電子萬能試驗機用板材拉深裝置制造方法
【專利摘要】電子萬能試驗機用板材拉深裝置，它涉及一種板材拉深裝置，以解決現現有的拉深過程壓邊力不易控制及拉深件不易取出等問題。利用凸模定位銷將凸模安裝到凸模座內，凸模定位螺栓使凸模定位緊固，凹模采取對分形式設計，對分式定凹半模底端開有兩個內螺孔，同時凹模座厚度方向開有螺紋通孔，利用凹模定位螺栓將對分式定半凹模固定到凹模座上，利用壓邊鎖扣將對分式動半凹模與對分式定半凹模對中并鎖死，壓邊鎖扣的內壁開有內螺紋，通過將壓邊螺圈旋進壓邊鎖扣內壁的內螺紋，可實現板料的壓邊，壓邊力可根據壓邊螺圈的旋進深度進行調節，同時在改變拉深系數時，只需要更換將兩個半凹模和凸模即可。本發明用于拉深實驗和板材拉深極限系數的測定。
【專利說明】電子萬能試驗機用板材拉深裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種板材拉深裝置，具體涉及一種利用電子萬能試驗機進行金屬板材拉深裝置。
【背景技術】
[0002]拉深工藝廣泛應用于板材成形領域，同時拉深實驗也能很好的反映板材的成形能力。拉深過程中需要對板料施加一定的壓邊力，以控制板材的定向流動，消除起皺和拉裂等缺陷。施加壓邊力的常規方法包括雙動壓力機施加剛性壓力，該方法雖然一定程度上保證壓邊力的恒定，但是穩定性差，結構復雜。利用彈簧和橡膠施加提供的壓邊力會隨著拉深位移增加而發生變化，難以保證恒定的壓邊力。特別是板材拉深極限系數的測量需要多組模具，實驗過程中需要多次調試安裝，增加了試驗周期和獲得極限拉深系數的難度。此外，一般的拉深過程需要頂出機構以取出拉深件，增加了額外的工序和裝備，而且也難以獲得整個拉深過程中的載荷隨行程或時間變化的曲線。
【發明內容】
[0003]本發明為解決現有的拉深過程壓邊力不易控制及拉深件不易取出的問題，而提供一種電子萬能試驗機用板材拉深裝置。
[0004]本發明的電子萬能試驗機用板材拉深裝置包括凸模座背緊螺母、凸模座、凸模定位銷、凸模、壓邊螺母、壓邊鎖扣、壓邊圈、對分式定半凹模、對分式動半凹模、凹模座、凹模座背緊螺母、兩個凹模定位螺栓和四個凸模定位螺栓，凸模座由上螺栓和上圓桶組成，上圓桶的桶底位于上方，上螺栓沿上圓桶的軸線垂直設置在上圓桶的上端，上圓桶的側壁上設有與軸線垂直且通過軸線的第一定位通孔，上圓桶的側壁上沿同一高度均布設有四個螺紋孔，凹模座由模座板、半圓柱板、下螺栓、鎖板和兩個導向板組成，半圓柱板沿模座板的上端邊緣設置，兩個導向板對稱設置在半圓柱板的弧度兩端，導向板的外壁弧度與半圓柱板的外壁弧度相同，導向板的內壁設有由外向內的斜面，鎖板設置在半圓柱板的徑向中心處，鎖板的外壁弧度與半圓柱板內壁弧度吻合，鎖板的外壁上設有鎖死凸臺，鎖死凸臺的外壁弧度與半圓柱板的外壁弧度相同，下螺栓沿模座板的軸線垂直設置在模座板的下端，設置在模座板的下端面與下螺栓沿下圓桶的軸線垂直設置在下圓桶的下端，模座板的端面上設有兩個螺紋通孔，對分式定半凹模與對分式動半凹模對合設置構成圓柱筒，對分式定半凹模的外壁設有與鎖板相同的平面，圓柱筒設置在凹模座內，平面與鎖板靠嚴，對分式定半凹模上設有與兩個螺紋通孔一一正對的兩個定位內螺孔，每個上下正對的定位內螺孔和螺紋通孔中螺紋連接一個凹模定位螺栓，圓柱筒的上端設有壓邊圈槽，壓邊圈設置在壓邊圈槽中，壓邊鎖扣的下端側壁上設有長孔和進入孔，進入孔與長孔相通，壓邊鎖扣的內孔上端設有內螺紋孔，壓邊鎖扣套裝在圓柱筒和鎖板上，且壓邊鎖扣的下端面設置在半圓柱板的上端面上，鎖死凸臺位于長孔中，壓邊螺母的下端設有外螺紋，壓邊螺母下端的外螺紋與壓邊鎖扣上的內螺紋孔螺紋連接，凸模的下端設置在壓邊螺母的內孔中，凸模的上端設置在凸模座的內孔中，凸模上設有與第一定位通孔正對的第二定位通孔，凸模定位銷設置在第一定位通孔和第二定位通孔中，四個凸模定位螺栓分別設置在四個螺紋孔中，凸模座背緊螺母與上螺栓螺紋連接，凹模座背緊螺母與下螺栓螺紋連接。
[0005]本發明與傳統技術相比具有以下有益效果:
[0006]一、本發明基于電子萬能試驗機，電機驅動提供拉深力，由壓邊螺母旋進壓邊鎖扣的內螺紋孔的深度來調節壓邊力，壓邊力不會隨著拉深位移增加而發生變化，因此，本發明的拉深壓邊力是恒定的。凹模采取對分形式設計，以實現拉深件的快速取出，省去了頂出裝置。
[0007]二、整個拉深裝置采用高溫合金GH4169 (高溫鎳基合金)，即可實現不同環境下的拉深成形，最聞溫度可達1000 C左右。
[0008]二、在測量極限拉深系數時只需更換部分模具，減少了加工成本及試驗周期，本發明裝置用于高溫環境中也可實現快速拆裝模具和快速取件。
[0009]三、本發明裝置體積小，與萬能電子實驗機相結合，節省模具材料成本，同時裝卸方便，可實現拉深實驗，通過更換不同孔徑的拉深模具，可快速獲得板材的極限拉深系數。
[0010]四、在不更換裝置的其他部件情況下，改變拉深凸模和兩個對分式凹模即可實現多種形狀的板材拉深。通過壓邊螺母使板材緊固，可進行脹形實驗。
[0011]五、在拉深過程中可持續測量拉深力，獲得拉深力-時間(行程)等曲線。
[0012]六、凹模采用兩個對分式半模，并可利用壓邊鎖扣鎖緊，可在高溫環境下快速拆卸及快速取件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明裝置的整體結構立體圖；
[0014]圖2是壓邊鎖扣7、壓邊圈8、對分式動半凹模10、凹模座11、凹模定位螺栓12和凹模座背緊螺母13的連接位置示意圖；
[0015]圖3是壓邊圈8、對分式定半凹模9、對分式動半凹模10和凹模座11的連接位置示意圖；
[0016]圖4是凸模座2的立體圖；
[0017]圖5是凸模5的立體圖；
[0018]圖6是凹模座11的立體圖；
[0019]圖7是圖6的后視立體圖；
[0020]圖8是圓柱筒A的立體圖；
[0021]圖9是圓柱筒A的主剖視圖；
[0022]圖10是對分式動半凹模10的立體圖；
[0023]圖11是對分式定半凹模9的立體圖；
[0024]圖12是壓邊鎖扣7的立體圖；
[0025]圖13是壓邊螺母6的立體圖。
【具體實施方式】
[0026]【具體實施方式】一:結合圖1?圖13說明實施方式，本實施方式包括凸模座背緊螺母1、凸模座2、凸模定位銷3、凸模5、壓邊螺母6、壓邊鎖扣7、壓邊圈8、對分式定半凹模
9、對分式動半凹模10、凹模座11、凹模座背緊螺母13、兩個凹模定位螺栓12和四個凸模定位螺栓4，凸模座2由上螺栓2-1和上圓桶2-2組成，上圓桶2-2的桶底位于上方，上螺栓2-1沿上圓桶2-2的軸線垂直設置在上圓桶2-2的上端，上圓桶2-2的側壁上設有與軸線垂直且通過軸線的第一定位通孔2-3，上圓桶2-2的側壁上沿同一高度均布設有四個螺紋孔2-4，凹模座11由模座板11-1、半圓柱板11-2、下螺栓11-3、鎖板11_4和兩個導向板11-5組成，半圓柱板11-2沿模座板11-1的上端邊緣設置，兩個導向板11-5對稱設置在半圓柱板11-2的弧度兩端，導向板11-5的外壁弧度與半圓柱板11-2的外壁弧度相同，導向板11-5的內壁設有由外向內的斜面11-5-1，鎖板11-4設置在半圓柱板11-2的徑向中心處，鎖板11-4的外壁弧度與半圓柱板11-2內壁弧度吻合，鎖板11-4的外壁上設有鎖死凸臺11-4-1，鎖死凸臺11-4-1的外壁弧度與半圓柱板11-2的外壁弧度相同，下螺栓11_3沿模座板11-1的軸線垂直設置在模座板11-1的下端，設置在模座板11-1的下端面與下螺栓11-1沿下圓桶11-2的軸線垂直設置在下圓桶11-2的下端，模座板11-1的端面上設有兩個螺紋通孔11-1-1，對分式定半凹模9與對分式動半凹模10對合設置構成圓柱筒A，對分式定半凹模9的外壁設有與鎖板11-4相同的平面9-1，圓柱筒A設置在凹模座11內，平面9-1與鎖板11-4靠嚴，見圖3，對分式定半凹模9上設有與兩個螺紋通孔11-1-1 一一正對的兩個定位內螺孔9-2，每個上下正對的定位內螺孔9-2和螺紋通孔11-1-1中螺紋連接一個凹模定位螺栓12，四個凸模定位螺栓4將凸模5緊固，圓柱筒A的上端設有壓邊圈槽A-1，壓邊圈8設置在壓邊圈槽A-1中，壓邊圈槽A-1的內徑與壓邊圈8外徑尺寸精確配合，可約束壓邊圈8的水平移動，壓邊鎖扣7的下端側壁上設有長孔7-1和進入孔7-2，進入孔7-2與長孔7-1相通，壓邊鎖扣7的內孔上端設有內螺紋孔7-3，壓邊鎖扣7套裝在圓柱筒A和鎖板11-4上，且壓邊鎖扣7的下端面設置在半圓柱板11-2的上端面上，鎖死凸臺11-4-1位于長孔7-1中，壓邊鎖扣7可旋轉，依靠鎖死凸臺11-4-1將對分式定半凹模9與對分式動半凹模10鎖住，壓邊螺母6的下端設有外螺紋6-1，壓邊螺母6下端的外螺紋6-1與壓邊鎖扣7上的內螺紋孔7-3螺紋連接，凸模5的下端設置在壓邊螺母6的內孔中，凸模5的上端設置在凸模座2的內孔中，凸模5上設有與第一定位通孔2-3正對的第二定位通孔5-1，凸模定位銷3設置在第一定位通孔2-3和第二定位通孔5-1中，四個凸模定位螺栓4分別設置在四個螺紋孔2-4中，四個凸模定位螺栓4將凸模5緊固，凸模座背緊螺母I與上螺栓2-1螺紋連接，凹模座背緊螺母13與下螺栓11-3螺紋連接。壓邊力大小可由壓邊螺母6旋進壓邊鎖扣7的內螺紋孔7-3的深度來調節。
[0027]【具體實施方式】二:結合圖5、圖8和圖9說明實施方式，本實施方式的圓柱筒A的內徑與凸模5的外徑差值為一個待拉深坯料14的厚度。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0028]【具體實施方式】三:結合圖4說明實施方式，本實施方式的上螺栓2-1與上圓桶2-2制成一體。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或二相同。
[0029]【具體實施方式】四:結合圖6和圖7說明實施方式，本實施方式的模座板11-1、半圓柱板11-2、下螺栓11-3、鎖板11-4和兩個導向板11-5制成一體。其它組成及連接關系與【具體實施方式】三相同。
[0030]【具體實施方式】五:結合圖1說明實施方式，本實施方式的凸模座背緊螺母1、凸模座2、凸模定位銷3、凸模定位螺栓4、凸模5、壓邊螺母6、壓邊鎖扣7、壓邊圈8、對分式定凹半模9、對分式動凹半模10、凹模座11、凹模定位螺栓12和凹模座背緊螺母13的材質均為GH4169。整個拉深裝置采用高溫合金GH4169，即可實現不同環境下的拉深成形，最高溫度可達1000°C左右。其它組成及連接關系與【具體實施方式】四相同。
[0031]【具體實施方式】六:結合圖1說明實施方式，本實施方式的斜面11-5-1的斜度小于30°。斜面11-5-1起導向作用，便于對分式定半凹模9順利進入半圓柱板11-2內。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0032]【具體實施方式】七:結合圖1說明實施方式，本實施方式的斜面11-5-1的斜度小于25°。斜面11-5-1起導向作用，便于對分式定半凹模9順利進入半圓柱板11-2內。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0033]【具體實施方式】八:結合圖1說明實施方式，本實施方式的斜面11-5-1的斜度小于20°。斜面11-5-1起導向作用，便于對分式定半凹模9順利進入半圓柱板11-2內。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0034]【具體實施方式】九:結合圖1說明實施方式，本實施方式的斜面11-5-1的斜度小于15°。斜面11-5-1起導向作用，便于對分式定半凹模9順利進入半圓柱板11-2內。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0035]【具體實施方式】十:結合圖1說明實施方式，本實施方式的斜面11-5-1的斜度小于10°。斜面11-5-1起導向作用，便于對分式定半凹模9順利進入半圓柱板11-2內。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一或五相同。
[0036]本發明的安裝方法:
[0037]首先分別將四個凸模定位螺栓4旋入螺紋孔2-4中少許深度，將壓邊螺母6下端的外螺紋6-1旋入內螺紋孔7-3少許深度。利用凹模定位螺栓12將對分式定凹模9與凹模座11固定在一起，將凸模座2旋入試驗機的上壓頭中，用凸模座背緊螺母I固定，將凹模座11旋入試驗機的下壓頭中，用凹模座背緊螺母13固定。然后將凸模5從凸模座2的下方置入，使凸模5的第二定位通孔5-1與凸模座2的第一定位通孔2-3重合對正，將凸模定位銷3穿過凸模座2與凸模5，使凸模5豎直方向定位，將對分式動凹模10放入凹模座11中，與對分式定半凹模9對正，控制試驗機，使上壓頭與下壓頭靠近合適距離，通過凸模定位螺栓4使凸模5與圓柱筒A對中，然后利用凸模定位螺栓4緊固凸模5，對齊后將待拉深坯料14放入壓邊圈槽A-1內，將壓邊圈8置于待拉深坯料14之上，利用壓邊鎖扣7將對分式定半凹模9與分式動半凹模10緊固，通過壓邊鎖扣7與凹模座11之間間隙、壓邊螺母6與壓邊圈8間隙來調節壓邊螺母6，通過壓邊螺母6的旋入量來調節壓邊力。
【權利要求】
1.電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述裝置包括凸模座背緊螺母(I)、凸模座(2)、凸模定位銷(3)、凸模(5)、壓邊螺母(6)、壓邊鎖扣(7)、壓邊圈(8)、對分式定半凹模(9)、對分式動半凹模(10)、凹模座(11)、凹模座背緊螺母(13)、兩個凹模定位螺栓(12)和四個凸模定位螺栓(4)，凸模座(2)由上螺栓(2-1)和上圓桶(2-2)組成，上圓桶(2-2)的桶底位于上方，上螺栓(2-1)沿上圓桶(2-2)的軸線垂直設置在上圓桶(2-2)的上端，上圓桶(2-2)的側壁上設有與軸線垂直且通過軸線的第一定位通孔(2-3)，上圓桶(2-2 )的側壁上沿同一高度均布設有四個螺紋孔(2-4 )，凹模座(11)由模座板(11-1)、半圓柱板(11-2 )、下螺栓(11-3 )、鎖板(11-4 )和兩個導向板(11-5 )組成，半圓柱板(11-2 )沿模座板(11-1)的上端邊緣設置，兩個導向板(11-5)對稱設置在半圓柱板(11-2)的弧度兩端，導向板(11-5)的外壁弧度與半圓柱板(11-2)的外壁弧度相同，導向板(11-5)的內壁設有由外向內的斜面(11-5-1),鎖板(11-4)設置在半圓柱板(11-2)的徑向中心處，鎖板(11-4)的外壁弧度與半圓柱板(11-2)內壁弧度吻合，鎖板(11-4)的外壁上設有鎖死凸臺(11-4-1),鎖死凸臺(11-4-1)的外壁弧度與半圓柱板(11-2)的外壁弧度相同，下螺栓(11-3)沿模座板(11-1)的軸線垂直設置在模座板(11-1)的下端，設置在模座板(11-1)的下端面與下螺栓(11-1)沿下圓桶(11-2)的軸線垂直設置在下圓桶(11-2)的下端，模座板(11-1)的端面上設有兩個螺紋通孔(11-1-1)，對分式定半凹模(9)與對分式動半凹模(10)對合設置構成圓柱筒(A)，對分式定半凹模(9)的外壁設有與鎖板(11-4)相同的平面(9-1)，圓柱筒(A)設置在凹模座(11)內，平面(9-1)與鎖板(11-4)靠嚴，對分式定半凹模(9)上設有與兩個螺紋通孔(11-1-1) 一一正對的兩個定位內螺孔(9-2)，每個上下正對的定位內螺孔(9-2)和螺紋通孔(11-1-1)中螺紋連接一個凹模定位螺栓(12)，圓柱筒(A)的上端設有壓邊圈槽(A-1)，壓邊圈(8)設置在壓邊圈槽(A-1)中，壓邊鎖扣(7)的下端側壁上設有長孔(7-1)和進入孔(7-2 )，進入孔(7-2 )與長孔(7-1)相通，壓邊鎖扣(7 )的內孔上端設有內螺紋孔(7-3)，壓邊鎖扣(7)套裝在圓柱筒(A)和鎖板(11-4)上，且壓邊鎖扣(7)的下端面設置在半圓柱板(11-2)的上端面上，鎖死凸臺(11-4-1)位于長孔(7-1)中，壓邊螺母(6)的下端設有外螺紋(6-1)，壓邊螺母(6)下端的外螺紋(6-1)與壓邊鎖扣(7)上的內螺紋孔(7-3)螺紋連接，凸模(5)的下端設置在壓邊螺母(6)的內孔中，凸模(5)的上端設置在凸模座(2)的內孔中，凸模(5)上設有與第一定位通孔(2-3)正對的第二定位通孔(5-1)，凸模定位銷(3)設置在第一定位通孔(2-3)和第二定位通孔(5-1)中，四個凸模定位螺栓(4)分別設置在四個螺紋孔(2-4)中，凸模座背緊螺母(I)與上螺栓(2-1)螺紋連接，凹模座背緊螺母(13 )與下螺栓(11-3)螺紋連接。
2.根據權利要求1所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:圓柱筒(A)的內徑與凸模(5)的外徑差值為一個待拉深坯料(14)的厚度。
3.根據權利要求1或2所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述上螺栓(2-1)與上圓桶(2-2)制成一體。
4.根據權利要求3所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:模座板(11-1)、半圓柱板(11-2)、下螺栓(11-3)、鎖板(11-4)和兩個導向板(11-5)制成一體。
5.根據權利要求4所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:凸模座背緊螺母(I)、凸模座(2)、凸模定位銷(3)、凸模定位螺栓(4)、凸模(5)、壓邊螺母(6)、壓邊鎖扣(7 )、壓邊圈(8 )、對分式定凹半模(9 )、對分式動凹半模(10 )、凹模座(11)、凹模定位螺栓(12)和凹模座背緊螺母(13)的材質均為GH4169。
6.根據權利要求1或5所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述斜面(11-5-1)的斜度小于30°。
7.根據權利要求1或5所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述斜面(11-5-1)的斜度為25°。
8.根據權利要求1或5所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述斜面(11-5-1)的斜度為20°。
9.根據權利要求1或5所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述斜面(11-5-1)的斜度為15°。
10.根據權利要求3所述的電子萬能試驗機用板材拉深裝置，其特征在于:所述斜面(11-5-1)的斜度為10°。
【文檔編號】G01N3/02GK103743622SQ201410037744
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】宗影影, 邵斌, 劉坡, 溫道勝, 單德彬 申請人:哈爾濱工業大學