第二彈簧的彈力及緩沖效果，避免剛性狀態(tài) 操作造成設(shè)備損害沖剪不準(zhǔn)確的問題。另一方面，該設(shè)計(jì)借助兩個彈簧的彈力，達(dá)到了沖剪 后復(fù)位、為下一次沖剪做準(zhǔn)備的效果，利于循環(huán)操作，而且加工圓片中，試樣尺寸一致性好。 停止對沖剪桿施加壓力后，第一彈簧、第二彈簧會進(jìn)行復(fù)位運(yùn)動，進(jìn)而帶動各組件達(dá)到未沖 剪時的位置。待鋁及鋁合金板材沖剪完成后，靠第一彈簧的恢復(fù)力將沖剪凸模和鋁及鋁合 金板材分離；靠第二彈簧的恢復(fù)力將上支座和沖剪凹模分離。GB/T 5125-2008《鋁及鋁合 金沖杯試驗(yàn)方法》中，對沖杯試驗(yàn)圓片試樣的尺寸要求，使得第一彈簧的內(nèi)徑不得小于圓片 試樣的尺寸。
[0079] 關(guān)于第一彈簧2、第二彈簧7的具體設(shè)計(jì)思路為：
[0080] 1.第一彈簧的具體設(shè)計(jì)思路：
[0081] 第一彈簧的受力分析
[0082] (1)初始狀態(tài)時，也即萬能試驗(yàn)機(jī)沒有施加沖剪載荷時的受力情況如圖5所示：
[0083] 此時：G+Fr = 0 ;
[0084] 上式中，G-沖剪桿和沖剪凸模的重量；Fr-上支座對彈簧的反作用力；Hl-初始 狀態(tài)第一彈簧高度。
[0085] (2)向下沖剪動作完成，處于最大工作行程時的極限受力情況如圖6所示：G+F+Fr =ο ；
[0086] 上式中：G-沖剪桿和沖剪凸模的重量；Fr-上支座對彈簧的反作用力；F-沖剪 桿對第一彈簧的作用力；H 2-處于最大工作行程時第一彈簧高度。
[0087] 1. 2第一彈簧的選型
[0088] 第一彈簧的作用主要是用于在壓力機(jī)卸載后，能夠?qū)_剪桿向上回彈至設(shè)備的初 始狀態(tài)。因此，第一彈簧僅需要在壓力機(jī)卸載后能夠克服沖剪桿的重力即可。但是在設(shè)計(jì) 過程中，考慮到GB/T 5125-2008《鋁及鋁合金沖杯試驗(yàn)方法》對圓片試樣的要求，第一彈簧 內(nèi)徑需要大于60mm。再則由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的尺寸限制，根據(jù)GB/T 2089-2009《普通圓柱螺旋 壓縮彈簧尺寸及參數(shù)（兩端圈并緊磨平或制扁）》，選擇第一彈簧參數(shù)如下：
[0089] 類型：普通圓柱螺旋壓縮彈簧
[0090] 材料：60Si2Mn
[0091] 材料直徑 d :10mm ;
[0092] 彈簧中徑 D :75mm;
[0093] 自由高度 HO :120mm;
[0094] 有效圈數(shù)η :4.5圈；
[0095] 彈簧剛度 p' :52N/mm;
[0096] 最大恢復(fù)力：2763N。
[0097] 1. 3第一彈簧剛度計(jì)算
[0098]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于，包括：上支座、下支座、一 套以上的沖剪模組、驅(qū)動組件；其中， 所述沖剪模組包括：一個以上的沖剪凸模和一個沖剪凹模；所述沖剪凹模開有供所述 沖剪凸模陷入的沖剪孔，每一套所述沖剪模組中所有沖剪凸模的高度相同，橫截面直徑不 同； 所述上支座開有供所述沖剪凸模穿過的第一通孔； 所述沖剪凹模固定于所述下支座上，其上表面為待沖剪片的放置面； 所述驅(qū)動組件分別與所述上支座、所述沖剪凸模相連接，以推動所述上支座向所述沖 剪凹模移動，待所述上支座的下表面與所述待沖剪片接觸后，繼續(xù)推動所述沖剪凸模向所 述沖剪凹模移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動 組件包括：沖剪桿、第一彈簧、一個以上的第二彈簧；其中， 所述沖剪桿的下端與所述沖剪凸模固定連接，上端與外部施力裝置連接； 所述第一彈簧套于所述沖剪桿外，其上端與所述沖剪桿的上端連接，其下端與所述上 支座的上表面固定連接； 所述第二彈簧設(shè)置于所述上支座和所述下支座之間； 所述第一彈簧的剛度大于所述第二彈簧。
3. 如權(quán)利要求2所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于，所述沖剪 孔、所述沖剪桿、所述第一通孔同軸。
4. 如權(quán)利要求2所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述第 二彈簧為多個時，所有所述第二彈簧以所述沖剪孔的中心為圓心呈圓周分布。
5. 如權(quán)利要求4所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于， 每個所述第二彈簧內(nèi)均穿有一根銷柱； 所述上支座開有供所述銷柱自由滑動的第三通孔，所述銷柱的上端穿過所述第三通 孔，且套有阻擋所述銷柱從所述上支座滑脫的第一擋圈；所述銷柱的下端穿過所述下支座， 且用套有阻擋其從所述下支座滑脫的第二擋圈。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于， 所述下支座的中心開有固定安裝所述沖剪凹模的第二通孔；所述沖剪凹模的下底面高于所 述下支座的下底面，所述第二通孔的內(nèi)壁和所述沖剪凹模的下底面圍成圓片儲存空間； 所述下支座的底部開有卸料槽，所述卸料槽與所述圓片儲存空間連通。
7. 如權(quán)利要求6所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于， 所述沖剪凹模的呈倒圓臺結(jié)構(gòu)，其側(cè)面上邊緣和所述第二通孔內(nèi)側(cè)面上邊緣可拆卸連 接；和/或 所述加工設(shè)備還包括：彈簧套筒，彈簧套筒套于第一彈簧的外面，其下表面與上支座的 第一通孔邊緣固定連接。
8. 如權(quán)利要求7所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備，其特征在于，所述沖 剪凸模、沖剪凹模采用合金鋼42CrM〇 ;沖剪桿采用合金鋼40Cr ;所述上支座采用合金鋼 42CrMo ;所述下支座采用45鋼。
9. 利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備加工圓片的 加工方法，其特征在于，包括： 將鋁或鋁合金質(zhì)的待沖剪片置于沖剪凹模的上表面上； 利用驅(qū)動組件將沖剪凸模位移至與所述待沖剪片上表面接觸； 所述沖剪凸模對待沖剪片進(jìn)行沖剪，得沖杯試驗(yàn)圓片。
10.如權(quán)利要求9所述的鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備加工圓片的加工方法， 其特征在于， 所述沖剪凸模對待沖剪片進(jìn)行沖剪之后，所述加工方法進(jìn)一步包括：自卸料槽將所述 沖杯試驗(yàn)圓片取出；和/或， 所述沖剪凸模對待沖剪片進(jìn)行沖剪之后，所述加工方法進(jìn)一步包括：利用驅(qū)動組件將 所述沖剪凸模復(fù)位。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及鋁或鋁合金沖杯試驗(yàn)圓片的加工設(shè)備及加工方法。該加工設(shè)備包括：上支座、下支座、一套以上的沖剪模組、驅(qū)動組件；其中沖剪模組包括：一個以上的沖剪凸模和一個沖剪凹模；沖剪凹模開有供沖剪凸模陷入的沖剪孔，每一套沖剪模組中所有沖剪凸模的高度相同，橫截面直徑不同；上支座開有供沖剪凸模穿過的第一通孔；沖剪凹模固定于下支座上，沖剪凹模的上表面為待沖剪片的放置面；驅(qū)動組件分別與上支座、沖剪凸模相連接，以推動上支座向沖剪凹模移動，待上支座的下表面與待沖剪片接觸后，繼續(xù)推動沖剪凸模向沖剪凹模移動。本發(fā)明能夠得到尺寸準(zhǔn)確的沖杯試驗(yàn)圓片，且結(jié)構(gòu)簡單、適用不同厚度的待沖剪片。
【IPC分類】B21D37-10
【公開號】CN104607545
【申請?zhí)枴緾N201510064788
【發(fā)明人】烏新平, 劉珂, 南立志, 李國偉, 彭建良, 邢德洲, 許潔靜, 崔建欣, 李靜
【申請人】三門峽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月6日