一種板料自動定位及失效預測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種板料自動定位及失效預測裝置，屬于沖壓成形【技術領域】。該裝置主要應用于杯突實驗和錐杯實驗中，板料為圓形板料，通過凹模上和凸模上的信號發(fā)射器和壓邊圈上的信號接收器使得板料得到精確的定位，同時通過凸模與凸模頂出桿之間的力傳感器對凸模力進行實時的檢測，當凸模力突然衰減到預設值時代表板料破裂失效，PLC發(fā)出指令使得凸模停止，完成實驗；本實驗裝置能夠對板料進行精確的定位，同時對板料失效時間進行實時的預測，提高了實驗的精度。
【專利說明】一種板料自動定位及失效預測裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種板料自動定位及失效預測裝置，本裝置主要是用來進行杯突和錐杯實驗的沖壓成形和失效時間的預測，進而對材料性能進行測試，因此屬于沖壓成形【技術領域】。

【背景技術】
[0002]杯突實驗和錐杯實驗是衡量金屬成形性能好壞的有效方法，在板料成形、模具設計、空航天、汽車運輸、電子電器、儀表家電、醫(yī)療器械等領域有著廣泛的應用。成形性能是指金屬薄板在沖壓成形過程中抵抗破裂的能力，即薄板在指定加工過程中產(chǎn)生塑性變形而不失效的能力；了解金屬板材的成形性能，預測金屬板材成形時的起皺、破裂等缺陷，掌握測試和實驗方法，進而能夠掌握和設計金屬板材成形工藝，并用于指導模具設計和設備選擇。
[0003]材料成形性能測試時，通常會遇到板料定位不精確確、偏移、失效時間難以把握等問題，進而造成時間嚴重錯位不對稱，同時破裂失效過大或者還沒有失效等現(xiàn)象，嚴重影響實驗結果。
[0004]本發(fā)明提供的是一種板料自動定位及失效預測裝置，該裝置主要針對杯突實驗和錐杯實驗中采用的圓形板料，采用信號采集和PLC實時控制，使得板料可以精確的定位，同時通過采集凸模力的衰減情況進行破裂失效的預測，最終達到板料精確定位和失效預測的功能，提聞實驗的精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明專利設計了一種板料自動定位及失效預測裝置，屬于沖壓成形【技術領域】。該裝置主要應用于杯突實驗和錐杯實驗中，板料為圓形板料，通過凹模上和凸模上的信號發(fā)射器和壓邊圈上的信號接收器使得板料得到精確的定位，同時通過凸模與凸模頂出桿之間的力傳感器對凸模力進行實時的檢測，當凸模力突然衰減到預設值時代表板料破裂失效，PLC發(fā)出指令使得凸模停止，完成實驗；本實驗裝置能夠對板料進行精確的定位，同時對板料失效時間進行實時的預測，提聞了實驗的精度。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:提供一種板料自動定位及失效預測裝置，該裝置采用信號接收方式實現(xiàn)板料的精確定位，同時通過力傳感器進行力的檢測進而對破裂失效進行實時的預測，提高了成形實驗精度。
[0007]本發(fā)明提供了一種板料自動定位及失效預測裝置，本裝置主要進行錐杯實驗和杯突實驗，其采用的板料是圓形板料；所述裝置包括壓邊圈頂出桿、壓邊圈頂出盤、連接固定座、壓邊連接桿、壓邊圈、導柱、導套、上模固定柱、模架支柱、支柱固定套、上模架、凹模固定座、凸模、凸模頂出桿、下模架、凹模固定環(huán)、凹模、凸模固定環(huán)；上模架通過模架支柱和支柱固定套與下模架固定連接，凹模通過凹模固定環(huán)經(jīng)螺紋連接固定在凹模固定座下方，凹模固定座通過上模固定柱固定在上模架下方，板料放在壓邊圈上面，壓邊圈通過壓邊連接桿和連接固定座固定在壓邊圈頂出盤上面，壓邊圈頂出盤連接固定在壓邊頂出桿上面，壓邊頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)驅動進行壓邊；凸模固定在凸模固定環(huán)內(nèi)部，凸模固定環(huán)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿內(nèi)部，最后凸模頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)驅動進行板料成形；其特征在于:裝置還設有信號發(fā)射器、信號接收器、定位滾子和力傳感器，其中信號發(fā)射器安裝固定在凹模下表面的凹槽內(nèi)，信號接收器安裝固定在壓邊圈上上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子安裝固定在壓邊圈上表面，力傳感器安裝固定在凸模頂出桿的凹槽中，位于凸模的正下方。
[0008]本發(fā)明中，凹模下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個信號發(fā)射器，壓邊圈上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定著四個信號接收器和四個定位滾子，定位滾子分布圓周半徑小于信號接收器分布圓周半徑，信號發(fā)射器和信號接收器上下對齊，信號發(fā)射器和信號接收器分布的圓周直徑和板料的直徑相等(直徑為60_);當板料放上壓邊圈時，啟動電源開關，信號發(fā)射器發(fā)出信號，由于板料剛放上時沒有定位好，板料將擋住四個信號中的某個或者幾個，則此時PLC將驅動被擋住信號的信號接收器臨近的定位滾子使得板料向內(nèi)部小步進移動，而沒有被擋住信號旁邊的滾子將不會被驅動，最后經(jīng)過往復的驅動四個信號接收器將都能接收到信號，此時板料定位完成，達到了板料的精確定位。
[0009]本發(fā)明中，凸模由尾端銷釘經(jīng)凸模固定環(huán)內(nèi)部的導向槽導向進入旋轉一角度后卡在凸模固定環(huán)內(nèi)部，凸模固定環(huán)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿內(nèi)部，最后凸模頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)進行驅動實現(xiàn)成形；凸模與凸模頂出桿之間安裝有力傳感器，在成形過程中力傳感器周期性的對凸模力信號進行實時的采集，并由計算機計算出力的衰減值并和預設值進行比較，當衰減值達到或超過預設值時代表板料發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令驅使凸模停止運動，判斷板料失效完成。
[0010]本發(fā)明中，所述定位滾子由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠，以便實驗過程中，板料和滾子接觸時可以增大摩擦防止板料打滑，增大摩擦力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是板料自動定位及失效預測裝置裝配圖。
[0012]圖2是凹模及其信號發(fā)射裝置布置示意圖。
[0013]圖3是壓邊圈上信號接收裝置、板料定位滾子布置示意圖。
[0014]圖4是凸模安裝及力傳感器的安裝示意圖。
[0015]附圖中:1-壓邊圈頂出桿 2-壓邊圈頂出盤 3-連接固定座 4-壓邊連接桿5-壓邊圈6-導柱7-導套8-上模固定柱9-模架支柱10-支柱固定套11-上模架12-凹模固定座13-凸模14-凸模頂出桿15-下模架16-凹模固定環(huán)17-凹模18-信號發(fā)射器19-板料20-信號接收器21-定位滾子22-凸模固定環(huán)23-力傳感器。

【具體實施方式】
[0016]由圖1-圖4可知，本發(fā)明提供了一種板料自動定位及失效預測裝置，本裝置主要對圓形板料進行杯突實驗和錐杯實驗；所述裝置由壓邊圈頂出桿1、壓邊圈頂出盤2、連接固定座3、壓邊連接桿4、壓邊圈5、導柱6、導套7、上模固定柱8、模架支柱9、支柱固定套10、上模架11、凹模固定座12、凸模13、凸模頂出桿14、下模架15、凹模固定環(huán)16、凹模17、凸模固定環(huán)22組成；上模架11是通過模架支柱9和支柱固定套10與下模架15固定連接，凹模17通過凹模固定環(huán)16經(jīng)螺栓通過螺紋連接固定在凹模固定座12下方，凹模固定座12通過上模固定柱8固定在上模架11下方，板料19放在壓邊圈5上面，壓邊圈5通過壓邊連接桿4和連接固定座3固定在壓邊圈頂出盤2上表面，壓邊圈頂出盤2連接固定到壓邊頂出桿I上面，最后壓邊頂出桿I穿過下模架15由液壓系統(tǒng)驅動進行壓邊作用；凸模13固定在凸模固定環(huán)22內(nèi)部，凸模固定環(huán)22通過螺紋連接固定在凸模頂出桿14內(nèi)部，然后凸模頂出桿14穿過下模架15由液壓系統(tǒng)驅動進行板料成形；其特征在于:還設有信號發(fā)射器18、信號接收器20、定位滾子21和力傳感器23，其中信號發(fā)射器18安裝固定在凹模17下表面的凹槽內(nèi)，信號接收器20安裝固定在壓邊圈5上上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子21安裝固定在壓邊圈5上表面，凸模13和凸模頂出桿14之間安裝固定有力傳感器；實驗過程中，液壓系統(tǒng)分別驅動壓邊圈5和凸模13進行壓邊，同時通過信號檢測能夠進行板料的精確定位和失效預測，提高了實驗的精度。
[0017]由圖1-3所示可知，凹模17下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個信號發(fā)射器18，壓邊圈5上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定著四個信號接收器20和四個定位滾子21，定位滾子21分布圓周半徑小于信號接收器20分布圓周半徑且和信號接收器20對應布置(如圖3)，信號發(fā)射器18和信號接收器20上下對齊，信號發(fā)射器18和信號接收器20分布的圓周直徑和板料19的直徑相等(直徑為60_)(如圖1);當板料19放到壓邊圈5上時，啟動電源開關，信號發(fā)射器18發(fā)出信號，由于板料19剛放上時沒有定位好，板料19將擋住四個信號中的某個或者幾個，使得對應的信號接收器20無法接收到信號，則此時PLC將驅動因信號被擋住而沒接收到信號的信號接收器20最近的定位滾子21轉動使得板料向內(nèi)部小步進移動，而沒有被擋住信號旁邊的定位滾子21將不會被驅動，最后經(jīng)過往復的驅動定位滾子21，使得四個信號接收器20將都能接收到信號，此時板料19完成定位，從而達到了板料19的精確定位，本發(fā)明中，定位滾子21由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠，實驗過程中，板料19和定位滾子21接觸時可以增大摩擦力，防止板料19打滑。
[0018]由圖4所示可知，凸模13由尾端銷釘經(jīng)凸模固定環(huán)22內(nèi)部的導向槽導向進入凸模固定環(huán)22,凸模固定環(huán)22通過螺紋連接固定在凸模頂出桿14內(nèi)部,最后凸模頂出桿14穿過下模架15由液壓系統(tǒng)進行驅動實現(xiàn)成形；凸模13與凸模頂出桿14之間裝有力傳感器23，在成形過程中力傳感器23周期性的對凸模力信號進行實時的采集，并由計算機計算出力的衰減值并和預設值衰減值進行比較，當衰減值達到或超過預設值時代表板料19發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令驅使凸模13停止運動，判斷板料19成形完成；實驗過程中，液壓系統(tǒng)驅動凸模頂出桿14進行成形，力傳感器23通過對力進行實時的檢測，當力的衰減值達到預設值時PLC發(fā)出指令命令凸模13停止，完成失效的檢測，同時完成板料19的成形。
[0019]由圖1- 4可知，裝上模具后，將板料19放到壓邊圈5上，啟動電源開關，凹模17上的信號發(fā)射器18發(fā)出信號，壓邊圈5上信號接收器20接收信號，由于板料19放置不對中，部分信號接收器20將接受不到信號，當有信號接收不到時，說明板料19沒有定位好，PLC發(fā)出指令驅動沒有接收到信號的信號接收器20附近的定位滾子21轉動進行定位，使得板料19小步進的小內(nèi)部移動，當四個信號接收器20都能接收到信號時，定位完成；當定位完成時，啟動壓邊裝置，壓邊圈5通過導柱6導套7進行導向完成壓邊過程，壓邊過程中壓邊力通過均布的壓邊圈頂出桿I和壓邊連接桿4的平均分布實現(xiàn)均勻壓邊；當壓邊完成后，啟動凸模13進行成形，凸模13與凸模頂出桿14處之間的力傳感器23將對凸模力進行實時的采集，并通過計算機對衰減力進行計算，當衰減值達到或超過預設值時，PLC發(fā)出指令使得凸模13停止，完成破裂失效的預測，最終完成實驗。
【權利要求】
1.一種板料自動定位及失效預測裝置，所述裝置包括壓邊圈頂出桿(I)、壓邊圈頂出盤⑵、 連接固定座(3)、壓邊連接桿(4)、壓邊圈(5)、導柱(6)、導套(7)、上模固定柱(8)、模架支柱(9)、支柱固定套(10)、上模架(11)、凹模固定座(12)、凸模(13)、凸模頂出桿(14)、下模架(15)、凹模固定環(huán)(16)、凹模(17)和凸模固定環(huán)(22);上模架(11)通過模架支柱(9)和支柱固定套(10)與下模架(15)相連接，凹模(17)通過凹模固定環(huán)(16)固定在凹模固定座(12)上，凹模固定座(12)通過上模固定柱(8)固定在上模架(11)上，板料(19)放在壓邊圈(5)上，壓邊圈(5)通過壓邊連接桿(4)和連接固定座(3)固定在壓邊圈頂出盤⑵上，壓邊圈頂出盤(2)連接到下方的壓邊頂出桿⑴上，壓邊頂出桿⑴穿過下模架(15)由液壓系統(tǒng)驅動進行壓邊；凸模(13)固定在凸模固定環(huán)(22)內(nèi)部，然后凸模固定環(huán)(22)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿(14)內(nèi)部，凸模頂出桿(14)穿過下模架(15)由液壓系統(tǒng)驅動進行成形；其特征在于:還設有信號發(fā)射器(18)、信號接收器(20)、定位滾子(21)和力傳感器(23)，其中信號發(fā)射器(18)安裝固定在凹模(17)下表面的凹槽內(nèi)，信號接收器(20)安裝固定在壓邊圈(5)上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子(21)安裝固定在壓邊圈(5)上表面，力傳感器(23)安裝固定在凸模頂出桿(14)的凹槽中，位于凸模(13)的正下方。
2.如權利要求1所述的一種板料自動定位及失效預測裝置，其特征在于:所述裝置能夠通過 更換凸凹模進行多種不同板料厚度的杯突實驗和錐杯實驗。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種板料自動定位及失效預測裝置，其特征是:凹模(17)下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個信號發(fā)射器(18)，壓邊圈(5)上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個信號接收器(20)和四個定位滾子(21)，定位滾子(21)分布圓周半徑小于信號接收器(20)分布圓周半徑，信號發(fā)射器(18)和信號接收器(20)上下對齊，信號發(fā)射器(18)和信號接收器(20)分布的圓周直徑和板料(19)的直徑相等；當板料放上壓邊圈(5)時，板料(19)將擋住四個信號中的某個或者幾個，則此時PLC將驅動被擋住信號接收器(20)附近的定位滾子(21)轉動使得板料向內(nèi)部小步進移動，最后當四個信號接收器(20)都能接收到信號時定位停止，完成板料(19)的精確定位。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種板料自動定位及失效預測裝置，其特征是:所述凸模(13)通過銷釘卡在凸模固定環(huán)(22)內(nèi)部，凸模(13)與凸模頂出桿(14)之間裝有力傳感器(23)，在成形過程中力傳感器(23)實時的捕獲力值，并由計算機計算出力的衰減值，當衰減值達到預設值時代表板料發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令使凸模(13)停止，便于精確的預測板料失效時間。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種板料自動定位及失效預測裝置，其特征是:所述定位滾子(21)由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠以便在板料(19)定位和成形時增大摩擦。
【文檔編號】G01N3/02GK104165801SQ201410414338
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權日:2014年8月21日
【發(fā)明者】陳煒, 曹志福, 湯鵬鵬, 蔣在敏, 陳瀧, 李志朋 申請人:江蘇大學