专利名称：管件成形极限曲线的柔性化测试模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管件性能测试领域，尤其涉及一种管件成形极限曲线的测试模具。
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，该工艺以管坯为原材，通过对管腔内部施加液体压力、轴向施加载荷作用，使其在给定模具型腔内发生塑性变形，管壁与模具型腔内表面贴合，从而得到所需形状管件的技术。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。该技术适用于制造汽车中各种横截面形状的空心零件，如排气管、车顶横梁、仪表盘支架、散热器支架、副车架、车顶纵梁、车身纵梁、座椅架、发动机支架、车门柱、后延臂、车桥、 转向柱以及保险杠等，这些零件如果采用传统的冲压工艺生产，零件的强度、刚度、疲劳等性能都会降低，而且极大的增加成本。与传统的冲压一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，成形极限曲线(Forming Limit Curve，FLC)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材过程中，其力学性能也发生了变化，板材的FLC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FLC的试验方法以及试验装置并获取其FLC曲线，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。但迄今为止，关于管材液压成形的研究还主要集中在管材成形工艺设计和装备开发等方面，而关于液压成形条件下管材FLC的测试方法及其试验模具研究甚少。现有技术中国专利CN101285749中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，又能使应变比在一 1到1 之间变动，但是以上这个装置只能针对某一特定外径管材进行FLC测试，实用性很差。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管件成形极限曲线的柔性化测试模具，模具采用柔性化设计，通过更换配套的成形镶块、密封头以及挡液板，可以实现对不同规格管件的成形极限曲线的测量。本实用新型是这样实现的一种管件成形极限曲线的柔性化测试模具，包括上模、 下模、密封头、挡液板和成形镶块；所述的上模和下模相拼合成模具，下模上开有预充液孔，所述模具中心形成贯通的左、中、右三个腔体，三个腔体中，中腔体为自由变形区域，左、右腔体对称设置在中腔体两侧；所述的成形镶块共有一对，对称固定在左、右腔体内，成形镶块为两节环状圆柱结构，成形镶块的第一节圆环的外径与左、右腔体内径相配合，成形镶块的第二节圆环的内径与待测管件外径相配合；所述的挡液板为圆环形板，共有一对，分别固定在所述模具的两侧；所述的密封头由底板和密封块两部分构成，所述的密封块为圆柱形， 圆柱的外径与挡液板内径相配合，密封块端部设有台阶和倒角，密封头共有一对，其中一个密封头中心开有充液孔。所述的成形镶块靠近中腔体一侧的端部设有倒圆角。所述的密封块外径稍小于成形镶块内径。本实用新型管件成形极限曲线的柔性化测试模具采用柔性化设计，通过更换配套的成形镶块、密封头以及挡液板，可以实现对不同规格管件的成形极限曲线的测量，大大提高了液压成形产品设计能力、模具开发能力、工艺设计能力，有力推动了现有液压成形零件的设计工作。
图1为本实用新型管件成形极限曲线的柔性化测试模具结构示意图。图中1上模、2下模、3密封头、4挡液板、5成形镶块、6自由变形区域、7预充液孔、 31底板、32密封块、33充液孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1如图1所示，一种管件成形极限曲线的柔性化测试模具，包括上模1、下模2、密封头3、挡液板4和成形镶块5 ；所述的上模1和下模2相拼合成模具，下模1上开有预充液孔 7，预充液孔7与外接软管相连；所述模具中心形成贯通的左、中、右三个腔体，三个腔体中， 中腔体为自由变形区域6，左、右腔体对称设置在中腔体两侧；所述的成形镶块5共有一对， 对称固定在左、右腔体内，成形镶块5为两节环状圆柱结构，成形镶块5的第一节圆环的外径与左、右腔体内径相配合，成形镶块5的第二节圆环的内径与待测管件外径相配合；所述的挡液板4为圆环形板，共有一对，分别固定在所述模具的两侧；所述的密封头3由底板31 和密封块32两部分构成，所述的密封块32为圆柱形，圆柱的外径与挡液板4内径相配合， 密封块32端部设有台阶和倒角，密封头3共有一对，其中一个密封头3中心开有充液孔33。在本实施例中，为了防止管件表面划伤，所述的成形镶块5靠近中腔体一侧的端部设有倒圆角。为了使密封头与成形镶块更好的配合，所述的密封块32外径稍小于成形镶块5内径。本实用新型在实际使用时，成形镶块共有数十套，每套外形尺寸不变，其内径尺寸在5(Tl00mm变化，与相应的密封头配套，实现不同规格管材的FLD实验。同样的，为保证适用于外径5(Tl00mm且厚度2飞mm管材的FLC测试，并达到密封的要求，密封头需直径间隔 5mm就加工一套密封头。挡液板每套的其外径尺寸不变，其内径尺寸在5(Tl00mm变化与密封头配合，预充液时防止液体的流出，满足预充液的要求。进行管材FLD实验，需要先在实验管材上印制网格。采用电化学腐蚀方法先在实验管材周围印制直径2. 5mm的相切网格，下面对实验过程进行详细描述。安装模具根据待测管件的外径和管厚选择对应的密封头、成形镶块和挡液板，并通过螺栓连接将密封头连接到水平推杆上，将镶块和挡液板安装在模具上。实验过程将印制好网格的管材置于模具当中，首先上下模具合模，两端水平推杆推进密封头到挡液板位置后停止。水压系统通过预充液向模具中充液体介质，液体介质排出管件中的空气并填充满。水平推杆继续推进，密封头密闭待测管件两端，水压系统通过密封头喷出高压液体。在密封头按一定速度推进和高压液体压力控制的共同作用下，待测管件在自由变形区域发生深拉延的线性应变。通过密封头不同的推进速度以及待测管件内压力的变化，触发深拉延状态的不同的线性应变路径。
权利要求1.一种管件成形极限曲线的柔性化测试模具，其特征是包括上模、下模、密封头、挡液板和成形镶块；所述的上模和下模相拼合成模具，下模上开有预充液孔，所述模具中心形成贯通的左、中、右三个腔体，三个腔体中，中腔体为自由变形区域，左、右腔体对称设置在中腔体两侧；所述的成形镶块共有一对，对称固定在左、右腔体内，成形镶块为两节环状圆柱结构，成形镶块的第一节圆环的外径与左、右腔体内径相配合，成形镶块的第二节圆环的内径与待测管件外径相配合；所述的挡液板为圆环形板，共有一对，分别固定在所述模具的两侧；所述的密封头由底板和密封块两部分构成，所述的密封块为圆柱形，圆柱的外径与挡液板内径相配合，密封块端部设有台阶和倒角，密封头共有一对，其中一个密封头中心开有充液孔。
2.如权利要求1所述的管件成形极限曲线的柔性化测试模具，其特征是所述的成形镶块靠近中腔体一侧的端部设有倒圆角。
3.如权利要求1或2所述的管件成形极限曲线的柔性化测试模具，其特征是所述的密封块外径稍小于成形镶块内径。
专利摘要本实用新型涉及管件性能测试领域，尤其涉及一种管件成形极限曲线的测试模具。一种管件成形极限曲线的柔性化测试模具，包括上模、下模、密封头、挡液板和成形镶块；所述的上模和下模相拼合成模具，模具中心形成三个腔体，中腔体为自由变形区域，所述的成形镶块对称固定在腔体内，成形镶块的内径与待测管件外径相配合，所述的挡液板固定在模具的两侧，所述的密封头与挡液板相配合，密封头中心开有充液孔。本实用新型管件成形极限曲线的柔性化测试模具采用柔性化设计，通过更换配套的成形镶块、密封头以及挡液板，可以实现对不同规格管件的成形极限曲线的测量，大大提高了液压成形产品设计能力、模具开发能力、工艺设计能力。
文档编号G01N3/28GK202049084SQ20112004616
公开日2011年11月23日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24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