扩孔试验装置的制作方法

本申请涉及扩孔试验设备技术领域，尤其是涉及一种扩孔试验装置。

背景技术：

目前，扩孔试验是金属薄板成形试验中的一个重要组成部分，通过扩孔试验获得的极限扩孔率是评定金属薄板成型性能的关键指标。扩孔试验包括冲制试样圆孔和利用锥头凸模压入冲制试样圆孔两个步骤。即将试样冲制圆孔完毕后，用锥头凸模压入冲制的圆孔内并由试验机对其施加压力，直至圆孔的孔缘(坚缘)发生开裂，最后测量和计算出圆孔在扩孔实验前后的平均孔径，该平均孔径即为极限扩孔率。但现有的锥头凸模采用液压驱动，在扩孔操作时会出现缓冲，即当圆孔的孔缘(坚缘)发生开裂时，锥头凸模不会即刻停止，反而继续向前扩孔，导致孔边缘开裂过大，影响测试结果，此外，现有的扩孔试验设备为模具和设备一体式结构，适用范围局限。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种扩孔试验装置，在一定程度上解决了现有技术中存在的锥头凸模采用液压驱动，在扩孔完成的瞬间，锥头凸模不会即刻停止，导致孔边缘开裂过大，影响测试结果，此外，扩孔试验设备为模具和设备一体式结构，适用范围局限的技术问题。

本申请提供了一种扩孔试验装置，包括：机架、扩孔模具以及电驱动机构；

其中，所述扩孔模具可拆卸地设置在所述机架上；

所述扩孔模具包括翻孔凸模；

所述电驱动机构用于驱动所述扩孔模具的翻孔凸模对试样进行扩孔，且当所述试样的扩孔边缘发生裂纹时，所述电驱动机构停止驱动所述翻孔凸模对所述试样继续进行扩孔操作。

在上述技术方案中，进一步地，所述电驱动机构包括电驱动装置以及升降组件；

其中，所述升降组件设置在所述电驱动装置以及所述翻孔凸模之间，且所述电驱动装置通过所述升降组件驱动所述翻孔凸模对所述试样进行扩孔。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述升降组件为滚珠丝杠结构，所述滚珠丝杠结构包括丝杠，且所述丝杠的一端与所述电驱动装置相连接，所述丝杠的另一端抵靠于所述翻孔凸模上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述电驱动装置为伺服电机。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述机架包括导柱、第一安装面板以及第二安装面板；其中，所述第一安装面板与所述第二安装面板顺次间隔地设置在所述导柱上，且所述第一安装面板与所述第二安装面板之间形成有安装空间，所述扩孔模具设置在所述安装空间内；

所述扩孔模具包括凹模、压边圈以及所述翻孔凸模；其中，所述凹模可拆卸地设置在所述第一安装面板上；所述压边圈以及所述翻孔凸模可运动地设置在所述第二安装面板上；所述电驱动机构能够驱动所述翻孔凸模穿过所述压边圈与所述凹模相配合。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述扩孔模具还包括复位弹性构件，所述复位弹性构件的一端延伸至所述压边圈处，所述复位弹性构件的另一端连接所述翻孔凸模，在所述翻孔凸模对所述试样进行扩孔时，所述复位弹性构件对所述翻孔凸模朝向所述第二安装面板施力。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述扩孔模具还包括凹模座，所述凹模可拆卸地设置在所述凹模座上，所述凹模座可拆卸地设置在所述第一安装面板上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述扩孔模具还包括锁模座以及至少两个垫脚；

其中，所述锁模座可拆卸地设置在所述第二安装面板上；至少两个所述垫脚均设置在所述锁模座上，且至少两个所述垫脚均位于所述锁模座与所述压边圈之间，用于支撑所述压边圈。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述扩孔试验装置还包括放大构件，所述放大构件设置在所述机架上；

所述扩孔模具上开设有观察口，用于将所述翻孔凸模对试样进行扩孔的操作过程暴露在所述放大构件的视野中。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述扩孔试验装置还包括设置在所述机架上的防护罩以及安全光栅；其中，所述防护罩围设在所述电驱动机构的外部；所述安全光栅位于所述扩孔模具的外部。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的扩孔试验装置，其扩孔模具可拆卸地设置在机架上，因而便于后期的检修以及更换，同时能够针对不同的板厚更换不同尺寸的模具，操作简单、方便；电驱动机构作为驱动翻孔模具运动的驱动源，试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构(即刻)停止驱动翻孔凸模对试样继续进行扩孔操作，即电驱动机构对停止命令较液压系统响应快，进而避免了开裂扩大，保证试验结果的准确性。

可见，本申请提供的扩孔试验装置，具有可拆卸的扩孔模具，便于维修以及更换，此外，当试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构能够(即刻)停止驱动翻孔凸模对试样继续进行扩孔操作，进而避免了开裂扩大，保证试验结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的扩孔试验装置的结构示意图；

图2为图1提供的扩孔试验装置在a处的放大结构示意图；

图3为图1提供的扩孔试验装置沿着b-b截面的剖视图；

图4为图3提供的扩孔试验装置在c处的放大结构示意图；

图5为本申请实施例提供的扩孔试验装置的又一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的扩孔试验装置的又一结构示意图；

图7为图6提供的扩孔试验装置在d处的放大结构示意图；

图8为本申请实施例提供的扩孔试验装置的又一结构示意图；

图9为本申请实施例提供的扩孔试验装置的又一结构示意图。

附图标记：

1-机架，101-导柱，102-第一安装面板，103-第二安装面板，2-扩孔模具，201-凹模，202-压边圈，203-翻孔凸模，204-复位弹性构件，205-凹模座，206-锁模座，207-垫脚，208-环形安装板，209-观察口，210-销，3-电驱动机构，301-电驱动装置，302-升降组件，3021-丝杠，4-放大构件，5-防护罩，6-液压油缸，7-油箱，8-显示屏。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图9描述根据本申请一些实施例所述的扩孔试验装置。

参见图1至图7所示，本申请的实施例提供了一种扩孔试验装置，包括：机架1、扩孔模具2以及电驱动机构3；

其中，扩孔模具2可拆卸地设置在机架1上；

电驱动机构3用于驱动扩孔模具2的翻孔凸模203对试样进行扩孔，且当试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构3停止驱动翻孔凸模203对试样继续进行扩孔操作。

本实施例提供的扩孔试验装置，其扩孔模具2可拆卸地设置在机架1上，因而便于后期的检修以及更换，同时能够针对不同的板厚更换不同尺寸的模具，操作简单、方便；电驱动机构3作为驱动翻孔凸模203运动的驱动源，当试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构3停止驱动翻孔凸模203对试样继续进行扩孔操作，即电驱动机构3对停止命令较液压系统响应快，进而避免开裂扩大，保证试验结果的准确性。在这里，可以理解为：当试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构3即刻(立即)停止驱动翻孔凸模203对试样继续进行扩孔操作。

可见，本实施例提供的扩孔试验装置，具有与机架1可拆卸连接的扩孔模具2，便于维修以及更换，此外，当试样的扩孔边缘发生裂纹时，电驱动机构3能够(即刻)停止驱动翻孔凸模203对试样继续进行扩孔操作，进而避免开裂扩大，保证试验结果的准确性。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，电驱动机构3包括电驱动装置301以及升降组件302；

其中，升降组件302设置在电驱动装置301以及翻孔凸模203之间，且电驱动装置301通过升降组件302驱动翻孔凸模203对试样进行扩孔。

在该实施例中，电驱动装置301对停止命令较液压系统响应快，尤其对于操作者观察到扩孔边缘发生裂纹的一瞬间，(即刻)停止电驱动装置301运转，进而(即刻)停止翻孔凸模203继续进行扩孔的操作，进而避免开裂扩大，保证试验结果的准确性。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3和图4所示，升降组件302为滚珠丝杠结构，滚珠丝杠结构包括丝杠3021，且丝杠3021的一端与电驱动装置301相连接，丝杠3021的另一端抵靠于翻孔凸模203上。

在该实施例中，滚珠丝杠结构是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，即将电驱动装置301的转动转换成丝杠3021的直线运动，以推动翻孔凸模203向上运动，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。其中，可选地，滚珠丝杠结构为现有技术中的机械部件，在此，不再详述。

在本申请的一个实施例中，优选地，电驱动装置301为伺服电机。

在该实施例中，伺服电机能够实现精确、快速的定位，克服了液压系统响应慢以及步进电机失步的问题，高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转，抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速启动的场合特别适用，低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1、图3、图5以及图6所示，机架1包括导柱101、第一安装面板102以及第二安装面板103；其中，第一安装面板102与第二安装面板103顺次间隔地设置在导柱101上，且第一安装面板102与第二安装面板103之间形成有安装空间，扩孔模具2设置在安装空间内；

扩孔模具2包括凹模201、压边圈202以及如上所述的翻孔凸模203；其中，凹模201可拆卸地设置在第一安装面板102上；压边圈202以及翻孔凸模203可运动地设置在第二安装面板103上；电驱动机构3能够驱动翻孔凸模203穿过压边圈202与凹模201相配合。

在该实施例中，利用扩孔模具2进行扩孔试验时，将试件放在压边圈202上，并且将试件上的预制孔套在翻孔凸模203的顶头上(定位作用)，按下测试按钮，压边圈202在液压系统的作用下上升与凹模201压紧试件，当试件被压边圈202与凹模201压紧并且压力达到预设压力(压紧力可调，范围0-150kn)后，翻孔凸模203以预定的速度匀速上升，进行扩孔试验。其中，凹模201可拆卸地设置在第一安装面板102上，因而便于后期的检修以及更换，同时能够针对不同的板厚更换不同尺寸的模具，操作简单、方便。

其中，可选地，预制孔的孔径为10mm，预设压力为100kn，当然，不仅限于此。

其中，可选地，液压系统可包括液压油缸6、油箱7以及输油管路等，均为现有技术中的结构，在此，不再详述。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1至图7所示，扩孔模具2还包括复位弹性构件204，复位弹性构件204的一端延伸至压边圈202处，复位弹性构件204的另一端连接翻孔凸模203，在翻孔凸模203对试样进行扩孔时，复位弹性构件204对翻孔凸模203朝向第二安装面板103施力。

在该实施例中，当电驱动机构3驱动翻孔凸模203向上运动时，复位弹性构件204例如弹簧被压缩，积聚弹性势能，翻孔凸模203完成扩孔操作后，驱动构件撤回至初始位置处，翻孔凸模203在复位弹性构件204例如弹簧的作用下，向下运动复位。

其中，可选地，翻孔凸模203的外周侧设置有环形安装板208，复位弹性构件204沿着竖直方向延伸，且复位弹性构件204的一端延伸至压边圈202的下端面，复位弹性构件204的另一端可与环形安装板208通过销210相连接。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1、图3、图5以及图6所示，扩孔模具2还包括凹模座205，凹模201可拆卸地设置在凹模座205上，凹模座205可拆卸地设置在第一安装面板102上。

在该实施例中，凹模201与凹模座205形成可拆卸连接，凹模座205与机架1的第一安装面板102形成可拆卸连接，因而便于后期的检修以及更换，同时能够针对不同的板厚更换不同尺寸的模具，操作简单、方便。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1、图3、图5以及图6所示，扩孔模具2还包括锁模座206以及两个垫脚207；

其中，锁模座206可拆卸地设置在第二安装面板103上；两个垫脚207均设置在锁模座206上，且两个垫脚207均位于锁模座206与压边圈202之间，用于支撑压边圈202；其中一个垫脚207位于翻孔凸模203的一侧，其中另一个垫脚207位于翻孔凸模203的相对的另一侧。

在该实施例中，两个垫脚207通过锁模座206固定在第二安装面板103上，进而起到支撑压边圈202的作用，且由于锁模座206与第二安装面板103形成可拆卸的连接，因而便于检修以及更换等。其中，垫脚207的数量不仅限于图中的两个，还可为多个，且多个垫脚207沿着压边圈202的周向均匀排布。

其中，可选地，锁模座206开设有过口，为电驱动机构3提供运动的通道。

其中，可选地，两个垫脚207与锁模座206通过紧固件等形成可拆卸连接，或者两个垫脚207与锁模座206为一体式结构。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图8和图9所示，扩孔试验装置还包括放大构件4，放大构件4设置在机架1上；

扩孔模具2上开设有观察口209，用于将翻孔凸模203对试样进行扩孔的操作过程暴露在放大构件4的视野中。

在该实施例中，放大构件4设置在扩孔模具2的上方，可以实时观察扩孔状态，当扩孔边缘发生裂纹，人工立即按下停止按钮，设备复位，试验完成，即放大构件4让操作人员能清晰地观察到扩口边缘的情况，以便于人工判断停止试验，保证试验的准确性。

其中，可选地，放大构件4为球面折射放大镜，当然，不仅限于此。

其中，可选地，放大构件4外连接有显示屏8，能够将观测的结果通过显示屏8清楚地展示给操作者，当然，不仅限于此。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图9所示，扩孔试验装置还包括设置在机架1上的防护罩5以及安全光栅；其中，防护罩5围设在电驱动机构3的外部；所述安全光栅位于所述扩孔模具2的外部。

在该实施例中，防护罩5能够防止操作者将手探入电驱动机构3处，进而保证此操作者的人身安全；安全光栅能够有效防止操作者在扩孔操作过程中将手探入扩孔模具2的工作区域内，进而保证操作者的人身安全。

其中，可选地，防护罩5为环状壳体结构，其沿着电驱动机构3的周向围设在电驱动机构3的外围。

其中，可选地，安全光栅通过发射器发出红外光线，由接收器接收红外光，形成保护区域，当扩孔模具2工作时，光束一旦被操作者遮挡时，说明操作者将手探入至危险区域，安全光栅就会给出信号，使机器停止运行。

在本申请的一个实施例中，优选地，扩孔试验装置还包括冲孔机，冲孔机设置在机架1上(图中未示出)。

在该实施例中，本扩孔试验装置将冲孔机和扩孔机集成在一起，能够实现先冲孔，后扩孔的操作，简单、方便。其中，冲孔机为现有技术中的设备，在此，不再详述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。