[发明专利]一种获取板材热成形极限图的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属板材热冲压成形装置技术领域，特别地，涉及一种获取板材热成形极限图的测试装置。

背景技术

金属板材热冲压成形工艺，在确保材料优异的机械性能的基础上，能有效地降低能耗和减少环境污染，实现轻量化生产。但由于现代社会对生产效率的要求越来越高，优化成形工艺，确定材料能否被成形为合格的零件是非常重要的。在成形工艺中，成形极限表示金属板料进行塑性成形时能达到的最大成形能力，故准确测量金属的成形极限，对充分利用材料的性能，降低生产成本，提高生产效率具有重要意义。

板料热成形极限图的准确获得比较复杂，影响因素众多，针对FLD的研究依然存在很多问题，FLD受应变速率，压边力，极限状态的判断以及加载温度等影响因素的研究仍然不够成熟。如今的热成形极限实验，大部分通过直接观察试样破裂或紧缩来停止实验，确定成形极限，这种可能会造成较大的人工误差，甚至导致该试验不合格，需重新实验。

对于上述的各影响因素研究的问题，申请号201310337979.7的专利提到了一种获取金属高温温热成形极限曲面图的方法及其测试装置，但所使用的试验测试方法对板料的失稳行为判断没有一个统一的标准，并且是试验后对紧缩或破裂的试样进行拍摄测量应变。而申请号201410076641.5的专利提到一种高强钢板热成形极限图的建立方法，通过高速摄像头在线测量实验过程中任意时刻试件表面的应力变，并通过实时观察试样破裂或紧缩来停止实验，无法保证每次的试样的失稳状态都一样。

发明内容

本发明目的在于提供一种整体结构精简、控制方便且能准确获得板料热成形极限图的装置，具体如下：

为实现上述目的，本发明提供了一种获取板材热成形极限图的测试装置，包括万能试验机、设置在所述万能试验机上且用于对板材进行压边和冲压成形的模具、对板材变形前后的参数进行记录和计算的应变测量分析装置以及对所述模具和板材进行温度控制的加热控制装置和保温隔热装置；

所述万能试验机包括水平设置的工作台面、水平设置于所述工作台面正上方且能沿竖直方向上下运动的中梁以及连接在所述中梁下方的力传感器；

所述加热控制装置包括温控装置以及分别与所述温控装置连接的加热部件和温度传感部件；

所述模具包括设置在所述工作台面上且带有上端具有开口的容纳腔的凹模底座、位于所述凹模底座的正上方且带有与所述容纳腔的开口处相对应设置的通孔的压边模以及上端与所述中梁连接且其下端能在所述容纳腔和所述通孔中上下自由活动的凸模，所述凹模底座与所述压边模之间通过压边力控制装置进行装配形成用于夹持板材的板材夹持部位；所述凸模沿竖直方向设置且其下端面为平面；所述凹模底座、压边模以及凸模上均设有所述加热部件和所述温度传感部件；

所述保温隔热装置包括具有一开口向上的U形结构腔体的保温隔热本体以及设置在所述U形结构腔体的开口处且与其尺寸相匹配的水平设置的隔热板，所述隔热板上设有与所述凸模中部相匹配且与所述通孔相对应设置的第二通孔，所述凹模底座、压边模、凸模的下端、加热部件以及温度传感部件均设在U形结构腔体内；

所述应变测量分析装置包括控制器、用于将板材进行打标的金属腐蚀打标装置以及设置在所述容纳腔内且与所述控制器连接的CCD图像传感器。

以上技术方案中优选的，所述凸模由下至上包括圆柱形模体和圆柱形长轴，所述凹模底座为工字形结构，所述通孔为一沿竖直方向设置的圆柱形通孔，所述凹模底座、压边模以及凸模三者的中心轴线偏差不大于0.15mm。

以上技术方案中优选的，所述加热部件为加热棒或加热条，所述温度传感部件为热电偶；所述圆柱形模体的盲孔内分别设有所述加热棒和所述热电偶；所述凹模底座的外壁上和所述压边模的外壁上均环绕所述加热条，且两者侧壁的盲孔内均设有所述热电偶。

以上技术方案中优选的，所述温控装置为温控仪，所述加热棒、加热条以及热电偶均通过电缆与所述温控仪连接。

以上技术方案中优选的，所述压边力控制装置为螺栓以及与所述螺栓相匹配的螺母。

以上技术方案中优选的，所述压边力控制装置所采用的压边预紧力计算公式如下：

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