部件以及用于测温的热电偶，并且所有的加热部件以及热电偶均通过电缆连接至外部温控器上。该拉深模具通过加热部件分别对凹模、压边模和凸模进行加热，以模拟实际金属薄板成形过程中的模具升温环境，从而能够真实的评估加热及温差状态下薄板的拉深成形性能；并且通过热电偶可进行独立测温；另外通过凸模的分体式结构以及支撑杆能够提高各模与试验压力机间的隔热性。
附图说明
图1是本实用新型的金属薄板成形性能评估用拉深模具的结构剖视示意图；
图2是本实用新型的拉深模具的凹模的俯视图；
图3是本实用新型的拉深模具的压边模的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
请参阅图1所示，本实用新型的金属薄板成形性能评估用拉深模具10包括从上至下依次设置的凹模11、压边模12和凸模13，所述的凹模11、压边模12和凸模13的外形和尺寸可按照国标《GB/T 15825.3-1995金属薄板成形性能与试验方法/拉深与拉深载荷试验》中4.2部分的要求进行制作。不同的是，该凹模11、压边模12和凸模13内部均设有用于加热的加热部件以及用于测温的热电偶，并且所有的加热部件以及热电偶均通过电缆连接至外部温控器14上，通过温控器14可控制各个加热部件，在拉深试验(通过凸模13对金属薄板1冲压成形)的过程中，分别对各模11、12、13进行加热，从而模拟实际金属薄板1成形的温升环境。该凸模13设计为分体式结构，包括相连接的上、下两段13a、13b；凸模热电偶131设于凸模上段13a的轴线上，凸模加热部件为棒形加热管132，数个棒形加热管132轴向设置于凸模上段13a内(一般以三个为较佳)，并均匀分部在凸模热电偶131的周围，从而可保证凸模上段13a的加热均匀。凸模下段13b内设有通孔134，棒形加热管132以及热电偶131的电缆可从通孔134穿出，连接至温控器14上。请结合图2、图3所示，凹模11与压边模12的加热部件均采用径向设置的环形加热管112、122，该环形加热管112、122可保证凹模11与压边模12的加热均匀，而凹模11与压边模12的热电偶111、121分别呈径向设置于凹模11和压边模12的盲孔内。
在模具安装时，凹模11安装于试验压力机的上横梁垫板上，凸模13安装于试验压力机的主滑块上，压边模12安装在试验压力机的压边滑块的垫板上。为了使得各模11、12、13具有良好的隔热性能，凸模13通过中空的凸模下端13b与主滑块接触，接触面积较小而起到凸模13的隔热功能。在凹模11的上端以及压边模12的下端还分别连接设有支撑杆113、123，并通过支撑杆113、123分别与上横梁垫板及压边滑块的垫板相接触，从而减少了接触面积，保证了隔热效果。
采用本实用新型的拉深模具20进行金属薄板成形性能评估试验，能够通过对其各模11、12、13进行加热，以模拟实际金属薄板成形过程中的模具升温环境，从而真实反映了薄板在等温及差温状态下的拉深性能，为金属薄板冲压成形的精益控制提供了必要的试验数据和有利依据。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种金属薄板成形性能评估用拉深模具，该拉深模具包括从上至下依次设置的凹模、压边模和凸模，其特征在于：
所述的凹模、压边模和凸模内部均设有用于加热的加热部件以及用于测温的热电偶，并且所有的加热部件以及热电偶均通过电缆连接至外部温控器上。
2.如权利要求1所述的金属薄板成形性能评估用拉深模具，其特征在于：
所述的凸模为分体式结构，包括相连接的上、下两段；所述的凸模热电偶设于凸模上段的轴线上，所述的凸模加热部件为棒形加热管，数个棒形加热管轴向设置于凸模上段内，并均匀分部在凸模热电偶的周围。
3.如权利要求1所述的金属薄板成形性能评估用拉深模具，其特征在于：
所述的凹模与压边模的加热部件为径向设置的环形加热管，所述的凹模与压边模的热电偶分别呈径向设置。
4.如权利要求2所述的金属薄板成形性能评估用拉深模具，其特征在于：
所述的凸模下段内设有通孔，所述的棒形加热管以及热电偶从通孔穿出。
5.如权利要求1所述的金属薄板成形性能评估用拉深模具，其特征在于：
所述的凹模的上端以及压边模的下端还分别连接设有支撑杆。
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