CN205920019U - 汽车板成型极限图测定用标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车板成型极限图测定用标定装置，包括带有冲压孔的底座、设置在底座上的旋转支座、与旋转支座相连的支撑立板及与支撑立板相连的标定板。通过选择合适的定位孔，调节标定板的垂直高度，从而将标定板高度的调节参数化；通过转动旋转圆盘，观察底板指示线和底座上的旋转刻度线对应的位置，可以随时定位当前的角度和标定板旋转的角度，使旋转的角度有据可依；另外，通过调节标定板，观察标定板指示针与支撑立板本体上翻转刻度线对应的位置，可以随时定位当前标定板倾斜的角度，使标定板倾斜的角度有据可依；因此，本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置，提高了标定的精度和成功率，从而提高了后期测定FLD的试验精度。

Description

汽车板成型极限图测定用标定装置

技术领域

本实用新型属于金属材料力学性能测试领域，具体涉及一种汽车板成型极限图测定用标定装置。

背景技术

冲压成形是一种被广泛用于汽车、航空及家电等行业的金属薄板类零件生产工艺，在现代工业生产中发挥了重要作用。成形极限图(FLD)是判断零件成形过程中是否破裂的重要依据，是FEM数值模拟解决零件开裂和起皱问题的关键材料参数。FLD曲线是在近似线性应变路径的试验条件下获得，是板材在线性应变路径下的极限变形能力。如图1所示，FLD曲线左边部分为拉延变形区、右边部分为胀形变形区、中间为平面应变区域，平面应变区域最低，FLD的大小在一定程度上决定了板材的实际成形能力。

为了获得材料在不同约束条件下的应变路径，往往使用网格应变测试技术。网格应变测量是薄板表面应变测量中应用非常普遍的一种方法，主要用于测量材料的成形前后零件的表面应变分布和路径等。用于网格应变测量的网格形态有方形网格(如图2所示)和虚拟网格(如图3所示随机散斑图样)。材料变形前后网格(散斑)的变化反应了钢板应变的方向和大小，而捕捉和记录这种细微变化就会用到光学应变测量系统。

光学测量系统在每次测试前根据不同的试验条件必须做一次标定，标定的目的就是将软件参数进行适度的修正，使之能够满足在一定空间范围内准确捕捉网格(散斑)的变化。目前，常用的标定过程是人为根据软件提示将标定板进行放置，软件所规定的标定板升高的距离、旋转的角度及倾斜的角度等参数均靠人工估算，无法进行定量。虽然软件所提示的操作也并不要求非常精确，但是试验结果表明，光学测量系统的精度和人工调整标定板所估算的精确度有很强的联系，即当人工调整标定板精度越高，则光学测量系统的精度越高，其总偏差值δ越小。

因此，目前的标定过程存在较多人为干扰因素，且对软件提示无法做到较为精确的反馈，这样就会造成光学测量系统的总偏差值偏大，影响FLD试验的测量精度。并且，如果总偏差值大于0.04，则还需进行重新标定，从而影响试验的效率。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能提高试验精度的汽车板成型极限图测定用标定装置，从而提高试验效率。

为实现上述目的，本实用新型所设计的汽车板成型极限图测定用标定装置，包括带有冲压孔的底座、设置在底座上的旋转支座、与旋转支座相连的支撑立板及与支撑立板相连的标定板；

所述底座表面上沿圆周方向设有一圈旋转刻度线；

所述旋转支座包括安装在底座上的旋转圆盘、与旋转圆盘固定连接的底板及设置在底板旋转端面上且与底板平面垂直的指示线，且旋转圆盘的圆心轴线穿过旋转刻度线的圆心，底板旋转端面的最大旋转半径小于旋转刻度线起始外端点到圆心的距离；

所述支撑立板包括垂直设置在底板上的支撑立板本体、位于支撑立板本体顶部的连接凸块、开设在连接凸块中心位置的轴孔及设置在支撑立板本体上部表面上且以轴孔的圆为圆心沿圆周方向分布的翻转刻度线，支撑立板本体位于旋转圆盘的中心位置处；

所述标定板上开有容纳连接凸块的旋转槽，旋转槽的一侧壁上设有指向支撑立板本体翻转刻度线的指示针，连接凸块通过旋转轴与标定板连接；所述标定板处于水平位置时，指示针指向的翻转刻度线作为起始刻度线，标定板绕旋转轴转动带动指示针在翻转刻度线上扫略的角度为标定板旋转的角度。

进一步地，所述底板上开有插入所述支撑立板本体的通孔，所述旋转圆盘的中心位置处有插入所述支撑立板本体的贯穿孔；所述底板的侧面开有穿过所述通孔的限位孔，所述支撑立板本体上至少开设有一个定位孔，销轴穿过限位孔及定位孔将所述支撑立板本体固定在所述底板上。

进一步地，所述底座上开有安装所述旋转圆盘的圆柱孔，所述圆柱孔的内径与所述旋转圆盘的外径相匹配，且所述圆柱孔的中心轴线、所述冲压孔的中心轴线与所述旋转圆盘的中心轴线重合。

进一步地，所述底板的旋转端面为一圆弧旋转端面，且所述指示线位于所述圆弧旋转端面的中心轴线位置处。

进一步地，所述标定板的侧面开有穿过所述旋转槽的旋转轴孔，所述旋转轴穿过旋转轴孔和连接凸块的轴孔将支撑立板与标定板连接，且旋转轴孔与指示针垂直。

进一步地，所述旋转圆盘为圆环形旋转圆盘。

进一步地，所述支撑立板本体上开设有均匀或非均匀排布的3～4个定位孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过选择合适的定位孔，可以调节标定板的垂直高度，从而将标定板高度的调节参数化；通过转动旋转圆盘，观察底板指示线和底座上的旋转刻度线对应的位置，可以随时定位当前的角度和标定板旋转的角度，使旋转的角度有据可依；另外，通过调节标定板，观察标定板指示针与支撑立板本体上翻转刻度线对应的位置，可以随时定位当前标定板倾斜的角度，使标定板倾斜的角度有据可依；因此，本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置，提高了标定的精度和成功率，从而提高了后期测定FLD的试验精度，操作方便，且提高了标定效率，避免了由于标定质量不佳造成的反复标定的情况。

附图说明

图1为成形极限曲线示意图；

图2为方向网格示意图；

图3为随机散斑图样示意图；

图4为本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置的结构示意图；

图5为图4中底座示意图；

图6为图4中旋转支座示意图；

图7为图4中支撑立板示意图；

图8为图4中标定板示意图；

图9为图4中支撑立板与标定板安装结构主视示意图。

图中各部件标号如下：底座1、旋转支座2、支撑立板3、标定板4、旋转刻度线5、冲压孔6、圆柱孔7、旋转圆盘8、销轴9、通孔10、指示线11、旋转端面12、底板13、贯穿孔14、支撑立板本体15、连接凸块16、翻转刻度线17、轴孔18、定位孔19、旋转槽20、旋转轴孔21、指示针22、旋转轴23。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的汽车板成型极限图测定用标定装置，包括带有冲压孔6的底座1、设置在底座1上的旋转支座2、与旋转支座2相连的支撑立板3及与支撑立板3相连的标定板4。

结合图2所示，本实施例的底座1为圆柱形底座1，当然也可以是长方体底座，以圆柱形底座1的中心为圆心沿圆周方向在圆柱形底座1表面设有一圈旋转刻度线5，该旋转刻度线5能精确反映标定板角度变换值；圆柱形底座1中心位置处上开有圆柱孔7，圆柱孔7的内径大于冲压孔6的内径且两者连通形成凸台结构形式，且圆柱孔7的中心轴线、冲压孔6的中心轴线与圆柱形底座1的中心轴线重合，FLD的冲头通过冲压孔6进行胀形及拉伸作业；

如图6所示，旋转支座2包括安装在圆柱形底座1圆柱孔7内的旋转圆盘8、与旋转圆盘8固定连接的底板13及设置在底板13旋转端面12上且与底板13平面垂直的指示线11，旋转圆盘8的外径与圆柱孔7的内径相匹配，旋转圆盘8的圆心轴线与圆柱孔7的中心轴线重合，使得旋转圆盘8的圆心轴线穿过旋转刻度线5的圆心；另外，底板13旋转端面12的最大旋转半径小于旋转刻度线5起始外端点到圆心的距离，方便读取旋转刻度线；

如图7所示，支撑立板3包括垂直设置在底板13上的支撑立板本体15、位于支撑立板本体15顶部的连接凸块16、开设在连接凸块16中心位置的轴孔18及设置在支撑立板本体15上部表面上且以轴孔18的圆为圆心沿圆周方向分布的翻转刻度线17；

结合图8、图9所示，本实施例中标定板4为长方体标定板4，标定板4正面印有特殊图案，供光学测量系统识别标定，标定板4背面中心位置处开有容纳连接凸块16的旋转槽20，旋转槽20的一侧壁上设有指向支撑立板本体15翻转刻度线17的指示针22，标定板4的侧面开有穿过旋转槽20的旋转轴孔21，旋转轴23穿过旋转轴孔21和连接凸块16的轴孔18将支撑立板3与标定板4连接，使标定板4能够绕着旋转轴23圆周运动，且旋转轴孔21与指示针22垂直。当标定板4处于水平位置时，指示针22指向的翻转刻度线17作为起始刻度线，标定4板绕旋转轴23转动带动指示针22在翻转刻度线17上扫略的角度为标定板4旋转的角度。

结合图6、图7所示，本实施例中底板13呈帆板形状，帆板形状底板与旋转圆盘刚性连接，包括长方体本体、开设在长方体本体中心位置且插入支撑立板本体15的通孔10及沿长方体本体两端向外延伸的圆弧旋转端面12，长方体本体的中心轴线与旋转圆盘的圆心轴线重合，且两个圆弧旋转端面12的中心轴线位置处均设有与长方体本体平面垂直的指示线11；另外，底板13的侧面开有穿过通孔10的限位孔，支撑立板本体15上开均匀或非均匀开设有3～4个定位孔19，支撑立板本体15底端穿过底板13中心位置的通孔10，延伸至旋转圆盘8中心位置的贯穿孔14，如本实施例中旋转圆盘8为圆环形旋转圆盘8，销轴9穿过限位孔及定位孔19将支撑立板本体15固定在底板13上，可以调节支撑立板本体的高度。本实施中，三个定位孔19使得标定板到旋转圆盘的高度分别为10mm、20mm和30mm，从而实现0、10mm、20mm和30mm四个档的调节。

旋转圆盘8在圆柱形底座1上旋转时，带动上部结构(即支撑立板3和标定板4)进行水平旋转，水平旋转的同时，指示线11停留所对应的旋转刻度线5上的读数即为当前的旋转角度，通过读取该数值，可以清楚记录旋转圆盘8的上部结构所旋转的精确角度。指示针22和标定板4共同绕着旋转轴23圆周运动，指示针22能够在支撑立板本体15上的翻转刻度线17上扫略，能准确直观的记录标定板4当前的翻转角度。

本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置具体操作步骤如下：

1、将底座1放在FLD试验机试验台上；

2、将旋转支座2的旋转圆盘8放入底座1的圆柱孔7内，并涂上润滑油，使旋转圆盘8旋转自如；

3、选择定位孔19，并将销轴9插入，使支撑立板3垂直插入固定于底板13中心的通孔10中；

4、将旋转轴23依次穿过标定板4和支撑立板3，使标定板4能够绕着旋转轴23旋转；

5、根据程序提示进行相应调节：

a、当提示升高(降低)标定板时，选择合适的定位孔19进行上下调节；

b、当提示将标定板4旋转一定角度时，连同上部结构一起转动旋转圆盘8，观察底板13上的指示线11和底座1上的旋转刻度线5对应的角度，其角度差即为变化的角度；

c、当提示将标定板4倾斜一定角度时，旋转标定板4，将指示针22与翻转刻度线17所对应的角度调节到所需角度。

光学测试软件的标定指令要求标定板在测试系统下(两台照相机)做相应的变化，变化主要存在三个自由度：1、标定板高度的变化；2、标定板以底座的圆为圆心旋转一定角度；3、标定板绕着旋转轴18做一定角度的倾斜。且在这个三个自由度变化过程中，软件均给出一定参数变化，且标定板反馈的越准确，其最后标定的精度越高，即总偏差值δ越小。在传统标定过程中，均靠人为的估计，没有一个参考的标准和尺度，因此，传统的标定过程是标定板的变化较为随意，虽然在一定程度上也能满足设备的要求，但是精度普遍略差，极端情况需要反复进行标定，耗费时间和精力。

而本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置：通过选择合适的定位孔19，可以调节标定板4的垂直高度，从而将标定板4高度的调节参数化；通过转动旋转圆盘8，观察底板13指示线11和底座1上的旋转刻度线5对应的位置，可以随时定位当前的角度和标定板4旋转的角度，使旋转的角度有据可依；另外，通过调节标定板4，观察标定板4指示针22与支撑立板本体15上翻转刻度线17对应的位置，可以随时定位当前标定板4倾斜的角度，使标定板倾斜的角度有据可依；因此，本实用新型汽车板成型极限图测定用标定装置，提高了标定的精度和成功率，从而提高了后期测定FLD的试验精度，操作方便，且提高了标定效率，避免了由于标定质量不佳造成的反复标定的情况。

Claims (7)

1.一种汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：包括带有冲压孔(6)的底座(1)、设置在底座(1)上的旋转支座(2)、与旋转支座(2)相连的支撑立板(3)及与支撑立板(3)相连的标定板(4)；

所述底座(1)表面上沿圆周方向设有一圈旋转刻度线(5)；

所述旋转支座(2)包括安装在底座(1)上的旋转圆盘(8)、与旋转圆盘(8)固定连接的底板(13)及设置在底板(13)旋转端面(12)上且与底板(13)平面垂直的指示线(11)，且旋转圆盘(8)的圆心轴线穿过旋转刻度线(5)的圆心，底板(13)旋转端面(12)的最大旋转半径小于旋转刻度线(5)起始外端点到圆心的距离；

所述支撑立板(3)包括垂直设置在底板(13)上的支撑立板本体(15)、位于支撑立板本体(15)顶部的连接凸块(16)、开设在连接凸块(16)中心位置的轴孔(18)及设置在支撑立板本体(15)上部表面上且以轴孔(18)的圆为圆心沿圆周方向分布的翻转刻度线(17)，支撑立板本体(15)位于旋转圆盘(8)的中心位置处；

所述标定板(4)上开有容纳连接凸块(16)的旋转槽(20)，旋转槽(20)的一侧壁上设有指向支撑立板本体(15)翻转刻度线(17)的指示针(22)，连接凸块(16)通过旋转轴(23)与标定板(4)连接；所述标定板(4)处于水平位置时，指示针(22)指向的翻转刻度线(17)作为起始刻度线，标定板(4)绕旋转轴(23)转动带动指示针(22)在翻转刻度线(17)上扫略的角度为标定板(4)旋转的角度。

2.根据权利要求1所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述底板(13)上开有插入所述支撑立板本体(15)的通孔(10)，所述旋转圆盘(8)的中心位置处有插入所述支撑立板本体(15)的贯穿孔(14)；所述底板(13)的侧面开有穿过所述通孔(10)的限位孔，所述支撑立板本体(15)上至少开设有一个定位孔(19)，销轴(9)穿过限位孔及定位孔(19)将所述支撑立板本体(15)固定在所述底板(13)上。

3.根据权利要求1或2所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述底座(1)上开有安装所述旋转圆盘(8)的圆柱孔(7)，所述圆柱孔(7)的内径与所述旋转圆盘(8)的外径相匹配，且所述圆柱孔(7)的中心轴线、所述冲压孔(6)的中心轴线与所述旋转圆盘(8)的中心轴线重合。

4.根据权利要求1或2所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述底板(13)的旋转端面(12)为一圆弧旋转端面(12)，且所述指示线(11)位于所述圆弧旋转端面(12)的中心轴线位置处。

5.根据权利要求1或2所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述标定板(4)的侧面开有穿过所述旋转槽(20)的旋转轴孔(21)，所述旋转轴(23)穿过旋转轴孔(21)和连接凸块(16)的轴孔(18)将支撑立板(3)与标定板(4)连接，且旋转轴孔(21)与指示针(22)垂直。

6.根据权利要求1或2所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述旋转圆盘(8)为圆环形旋转圆盘(8)。

7.根据权利要求2所述的汽车板成型极限图测定用标定装置，其特征在于：所述支撑立板本体(15)上开设有均匀或非均匀排布的3～4个定位孔(19)。