专利名称：用于管材成形测试的实验模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管材液压成形领域，更具体地说，是一种用于管材成形测试的实验模具。
背景技术：
管材液压成形技术是一种利用液体压力使管材变形的一种塑性加工新工艺。采用管件液压成形技术，能使置于模具中的管材通过高压液体的作用成形出各种横截面形状的空心零件。与传统的冲压-焊接工艺所制造的汽车结构件相比，采用管材液压成形技术所制造的汽车零件具有重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好、节约材料、结构紧凑、加工工序少等一系列优点，能够很好地满足汽车低碳化、轻量化的要求。在冲压成形中，成形极限图(Forming Limit Diagrams,FLD)是评价板料成形性能的一个重要工具，得到最为广泛的应用。但液压成形用管材在液压成形过程中受力方式以及应力状态与传统的板材冲压不同，并且板材在经过弯曲与焊接加工成液压成形用管过程中，其力学性能也发生了变化，板材的FLD已不能很好的应用和指导液压成形。为此，迫切需要建立较完善的液压成形用管材FLD的实验方法以及实验装置并获取其FLD，形成管材成形极限评价的标准，以便能为成形缺陷预测、工艺和模具结构优化和生产实际指导提供依据。专利号为KR656073-B1，名称为“液压胀形钢管成形极限图的测试方法”的韩国专利披露了用于成形极限图测试的如下装置在钢管没有印网格的区域安装一对上夹具和下夹具；用上模具和下模具将钢管固定；将液压封头安装到钢管上；向钢管施加液体压力和轴向推力；测量在内压力和轴向推力作用下发生破裂的钢管的成形极限图。该专利能够使试件上某一点沿线性或准线性应变路径变形从而达到极限应变状态，并且能够使应变比在-1到0之间变动。但是，该专利只能实现液压管件深拉延FLD曲线的测试，但不能实现双拉状态FLD曲线的测试。公开号为CN101285749的中国专利公开了一种用于液压胀形工艺的管材成形极限曲线的测试装置。该专利提出一种用于液压胀形工艺的管材成形极限曲线的测试装置， 使管材既能以线性或准线性应变路径变形并达到极限应变状态，又能使应变比在-1到1之间变动。但是，该专利通过从管外壁施加机械压力使材料轴向变形，材料的受力状态和变形方式已不同于管件内高压成形。综上所述，现有的技术方案中，不能模拟液压成形正确的受力方式和应力应变方式，因此不能获取完整的双拉状态的FLD曲线。
实用新型内容本实用新型的目的，在于提供一种新型的用于管材成形测试的实验模具，其能够诱发管件液压成形的双拉应力状态，从而建立起液压管件双拉状态的FLD曲线。本实用新型的用于管材成形测试的实验模具包括为空心的环形半柱状结构的下模镶块以及与所述下模镶块相连接的上模镶块，其中所述上模镶块包括上模镶块主体，其为空心的环形半柱状结构，所述上模镶块主体与所述下模镶块相连接，形成空心的环形柱状结构；设置于所述上模镶块主体上的空心椭圆柱体，所述椭圆柱体与所述上模镶块主体相连通；设置于所述上模镶块主体上的两个倒角区域，该倒角区域分别位于所述空心椭圆柱体的两侧。优选地，所述上模镶块还包括两个弧状的拉延筋，所述拉延筋分别位于所述两个倒角区域的两侧。优选地，所述上模镶块和下模镶块上分别设置有用于相互连接的多个安装孔。利用本实用新型的用于管材成形测试的实验模具，可较为便捷地获取实验管材在液压成形测试中的各极限应变状态以及对应得双拉应变状态FLD曲线。
图1为本实用新型的立体示意图；图2为本实用新型的上模镶块中心部分的立体示意图；图3为本实用新型的下模镶块中心部分的立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型的结构和工作原理进行详细说明。如图1所示，是本实用新型的用于管材成形测试的实验模具的立体示意图。如图 2、3所示，分别为该实验模具的一部分上模镶块和下模镶块的立体示意图。具体地，该实验模具包括为空心的环形半柱状结构的下模镶块200以及与下模镶块200相连接的上模镶块100，其中上模镶块100包括上模镶块主体110，其亦为空心的环形半柱状结构，上模镶块主体110与下模镶块200相连接，形成空心的环形柱状结构；上模镶块100进一步包括设置于上模镶块主体110上的空心椭圆柱体120，该椭圆柱体的横向截面为椭圆形结构，并与上模镶块主体110相连通；另外上模镶块100还包括设置于上模镶块主体110上的两个倒角区域113、114，倒角区域113、114分别位于空心椭圆柱体120的两侧，并紧邻空心椭圆柱体120设置。倒角区域113、114的圆角半径小时，有利于实现较大的应变比，但过小的倒角，可能会导致倒角处先于本体破裂。对于直径为50-100mm的管材，可分三档确定倒角大小，具体如表1所示。表权利要求1.一种用于管材成形测试的实验模具，其特征在于，该实验模具包括下模镶块，其为空心的环形半柱状结构；以及与所述下模镶块相连接的上模镶块，其中所述上模镶块包括上模镶块主体，其为空心的环形半柱状结构，所述上模镶块主体与所述下模镶块相连接，形成空心的环形柱状结构；设置于所述上模镶块主体上的空心椭圆柱体，所述椭圆柱体与所述上模镶块主体相连通；设置于所述上模镶块主体上的两个倒角区域，该倒角区域分别位于所述空心椭圆柱体的两侧。
2.根据权利要求1所述的用于管材成形测试的实验模具，其特征在于，所述上模镶块还包括两个弧状的拉延筋，所述拉延筋分别位于所述两个倒角区域的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的用于管材成形测试的实验模具，其特征在于，所述上模镶块和下模镶块上分别设置有用于相互连接的多个安装孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于管材成形测试的实验模具，该实验模具包括为空心的环形半柱状结构的下模镶块以及与所述下模镶块相连接的上模镶块，其中所述上模镶块包括上模镶块主体，其为空心的环形半柱状结构，所述上模镶块主体与所述下模镶块相连接，形成空心的环形柱状结构；设置于所述上模镶块主体上的空心椭圆柱体，所述椭圆柱体与所述上模镶块主体相连通；设置于所述上模镶块主体上的两个倒角区域，该倒角区域分别位于所述空心椭圆柱体的两侧。利用本实用新型的用于管材成形测试的实验模具，可较为便捷地获取实验管材在液压成形测试中的各极限应变状态以及对应得双拉应变状态FLD曲线。
文档编号G01N3/10GK202049088SQ20112004549
公开日2011年11月23日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者俞宁峰, 刁可山, 蒋浩民, 陈庆欣, 陈新平 申请人:宝山钢铁股份有限公司