专利名称：一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属板材冲压成形性能测量领域，尤其涉及一种钢板冲压成形 后扭曲回弹特性试验模具。
背景技术：
为了提高汽车的安全性能，降低汽车自重以降低能耗从而降低汽车使用成本、提 高汽车的环保性能，汽车制造领域大量采用高强度钢板冲压成形技术制造汽车的零部件。 为了提高汽车零部件的加工制造精度及效率，有必要对高强度钢板冲压成形特性进行深入 的研究。但目前针对高强度钢板的回弹试验，多数只能进行弯曲成形回弹试验、不能进行拉 延成形试验，因此不能对板料拉延后的扭曲回弹变形情况作很好的研究。于2010年11月10日8公开，公开号为CN 201548449U、名称为“钢板冲压后扭曲 回弹特性实验模具”的中国专利文件公开了一种钢板冲压后扭曲回弹特性试验模具，它包 括凸模、凹模和压边模，所述的凸模底部固定在模具下模板上，凸模顶部由变截面段和变拐 角段组成可拆卸安装在凸模底部上；所述的压边模底部固定，压边模顶部由若干压边镶块 组合构成可拆卸安装在压边模底部上；所述的凹模由与压边模顶部的压边镶块相对应的凹 模镶块组合构成，可拆卸安装在模具上模板上，凹模的内腔与凸模顶部相配合，凹模上安 装有拉延筋。由于其凸模含有变截面段和变拐角段、且采用镶块组合结构制造模具，模具制 造加工和安装困难、强度低可靠性差，且试验数据测量困难精度差。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术所存在的模具制造加工和安装困难、强度低可靠 性差，且数据测量困难测量精度差的技术问题，提供一种结构简单，制造加工容易、强度高 可靠性好、试验数据测量容易且测量精度高的新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试 验模具。本实用新型所用的技术方案是一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试 验模具，包括上模板、下模板、设有拉延筋的凹模、凸模、压边模、压边模弹簧；所述凸模和凹 模分别由模具材料一体制成；其中所述凸模为等截面柱体模，所述凸模的水平横断面由两 端为半圆形、中间为两段同心圆弧总共四段圆弧相切连接构成；所述凹模模腔的水平横断 面由两端为半圆形、中间为两段同心圆弧共四段圆弧相切连接构成且与所述凸模适配，所 述凹模顶部设有与凹模模腔水平横断面中间两段圆弧同心的第一弧形拉延筋和第二弧形 拉延筋，两段弧形拉延筋分别位于所述凹模模腔的两侧；所述压边模包括第一压边模和第 二压边模，其中第一压边模设有与第一弧形拉延筋适配的第一拉延筋槽，第二压边模设有 与第二弧形拉延筋适配的第二拉延筋槽。本实用新型，所述凸模和凹模均由模具材料一体制成，且凸模、凹模结构简单强度 高，压边结构合理效果好，因此模具加工容易制造成本低、强度高、可靠性好。又测量时只需 量出自模具中取出的成形样品中间两段同心圆弧的间距及弦长，就可以很容易的计算确定出样品的回弹与扭曲值，数据测量容易且精度高。作为优选，所述凹模与上模板固定连接在一起，所述凸模与下模板固定连接在一 起，所述第一压边模和第二压边模与所述下模板之间置有相应的压边模弹簧，所述压边模 弹簧下端与下模板固定相连，所述第一压边模和所述第二压边模分别支撑固定于相应的压 边模弹簧的上端。本优选方案，模具整体结构简单、安装容易、工作可靠。作为优选，所述第一压边模和第二压边模与所述下模板之间还置有拉延深度限定 块。本优选方案，通过置换拉延深度限定块，方便研究拉延深度不同时钢板回弹和扭曲特性 的变化。作为优选，所述凸模水平横断面两端的半圆的半径为125mm到175mm，且半圆的圆 心距离所述凸模水平横断面中间两段圆弧的圆心的距离为200mm到250mm，所述凸模水平 横断面中间两段圆弧的圆心角为60°到120°。凸模尺寸大小，影响到模具整体结构尺寸大 小、强度高低及加工难易度，即影响到模具制造加工性，也关系到钢板冲压成型后回弹扭曲 量的大小，进而关系到试验数据测量的难易程度和测量精度，即关系到试验数据的可测性。 本优选方案，模具制造加工性和试验数据可测性得到良好平衡。作为优选，所述凸模水平横断面两端的半圆的半径为150mm，且半圆的圆心距离所 述凸模水平横断面中间两段圆弧的圆心的距离为200mm，所述凸模水平横断面中间两段圆 弧的圆心角为90°。本优选方案，模具制造加工性和试验数据可测性得到很好的优化平衡。作为优选，所述第一弧形拉延筋和第二弧形拉延筋的弧形的圆心角大于相应的所 述凹模模腔水平横断面中间两段圆弧的圆心角。本优选方案，拉延筋整段一体制成，加工制 造容易，且压边效果可靠。本实用新型带来的有益效果是凸模和凹模由模具材料一体制成，且凸模和凹模 模腔结构简单，因此模具整体加工制造容易、强度高。凸模为水平横断面由两端为半圆形、 中间为两段同心圆弧总共四段圆弧相切连接构成的等截面柱体模，钢板成形后的扭曲回弹 变形量易于测量、试验数据可测性好，设计参考价值大。
图1是本实用新型的一种结构主视剖视示意图；图2是图1所示结构凹模和上模板结构的仰视示意图。图中上模板1上模固定螺钉2凹模3上模定位销4第一压边模51第二压 边模52 压边模弹簧6下模定位销7下模固定螺钉8凸模9下模板10拉延深度 限定块11扇形板料1具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图1中凹凸模处于合模工作状态。如图1、图2所示，本实用新型主要由上模板1、下模板10、凹模3、凸模9、第一压 边模51、第二压边模52和压边模弹簧6组成；上模板1、下模板10、凹模3、凸模9、第一压 边模51、第二压边模52均由模具材料一体制成。凸模9为等截面柱体模，其水平横断面由 两端为半圆形、中间为两段同心圆弧总共四段圆弧相切连接构成，其中两端半圆的半径为 150mm ；中间两段同心圆弧的圆心角为90°、半径分别为125mm和275mm ；凸模9的顶部和其四个弧形侧面圆角过渡，凸模9用六颗下模固定螺钉8与下模板10固定连接，凸模9和下 模板10之间用下模定位销7定位。凹模3开有与凸模9适配的模腔，凹模3的顶部和凹模 模腔的四个弧形侧面圆角过渡；凹模3用八颗上模固定螺钉2与上模板1固定连接，凹模3 和上模板1之间用上模定位销4定位；凹模3的左端设有横断面为半圆的第一弧形拉延筋 31、凹模3的右端设有横断面为半圆的第二弧形拉延筋32 ；第一弧形拉延筋31和第二弧形 拉延筋32的弧形圆心与凹模模腔横断面中间两段同心圆弧同心，且弧形的圆心角为120°。 第一压边模51位于凸模9的左侧，第二压边模52位于凸模9的右侧，第一压边模51和第 二压边模52的上面分别开有与第一弧形拉延筋31和第二弧形拉延筋32适配的拉延筋槽； 第一压边模51和第二压边模52的下面固定支撑在压边模弹簧6的上端上，压边模弹簧6 的下端固定连接在下模板10上。在第一压边模51及第二压边模52与下模板10之间、压 边模弹簧6的两侧，置有拉延深度限定块11。合模前扇形板料12置于凸模9和第一压边模 51及第二压边模52上，图中扇形板料12的圆心角Q为90°。工作时，凹模下行，压边模随着凹模一起向下运动而凸模保持不动，进而使置于凸 模和压边模上的板料流入凹模模腔内成形。退模后取出已成形的板料，置放稳定一定时间 后测出相关数据就可以计算得到所要的扭曲回弹特性。变换板料的圆心角Q的大小，就可 以获得不同尺寸参数板料的扭曲回弹变形情况；变换不同高度的拉延深度限定块，就可以 研究拉延深度变化对板料的扭曲回弹变形情况的影响。如上所述，本实用新型凸模和凹模用模具材料一体制成、试验模具整体结构简单， 强度高，易于加工和安装，且工艺参数变化容易，板料成形后变形参数容易测量和计算。因 此，本实用新型具有结构简单合理，加工容易制造成本低，研究数据精度高的特点。以上所述之具体实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，并非以此限定本实用 新型的具体实施范围。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本实 用新型的保护范围内。
权利要求1.一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，包括上模板、下模板、设 有拉延筋的凹模、凸模、压边模、压边模弹簧，其特征是所述凸模和凹模分别由模具材料一 体制成；其中所述凸模为等截面柱体模，所述凸模的水平横断面由两端为半圆形、中间为两 段同心圆弧总共四段圆弧相切连接构成；所述凹模模腔的水平横断面由两端为半圆形、中 间为两段同心圆弧共四段圆弧相切连接构成且与所述凸模适配，所述凹模顶部设有与凹模 模腔水平横断面中间两段圆弧同心的第一弧形拉延筋和第二弧形拉延筋，两段弧形拉延筋 分别位于所述凹模模腔的两侧；所述压边模包括第一压边模和第二压边模，其中第一压边 模设有与第一弧形拉延筋适配的第一拉延筋槽，第二压边模设有与第二弧形拉延筋适配的 第二拉延筋槽。
2.根据权利要求1所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，其 特征是所述凹模与上模板固定连接在一起，所述凸模与下模板固定连接在一起，所述第一 压边模和第二压边模与所述下模板之间置有相应的压边模弹簧，所述压边模弹簧下端与下 模板固定相连，所述第一压边模和所述第二压边模分别支撑固定于相应的压边模弹簧的上端。
3.根据权利要求2所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，其 特征是所述第一压边模和第二压边模与所述下模板之间还置有拉延深度限定块。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验 模具，其特征是所述凸模水平横断面两端的半圆的半径为125mm到175mm，且半圆的圆心 距离所述凸模水平横断面中间两段圆弧的圆心的距离为200mm到250mm，所述凸模水平横 断面中间两段圆弧的圆心角为60°到120°。
5.根据权利要求4所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，其 特征是所述凸模水平横断面两端的半圆的半径为150mm，且半圆的圆心距离所述凸模水 平横断面中间两段圆弧的圆心的距离为200mm，所述凸模水平横断面中间两段圆弧的圆心 角为90°。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验 模具，其特征是所述第一弧形拉延筋和第二弧形拉延筋的弧形的圆心角大于相应的所述 凹模模腔水平横断面中间两段圆弧的圆心角。
7.根据权利要求4所述的一种新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，其 特征是所述第一弧形拉延筋和第二弧形拉延筋的弧形的圆心角大于相应的所述凹模模腔 水平横断面中间两段圆弧的圆心角。
专利摘要本实用新型属于金属板材冲压成形性能测量领域,尤其涉及一种钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具，解决了现有技术所存在的模具制造加工和安装困难、强度低可靠性差，数据测量困难精度差的技术问题，提供一种结构简单，制造加工容易、强度高可靠性好、试验数据测量容易测量精度高的新型高强度钢板冲压成形后扭曲回弹特性试验模具。本实用新型包括上模板、下模板、设有拉延筋的凹模、凸模、压边模、压边模弹簧，凸模和凹模由模具材料一体制成，凸模为等截面柱体模，其水平横断面由两端为半圆形、中间为两段同心圆弧总共四段圆弧相切连接构成。
文档编号G01N3/28GK201897552SQ20102062036
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者吴成明, 回金楷, 李书福, 杨健, 谭文娟, 赵福全, 邓劲松 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司