一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具的制作方法
【专利摘要】一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具，该方法包括安装，测试，计算步骤，该模具包括凹模、设置于凹模上的压边圈和与凹模配合的凸模，所述凹模包括凹模本体、凹模镶块和垫片，所述凹模镶块设置于凹模本体上，所述垫片设置在凹模本体和凹模镶块之间，其中，所述凹模镶块的圆角半径可调，所述垫片的厚度可调。本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具，能够在一套模具上实现不同厚度的超高强钢板进行不同弯曲半径下的翻边极限和翻边回弹测量，有效降低成本，为开裂控制和零件模具的设计提供实验依据。
【专利说明】一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属塑性加工与模具【技术领域】，尤其涉及一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具。
【背景技术】
[0002]节能、环保、安全、舒适和智能化是当今世界汽车技术发展的总趋势，其中，汽车轻量化是节能的主要措施。采用抗拉强度> 780MPa的超高强钢板是目前最经济、有效的轻量化途径，这已经成为业内的共识。
[0003]但由于超高强钢板强度高，在冲压过程中带来了包括成形易开裂、回弹量大和模具易磨损的问题。目前，以横梁、门槛加强板为代表的车身结构件，采用冷冲压成形时翻边是至关重要的一步。因此，对超高强钢的翻边性能进行测试，掌握超高强钢板的翻边极限和回弹特性，是保证成形顺利进行不开裂，及控制零件形状和尺寸精度的关键之一。开展翻边性能测试，需要开发相应的测试模具。
[0004]申请号为CN201120088013.0的实用新型，专利名称为一种翻边整形模具结构，该实用新型是一种针对翻边进行整形的模具结构，具有工艺简单的优点，但该模具非翻边回弹特性测试模具，且仅适合于单一厚度钢板的翻边。
[0005]申请号为CN200620123913.3的实用新型，专利名称为一种翻边模具，该实用新型是一种实现制件在上下运动翻边的同时，在水平方向施加侧推力，保证翻边效果的一种翻边成形模具，但该模具非翻边回弹特性测试模具，且仅适合于单一厚度钢板的翻边。
[0006]申请号为CN200920206744.3的实用新型，专利名称为旋转式翻边模具，该实用新型是一种采用凹模旋转方式，实现了对制件的一次性回弹补偿，而不管回弹补偿后是否出现负角，但该模具非翻边回弹特性测试模具，且仅适合于单一厚度钢板的翻边。
[0007]申请号为CN201010217834.X的发明，专利名称为一种冲压翻边模具及利用模具进行翻边的方法，该发明专利是一种冲压翻边模具，该翻边模具的下部采用阶梯形，翻边时能够减少翻边侧壁的回弹。
[0008]综上所述，现有技术是对于钢板或者高强钢板的翻边工艺而开发的模具，且模具适用于一种钢板厚度，而在一套模具上实现不同厚度的超高强钢板进行不同弯曲半径下的翻边极限和翻边回弹则未见。
【发明内容】
[0009]为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法及其模具，本发明的技术方案如下:
[0010]一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，包括以下步骤:
[0011](I)固定安装凹模、压边圈、凸模，将高强钢板置于凹模和压边圈之间，
[0012](2)凸模移动，配合凹模完成高强钢板翻边，
[0013](3)凸模复位，高强钢板回弹，测试回弹前后的角度，计算回弹量，
[0014](4)不断减小凹模圆角半径，重复步骤(2)与步骤(3)，直至高强钢板开裂，通过测量计算开裂时的圆角半径得出高强钢板能承受的最小翻边半径。
[0015]其特征在于，所述凹模包括凹模本体与凹模镶块，
[0016]在所述步骤(4)中，通过不断更换凹模镶块来不断减小凹模圆角半径。
[0017]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，所述凹模本体还包括垫片，在所述步骤(4)中，通过更换不同的垫片来配合不同厚度的高强钢板。
[0018]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，在所述步骤(O中，在凹模上以及压边圈相应的位置上设置有定位孔，所述定位孔通过一个定位棒穿插，用来定位凹模与压边圈。
[0019]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，在所述步骤
(I)中，在压边圈上设置有六个定位销钉，分两组对称分布在压边圈上，每组的三个销钉不在同一条直线上排列，所述板料通过定位销钉定位。
[0020]一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，包括凹模、设置于凹模上的压边圈和与凹模配合的凸模，其特征在于，
[0021 ] 所述凹模包括凹模本体、凹模镶块和垫片，
[0022]所述凹模镶块设置于凹模本体上，所述垫片设置在凹模本体和凹模镶块之间，
[0023]其中，所述凹模镶块的圆角半径可调，所述垫片的厚度可调。
[0024]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述凹模由对称的左右两个凹模组成。
[0025]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述凸模的底面设置有两个销孔，一个呈圆形，一个呈椭圆形。
[0026]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，在压边圈上设置有六个定位销钉，分两组对称分布在压边圈上，每组的三个销钉不在同一条直线上排列。
[0027]根据本发明的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述压边圈与凹模上均设置有定位孔，通过定位孔对正凹模与压边圈。
[0028]如上所述，该技术方案具有以下优点:
[0029]1、凹模采用镶块式结构设计，通过更换不同圆角半径的凹模镶块，实现不同半径下翻边成形极限和回弹特性的评估。
[0030]2、凹模采用插入精密垫片的结构设计，通过更换凹模镶块与凹模本体间不同厚度的精密垫片，实现不同厚度钢板的翻边成形和回弹评估试验。
[0031]3、采用一个凸模和两个凹模的结构设计，避免超高强钢试样翻边过程产生的不平衡侧向力，从而保护试验机。并且，凸模一次往返行程完成两个试样的试验，提高试验效率和柔性。
[0032]4、凸模和凹模间采用“定位导向棒”的辅助定位方法，实现安装模具时两者的准确定位，保证实验时凸模和凹模的间隙精度。
[0033]5、凸模和压边圈间采用紧密配合设计，凸模定位精度高。
[0034]6、矩形翻边试样放置于压边圈上，利用三个销钉实现“三点、两线”的定位法，定位准确、简单、快捷。
[0035]7、基于该模具结构设计方法，功能扩充时，仅需更换凹模镶块和精密垫片，一套模具实现多套模具的效果，有效降低模具成本。
[0036]8、模具具有操作简单、方便、精度高、耐磨性能好、寿命长的优点，且镶块和垫片更换操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为本发明的测试模具结构图；
[0038]图2为本发明测试模具的凹模二维结构图；
[0039]图3为本发明测试模具的凹模三维结构图；
[0040]图4为本发明测试模具的压边圈结构图；
[0041]图5为本发明测试模具的凸模结构图；
[0042]图6为本发明测试模具凹模镶块与精密垫片的关系图。
[0043]图中:1为凸模，2为压边圈本体，3为定位销钉，4为凹模本体，5与6为凹模镶块，7为分体式压环，8为精密垫片，9为定位孔，10为紧固螺钉孔，11为圆形销孔，12为椭圆销孔。
【具体实施方式】
[0044]下面，结合附图对本发明进行详细描述。
[0045]模具各部分连接关系为:凸模I固定安装于主油缸活塞上，用于安装固定凸模I的销孔为两个，一个为圆形销孔11，一个为椭圆销孔12，使得凸模定位更加方便，压边圈本体2通过压环7与下工作台相连，定位销钉3安装压入压边圈本体2，凹模本体4通过压环7与上工作台相连，在凹模上设置有紧固螺钉孔10，凹模镶块5和6通过螺钉锁紧在凹模本体4上，精密垫片8安装于凹模镶块5、凹模镶块6与凹模本体4之间，凹模本体、凹模镶块和精密垫片通过紧固螺钉实现连接；在模具安装时，由于凹模及压边圈都是圆形设计，之间难以快捷准确定位，故在凹模本体以及压边圈本体上对应的位置均开有定位孔，用于辅助导向定位棒的插入，通过辅助导向定位棒将凹模与压边圈对正后将凹模和压边圈的压环用螺栓锁紧，然后将辅助导向定位棒取出，完成凹模与压边圈的固定安装。
[0046]如图1所示，所述凸模采用优质DC53钢并经过TD处理，在凸模销孔上侧横向加工出了排气孔，方便气体排出，所述凹模本体及压边圈为45号钢，并经调质处理达到表面强度HRC28-32，所述凹模镶块为优质DC53钢并经过TD处理，硬度达到HRC60以上，所述精密垫片为45号钢，热处理保证HRC硬度达到45。其中，所述凹模镶块体积小且可更换，如R=2mm、R=4mm、R=6mm和R=8mm,所述精密垫片的厚度从5mm以0.1mm涨幅递增，最厚的精密垫片厚度为6mm,以满足板厚I?2mm, 0.1mm梯度的调整,所述凹模由左右两个凹模构成,两个凹模同时配合一个凸模，抵消翻边过程中中间产品的反作用力对凸模造成的侧向力，提高可靠性和精度，且同时可成形两个零件，所述凸模和凹模内孔的间隙为2mm。
[0047]在各部件安装完后，制动凸模，使之与凹模配合，完成工作，在工作过程中，根据钢板弯曲半径以及厚度的不同，更换相应的凹模镶块与精密垫片，测试回弹前后的角度并计算回弹量，同时，通过更换凹模镶块不断减小凹模圆角半径至一定值时，板料发生开裂，则此时的圆角半径即为该板料能够承受的最小翻边半径。
[0048]通过以上方法及相应的模具，实现一套模具实现不同厚度的高强钢板进行不同弯曲半径下的翻边极限和翻边回弹特性，达到一套模具实现多套模具的效果，有效降低模具成本。
【权利要求】
1.一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，包括以下步骤: (1)固定安装凹模、压边圈、凸模，将高强钢板置于凹模和压边圈之间， (2)凸模移动，配合凹模完成高强钢板翻边， (3)凸模复位，高强钢板回弹，测试回弹前后的角度，计算回弹量， (4)不断减小凹模圆角半径，重复步骤(2)与步骤(3)，直至高强钢板开裂，通过测量计算开裂时的圆角半径得出高强钢板能承受的最小翻边半径。 其特征在于，所述凹模包括凹模本体与凹模镶块， 在所述步骤(4)中，通过不断更换凹模镶块来不断减小凹模圆角半径。
2.根据权利要求1所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，所述凹模本体还包括垫片，在所述步骤(4)中，通过更换不同的垫片来配合不同厚度的高强钢板。
3.根据权利要求1所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，在所述步骤(I)中，在凹模上以及压边圈相应的位置上设置有定位孔，所述定位孔通过一个定位棒穿插，用来定位凹模与压边圈。
4.根据权利要求1所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的方法，其特征在于，在所述步骤(I)中，在压边圈上设置有六个定位销钉，分两组对称分布在压边圈上，每组的三个销钉不在同一条直线上排列，所述板料通过定位销钉定位。
5.一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，包括凹模、设置于凹模上的压边圈和与凹模配合的凸模，其特征在于， 所述凹模包括凹模本体、凹模镶块和垫片， 所述凹模镶块设置于凹模本体上，所述垫片设置在凹模本体和凹模镶块之间， 其中，所述凹模镶块的圆角半径可调，所述垫片的厚度可调。
6.根据权利要求5所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述凹模由对称的左右两个凹模组成。
7.根据权利要求5所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述凸模的底面设置有两个销孔，一个呈圆形，一个呈椭圆形。
8.根据权利要求5所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，在压边圈上设置有六个定位销钉，分两组对称分布在压边圈上，每组的三个销钉不在同一条直线上排列。
9.根据权利要求5所述的一种测试高强钢板翻边回弹特性的模具，其特征在于，所述压边圈与凹模上均设置有定位孔，通过定位孔对正凹模与压边圈。
【文档编号】B21C51/00GK104070111SQ201310108841
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】刁可山, 谢坚强, 王利 申请人:宝山钢铁股份有限公司