专利名称：用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量板料成形摩擦系数的辅助装置，更具体地说，涉 及一种用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，该模具能够真实模拟板料 冲压成形。
背景技术：
在汽车用板料的冲压成形过程中，板料与冲压模具之间的接触摩擦是 材料流动、应变分布以及冲压成形质量的非常重要的影响因素之一。目前, 传统经典的摩擦系数测量方法，主要是通过板带的平板拉拔试验来完成， 这种试验方法简单易行，但所测得的摩擦系数波动性大，受外界因素影响 较大，不适于测量板料冲压成形的摩擦系数。板料拉弯试验和拉延筋试验 是另外两种较为常见的测量摩擦系数的方法，上述两种方法分别通过板料 的拉弯和拉延来模拟板料变形过程，与实际冲压成形存在较大差异，因而 所得摩擦系数虽有一定的参照性，但并不能准确地反映板料冲压成形时的
实时摩擦状态。申请号为CN200310109886.5的中国专利公开了一种探针 式组合压力传感器，申请号为CN200410016425.8的中国专利则公开了 一 种釆用上述探针式组合压力传感器来检测摩擦系数的测量系统。采用该测 量系统可测量接触点处的真实摩擦系数，但其缺点是组合压力传感器只考 虑了两个方向的力，因此只能应用于接触面为平面时的情况(如压边圈的 法兰部分等)，而板料在实际冲压成形时，变形处往往三向受力，因此也 无法真实反映板料成形的摩擦系数。另外，安装传感器必须要与摩擦力的 方向一致，否则所测得的摩擦系数会产生较大误差。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，该模具能够真实模拟板料冲压成形， 有利于准确测量板料成形的实肘摩擦系数。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案
该用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具包括压边模、凸�：桶寄＃� 压边模内部设有通孔；凸模上表面呈凸弧面，并且从压边模底部伸入通孔
中；凹模相对设于压边模的上方，凹模内部设有与凸模相适配的凹孔；所 述的压边模、凸�：桶寄Ｄ诓烤栌邪沧扒唬沧扒荒诜直鹕栌醒沽Υ� 器。 t
所述的压边模安装腔垂直设于压边模的压边处，并与压边模的上、下 表面相通。
所述的凸模安装腔倾斜设于凸模内，并与凸模的上、下表面相通。 所述的凹模安装腔呈45。角倾斜设于凹模内，并与凹模的上、下表面 相通。
所述的压力传感器的一端均设有一测量触头，测量触头的顶.端与相应 模的受压面相适配，并与相应模的受压面呈一体状。
在上述技术方案中，本实用新型的用于测量板料成形摩擦系数的冲压 模具包括压边模、伸入压边模内的凸�：蜕栌谘贡吣Ｉ隙说陌寄＃⑶已� 边模、凸�：桶寄Ｄ诓烤栌邪沧扒唬沧扒荒谏栌杏糜诓饬磕Σ料凳� 的压力传感器。该冲压模具通过试验机驱动能够进行真实模拟板料冲压成 形的试验，并且通过压力传感器测量板料变形处的三向受力情况，并计算 出该处的切向合力和法向力，从而准确测量出该处的实时摩擦系数，为板 料的生产研究提供真实可靠的数据。
图l是本实用新型的用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具的结构以 及使用状态剖视图2是本实用新型的冲压模具的压边模的俯视图3a和图3b分别是本实用新型的冲压模具的凸模的仰视图和剖视
图；图4是本实用新型的冲压模具的凹模的仰视图； 图5是图1中的A部放大图6是采用本实用新型的冲压模具进行测量板料成形实时摩擦系数的 结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。 请参阅图1~图5所示，本实用新型的用于测量板料成形摩擦系数的冲 压模具20包括压边模21、凸模22和凹模23,压边模21内部设有通孔 211;凸模22上表面呈凸弧面，并且从压边模21底部伸入通孔211中， 凸模22的底部设有能够与试验机的动作器3相连接的固定孔221;凹模 23相对设于压边模21的上方，凹模23内部设有与凸模22相适配的凹孔 231。压边模21、凸模22和凹模23内部均设有安装腔24,安装腔24内 分别设有压力传感器25。安装腔24的具体安装位置如下，压边模21的安 装腔24垂直设于压边模21的压边处，并与压边模21的上、下表面相通； 凸模22的安装腔24倾斜设于凸模22内，并与凸模22的上、下表面相通； 凹模23的安装腔24呈45。角倾斜设于凹模23的入口圆角处，并与凹模 23的上、下表面相通。而压力传感器25则通过分别设于上述三个安装腔 24内，并通过螺栓和垫片安装固定。每个压力传感器25的一端均套设有 一测量触头26，测量触头26的顶端与相应模(压边模21、凸模22或凹 模23)的受压面相适配，并与相应模的受压面呈一体状，用于与该处的板 料试样接触测量。在此需要说明的是，该压力传感器25可釆用能够测量三 向力的专用传感器(该传感器由本申请人另案申请，名称为用于测量板料 成形摩擦系数的传感器)，当然也可采用其它的传感器。
请再结合图l和图6所示，釆用该冲压模具20进行板料成形模拟试 验并测量摩擦系数的原理如下以采用上述专用传感器25为例，先将凹模 23和压边模21分别固定在试验机的上、下工作台1、 2,将凸模22设于 压边模21内，并将凸模22的底部设于试验机的动作器3上，动作器3与 试验机的控制系统4连通；再将各模的传感器25的数据线251分别依次与测量系统的信号放大器(分为X向、Y向、Z向三个)、A/D卡和计算机 5相连，图6所示的是以凸模22的专用传感器25为例；此时将板料试样 6设于冲压模具20间，通过控制系统控制上工作台l带动凹模23下移并 与板料试样6接触，控制下工作台2上升，使压边模21压紧板料试样6 加压边力，控制动作器3带动凸模22上升并冲压板料试样6，使板料试样 6受力产生变形并挤向凹模23内，从而使得板料试样6分别与三个专用传 感器的测量触头26产生相对滑动；在此板料试样6受冲压发生变形过程中， 专用传感器25通过测量触头26与板料接触，并采集板料试样6变形时所 受的三向力，并通过数据线251将采集的力信号依次通过信号放大、A/D 转换后，输送至计算机5内进行计算处理，并计算出该接触面上的法向合 力Nr和切向合力Fn,并通过计算公式m i = Fn/Nr计算出该测量处的实时 摩擦系数Mi。
采用本实用新型的冲压模具20能够真实的模拟板料冲压成形状态，并 且一次试验可对凸模22上表面、凹模23入口圆角处以及压边模21的压 边处三处板料试样6的实时摩擦系数进行准确测量，从而获得各区域接触 面上摩擦力的大小和方向，以及这些摩擦力大小和方向在冲压成形过程中 的变化情况，并可将上述测量结果和数据广泛应用于板料生产的研究中。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的 实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的 权利要求书范围内。
权利要求1.一种用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，其特征在于该冲压模具包括压边模、凸�：桶寄＃贡吣Ｄ诓可栌型ǹ祝煌鼓Ｉ媳砻娉释够∶妫⑶掖友贡吣５撞可烊胪ǹ字校话寄Ｏ喽陨栌谘贡吣５纳戏剑寄Ｄ诓可栌杏胪鼓Ｏ嗍逝涞陌伎祝凰龅难贡吣�、凸模和凹模内部均设有安装腔，安装腔内分别设有压力传感器。
2. 如权利要求l所述的用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，其特 征在于所述的压边模安装腔垂直设于压边模的压边处，并与压边模的上、下 表面相通。 ，
3. 如权利要求l所述的用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，其特 征在于所述的凸模安装腔倾斜设于凸模内，并与凸模的上、下表面相通。
4. 如权利要求l所述的用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，其特 征在于所述的凹模安装腔呈45。角倾斜设于凹模内，并与凹模的上、下表面 相通。
5. 如权利要求l所述的用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，其特 征在于所述的压力传感器的一端均设有一测量触头，测量触头的顶端与相应 模的受压面相适配，并与相应模的受压面呈一体状。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量板料成形摩擦系数的冲压模具，该冲压模具包括压边模、伸入压边模内的凸�：蜕栌谘贡吣Ｉ隙说陌寄＃⑶已贡吣�、凸�：桶寄Ｄ诓烤栌邪沧扒唬沧扒荒谏栌杏糜诓饬磕Σ料凳难沽Υ衅�。该冲压模具通过试验机驱动能够进行真实模拟板料冲压成形的试验，并且通过压力传感器测量板料变形处的三向受力情况，并计算出该处的切向合力和法向力，从而准确测量出该处的实时摩擦系数，为板料的生产研究提供真实可靠的数据。
文档编号G01N19/04GK201348605SQ20092006687
公开日2009年11月18日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者俞宁峰, 刁可山, 蒋浩民, 陈庆欣, 陈新平 申请人:宝山钢铁股份有限公司
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