CN207628918U - 一种板料拉弯实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种板料拉弯实验装置，包括工作台，还包括设于工作台上的进给单元、拉伸单元和模具，进给单元、拉伸单元和模具在工作台上呈角形分布，进给单元包括进给伸缩件和设于进给伸缩件端部的进给夹具，拉伸单元包括拉伸伸缩件和设于拉伸伸缩件端部的拉伸夹具，拉伸伸缩件与工作台轴连接，无需冲压机，且实验参数可调，且使用该实验装置制成的板料可用于损伤缺陷的研究。
Description
技术领域
本实用新型涉及板料加工技术领域，具体涉及一种板料拉弯实验装置。
背景技术
U型薄板冲压过程中的回弹是板料冲压过程中难以解决的问题之一，特别是高强度薄板(钢板)的冲压过程中的回弹，尤为严重。拉弯工艺能改善板料弯曲过程中的受力情况，可有效抑制弯曲后的回弹或将回弹控制在产品许可的范围内，是实际生产中效果比较理想且比较容易实现的工艺方法。
工业中，实际生产前通常会进行实验仿真，现有技术拉弯工艺的实验装置主要包括在模具上增加压料圈或拉延筋，使板料上下表面产生切向摩擦力，板料在流经凹模圆角时产生拉弯作用。上述两种实验装置在拉弯实验过程中存在以下问题：(1)调节模具参数(凸凹模圆角半径、摩擦系数、表面处理方法等)时需要重新开发全套模具，经济性差而且更换不方便；(2)模具和板料尺寸比较大，因此需要较大尺寸和吨位的冲压机，且实验中冲压速度、压边力以及冲压力等工艺参数经常需要改变，对冲压机的功能和性能要求比较高。
另一方面，随着汽车轻量化技术的不断发展，高强度钢板、铝合金、复合材料等轻量化材料在车身上的应用越来越多，但轻量化材料在成形过程中容易出现表面损伤缺陷，该问题也越来越受到人们的重视。
鉴于此，特提出此实用新型。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种板料拉弯实验装置及实验方法，无需冲压机，且实验参数可调，且使用该实验装置制成的板料可用于损伤缺陷的研究。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种板料拉弯实验装置，包括工作台，还包括设于工作台上的进给单元、拉伸单元和模具，进给单元、拉伸单元和模具在工作台上呈角形分布，模具为该角形的顶点，进给单元包括进给伸缩件和设于进给伸缩件端部的进给夹具，拉伸单元包括拉伸伸缩件和设于拉伸伸缩件端部的拉伸夹具，拉伸伸缩件与工作台轴连接，模具的材料与实际工业中拉弯加工生产中的模具材料相同，且模具可拆卸的连接于工作台之上，实验时，将板料绕过模具，使用进给夹具和拉伸夹具夹住板料两端，进给伸缩件伸出，拉伸伸缩件缩进，完成对板料的拉弯，无需冲压机，解决了现有技术中对冲压机要求高的问题；且由于拉伸伸缩件与工作台轴连接，因此通过调节拉伸伸缩件在工作台的旋转角度，进而可完成板料拉弯中拉弯角的调节，进而无需局部或整体更换装置即实现参数可调的效果，方便快捷，且降低了装置成本；且由于模具的材料与实际工业中拉弯加工生产中的模具材料相同，因此使用该实验装置制成的板料与实际工业中拉弯加工生产的板料表面会有产生相同的损伤和缺陷，进而使用该实验装置制成的板料可模拟损伤缺陷，进而使用该实验装置制成的板料可用于损伤缺陷的研究，同时，由于模具可拆卸的连接于工作台之上，因此可以模拟不同模具下板料拉弯后的损伤和缺陷。
进一步，还包括设于工作台上的滑轨，滑轨上设有滑块，拉伸伸缩件轴连接于滑块之上，实验时，通过调节滑块在滑轨上的位置来调节拉伸伸缩件在滑轨上的位置，因此可完成板料拉弯中拉弯长度的调节。
进一步，拉伸伸缩件上设有角度传感器，角度传感器用于测量拉伸伸缩件与滑块的夹角，便于计算实验时的拉弯角，方便板料拉弯中拉弯角的调节。
进一步，进给夹具和拉伸夹具均包括两片对应设置的夹片，且夹片的高度不小于待实验板料的宽度，这样可以保证进给夹具和拉伸夹具完全覆盖待实验板料，进而使得待实验板料与进给夹具之间以及待实验板料与拉伸夹具之间具有足够的摩擦力，进而防止拉弯实验时，待实验板料与进给夹具或待实验板料与拉伸夹具产生相对位移，进而防止相对位移对实验效果的影响。
进一步，进给夹具两片对应设置的夹片设有测距传感器，测距传感器用于测量进给夹具与模具之间的距离，当进给夹具与模具之间的距离小于一定值时，自动停止拉弯实验。
进一步，进给伸缩件端部通过拉力传感器与进给夹具连接，用于检测拉弯实验过程中的拉弯力，进而可分析拉弯过程中拉弯力对拉弯效果的影响。
本实用新型的有益效果是：
(1)实验时，将板料绕过模具，使用进给夹具和拉伸夹具夹住板料两端，进给伸缩件伸出，拉伸伸缩件缩进，完成对板料的拉弯，无需冲压机，解决了现有技术中对冲压机要求高的问题；且由于拉伸伸缩件与工作台轴连接，因此通过调节拉伸伸缩件在工作台的旋转角度，进而可完成板料拉弯中拉弯角的调节，进而无需整体更换或整体更换即实现参数可调的效果，方便快捷，且降低了装置成本。
(2)由于模具的材料与实际工业中拉弯加工生产中的模具材料相同，因此使用该实验装置制成的板料与实际工业中拉弯加工生产的板料表面会有产生相同的损伤和缺陷，进而使用该实验装置制成的板料可模拟损伤缺陷，进而使用该实验装置制成的板料可用于损伤缺陷的研究，同时，由于模具可拆卸的连接于工作台之上，因此可以模拟不同模具下板料拉弯后的损伤和缺陷。
(3)还包括设于工作台上的滑轨，滑轨上设有滑块，拉伸伸缩件轴连接于滑块之上，实验时，通过调节滑块在滑轨上的位置来调节拉伸伸缩件在滑轨上的位置，因此可完成板料拉弯中拉弯长度的调方。
(4)进给伸缩件端部通过拉力传感器与进给夹具，用于检测拉弯实验过程中的拉弯力，进而可分析拉弯过程中拉弯力对拉弯效果的影响。
附图说明
图1为一种板料拉弯实验装置的结构示意图；
图2为拉弯角计算的原理简图。
图中：1-工作台，2-模具，3-进给夹具，4-进给油缸，5-固定底座， 6-拉伸夹具，7-拉伸油缸，8-挡块，9-滑轨，10-滑块，11-角度传感器， 12-测距传感器，13-拉力传感器，14-板料。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例的一种板料拉弯实验装置，包括工作台1，还包括设于工作台1上的进给单元、拉伸单元和模具2，还包括控制系统，进给单元、拉伸单元和模具2在工作台1上呈角形分布，模具 2为该角形的顶点，进给单元包括进给伸缩件和设于进给伸缩件端部的进给夹具3，本实施例优选的，进给伸缩件为进给油缸4，进给油缸4通过固定底座5固定于工作台1之上，且进给油缸4与控制系统电连接，控制系统用于控制进给油缸4活塞杆的伸缩速率，进给夹具3设于进给油缸4活塞杆的端部；拉伸单元包括拉伸伸缩件和设于拉伸伸缩件端部的拉伸夹具6，拉伸伸缩件与工作台1轴连接，本实施例优选的，拉伸伸缩件为拉伸油缸7，拉伸油缸7轴连接于工作台1 之上，且拉伸油缸7与控制系统电连接，控制系统用于控制拉伸油缸 7活塞杆的伸缩速率，拉伸夹具6设于拉伸油缸7活塞杆的端部；模具2的材料与实际工业中拉弯加工生产中的模具材料相同，且模具2 可拆卸的连接于工作台1之上，模具2远离进给油缸4和拉伸油缸6 的一侧还设有挡块8，挡块8方便实验时定位板料。
实验时，将板料14绕过模具2，使用进给夹具3和拉伸夹具6 夹住板料两端，通过进给油缸4活塞杆的伸出和拉伸油缸7活塞杆的缩进，完成对板料的拉弯，无需冲压机。拉伸油缸7与工作台1轴连接，通过调节拉伸油缸7在工作台1的旋转角度，即可完成板料14 拉弯中拉弯角的调节，进而可研究不同拉弯角对拉弯效果的影响。
本实施例优选的，还包括设于工作台1上的滑轨9，滑轨9上设有滑块10，拉伸油缸7轴连接于滑块10之上，拉伸油缸7上设有角度传感器11，角度传感器11与控制系统电连接，角度传感器用于测量拉伸油缸7与滑块10的夹角，如图2所示，∠1为进给油缸4与垂直方向的夹角，∠2为拉伸油缸7与垂直方向的夹角，∠3位拉伸油缸 7与滑块10的夹角，∠4为滑轨9与垂直方向的夹角，拉弯角按照如下公式计算：
拉弯角＝∠1+∠2；
其中：
∠2＝180°-∠5-∠3；
∠5＝90°+∠4；
∠2＝90°-∠4-∠3
综上：
拉弯角＝∠1+∠2＝∠1+90°-∠4-∠3；
综上，∠1和∠4为固定值，因此通过调节∠3(拉伸油缸7与滑块10 的夹角)即可完成拉弯角的调节，通过调节滑块10在滑轨9上的位置(即调节拉伸油缸7在滑轨9上的位置)即可完成拉弯长度的调节，同时调节∠3和滑块10在滑轨9上的位置，即可完成板料14拉弯中拉弯角和拉弯长度两个参数的调节，进而可研究不同拉弯角和拉弯长度对拉弯效果的影响。
本实施例优选的，进给夹具3和拉伸夹具5均包括两片对应设置的夹片，且夹片的高度不小于待实验板料14的宽度，更优选的，进给夹具3两片夹片中间位置设有测距传感器12，测距传感器12与控制系统电连接，测距传感器12用于测量进给夹具3与模具2之间的距离。
本实施例优选的，进给油缸4活塞件通过拉力传感器13与进给夹具3连接，用于检测拉弯实验过程中的拉弯力，进而可研究拉弯过程中拉弯力对拉弯效果的影响。
实施例二
一种板料拉弯实验方法，包括如下步骤：步骤一、将进给油缸4 活塞杆缩进至最短，将拉伸油缸6伸缩件伸长至最长，将板料14绕过模具2，并使用进给夹具3和拉伸夹具6夹住板料14两端；步骤二；设定实验参数，实验参数为停止距离、拉伸油缸7在滑块10的旋转角度、滑块10在滑轨9上的位置、进给油缸4活塞杆的伸出速率和拉伸油缸7活塞杆的缩进速率，其中，进给油缸4活塞杆的伸出速率和拉伸油缸7活塞杆的缩进速率需相等，该速率即为拉弯过程中的拉弯速率，并按照设定旋转拉伸油缸7，以及移动滑块10在滑轨9 上的位置；步骤三：控制系统根据步骤二中设定的速率控制进给油缸 4活塞件伸出，控制拉伸油缸6活塞件缩进，将板料14拉弯，并在拉弯过程中通过拉力传感器13检测拉力，该拉力即为拉弯过中拉弯力，并记录，在拉弯过程中，通过测距传感器12检测进给夹具3与模具2之间的距离，当该值达到停止距离时，控制系统关闭进给油缸 4和拉伸油缸7，并取下板料14，分析拉弯效果，即分析拉弯角度、拉弯长度、拉弯速率和拉弯力对拉弯效果的影响。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种板料拉弯实验装置，包括工作台，其特征在于，还包括设于工作台上的进给单元、拉伸单元和模具，进给单元、拉伸单元和模具在工作台上呈角形分布，进给单元包括进给伸缩件和设于进给伸缩件端部的进给夹具，拉伸单元包括拉伸伸缩件和设于拉伸伸缩件端部的拉伸夹具，拉伸伸缩件与工作台轴连接。
2.如权利要求1所述的一种板料拉弯实验装置，其特征在于，还包括设于工作台上的滑轨，滑轨上设有滑块，拉伸伸缩件轴连接于滑块之上。
3.如权利要求2所述的一种板料拉弯实验装置，其特征在于，拉伸伸缩件上设有角度传感器。
4.如权利要求1所述的一种板料拉弯实验装置，其特征在于，进给夹具和拉伸夹具均包括两片对应设置的夹片。
5.如权利要求4所述的一种板料拉弯实验装置，其特征在于，进给夹具两片对应设置的夹片设有测距传感器。
6.如权利要求1所述的一种板料拉弯实验装置，其特征在于，进给伸缩杆端部通过拉力传感器与进给夹具连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107876598A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-04-06 | 浙江农林大学 | 一种板料拉弯实验装置及实验方法 |
| CN112756432A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 中航贵州飞机有限责任公司 | 一种槽形件数控拉弯的工艺方法 |
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