[发明专利]一种超低温下板材成形性能的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种超低温下板材成形性能的测试装置，包括超低温冷却系统（1）、变形测试系统（2）、保温箱（4）、冷却剂回收装置(5) 和排气装置（6）；

所述的变形测试系统（2）设置在保温箱（4）内；超低温冷却系统（1）、冷却剂回收装置(5) 和排气装置（6）设置在保温箱（4）外；

所述的保温箱（4）上设置有透明观测视窗（4-1）、两个排气孔（4-2）、进液孔和排液孔（4-3）；排气装置（6）通过一个排气孔（4-2）与保温箱的箱体内相通，通过另外一个排气孔（4-2）与变形测试系统（2）相通；冷却剂回收装置(5)通过排液孔（4-3）与保温箱排液管路相通；超低温冷却系统（1）通过进液孔与变形测试系统（2）相通；

其特征在于：它还包括在线采集系统（3）和计算机控制系统（7），所述的超低温冷却系统（1）包括冷却剂填充装置（1-1）和电磁流量阀（1-2）；所述的冷却剂充填装置（1-1）通过保温箱上的进液孔与变形测试系统（2）相通；电磁流量阀（1-2）安装在冷却剂充填装置（1-1）与变形测试系统（2）之间的输送管路上；

所述的变形测试系统（2）包括上夹具（2-1）、下夹具（2-2）、压力机和板材成形装置；

所述的上夹具（2-1）与下夹具（2-2）均为中空的圆筒，上夹具（2-1）和下夹具（2-2）上下同轴设置，金属板材（8）置于上夹具（2-1）的下筒口和下夹具（2-2）的上筒口之间；所述的上夹具（2-1）和下夹具（2-2）的筒体内部均设有环形空腔；冷却剂填充装置（1-1）分别与上夹具环形空腔(2-1-2)和下夹具环形空腔(2-2-2)相通；所述的上夹具环形空腔(2-1-2)与筒体内壁之间周向开有多个冷却剂喷射口（2-5），对板材保冷直至达到所需测试温度；在上夹具（2-1）的筒体内部开设有气体排出口（2-4），所述的气体排出口（2-4）处于上夹具环形空腔(2-1-2)的上部，并与上夹具筒内相通；所述的气体排出口（2-4）通过保温箱上的另外一个排气孔（4-2）与排气装置（6）相通；

所述的保温箱（4）安装在压力机的工作台面上；压力机的合模油缸抵在上夹具（2-1）上筒口的筒体端面处；所述的板材成形装置设置在金属板材（8）的下面；

板材成形装置包括连杆（2-3）和凸模（2-8）；所述的连杆（2-3）连接在凸模（2-8）的底端，压力机的顶出油缸与连杆固定连接；所述凸模（2-8）从下夹具（2-2）的下筒口伸入到下夹具（2-2）的筒体内部，并沿着下夹具（2-2）筒体内壁轴向滑动，直至连接有连杆的凸模（2-8）处于金属板材（8）的下面；

所述的凸模（2-8）为平底凸模、球头凸摸或者弯曲凸模；

所述的在线采集系统（3）和计算机控制系统（7）安装在保温箱（4）外；透明观测视窗（4-1）处于在线采集系统（3）和变形测试系统（2）之间的保温箱（4）的箱壁上；

所述的超低温冷却系统（1）还包括温度控制器（1-3）；

所述的在线采集系统（3）包括光学测量头（3-1）、热电偶（3-2）和载荷传感器；所述的光学测量头（3-1）处于透明观测视窗（4-1）的正上方；所述的热电偶（3-2）和载荷传感器分别安装在凸模中心处和上、下压边圈的环形边缘处；

在线采集系统（3）将光学测量头（3-1）和载荷传感器采集的信息传递到计算机控制系统（7），热电偶（3-2）将采集的信号输送给温度控制器，温度控制器再通过计算机控制系统来控制电磁流量阀（1-2），从而控制冷却剂填充装置（1-1）的输出量；

所述的变形测试系统（2）还包括上压边圈（2-6）和下压边圈（2-7）；所述的上压边圈（2-6）和下压边圈（2-7）均为圆形环体并且与上夹具和下夹具同轴设置；所述的上压边圈（2-6）处于上夹具（2-1）的下面，所述的下压边圈（2-7）处于下夹具（2-2）的上面，金属板材（8）放置在上压边圈（2-6）和下压边圈（2-7）之间，并与上压边圈（2-6）和下压边圈（2-7）同轴；

所述的上压边圈（2-6）的下表面带有凸起部（2-6-1），下压边圈（2-7）的上表面带有凹槽（2-7-1），所述的凸起部（2-6-1）与凹槽（2-7-1）上下相对设置，并且凸起部（2-6-1）与凹槽（2-7-1）相吻合。