[发明专利]一种板金热冲压测力装置

说明书

本发明一种板金热冲压测力装置属于传感测控技术领域，特别涉及板金热冲压加工过程中的冲压力测试技术。该测力装置由底座、上盖、四个压电石英传感器、引线输出接头、引线、密封圈、预紧螺栓以及防护垫片组成。四个压电石英传感器均匀分布在测力装置内部，采用多个传感器组合的方法提高测力装置的灵敏度；底座中心处采用一体式分载环结构，使测力装置结构紧凑刚性大，能够避免过大冲压力造成的传感器破坏，扩大测力装置的量程；上盖上开有冷却孔，可避免板材高温向传感器和压机的传递，提高测力装置的使用寿命和板材的冲压精度；该测力装置具有高刚度、高灵敏度、耐高温的优良特性，可直接安装在热冲压压机滑块与上模之间，实现冲压力的直接测量。

技术领域

本发明属于冲压力测试技术领域，特别涉及一种板金热冲压测力装置。

背景技术

板金热冲压技术是利用板材高温下的良好塑性变形能力，通过模具对板材进行冲压成形的一种加工方法。热冲压加工具有成形精度高、回弹小的优点，可一次冲压完成冷冲压成形多道工序才能完成的复杂形状，生产效率高。冲压力是能够反映热冲压成形过程的重要参数，产品质量缺陷与冲压力的变化情况密切相关，冲压力信号包含丰富的加工状态及产品质量信息，可用于实现板金热冲压产品的在线质量监测和故障识别以及工艺参数的选择和优化。

目前常用的冲压力测量方法有油压测量法、应变测量法和压电测量法。专利201410401749.7于2014年12月3日公开了一种通过实时测量液压缸油压实现板金高精密冲压成形的控制方法；《兵工自动化》期刊在2013年4月第32卷第4期刊出的文章“基于PLC的冲压力控制系统”中，通过实时测量气液增力缸的压力来间接确定压机的冲压力；专利01810063.5于2003年7月6日公开了一种在线监控冲压过程的方法和系统，该系统将应变传感器固定到压力机立柱上，通过测量冲压过程中立柱相对机床床身的线应变实现冲压力的测试；专利200620082510.9于2007年3月14日公开了一种模具冲压力及压力中心测定装置，该装置将一个贴有应变片的测试块安装在压力机滑块和上模之间，实现压力机冲压力的测试；专利201320488017.7于2014年4月2日公开了一种压电式内应力传感器，该传感器安装在冲床底座的内部，可实时测试压头冲压毛坯产生的冲击力。

油压测量法受油温、泄露、压力波动等因素影响，无法实时准确地测试出冲压力，只适用于测量精度不高的场合；应变测试法利用电阻应变片将弹性件受力产生的形变转换成电信号，为保证测试灵敏度，弹性件的刚度普遍不高，导致机床系统刚性差，影响板金成形精度；压电测量法的敏感元件自身刚度很高，受力产生的电荷量仅与力值有关而与形变无直接关系，其刚度的提高可不受灵敏度限制，能够保证冲压成形精度不受影响，但专利201320488017.7中的压电式内应力传感器直接安装在冲床底座中，压边力与冲击力同时作用到传感器上，且未考虑温度对传感器的影响，因而其不适用于板金热冲压这种有压边力和高温作业要求的场合。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种板金热冲压测力装置。该装置以四个压电石英传感器为测量元件，具有高刚度、高灵敏度、耐高温的优良特性，可直接安装到热压机滑块与上模之间，实现冲压力的实时准确测量。

本发明所采用的技术方案是：一种板金热冲压测力装置由底座、上盖、四个压电石英传感器、引线输出接头、引线、密封圈、预紧螺栓以及防护垫片组成；四个压电石英传感器均匀分布在底座与上盖之间，通过四个预紧螺栓将底座、压电石英传感器和上盖刚性连接在一起，四个预紧螺栓的头部由防护垫片进行密封，底座与上盖之间由圆环形密封圈进行密封，引线从引线输出接头引出。