用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，該沖壓模具包括壓邊模、伸入壓邊模內的凸模和設于壓邊模上端的凹模，并且壓邊模、凸模和凹模內部均開設有安裝腔，安裝腔內設有用于測量摩擦系數的壓力傳感器。該沖壓模具通過試驗機驅動能夠進行真實模擬板料沖壓成形的試驗，并且通過壓力傳感器測量板料變形處的三向受力情況，并計算出該處的切向合力和法向力，從而準確測量出該處的實時摩擦系數，為板料的生產研究提供真實可靠的數據。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及測量板料成形摩擦系數的輔助裝置，更具體地說，涉 及一種用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，該模具能夠真實模擬板料 沖壓成形。
技術介紹
在汽車用板料的沖壓成形過程中，板料與沖壓模具之間的接觸摩擦是 材料流動、應變分布以及沖壓成形質量的非常重要的影響因素之一。目前, 傳統經典的摩擦系數測量方法，主要是通過板帶的平板拉拔試驗來完成， 這種試驗方法簡單易行，但所測得的摩擦系數波動性大，受外界因素影響 較大，不適于測量板料沖壓成形的摩擦系數。板料拉彎試驗和拉延筋試驗 是另外兩種較為常見的測量摩擦系數的方法，上述兩種方法分別通過板料 的拉彎和拉延來模擬板料變形過程，與實際沖壓成形存在較大差異，因而 所得摩擦系數雖有一定的參照性，但并不能準確地反映板料沖壓成形時的實時摩擦狀態。申請號為CN200310109886.5的中國專利公開了一種探針 式組合壓力傳感器，申請號為CN200410016425.8的中國專利則公開了 一 種釆用上述探針式組合壓力傳感器來檢測摩擦系數的測量系統。采用該測 量系統可測量接觸點處的真實摩擦系數，但其缺點是組合壓力傳感器只考 慮了兩個方向的力，因此只能應用于接觸面為平面時的情況(如壓邊圈的 法蘭部分等)，而板料在實際沖壓成形時，變形處往往三向受力，因此也 無法真實反映板料成形的摩擦系數。另外，安裝傳感器必須要與摩擦力的 方向一致，否則所測得的摩擦系數會產生較大誤差。
技術實現思路
針對現有技術中存在的上述缺點，本技術的目的是提供一種用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，該模具能夠真實模擬板料沖壓成形， 有利于準確測量板料成形的實肘摩擦系數。為實現上述目的，本技術采用如下技術方案該用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具包括壓邊模、凸模和凹模， 壓邊模內部設有通孔；凸模上表面呈凸弧面，并且從壓邊模底部伸入通孔中；凹模相對設于壓邊模的上方，凹模內部設有與凸模相適配的凹孔；所 述的壓邊模、凸模和凹模內部均設有安裝腔，安裝腔內分別設有壓力傳感 器。 t所述的壓邊模安裝腔垂直設于壓邊模的壓邊處，并與壓邊模的上、下 表面相通。所述的凸模安裝腔傾斜設于凸模內，并與凸模的上、下表面相通。 所述的凹模安裝腔呈45。角傾斜設于凹模內，并與凹模的上、下表面 相通。所述的壓力傳感器的一端均設有一測量觸頭，測量觸頭的頂.端與相應 模的受壓面相適配，并與相應模的受壓面呈一體狀。在上述技術方案中，本技術的用于測量板料成形摩擦系數的沖壓 模具包括壓邊模、伸入壓邊模內的凸模和設于壓邊模上端的凹模，并且壓 邊模、凸模和凹模內部均開設有安裝腔，安裝腔內設有用于測量摩擦系數 的壓力傳感器。該沖壓模具通過試驗機驅動能夠進行真實模擬板料沖壓成 形的試驗，并且通過壓力傳感器測量板料變形處的三向受力情況，并計算 出該處的切向合力和法向力，從而準確測量出該處的實時摩擦系數，為板 料的生產研究提供真實可靠的數據。附圖說明圖l是本技術的用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具的結構以 及使用狀態剖視圖2是本技術的沖壓模具的壓邊模的俯視圖3a和圖3b分別是本技術的沖壓模具的凸模的仰視圖和剖視圖；圖4是本技術的沖壓模具的凹模的仰視圖； 圖5是圖1中的A部放大圖6是采用本技術的沖壓模具進行測量板料成形實時摩擦系數的 結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例進一步說明本技術的技術方案。 請參閱圖1~圖5所示，本技術的用于測量板料成形摩擦系數的沖 壓模具20包括壓邊模21、凸模22和凹模23,壓邊模21內部設有通孔 211;凸模22上表面呈凸弧面，并且從壓邊模21底部伸入通孔211中， 凸模22的底部設有能夠與試驗機的動作器3相連接的固定孔221;凹模 23相對設于壓邊模21的上方，凹模23內部設有與凸模22相適配的凹孔 231。壓邊模21、凸模22和凹模23內部均設有安裝腔24,安裝腔24內 分別設有壓力傳感器25。安裝腔24的具體安裝位置如下，壓邊模21的安 裝腔24垂直設于壓邊模21的壓邊處，并與壓邊模21的上、下表面相通； 凸模22的安裝腔24傾斜設于凸模22內，并與凸模22的上、下表面相通； 凹模23的安裝腔24呈45。角傾斜設于凹模23的入口圓角處，并與凹模 23的上、下表面相通。而壓力傳感器25則通過分別設于上述三個安裝腔 24內，并通過螺栓和墊片安裝固定。每個壓力傳感器25的一端均套設有 一測量觸頭26，測量觸頭26的頂端與相應模(壓邊模21、凸模22或凹 模23)的受壓面相適配，并與相應模的受壓面呈一體狀，用于與該處的板 料試樣接觸測量。在此需要說明的是，該壓力傳感器25可釆用能夠測量三 向力的專用傳感器(該傳感器由本申請人另案申請，名稱為用于測量板料 成形摩擦系數的傳感器)，當然也可采用其它的傳感器。請再結合圖l和圖6所示，釆用該沖壓模具20進行板料成形模擬試 驗并測量摩擦系數的原理如下以采用上述專用傳感器25為例，先將凹模 23和壓邊模21分別固定在試驗機的上、下工作臺1、 2,將凸模22設于 壓邊模21內，并將凸模22的底部設于試驗機的動作器3上，動作器3與 試驗機的控制系統4連通；再將各模的傳感器25的數據線251分別依次與測量系統的信號放大器(分為X向、Y向、Z向三個)、A/D卡和計算機 5相連，圖6所示的是以凸模22的專用傳感器25為例；此時將板料試樣 6設于沖壓模具20間，通過控制系統控制上工作臺l帶動凹模23下移并 與板料試樣6接觸，控制下工作臺2上升，使壓邊模21壓緊板料試樣6 加壓邊力，控制動作器3帶動凸模22上升并沖壓板料試樣6，使板料試樣 6受力產生變形并擠向凹模23內，從而使得板料試樣6分別與三個專用傳 感器的測量觸頭26產生相對滑動；在此板料試樣6受沖壓發生變形過程中， 專用傳感器25通過測量觸頭26與板料接觸，并采集板料試樣6變形時所 受的三向力，并通過數據線251將采集的力信號依次通過信號放大、A/D 轉換后，輸送至計算機5內進行計算處理，并計算出該接觸面上的法向合 力Nr和切向合力Fn,并通過計算公式m i = Fn/Nr計算出該測量處的實時 摩擦系數Mi。采用本技術的沖壓模具20能夠真實的模擬板料沖壓成形狀態，并 且一次試驗可對凸模22上表面、凹模23入口圓角處以及壓邊模21的壓 邊處三處板料試樣6的實時摩擦系數進行準確測量，從而獲得各區域接觸 面上摩擦力的大小和方向，以及這些摩擦力大小和方向在沖壓成形過程中 的變化情況，并可將上述測量結果和數據廣泛應用于板料生產的研究中。本
中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本技術，而并非用作為對本技術的限定，只要在本技術的 實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本技術的 權利要求書范圍內。權利要求1.一種用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，其特征在于該沖壓模具包括壓邊模、凸模和凹模，壓邊模內部設有通孔；凸模上表面呈凸弧面，并且從壓邊模底部伸入通孔中；凹模相對設于壓邊模的上方，凹模內部設有與凸模相適配的凹孔；所述的壓邊模、凸模和凹模內部均設有安裝腔，安裝腔內分別設有壓力傳感器。2. 如權利要求l所述的用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，其特 征本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于測量板料成形摩擦系數的沖壓模具，其特征在于：　該沖壓模具包括壓邊模、凸模和凹模，壓邊模內部設有通孔；凸模上表面呈凸弧面，并且從壓邊模底部伸入通孔中；凹模相對設于壓邊模的上方，凹模內部設有與凸模相適配的凹孔；　所述的壓邊模 、凸模和凹模內部均設有安裝腔，安裝腔內分別設有壓力傳感器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣浩民，陳新平，俞寧峰，刁可山，陳慶欣，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]