專利名稱：測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輕合金板料塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置。
背景技術(shù)：
鎂合金是目前世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比剛度均高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、阻尼減震性和電磁屏蔽性都很強(qiáng)、廢料易回收等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子和汽車等行業(yè)，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料”。由于鎂是密排六方晶體結(jié)構(gòu)，常溫下鎂合金塑性差，很難成形，因此大部分鎂合金制品都是通過(guò)鑄造的方法成型，很少采用塑性加工的方法成型，這就限制了鎂合金的應(yīng)用范圍。研究表明，隨著溫度的升高，鎂合金再結(jié)晶開(kāi)始發(fā)生，滑移系增多，塑性大大提高，這就為鎂合金熱成形工藝提供了可能。近年來(lái)，鎂合金板料熱沖壓成形已成為鎂合金應(yīng)用新的研究熱點(diǎn)。通過(guò)塑性加工的方法得到的鎂合金熱沖壓制品具有良好的力學(xué)性能和表面質(zhì)量，因此鎂合金熱沖壓成形工藝將有著更廣泛的應(yīng)用范圍。鎂合金板料的塑性成形性能是確定鎂合金熱沖壓成形工藝的依據(jù)，并決定著其加工的成敗。為了衡量不同鎂合金材料的熱沖壓成形能力，需要測(cè)定鎂合金板料的塑性成形性能。鎂合金板料沖壓成形時(shí)，板料需要加熱到一定的溫度(大約150 300°C )，因此需要測(cè)定鎂合金板料在不同溫度下的塑性成形性能，這與測(cè)定常溫條件下成形材料的塑性成形性能的方法和裝置有所不同。對(duì)于常溫條件下成形的金屬板料，其塑性成形性能的測(cè)定可以采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4156-1984 “金屬杯突試驗(yàn)方法”進(jìn)行。其測(cè)試方法是用頭部為規(guī)定尺寸球形的凸模，將夾緊在凹模與壓邊圈間的試樣壓入凹模內(nèi)，直至出現(xiàn)穿透試樣厚度的裂縫為止。測(cè)量凸模頂端壓入試樣的深度作為杯突值，用以反映材料在拉脹成形時(shí)的塑性變形性能。金屬杯突實(shí)驗(yàn)適用于測(cè)定厚度為0. 2 2mm、寬度等于或大于90mm金屬板和帶的塑性變形性能。杯突實(shí)驗(yàn)通常都是在專用設(shè)備杯突實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。對(duì)于鋁合金板料，其塑性變形性能的測(cè)定可以采用有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T 419-2000 “鋁及鋁合金杯突試驗(yàn)方法”，該標(biāo)準(zhǔn)適用于0. Imm 3mm厚的鋁及鋁合金板料、帶、箔材。鋁杯突試驗(yàn)與金屬杯突試驗(yàn)方法和裝置基本相同，對(duì)于厚度大于2mm的鋁板，鋁杯突試驗(yàn)用的凹模尺寸有所不同。以上測(cè)定金屬板材塑性成形性能的杯突試驗(yàn)都是在常溫下(10 30°C )進(jìn)行的，顯然不能用于測(cè)定鎂合金板材在一定溫度條件下的塑性成形性能。另外，杯突實(shí)驗(yàn)都是在專用設(shè)備杯突試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，要求設(shè)備提供一定的夾緊力，這就使得杯突試驗(yàn)很難在通用的材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)試驗(yàn)方法不能測(cè)定鎂合金板材在特定溫度條件下的塑性成形性能，以及試驗(yàn)需要專用設(shè)備的問(wèn)題；提供一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置；能夠測(cè)定不同厚度的鎂合金板料從室溫到300°C之間，以不同變形速度、不同潤(rùn)滑條件下的塑性成形性能。該試驗(yàn)可以在各種通用材料試驗(yàn)機(jī)或液壓機(jī)上進(jìn)行，不需要提供夾緊力或壓邊力，試驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換試件方便等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，包括沖頭，底座，凹模，凹模與底座聯(lián)接，凹模通過(guò)壓邊圈與底座聯(lián)接，凹模與壓邊圈的中間為圓孔，在凹模圓孔外側(cè)的平面與壓邊圈圓孔外側(cè)的平面對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)有相配合的凹槽和凸臺(tái)。所述凹槽為設(shè)在壓邊圈靠近邊緣位置處的圓環(huán)形凹槽，所述凸臺(tái)為設(shè)在凹模上的與圓環(huán)形凹槽相配合的圓環(huán)形凸起。所述凹模與壓邊圈通過(guò)螺栓連接。底座兩側(cè)設(shè)側(cè)槽，與底座側(cè)槽相對(duì)應(yīng)的壓邊圈兩側(cè)設(shè)側(cè)壁，壓邊圈的側(cè)壁與底座的側(cè)槽配合連接。壓邊圈的前部安有把手。把手便于組裝體插入模架和從模架抽出。壓邊圈上加工試件定位槽。定位槽便于試件定位。所述沖頭，底座，凹模，壓邊圈設(shè)在加熱箱內(nèi)，加熱箱上壁設(shè)有開(kāi)口 I，加熱箱下壁設(shè)有開(kāi)口 II。沖頭通過(guò)加熱箱的下壁的開(kāi)口 II固定在工作臺(tái)上，沖頭從底座的圓孔進(jìn)入，沖頭與圓孔之間為間隙配合、在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)可以方便固定沖頭和模架的位置。加熱箱采用電阻絲加熱，加熱箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇鼓風(fēng)熱循環(huán)；所述加熱箱采用PID控制。在沖頭和/或者試件上涂抹潤(rùn)滑劑。這樣能夠改進(jìn)鎂合金板料塑性成形性能并能確定潤(rùn)滑劑對(duì)成形性能的影響。本實(shí)用新型的使用和工作原理該試驗(yàn)在通用材料試驗(yàn)機(jī)上或普通液壓機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)機(jī)不需要提供額外的壓邊力或夾緊力。將凹模、試件和壓邊圈的組裝體插入到模架底座上、形成一個(gè)整體試驗(yàn)裝置，將試驗(yàn)裝置放置在加熱箱內(nèi)，試驗(yàn)裝置通過(guò)拉桿穿過(guò)加熱箱上壁的開(kāi)口固定在上橫梁上；沖頭通過(guò)加熱箱的下壁的開(kāi)口固定在工作臺(tái)上，沖頭與圓孔之間為間隙配合、在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)可以方便固定沖頭和模架的位置。加熱箱放置在工作臺(tái)上，不需要固定，加熱箱可以設(shè)定從室溫到300°C之間的任一溫度值并保持恒定溫度。凹模和壓邊圈的組裝體通過(guò)壓邊圈兩側(cè)的側(cè)壁插入到模架底座側(cè)槽內(nèi)與模架連接，方便更換試件。壓邊圈的前部安有把手，方便組裝體插入模架和從模架抽出。壓邊圈上加工試件定位槽，便于試件定位。壓邊圈外邊緣加工一圈壓邊筋凹槽，凹模對(duì)應(yīng)的外邊緣處加工一圈壓邊筋凸臺(tái)，將鎂合金板料試件放置在具有定位槽的壓邊圈上面，把凹模放置在試件上面，壓邊圈上的凹槽與凹模的凸臺(tái)位置對(duì)應(yīng)，將凹模和壓邊圈用力壓緊固定，通過(guò)連接凹模和壓邊圈螺栓的預(yù)緊力的作用下，試件在壓邊槽處發(fā)生塑性變形，壓邊圈的凹槽與凹模的凸臺(tái)之間的試件壓制出一圈壓邊筋。本實(shí)用新型的有益效果1.本實(shí)用新型能夠?qū)Σ煌穸鹊膹氖覝氐?00°C之間不同溫度下的鎂合金板料，以不同變形速度、不同潤(rùn)滑條件下的塑性成形性能進(jìn)行測(cè)定試驗(yàn)。2.該試驗(yàn)可以在各種通用材料試驗(yàn)機(jī)或液壓機(jī)上進(jìn)行，不需要提供夾緊力或壓邊力，試驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換試件方便。
圖1是本實(shí)用新型測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置的示意圖。其中，1、試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)，2、墊板，3、加熱箱，4、沖頭，5、底座，6、壓邊圈，7、試件，8、凹模，9、螺栓，10、立柱，12、模板，13、拉桿，15、壓板，19、試驗(yàn)機(jī)上橫梁，22、側(cè)槽，23、側(cè)壁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，如圖1所示，圖中，試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)1，墊板2，加熱箱3，沖頭4，底座5，壓邊圈6，試件7，凹模8，螺栓9，立柱10，模板12，拉桿13，壓板15，試驗(yàn)機(jī)上橫梁19，側(cè)槽22，側(cè)壁23。凹模8與壓邊圈6的中間為圓孔，在凹模的圓孔外側(cè)的平面與壓邊圈圓孔外側(cè)的平面對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)有相配合的凹槽和凸臺(tái)，所述底座5、壓邊圈6、凹模8通過(guò)螺栓9聯(lián)接，底座5通過(guò)立柱10與模板12聯(lián)接，模板12通過(guò)拉桿13與壓板15聯(lián)接，壓板15與試驗(yàn)機(jī)上橫梁19聯(lián)接。所述凹槽為設(shè)在壓邊圈6靠近邊緣位置處的圓環(huán)形凹槽，所述凸臺(tái)為設(shè)在凹模8上的與圓環(huán)形凹槽相配合的圓環(huán)形凸起。底座5兩側(cè)設(shè)側(cè)槽22，與底座5側(cè)槽22相對(duì)應(yīng)的壓邊圈6兩側(cè)設(shè)側(cè)壁23，壓邊圈6的側(cè)壁23與底座的側(cè)槽22配合連接。壓邊圈6的前部安有把手，把手便于組裝體插入模架和從模架抽出。壓邊圈6上加工試件定位槽，定位槽便于試件定位。所述沖頭4，底座5，凹模8，壓邊圈6設(shè)在加熱箱3內(nèi)，加熱箱3上壁設(shè)有開(kāi)口 I，加熱箱3下壁中心位置設(shè)有開(kāi)口 II，加熱箱3采用電阻絲加熱，配以風(fēng)扇鼓風(fēng)熱循環(huán)，加熱箱3采用PID控制。具體測(cè)試步驟是1.將鎂合金板料試件7放置在具有定位槽的壓邊圈6上面，把凹模8放置在試件7上面，用內(nèi)六角螺栓將凹模8和壓邊圈6連接在一起，壓邊圈6上表面外邊緣有一圈壓邊筋的凹槽，凹模8下表面相對(duì)應(yīng)的位置有一圈壓邊筋的凸臺(tái)，旋緊螺栓9，在螺栓預(yù)緊力的作用下，凹模8和壓邊圈6將它們中間的試件7壓制出一圈壓邊筋，試件7上的壓邊筋可以阻止試驗(yàn)過(guò)程中試樣邊緣的金屬向凹?？變?nèi)流動(dòng)，保證試驗(yàn)過(guò)程中鎂合金板料的變形為純脹形。2.將凹模8、試件7和壓邊圈6的組裝體插入到模架的底座5上，壓邊圈6的側(cè)壁與底座5的側(cè)槽配合連接，組裝體可以方便地插入到模架的底座5上或者從底座5上抽出，方便試件的更換。3.整個(gè)模架被放置在一個(gè)加熱箱3內(nèi)，模架的上端有兩個(gè)拉桿從加熱箱3上壁的兩個(gè)孔洞中穿過(guò)并固定在試驗(yàn)機(jī)上橫梁19上。加熱箱3放置在試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)1上面的墊板2上。端部為球形的沖頭4從加熱箱3下壁的孔洞中穿過(guò)并固定在墊板2上。試驗(yàn)開(kāi)始之前，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)工件臺(tái)1或者試驗(yàn)機(jī)上橫梁19的位置，使沖頭4與試件7接觸。4.關(guān)上加熱箱3的門，設(shè)定試件7需要加熱的溫度，然后給加熱箱3通電開(kāi)始加熱，當(dāng)加熱到設(shè)定溫度后，等待10分鐘使加熱箱3內(nèi)的溫度趨于穩(wěn)定，然后就可以進(jìn)行試驗(yàn)了。5.設(shè)置試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)1向上運(yùn)動(dòng)的速度，然后就可以啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)向上運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)帶著加熱箱3和沖頭4 一起向上運(yùn)動(dòng)，而試驗(yàn)機(jī)上橫梁19和試驗(yàn)?zāi)＜鼙３朱o止。6.試件7在沖頭4的作用下發(fā)生純脹形變形，當(dāng)試件7發(fā)生裂紋或者試驗(yàn)力突然下降時(shí)，立即停機(jī)，記錄沖頭4的運(yùn)動(dòng)行程，即試件脹形的高度，此高度值大小反映了鎂合金板料在當(dāng)前溫度下的塑性成形性能。7.試驗(yàn)結(jié)束后，將試驗(yàn)機(jī)工件臺(tái)1下移，打開(kāi)加熱箱3門，將凹模8、試件7和壓邊圈6的組裝體從模架的底座5上抽出，旋下連接凹模8和壓邊圈6的螺栓，將試件取下，接著可以裝入下一個(gè)試件進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)。將試件從加熱箱3內(nèi)取下以及更換試件7，更換試件后，加熱箱內(nèi)溫度可以在較短時(shí)間內(nèi)升高到設(shè)定的溫度。當(dāng)需要確定潤(rùn)滑劑對(duì)成形性能的影響時(shí)，可以在沖頭4和試件7上涂抹潤(rùn)滑劑。[0026] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，包括沖頭，底座，凹模，凹模與底座聯(lián)接，其特征是，凹模通過(guò)壓邊圈與底座聯(lián)接，凹模與壓邊圈的中間為圓孔，在凹模圓孔外側(cè)的平面與壓邊圈圓孔外側(cè)的平面對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)有相配合的凹槽和凸臺(tái)。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述凹槽為設(shè)在壓邊圈靠近邊緣位置處的圓環(huán)形凹槽，所述凸臺(tái)為設(shè)在凹模上的與圓環(huán)形凹槽相配合的圓環(huán)形凸起。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述凹模與壓邊圈通過(guò)螺栓連接并壓緊。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述底座兩側(cè)設(shè)側(cè)槽，與底座側(cè)槽相對(duì)應(yīng)的壓邊圈兩側(cè)設(shè)側(cè)壁，壓邊圈的側(cè)壁與底座的側(cè)槽配合連接。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述壓邊圈的前部安有把手。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述沖頭，底座，凹模，壓邊圈設(shè)在加熱箱內(nèi)，加熱箱上壁設(shè)有開(kāi)口 I，加熱箱下壁設(shè)有開(kāi)口 II。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述加熱箱采用電阻絲加熱，加熱箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇鼓風(fēng)熱循環(huán)；所述加熱箱采用PID控制。
8.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，其特征是，所述沖頭上涂抹潤(rùn)滑材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)定鎂合金板料塑性成形性能的裝置；包括沖頭，底座，凹模，凹模通過(guò)壓邊圈與底座聯(lián)接，凹模與壓邊圈的中間為圓孔，在凹模圓孔外側(cè)的平面與壓邊圈圓孔外側(cè)的平面對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)有相配合的凹槽和凸臺(tái)，所述凹槽為設(shè)在壓邊圈靠近邊緣位置處的圓環(huán)形凹槽，所述凸臺(tái)為設(shè)在凹模上的與圓環(huán)形凹槽相配合的圓環(huán)形凸起。所述沖頭，底座，凹模，壓邊圈設(shè)在加熱箱內(nèi)，加熱箱上壁設(shè)有開(kāi)口I，加熱箱下壁設(shè)有開(kāi)口II，沖頭通過(guò)加熱箱的下壁的開(kāi)口II固定在工作臺(tái)上；該裝置在各種通用材料試驗(yàn)機(jī)或液壓機(jī)上進(jìn)行，不需要提供夾緊力或壓邊力，試驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換試件方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/28GK202330190SQ20112046468
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者呂良, 宋立彬, 趙國(guó)群, 馬新武 申請(qǐng)人:山東大學(xué)