[发明专利]一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法及其模具

说明书

技术领域

本发明涉及金属塑性加工与模具技术领域，尤其涉及一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法及其模具。

背景技术

随着汽车工业快速发展和节能环保的要求，人们对汽车安全性能和低油耗提出了更高的要求。以双相钢（DP）为代表的超高强钢板冲压成形的零件，具有减轻重量和提高安全性能的双重优势，在车身骨架件和结构件上已得到广泛的应用。但随着强度的提升，超高强钢板的成形性能随之下降，并呈现小弯曲半径下的剪切开裂（Shear Fracture）特征，引起学术界的高度关注，因此超高强钢板的剪切开裂成形性能测试及改善则显得日益重要。迄今为止，尚无对超高强钢板进行剪切开裂极限的试验所需要的相应的测试模具及方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法以及模具，本发明所述方法及模具，是对超高强钢板进行剪切开裂极限的试验所需要的相应的测试模具及方法，本发明的技术方案如下：

一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法，包括以下步骤：

（1）固定安装冲压模具，包括固定安装凸模、凹模、压边圈，

（2）放置板料于压边圈上，移动压边圈贴紧凹模，压紧板料，

（3）移动凸模，与凹模配合，使板料发生弯曲变形，

（4）继续移动凸模，与凹模配合，使板料发生拉伸变形，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

（5）在所述步骤（4）中，保持凹模圆角半径较大值，不断降低凸模圆角半径直至凸模圆角处板料发生剪切开裂，

（6）在所述步骤（4）中，保持凸模圆角半径较大值，改变凹模圆角半径直至凹模圆角半径处板料发生剪切开裂。

根据本发明的一种测试板高强钢板剪切开裂特性的方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，通过更换安装在凸模上的不同圆角半径的镶块不断降低凸模圆角半径。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法，其特征在于，在所述步骤（6）中，通过更换安装在凹模上的不同圆角半径的镶块改变凹模圆角半径。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的方法，其特征在于，所述压边圈上设置有定位销，所述板料通过定位销定位。

一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，包括凹模、设置于凹模上的压边圈以及与凹模配合的凸模，其特征在于，所述凹模上设置有凹模镶块，所述凸模上设置有凸模镶块，所述凹模镶块与凸模镶块均可调。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，所述凹模的上表面设置为勾状。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，所述压边圈上设有键槽，定位键以及可更换的压边圈镶块，所述定位键安装在定位槽内，用于更换压边圈镶块时的定位。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，用于固定安装凹模镶块的螺钉孔设置在凹模镶块的侧面。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，用于固定安装压边圈镶块的螺钉孔设置在压边圈镶块的侧面。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，所述凸模的底面设置有两个销孔，一个呈圆形，一个呈椭圆形。

根据本发明的一种测试高强钢板剪切开裂特性的模具，其特征在于，所述压边圈与凹模上均设置有定位孔，通过定位孔对正凹模与压边圈。

如上所述，该技术方案具有以下优点：

（1）提出了一种基于冲压成形通过改变凸模、凹模的圆角半径等关键参数，准确捕捉超高强钢板的剪切开裂特征的方法。

（2）提出了一种新型评估模具的结构设计思路和方法，即凹模、压边圈和凸模均可以采用可更换、镶块式的结构设计，一套模具实现多套模具的效果，有效降低模具成本。

（3）基于该方法和模具结构设计理念，开发了相应的模具。主要包括凹模、压边圈、凸模及相关附件，凹模采用镶块式结构设计，通过更换不同圆角半径的凹模镶块，可以捕捉凹模圆角处发生的剪切开裂特征。压边圈易磨损部位采用镶块式结构，便于更换和维护。凸模采用镶块结构，开发了不同圆角半径的系列凸模。

（4）开发的凸模和凹模间采用“定位导向棒”的辅助定位方法，实现安装模具时两者的准确定位，保证实验时凸模和凹模的间隙精度。

（5）凸模和压边圈间采用紧密配合设计，凸模定位精度高。

矩形试样放置于压边圈上，利用三个销钉实现“三点、两线”的定位法，定位准确、简单、快捷。