[发明专利]一种汽车用铝合金厚板成形性能检测装备及方法

说明书

一种汽车用铝合金厚板成形性能检测装备，包括动力机构、成形机构、底座及摄像系统，成形机构包括上固定台面、凹模安装板、凹模、凸模、压边圈、下模固定板、滑块、下固定台面和立柱；动力机构包括主冲压缸、套在主冲压缸上部的压边缸、顶杆和传动结构。所述凹模直径为280mm，凸模直径为250mm，压边圈内径为250mm。所述主冲压缸的压机成形力为250吨，压边缸的压边力为150吨。本检测装置采用了大尺寸模具，匹配大吨位双动液压机，可满足厚度为2‑4mm的汽车用铝合金中厚板的成形性能检测。填补了2‑4mm铝合金中厚板材成形性能检测设备的空白。

技术领域

本发明涉及金属板材成形性能检测领域，尤其涉及汽车用中厚铝合金板材成形时成形性能检测及失效准则建立的一种汽车用铝合金厚板成形性能检测装备和实验方法。

背景技术

随着节能减排和环保政策的日益严苛，汽车轻量化成为大势所趋。铝合金凭借其密度低、比强度高、耐腐蚀和易回收等优点，已经成为汽车轻量化解决方案中的首选材料。

汽车用铝合金板材主要包括用于汽车外覆盖件等厚度2mm以内的铝合金板材和用于结构件厚度2-4mm的厚板。由于铝合金与钢物理力学性能的巨大差异，在铝代钢的应用过程中，需要重新建立铝合金板材成形性能评估认证体系，并开展铝合金板材冲压成型工艺的二次研发。对于成形性能的评估及失效准则建立，极限拱顶高度实验（LDH）是一种汽车板材冲压行业内有效的检测手段，它能直观地表明板材在成形过程中的变形情况，同时其形成的成形极限曲线（FLC曲线）也可直接应用于板材冲压成形模拟。

当前市场上用于板材成形性能检测的标准化设备（60吨和100吨）和模具（直径50mm和100mm）只能准确检测厚度2mm以内的铝合金板材成形性能。对于板材厚度为2-4mm的铝合金板材，其成形性能检测的非标准化设备和模具尚未见报道。

薄板成形性能检测装置已有较多方案，例如：

CN200820108648-温热环境通用板材成形性试验机

CN201410027766-一种同心双极液压板材成形试验机

CN201610320000-一种薄板高温成形极限试验装置

CN201620317660-一种双动力电液伺服冲压机

现有技术及装备可以实现从单个方向或者多个方向对薄板进行拉伸和形变，同时现有技术及装备也实现了常温或高温下薄板成形性能的检测。但是，当前的技术及标准化设备仅适用于厚度2mm以内的薄板，实践证明，对于厚度2-4mm铝合金中厚板，现有标准化成形性能检测设备不适用，导致当前铝合金厚板成形极限参数不完善，严重影响了铝合金厚板在汽车领域的应用及推广。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种汽车用铝合金厚板成形性能检测装备及其方法。一种汽车用铝合金厚板成形性能检测装备，包括动力机构、成形机构和底座，成形机构包括上固定台面、凹模安装板、凹模、凸模、压边圈、下模固定板、滑块、下固定台面和立柱；动力机构包括主冲压缸、套在主冲压缸上部的压边缸、顶杆和传动结构。所述凹模直径为280mm，凸模直径为250mm，压边圈内径为250mm。所述主冲压缸的压机成形力为250吨，压边缸的压边力为150吨。所述固定台面和滑块尺寸为1800mm*1800mm*220mm、下模固定板尺寸为1000mm*1000mm*850mm。

一种汽车用铝合金厚板成形性能检测的方法，包括以下几个步骤：

步骤一：压边缸通过传动结构向上将压边力作用于滑块，由滑块推动压边圈往上运动，直至压边圈高出凸模5mm处停止运行；

步骤二：将试验板料放于压边圈上方；

步骤三：继续步骤一的运动，压边缸继续提供压边力，滑块继续带动压边圈上行，直至与凹模贴合，并压紧板料；