專利名稱：汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)冶金治煉中的鋼板板材成品的檢測(cè)，更具體是指一種汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，利用該誘發(fā)裝置能在汽車板表面形成拉毛缺陷。
背景技術(shù)：
在冷軋鋼板沖壓成型中，特別是板料拉伸成型中，當(dāng)板料處于滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于板料和模具工作表面間的強(qiáng)制接觸，可能發(fā)生粘著磨損，這時(shí)成型件會(huì)被嚴(yán)重?fù)p傷，即沖壓件出現(xiàn)表面損傷——拉毛現(xiàn)象。在生產(chǎn)中，通過(guò)減少拉毛缺陷，可以提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和成品率。所以，研究拉毛現(xiàn)象和預(yù)防拉毛產(chǎn)生措施對(duì)汽車制造商和汽車板供應(yīng)商都是非常重要。在冷軋鋼板沖壓成型過(guò)程中，出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象與諸多因素相關(guān)板料的材質(zhì)(成分與組織)、力學(xué)性能(如加工硬化特性)以及表面形貌(如粗糙度)，模具的材質(zhì)(成分與組織)、力學(xué)性能(如硬度)、表面形貌(如粗糙度及其紋理)以及形狀尺寸，還有外部條件如潤(rùn)滑(成分與用量)、溫度、異物等，還有成型條件如變形模式與變形量、壓邊力、流入速度、接觸面積等?？梢?jiàn)，影響拉毛缺陷的因素是眾多的、紛雜的，為了能深入地研究板料表面拉毛現(xiàn)象，找出各因素對(duì)拉毛行為的影響規(guī)律，特別是模具的各因素，即模具材質(zhì)、模具表面硬度以及模具表面粗糙度分別對(duì)于拉毛缺陷的影響規(guī)律，必須能建立科學(xué)評(píng)價(jià)拉毛缺陷的體系，更好地為生產(chǎn)提供指導(dǎo)服務(wù)。為此，需要設(shè)計(jì)一種合適的拉毛實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，以便能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中真實(shí)地再現(xiàn)沖壓實(shí)際加工中板料表面拉毛缺陷。
經(jīng)過(guò)對(duì)專利文獻(xiàn)的檢索，尚未發(fā)現(xiàn)有類似的模擬裝置。在非專利技術(shù)中，經(jīng)過(guò)檢索得知，澳大利亞的D.M.Fabijanic等人在期刊《Metal Forming》(《金屬成型》)2000年第9期上發(fā)表論文“Improving the galling resistance of automotive stamping tools”(《提高汽車沖壓模具的抗拉毛性能》)。該文揭示了采用U形件彎曲變形研究了汽車板沖壓模具的抗磨損性能，他們都在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)磨損的模擬，不過(guò)也都有明顯的局限性，主要是U形件彎曲中模具磨損和板料劃傷只發(fā)生在彎曲成型的直邊部分，而對(duì)于幾何形狀多樣的汽車覆蓋件，其成型模式是拉伸變形，即除在較大直邊部位存在有彎曲變形，其他部位均是拉伸變形，屬于板料壓縮類成型，并且發(fā)生在模具轉(zhuǎn)角部位的拉毛缺陷比直邊部位的拉毛現(xiàn)象更為普遍，所以采用U形件彎曲變形來(lái)模擬模具磨損(或板料抗拉毛性)對(duì)于研究汽車板拉毛特性有較大的局限性，不能為滿足研究各種因素對(duì)拉毛行為的影響規(guī)律和建立科學(xué)評(píng)價(jià)拉毛缺陷的需求提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，該誘發(fā)裝置能誘發(fā)汽車鋼板表面形成拉毛，使其能再現(xiàn)汽車板板材在沖壓過(guò)程中的拉毛形成，為研究模具因素對(duì)板材板料拉毛缺陷的影響規(guī)律以及建立科學(xué)評(píng)價(jià)拉毛缺陷的評(píng)價(jià)體系提供相應(yīng)的技術(shù)支持。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，包括壓力機(jī)、凹模部分和凸模部分，凹模部分與凸模部分相對(duì)而設(shè)，壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)凹模部分相對(duì)于凸模部分作上下運(yùn)動(dòng)，所述的凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定并位于上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方并位于凹模墊塊內(nèi)，凹模鑲嵌在凹模墊塊上并位于凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背向?qū)K、壓邊板、活動(dòng)頂桿，凸模固定在下底板上并與凹模部分的凹模墊塊相對(duì)，活動(dòng)頂桿置于下底板上并位于凸模的兩側(cè)，背向?qū)K固定于下底板上并位于頂桿的兩側(cè)，壓邊板置于頂桿上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同并能容置于內(nèi)。
所述的壓邊板工作表面上設(shè)有拉延筋凹筋，所述的凹模上設(shè)有拉延筋凸筋，拉延筋凸筋與拉延筋凹筋的位置相對(duì)。
所述的凹模部分的凹模、凹模墊塊以及凸模墊塊隨著上底板在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下一起作上下運(yùn)動(dòng)。
所述的壓邊板能隨頂桿作上下運(yùn)動(dòng)。
所述的凹模與凸模的模具間隙為2-4mm。
所述的凹模工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間。
所述的壓邊板的材質(zhì)、表面硬度和工作面表面粗糙度的設(shè)置均與凹模的材質(zhì)、表面硬度和工作面表面粗糙度相同。
本發(fā)明的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置包括壓力機(jī)、凹模部分和凸模部分，凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定并位于上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方并位于凹模墊塊內(nèi)，凹模鑲嵌在凹模墊塊上并位于凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背向?qū)K、壓邊板、活動(dòng)頂桿，凸模固定在下底板上并與凹模部分的凹模墊塊相對(duì)，活動(dòng)頂桿置于下底板上并位于凸模的兩側(cè)，背向?qū)K固定于下底板上并位于頂桿的兩側(cè)，壓邊板置于頂桿上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同并能容置于內(nèi)。當(dāng)汽車鋼板置于壓邊板上，凹模在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凹模接觸鋼板時(shí)，壓邊板隨凹模一起向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)頂桿對(duì)壓邊板施加一定的向上壓緊力，在壓緊力和凹模向下運(yùn)動(dòng)下，由于鋼板受凹模和壓邊板作用導(dǎo)致變形、并且與它們的工作表面直接接觸，在反復(fù)的拉伸過(guò)程中鋼板上部分物料向凹模表面和壓邊板表面轉(zhuǎn)移，在二者表面形成粘結(jié)瘤，在沖壓過(guò)程中粘結(jié)瘤會(huì)劃傷鋼板的表面，產(chǎn)生拉毛缺陷，隨著沖壓次數(shù)的增加，粘結(jié)瘤會(huì)越來(lái)越多、越來(lái)越大，拉毛程度也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，從而達(dá)到在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)拉毛缺陷的目的，為研究模具因素對(duì)板材板料拉毛缺陷的影響規(guī)律以及建立科學(xué)評(píng)價(jià)拉毛缺陷的評(píng)價(jià)體系提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。


圖1為本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為當(dāng)將汽車鋼板試樣置于本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置中的示意圖。
圖3為本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置中的凹模部分與凸模部分合模時(shí)的狀態(tài)示意圖。
圖4為本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置將鋼板試樣沖壓變形時(shí)的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置包括括壓力機(jī)、凹模部分和凸模部分，具體包括上底板1、凹模2、凹模墊塊3、凸模4、凸模墊塊5、背向?qū)K6、下底板7、壓邊板8、頂桿9、壓邊板拉延筋凹筋10、凹模拉延筋凸筋11。
上底板1和壓力機(jī)(圖中沒(méi)有示意出)中的一個(gè)部件相連，由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)上底板1作上下運(yùn)動(dòng)。凹模墊塊3通過(guò)內(nèi)六角螺釘和內(nèi)螺紋圓柱銷固定在上底板1上，凸模墊塊5通過(guò)卸料螺釘固定在上底板1，凹模2通過(guò)內(nèi)六角螺釘和內(nèi)螺紋圓柱銷鑲嵌凹模墊塊3上，拉延筋凸筋11通過(guò)內(nèi)六角螺釘固定在凹模2的工作表面，凹模2、凹模墊塊3以及凸模墊塊5可隨著上底板1在壓力機(jī)上橫梁的帶動(dòng)下一起上下運(yùn)動(dòng)，背向?qū)K6通過(guò)六角鏍栓和普通圓柱銷固定于下底板7上，凸模4通過(guò)內(nèi)六角螺釘和內(nèi)六角螺釘固定在下底板7上，壓邊板8置于頂桿9上，可隨頂桿9上下運(yùn)動(dòng)，拉延筋凹筋10直接鑲嵌在壓邊板8的上工作面。壓邊板8、凹模2型腔應(yīng)該同加工、以保證同心性，型腔尺寸也相同，且其形狀與凸模4的外輪廓相似、尺寸比凸模4稍大(模具間隙為2-4mm)、中心與凸模4相同，凹模2工作面的拉延筋凸筋11與壓邊板上的拉延筋凹筋10的對(duì)稱中心相同，拉延筋凸筋11和凹筋10分別鑲嵌壓邊板8和凹模2的工作面，保證鑲嵌結(jié)合部絕對(duì)平滑。凹模2材質(zhì)選用當(dāng)前汽車生產(chǎn)廠家常用的鑄鐵，凹模2表面硬度為HRC30-65，凹模2工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間，為了便于分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定每一個(gè)模具因素對(duì)拉毛影響規(guī)律，壓邊板8的材質(zhì)、表面硬度以及工作面表面粗糙度的設(shè)置都和凹模2相同。
請(qǐng)結(jié)合圖2、圖3所示，當(dāng)將所需要試樣的鋼板12置于壓邊板8上，凹模2在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，上底板1繼續(xù)帶動(dòng)凹模2向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)壓邊板8和頂桿9也向下運(yùn)動(dòng)，鋼板12經(jīng)過(guò)拉延筋凹筋10和拉延筋凸筋11貼著凸模4向凹模2內(nèi)流動(dòng)變形，在壓緊力和凹模2向下運(yùn)動(dòng)下使鋼板12變形成為預(yù)期的盒形件。也就是說(shuō)，當(dāng)凹模2接觸鋼板12時(shí)，壓邊板8隨凹模2一起向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)頂桿9對(duì)壓邊板8施加一定的向上壓緊力，由于鋼板12是受凹模2和壓邊板8作用導(dǎo)致變形、并且與它們直接接觸，在反復(fù)的拉伸過(guò)程中鋼板上部分物料向凹模2表面和壓邊板8表面轉(zhuǎn)移，在二者表面形成粘結(jié)瘤，在沖壓過(guò)程中粘結(jié)瘤會(huì)劃傷鋼板12的表面，產(chǎn)生拉毛，隨著沖壓次數(shù)的增加，粘結(jié)瘤會(huì)越來(lái)越多、越來(lái)越大，拉毛程度也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，從而達(dá)到在模擬再現(xiàn)汽車鋼板沖壓加工中出現(xiàn)拉毛缺陷的目的。
本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置與《金屬成型》)2000年第9期上所公開(kāi)的名稱為“提高汽車沖壓模具的抗拉毛性能”相比，本發(fā)明突破了研究模具磨損采用傳統(tǒng)的U形彎曲件成型所具有局限性，即，U形件彎曲中模具磨損和板料劃傷只發(fā)生在彎曲成型的直邊部分，而對(duì)于幾何形狀多樣的汽車鋼板，其成型模式是拉伸變形，即除在較大直邊部位存在有彎曲變形，其他部位均是拉伸變形的局限性。利用本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置不僅能得到鋼板成型件直邊部分的拉毛缺陷，也能得到與實(shí)際工藝更為接近的圓角部位的拉毛缺陷，為研究沖壓過(guò)程中模具各因素對(duì)拉毛的影響規(guī)律以及評(píng)價(jià)打下了良好的基礎(chǔ)。此外，在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的拉毛誘發(fā)裝置可將各部分設(shè)計(jì)為為鑲塊式結(jié)構(gòu)。這樣能便于更換，很好地滿足了各種不同模具狀態(tài)下模具對(duì)拉毛的影響程度的需要，為研究模具因素對(duì)板材板料拉毛缺陷的影響規(guī)律以及建立科學(xué)評(píng)價(jià)拉毛缺陷的評(píng)價(jià)體系提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1.一種汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，包括壓力機(jī)、凹模部分和凸模部分，凹模部分與凸模部分相對(duì)而設(shè)，壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)凹模部分相對(duì)于凸模部分作上下運(yùn)動(dòng)，其特征在于所述的凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定并位于上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方并位于凹模墊塊內(nèi)，凹模鑲嵌在凹模墊塊上并位于凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背向?qū)K、壓邊板、活動(dòng)頂桿，凸模固定在下底板上并與凹模部分的凹模墊塊相對(duì)，活動(dòng)頂桿置于下底板上并位于凸模的兩側(cè)，背向?qū)K固定于下底板上并位于頂桿的兩側(cè)，壓邊板置于頂桿上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同并能容置于內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的壓邊板工作表面上設(shè)有拉延筋凹筋，所述的凹模上設(shè)有拉延筋凸筋，拉延筋凸筋與拉延筋凹筋的位置相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的凹模部分的凹模、凹模墊塊以及凸模墊塊隨著上底板在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下一起作上下運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的壓邊板能隨頂桿作上下運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的凹模與凸模的模具間隙為2-4mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的凹模工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，其特征在于所述的壓邊板的材質(zhì)、表面硬度和工作面表面粗糙度的設(shè)置均與凹模的材質(zhì)、表面硬度和工作面表面粗糙度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車板表面拉毛缺陷誘發(fā)裝置，包括凹模部分和凸模部分，凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凸模部分還包括下底板、凸模、背向?qū)K、壓邊板、活動(dòng)頂桿，凸模固定在下底板上并與凹模部分的凹模墊塊相對(duì)，活動(dòng)頂桿置于下底板上并位于凸模的兩側(cè)，背向?qū)K固定于下底板上并位于頂桿的兩側(cè)，壓邊板置于頂桿上。當(dāng)鋼板置于該誘發(fā)裝置上時(shí)，壓邊板上，凹模在壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凹模接觸鋼板時(shí)，壓邊板隨凹模一起向下運(yùn)動(dòng)，并在凹模表面和壓邊板表面形成粘結(jié)瘤，在沖壓過(guò)程中粘結(jié)瘤會(huì)劃傷鋼板的表面，產(chǎn)生拉毛缺陷，隨著沖壓次數(shù)的增加，拉毛程度也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，為拉毛缺陷的評(píng)價(jià)體系提供了技術(shù)支持。
文檔編號(hào)G01N1/28GK101082545SQ200610027090
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者陳新平, 蔣浩民 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司