CN102141491A - 板料u-v型弯曲回弹的通用测试装置 - Google Patents

板料u-v型弯曲回弹的通用测试装置 Download PDF

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方刚
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陈霞
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Abstract

一种板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,包括上模和下模两部分。上模部分包括利用螺钉相互顺序连接的模柄、上模板、上垫板、凸模固定板、U型凸模或V型凸模,下模部分包括利用螺钉相互顺序连接的下模板、下垫块、下垫板、下挡块、斜楔、下固定块、U型凹模镶块或V型凹模镶块、定位板。通过更换相应的凸模及凹模镶块,可以在本装置上分别实现板料U型和V型弯曲回弹的测试,调节相应的模块与板材坯料,还可以测试材料特性、板料尺寸(相对厚度、宽度)、模具几何与工艺参数(凸凹模间隙、凹模圆角半径、弯曲角度、凸模下压量、摩擦条件)等多种因素对弯曲回弹的影响,具有操作简单、使用方便的特点。

Description

板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置
技术领域
本发明涉及冲压领域的一种用于板料U型和V型弯曲回弹的通用测试装置。
背景技术
冲压生产中,金属板料经过冷态下的弹塑性变形后普遍存在一定的回弹变形,这种变形常常对所成形产品的形状和尺寸精度造成不利的影响,在弯曲成形中尤为突出。弯曲回弹的方式与大小,与材料的特性、零件形状和几何尺寸、成形状态(如凸模下压量)与模具状态(如模具间隙、表面粗糙度与润滑情况)等众多因素密切相关,十分复杂。目前对回弹的认识还比较有限,没有准确可靠的理论分析和预测手段,现有数值模拟技术对弯曲回弹的预测也远不能满足工程上的需求,实践中对弯曲回弹的控制还只能通过大量、反复的模具调试与修正来进行,效率低下、成本高。现有的一些用于研究弯曲回弹的实验装置,大多功能单一,不能实现对不同材料在不同弯曲条件下的回弹特性测试。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种金属板料弯曲回弹的通用测试装置,可用于考察不同弯曲形式下,板料相对厚度、材料特性、凸模下压量、凸模与凹模间隙、凹模圆角、模具表面润滑情况等因素对回弹的影响,为板料的冲压工艺与模具设计以及相关理论研究提供参考数据。为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
采用一种可用于板料U型和V型两种代表性弯曲形式的回弹测试装置。所述装置包括上模和下模两部分。其中,上模部分包括利用螺钉相互顺序连接的模柄、上模板、上垫板、凸模固定板、U型凸模或V型凸模。模柄为带法兰盘的圆柱体,利用螺钉将模柄的法兰盘固定于上模板上表面中央的圆形凹槽内,利用螺钉依次将矩形块状的上垫板、凸模固定板连接于上模板的下表面;U型凸模和V型凸模为上端带有矩形凸台的长方条形,使用时,所述矩形凸台分别嵌于凸模固定板中间位置对应的矩形凹槽中。
下模部分包括利用螺钉相互顺序连接的下模板、下挡块、下固定块、斜楔、下垫块、下垫板、U型凹模镶块或V型凹模镶块、定位板。所述下模板为长条形板,上表面的两端位置沿横向加工有两个矩形截面的开口通槽,两个开口通槽之间紧挨着开口通槽的上表面有两个矩形浅槽;下挡块为两个矩形块,下端分别嵌入所述下模板的开口通槽中,并利用螺钉与下模板连接;两个下固定块为左右对称的梯形截面的长块体,底面置于下模板上表面的两个矩形浅槽中,宽度与下模板矩形浅槽的宽度一致,在梯形横截面中间位置的水平方向加工有两个台阶通孔,垂直方向加工有两个“腰”形通孔,利用穿过两个“腰”形通孔的两个螺钉将下固定块与下模板固定;斜楔为两个横截面为上大下小的倒置梯形的长块体,分别置于下挡块和下固定块之间,斜楔的斜面与下固定块的梯形截面的斜面相贴合,通过螺钉与下模板相连,可以调节螺钉改变斜楔在高度方向的位置,从而改变两个下固定块之间的间距;下垫块为中间开有横向矩形通槽的矩形块,利用螺钉固定在下模板上表面以及两个下固定块之间;下垫板为矩形断面的长条形,放置于所述下垫块的横向矩形通槽中;U型凹模镶块为左、右对称的两个长矩形块,分别位于两个下固定块之间和下垫块之上,通过螺钉与两个下固定块以及下模板相连,所述长矩形块长度方向的四个棱边加工为四种不同圆角半径的倒圆,相对两侧面对称布置有与下固定块的台阶通孔对应的两个螺纹通孔,上表面与底面的中间有与下垫块螺纹孔相对应的两个台阶孔;V型凹模镶块为左、右对称的两个长条形块,分别位于两个下固定块之间和下垫块之上,通过螺钉与两个下固定块以及下模板相连,所述长条形块上表面沿长度方向的两边加工成不同斜度的两个斜面,斜面的斜度为V型凸模底部夹角的一半,中间位置从上到下有两个台阶通孔。
更换相应的凸模以及凹模镶块,能够在本装置上实现U型和V型金属板件弯曲回弹的测试,同时满足不同的测试要求:
测试U型件弯曲回弹时,调整斜楔的高度和下固定块的水平位置,可以实现不同宽度U型件的弯曲,以及测试水平间隙对回弹的影响;更换不同厚度的下垫板,可以测试不同凸模下压量对U型件弯曲回弹的影响;调整凹模镶块的不同位置,可以研究不同圆角半径对U型件弯曲回弹的影响。
测试V型件弯曲回弹时,更换相应凸模,同时调整凹模镶块位置,可以测试不同弯曲角度对V型弯曲回弹的影响。
更换不同材料的坯料及尺寸(如相对厚度、宽度),可以测评材料特性和尺寸对回弹的影响。改变凸、凹模工作表面的状态,如涂加不同的润滑剂,可以研究摩擦对回弹的影响。与现有弯曲回弹测试装置相比,本发明具有以下的优势:
可在一套装置上实现板材U型和V型弯曲回弹的测试,同时测试材料特性、板料尺寸(相对厚度、宽度)、模具几何与工艺参数(凹模圆角半径、模具间隙、弯曲角度、凸模下压量、摩擦条件)等多种因素对弯曲回弹的影响,且操作简单、方便快捷。
附图说明
图1是本发明(U形件弯曲)的主剖视图;图2是本发明(U形件弯曲)下模的俯视图;
图3是本发明(U形件弯曲)上模的仰视图;   图4是本发明(V形件弯曲)的主剖视图;
图5是本发明(V形件弯曲)下模部分的俯视图;
图6是下模板的俯视图;                  图7是下模板的剖视图;
图8是下挡块的俯视图;                  图9是下挡块的剖视图;
图10是斜楔俯视图;                     图11是斜楔的剖视图;
图12是下固定块的剖视图;               图13是下固定块的俯视图;
图14是下垫块的俯视图;                 图15是下垫块的剖视图;
图16是下垫板的俯视图;                 图17是下垫板的剖视图;
图18是U形凹模镶块俯视图;              图19是U形凹模镶块的剖视图;
图20是V形凹模镶块俯视图;              图21是V形凹模镶块的剖视图;
图22是定位板的俯视图;                 图23是定位板的剖视图;
图24是U形凸模的俯视图;                图25是U形凸模的主视图;
图26是V形凸模的俯视图;                图27是V形凸模的主视图;
图28是凸模固定板的俯视图;             图29是凸模固定板的剖视图;
图30是上垫板的俯视图;                 图31是上垫板的剖视图;
图32是上模板的俯视图;                 图33是上模板的剖视图;
图34是模柄的俯视图;                   图35是模柄的剖视图。
在图1至图35中:
1、下模板2、下挡块3、斜楔4、下固定块5、下垫块6、下垫板7、U形凹模镶块8、定位板9、U形凸模10、凸模固定板11、上垫板12、上模板13、模柄14、螺钉15、螺钉16、螺钉17、螺钉18、螺钉19、螺钉20、V形凸模21、V形凹模镶块
具体实施方式
下面以适用于长度为80~130mm,宽度20~60mm、厚度0.1~4mm的金属板料的U型和V型弯曲回弹测试装置为例进行说明。
所述测试装置包括上模部分和下模部分。上模部分由利用螺钉相互顺序连接的模柄(13)、上模板(12)、上垫板(11)、凸模固定板(10)、U型凸模(9)或V型凸模(20),以及连接螺钉、定位销钉组成。其中,模柄(13)为直径为Φ60mm的带法兰盘的圆柱体,法兰盘均布有4个台阶孔,4颗M8的螺钉(14)通过所述台阶孔将模柄(13)的法兰盘固定于上模板(12)上表面中心位置的圆槽内;上垫板(11)、凸模固定板(10)为矩形块体,通过4颗M10螺钉(15)依次固定在上模板(12)的下表面;U型凸模(9)和V型凸模(20)为截面尺寸为100mm X 50mm、上端有矩形凸台的长方条形,所述矩形凸台嵌于凸模固定板(10)中部对应的矩形凹槽中且上表面与上垫板(11)的下表面贴合。U型凸模(9)下端两侧用于成型部位的圆角取4~15mm的一系列数值,V型凸模(20)下端用于成型部位的夹角α取30~135°的一系列数值。
下模部分包括利用螺钉相互顺序连接的下模板(1)、下垫板(6)、定位板(8)、U型凹模镶块(7)或V型凹模镶块(21)、下垫块(5)、下固定块(4)、斜楔(3)、下挡块(2)。其中,下模板(1)为长条形板,长、宽、高分别为600mm X 200mm X 50mm,上表面两端沿横向有两个长、宽、高分别为
Figure BSA00000414557700041
且各有两个台阶通孔的矩形截面的开口通槽,以及长、宽、深为
Figure BSA00000414557700042
的两个矩形浅槽,矩形浅槽内和下模板的上表面另均布有10个直径为10mm的螺纹孔;下挡块(2)为两个长、宽、高为
Figure BSA00000414557700044
的矩形块,下端分别嵌入所述下模板(1)的开口通槽中,并通过4个M10的螺钉(15)与下模板(1)连接;两个下固定块(4)为左右对称的梯形截面的长块体,分别位于下模板(1)上表面的矩形浅槽中,并通过4个M10的螺钉(19)与下模板(1)连接,所述两个长块体靠外侧的一边均有大的倒圆;下垫块(5)为中间开有横向矩形通槽,长、宽、高分别为142mm X 100mm X 40mm的矩形块,上表面有-长、宽、高分别为
Figure BSA00000414557700045
的通槽,通过4个M10的螺钉(16)固定在下模板(1)上表面的中心位置以及两个下固定块(4)之间;下垫板(6)为矩形断面的长、宽分别为40mm X 120mm,厚度为一系列不同尺寸的长条形,放置于所述下垫块(5)的矩形通槽中,宽度稍小于U型凸模和V型凸模的宽度;斜楔(3)为两个横截面为上大下小的倒置梯形的长块体,分别位于左右两个下挡块(2)与下固定块(4)之间,斜面与水平面的夹角在75~85°之间并与下固定块(4)梯形截面的斜面贴合,通过4个M10螺钉(19)与下模板(1)相连,可以通过调节螺钉(19)改变斜楔(3)在高度方向的位置,从而改变两个下固定块(4)之间的间距;U型凹模镶块(7)和V型凹模镶块(21)各有左、右对称的两块,位于两个下固定块(4)之间和下垫块(5)之上,分别通过4颗M10螺钉(19)和4颗M10螺钉(18)与下固定块(4)、下垫块(5)以及下模板(1)相连。两个U型凹模镶块(7)为长条形,长度方向的四个棱边分别加工有4~15mm之间的四种不同圆角半径的倒圆,通过改变镶块的不同放置实现不同凹模圆角下的弯曲;两个V型凹模镶块为长矩形块,分别通过2颗M10螺钉(19)与下垫块(5)和下模板(1)相连,上表面两相互平行的棱边位置加工有15~67.5°之间不同斜度的斜面。改变左右两个V型凹模镶块的位置,可以构成不同弯曲角度的V型凹模。定位板(8)由厚度5mm的薄板制成,长宽分别为100mmX 70mm,通过两个腰形槽、两颗M6螺钉(17)连接在两个下固定块(4)的上表面,用于对不同尺寸板坯料弯曲前的定位。
更换凸模以及与之对应的凹模镶块,可以考察板料U型和V型弯曲时,不同凸模圆角或弯曲角度等参数对弯曲回弹的影响。例如,在U形件的弯曲测试时,调节连接斜楔(3)和下模板(1)之间的螺钉(19)的高度,使下固定块(4)左右滑动,得到不同的U形弯曲的凸、凹模间隙,从而可以测评凸、凹模间隙对U型件弯曲回弹的影响;更换不同厚度的下垫板(6),可以测试不同下压深度对U型件弯曲回弹的影响;改变U形凹模镶块(7)不同安装位置,可以测评4~15mm不同凹模圆角半径对U型件弯曲回弹的影响;V型件弯曲时,凸模下端用于成型部位的夹角α为30~135°的一系列弯曲角度,凹模镶块的棱边设计为与之相配的15~67.5°,改变V型凹模镶块(21)的不同安装位置,可以测试不同弯曲角度对V型件的弯曲回弹的影响。另外,对凸、凹模工作表面涂加不同的润滑剂,改变实验中摩擦条件,可以研究摩擦条件对回弹的影响。
本发明可以在普通曲柄压力机或液压机上使用。实际操作中,首先将装置的上、下模部分重合,整体置于压力机上。然后将上模部分与压力机上滑块固定,下模部分自由放置于压力机下台面上。在下模放置一块较薄的板进行试压,自动调正上、下模部分的相对位置后,再将下模固定即可进行正式的弯曲。在液压机上使用时,可以取掉模柄。

Claims (5)

1.一种板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,包括上模和下模两部分,其特征是:上模部分包括利用螺钉相互顺序连接的模柄、上模板、上垫板、凸模固定板、U型凸模或V型凸模,下模部分包括利用螺钉相互顺序连接的下模板、下挡块、斜楔、下固定块、下垫块、下垫板、U型凹模镶块或V型凹模镶块、定位板。
2.根据权利要求1所述的板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,其特征是:模柄为带法兰盘的圆柱体,利用螺钉将模柄的法兰盘固定在上模板上表面中央的圆形凹槽内;矩形块状的上垫板、凸模固定板通过螺钉依次连接于上模板的下表面;U型凸模和V型凸模分别为上端带有矩形凸台的长方条形,所述矩形凸台嵌于凸模固定板中间位置对应的矩形凹槽中。
3.根据权利要求1所述的板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,其特征是:下模板为长条形板,长条形板上表面两端的位置沿横向加工有两个矩形截面的开口通槽,两个开口通槽之间的上表面、紧挨着开口通槽有两个矩形浅槽;下挡块为两个矩形块,下端分别嵌入所述下模板的开口通槽中,并利用螺钉与下模板连接;两个下固定块为左右对称的梯形截面的长块体,底面置于下模板上表面的两个矩形浅槽中,宽度与下模板矩形浅槽的宽度一致,在梯形横截面中间位置的水平方向加工有两个台阶通孔,垂直方向加工有两个“腰”形通孔,并利用穿过两个“腰”形通孔的两个螺钉将下固定块与下模板固定;斜楔为两个横截面为上大下小倒置梯形的长块体,分别置于下挡块和下固定块之间,斜楔的斜面与下固定块的梯形截面的斜面相贴合,并通过螺钉与下模板相连;下垫块为中间开有横向矩形通槽的矩形块,利用螺钉固定在下模板上表面以及两个下固定块之间;下垫板为矩形断面的长条形,置于下垫块的横向矩形通槽中。
4.根据权利要求1所述的板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,其特征是:U型凹模镶块为左、右对称的两个长矩形块,分别位于两个下固定块之间和下垫块之上,通过螺钉与两个下固定块以及下模板相连;所述长矩形块长度方向的四个棱边加工为四种不同圆角半径的倒圆,相对两侧面对称布置有与下固定块的台阶通孔对应的两个螺纹通孔,上表面与底面的中间有与下垫块螺纹孔相对应的两个台阶孔。
5.根据权利要求1所述的板料U-V型弯曲回弹的通用测试装置,其特征是:V型凹模镶块为左、右对称的两个长条形块,分别位于两个下固定块之间和下垫块之上,通过螺钉与两个下固定块以及下模板相连;所述长条形块上表面沿长度方向的两边加工成不同斜度的两个斜面,斜面的斜度为V型凸模底部夹角的一半,中间位置从上到下有两个台阶通孔。
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