[发明专利]利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形装置及方法

权利要求书

1.一种利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形装置，其特征在于：所述装置包括弯曲上模（1）、弯曲下模（2）、下模座（3）、上螺母（4）、下螺母（5）和两个定位螺栓（6），下模座（3）的下端设有下连接螺栓（3-1），下模座（3）的上端设有下模通槽（3-2），下模通槽（3-2）对应的下模座（3）侧壁上对称设有定位螺孔（3-3），每个定位螺孔（3-3）中螺纹连接一个定位螺栓（6），弯曲下模（2）设置在下模通槽（3-2）中，弯曲下模（2）的上端面设有圆弧通槽（2-1），圆弧通槽（2-1）对应的弯曲下模（2）两端侧壁上对称设有试样定位槽（2-2），弯曲上模（1）的上端设有上连接螺栓（1-1），弯曲上模（1）的下端设有圆弧面（1-2），上螺母（4）与上连接螺栓（1-1）螺纹连接，下螺母（5）与下连接螺栓（3-1）螺纹连接，弯曲上模（1）的下端设置在下模通槽（3-2）中。

2.根据权利要求1所述利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形装置，其特征在于：所述弯曲上模（1）、弯曲下模（2）、下模座（3）、上螺母（4）、下螺母（5）和两个定位螺栓（6）均为4Cr5MoSiV。

3.一种利用权利要求1所述装置实现利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、安装金属板材弯曲成形装置：将金属板材弯曲成形装置安装在电子万能试验机上，上连接螺栓（1-1）旋入上压头（7）中，下连接螺栓（3-1）旋入下压头（8）中，将弯曲下模（2）水平放置在下模座（3）的下模通槽（3-2）上，控制横梁（9）缓慢上行，并调节弯曲下模（2）与弯曲上模（1）对正接触，调整接触力为1000N，分别从下模座（3）侧壁的定位螺孔旋入定位螺栓（6），使弯曲下模（2）固定，向着上压头端面拧紧上螺母（4）将弯曲上模（1）紧固到上压头（7），朝着下压头端面拧紧下螺母（5）将下模座（3）紧固到下压头（8），控制横梁（9）使弯曲上模（1）与弯曲下模（2）分开一段距离；

步骤二、准备成形试样：选定钛合金板料做为成形坯料，并加工出适合上模和下模尺寸的试样；

步骤三、设置电子试验机的控制程序：设置控制程序包括两个阶段：加载阶段和位移保持阶段，

a、加载阶段横梁（9）的速度设定为5mm/min～15mm/min，设定加载力达到3500N后加载结束；

b、位移保持阶段设定校形持续时间为10min～20min，加载力保持500N恒定，数据采集频率设定为200ms；

步骤四、对弯曲上模（1）和弯曲下模（2）加热：移动三段式对开电阻炉（10）的电阻炉膛中段位于金属板材弯曲成形装置处，闭合炉门，设定三段式对开电阻炉（10）的温度为600℃～800℃，利用三段式对开电阻炉（10）对弯曲上模（1）和弯曲下模（2）加热；

步骤五、成形试样置于炉内的金属板材弯曲成形装置上：三段式对开电阻炉（10）内温度达到设定温度后，打开三段式对开电阻炉（10）的炉门，放置钛合金板料，使其置于试样定位槽（2-2）中，迅速关闭炉门，在计算机的程序控制界面重置载荷清零，手动控制横梁（9）缓慢上升以带动弯曲下模（2）上移，直至试样表面与弯曲下模（2）接触，以观察到载荷传感器（11）有载荷增加为准，通过位移传感器（12）来重置横梁（9）位移清零，继续保温5min；

步骤六、利用电子试验机对金属板材弯曲成形装置加载：保温时间到后启动设置好的控制程序并对金属板材弯曲成形装置加载；

步骤七、取出试样：成形结束后，打开三段式对开电阻炉（10）的炉门，手动控制横梁（9）下移卸载，迅速取出试样空冷，冷却10min，即完成一个金属板材弯曲成形。

4.根据权利要求3所述利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形方法，其特征在于：所述步骤三中加载阶段横梁（9）的速度设定为9mm/min。

5.根据权利要求3所述利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形方法，其特征在于：所述步骤三中加载阶段横梁（9）的速度设定为12mm/min。

6.根据权利要求3、4或5所述利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形方法，其特征在于：所述步骤三中位移保持阶段设定校形持续时间为15min。

7.根据权利要求3、4或5所述利用电子万能试验机进行金属板材弯曲成形方法，其特征在于：所述步骤三中位移保持阶段设定校形持续时间为18min。