本發(fā)明涉及的是一種金屬材料物理性能測試領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種精沖模具材料的抗磨損性能測試裝置。

背景技術(shù)：

精沖是一種先進(jìn)的板料精密塑性成形技術(shù)，可直接獲得剪切面光潔、尺寸精度高的零件，目前被廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空器制造、通用機(jī)械等各部門。相比于普通沖裁，精沖模具成本高，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。由于沖裁間隙小，單邊間隙一般為板厚的0.5～1％，成形過程中板料局部劇烈塑性變形現(xiàn)象明顯，致使模具磨損嚴(yán)重，壽命偏低。因此，定量評價精沖模具材料抗磨損性能，有助于合理選取模具材料，減少模具磨損，降低模具成本。

目前常用模具材料磨損性能評測主要采用銷盤實驗和實際工況實驗。銷盤實驗主要原理是通過磨損銷和磨損盤的摩擦接觸，測量磨損銷的質(zhì)量損失來評估模具材料的抗磨損性能。但是在整個實驗過程中，作為磨損盤的零件板料未發(fā)生明顯的塑性應(yīng)變，磨損環(huán)境與精沖局部大變形區(qū)別很大，無法保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。而實際工況實驗需要采用精沖壓力機(jī)進(jìn)行大批量實驗，周期長、成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種精沖模具材料的抗磨損性能測試裝置，通過使測試樣軸與設(shè)置于工作臺上的測試板料發(fā)生相對運動，從而產(chǎn)生磨損，并采用壓力傳感器和位移傳感器控制測試樣軸的壓力大小和壓入深度，實現(xiàn)對模具材料磨損的定量測評；測試樣軸的前端工作部分設(shè)計成v字形旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，且壓入測試板料，以模擬實際磨損環(huán)境，提高抗磨損測試的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：工作臺、驅(qū)動總成、滑動總成和測試樣軸總成，其中：驅(qū)動總成驅(qū)動滑動總成使設(shè)置于工作臺上的測試板料往復(fù)運動，測試樣軸總成施加壓力使測試樣軸壓入測試板料通過相對運動產(chǎn)生磨損。

所述的滑動總成包括：導(dǎo)軌、滑動墊板、力傳感器、安全擋塊和滑塊，其中：安全擋塊分別設(shè)置于導(dǎo)軌的兩端，滑動墊板、力傳感器和滑塊依次相連，并沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動。

所述的導(dǎo)軌設(shè)置于工作臺上。

所述的滑動墊板上固定設(shè)置固定塊和鎖緊夾。

所述的固定塊連接放置于滑動墊板中間的測試板料，鎖緊夾成列設(shè)置于測試板料的兩側(cè)鎖緊測試板料，并且兩側(cè)的鎖緊夾錯開設(shè)置。

所述的測試樣軸通過模具材料加工而成。

所述的驅(qū)動總成包括：通過聯(lián)軸器相連的絲桿和伺服電機(jī)。

所述的絲桿與滑塊相連。

所述的測試樣軸總成包括：測試樣軸、壓力傳感器、三層支架和液壓機(jī)構(gòu)，其中：液壓機(jī)構(gòu)、壓力傳感器和測試樣軸依次相連，并從上而下逐層設(shè)置于三層支架上。

所述的三層支架橫跨導(dǎo)軌固定設(shè)置于工作臺的中間位置。

所述的三層支架的底層一側(cè)設(shè)有位移傳感器。

所述的測試樣軸的前端部分壓入測試板料。

所述的測試樣軸的前端工作部分為剖面為v字形的半圓結(jié)構(gòu)。

所述的v字形的前端倒小圓角。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的測試樣軸壓入測試板料，在測試過程中材料發(fā)生塑性變形，與模具的實際磨損環(huán)境更為接近，所測的模具材料的抗磨損性能也更符合實際；測試樣軸的前端工作部分為v字形旋轉(zhuǎn)形狀，在測試過程中可以近似模擬實際精沖過程中模具刃口處的材料流動，提高測試的準(zhǔn)確性；三層支架上的位移傳感器可以精確調(diào)整測試樣軸在測試板料上的壓入深度，便于測量評測不同材料塑性變形下的模具材料的磨損。

附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖；

圖2為測試樣軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：(a)為正視圖，(b)、(c)為側(cè)視圖；

圖3為測試樣軸的前端截面圖；

圖4為實施過程中不同施加壓力下測試樣軸上的最大接觸應(yīng)力示意圖；

圖5為與圖4同條件下精沖過程中不同壓入深度下凸模上的最大接觸應(yīng)力示意圖；

圖中：1為工作臺、2為安全擋塊、3為滑動墊板、4為固定塊、5為鎖緊夾、6為測試板料、7為測試樣軸、8為壓力傳感器、9為三層支架、10為液壓機(jī)構(gòu)、11為位移傳感器、12為滑塊、13為導(dǎo)軌、14為絲桿、15為伺服電機(jī)。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例包括：工作臺1、驅(qū)動總成、測試板料6、滑動總成和測試樣軸總成，其中：驅(qū)動總成驅(qū)動滑動總成使設(shè)置于工作臺1上的測試板料6往復(fù)運動，測試樣軸總成施加壓力使測試樣軸7壓入測試板料6通過相對運動產(chǎn)生磨損。

所述的滑動總成包括：導(dǎo)軌13、滑動墊板3、力傳感器、安全擋塊2和滑塊12，其中：安全擋塊2分別設(shè)置于導(dǎo)軌13的兩端，滑動墊板3、力傳感器和滑塊12依次相連，并沿導(dǎo)軌13往復(fù)滑動。

所述的安全擋塊2可避免滑動墊板3移出導(dǎo)軌13等意外發(fā)生。

所述的導(dǎo)軌13設(shè)置于工作臺1上。

所述的滑動墊板3上固定設(shè)置固定塊4和鎖緊夾5。

所述的固定塊4連接放置于滑動墊板3上的測試板料6，鎖緊夾5成列設(shè)置于測試板料6的兩側(cè)鎖死測試板料6，并且兩側(cè)的鎖緊夾5錯開設(shè)置。

所述的測試樣軸7通過模具材料加工而成。

所述的驅(qū)動總成包括：通過聯(lián)軸器相連的絲桿14和伺服電機(jī)15。

所述的絲桿14與滑塊12相連。

所述的測試樣軸7總成包括：測試樣軸7、壓力傳感器8、三層支架9和液壓機(jī)構(gòu)10，其中：液壓機(jī)構(gòu)10、壓力傳感器8和測試樣軸7依次相連，并從上而下逐層設(shè)置于三層支架9上。

所述的三層支架9橫跨導(dǎo)軌13固定設(shè)置于工作臺1的中間位置。

所述的三層支架9的底層一側(cè)設(shè)有位移傳感器11。

所述的測試樣軸7通過夾具固定在三層支架9的下層。

所述的測試樣軸7的前端部分壓入測試板料6。

如圖2所示，所述的測試樣軸7的前端為剖面為v字形的半圓結(jié)構(gòu)，為v字形旋轉(zhuǎn)180°得到，v字形角度可根據(jù)需要調(diào)整。

所述的v字形的前端倒小圓角。

如圖3所示，所述的測試樣軸7的前端的v字形旋轉(zhuǎn)r為3mm，前端倒角半徑r為0.05mm，v字形角度α為150°。

所述的液壓機(jī)構(gòu)10向測試樣軸7施加壓力，測試樣軸7下移壓入滑動墊板3上的測試板料6，壓力大小通過壓力傳感器8檢測，壓入深度即下壓量通過位移傳感器11可以準(zhǔn)確保證。

所述的力傳感器用于測試樣軸7在測試板料6上相對運動時測量所受力大小。

所述的伺服電機(jī)15帶動滑塊12運動，實現(xiàn)測試樣軸7與測試板料6的相對運動，從而使兩者產(chǎn)生較大的接觸磨損；并且伺服電機(jī)15的速度可調(diào)，可測量不同運動速度下的模具材料的磨損。

測試前，將待測試的零件板材剪切成50mm*1200mm的測試板料6，方便置于滑動墊板3上固定，待測試的模具材料按圖2所示結(jié)構(gòu)加工成測試樣軸7。

測試時，首先將測試板料6通過固定塊4和鎖緊夾5固定在滑動墊板3上，滑動墊板3位于導(dǎo)軌13左端，測試樣軸7通過夾具固定在三層支架9上，通過液壓機(jī)構(gòu)10施加壓力使測試樣軸7下移，并通過位移傳感器11控制測試樣軸7下壓至測試板料6的指定深度；然后啟動伺服電機(jī)15，設(shè)置滑動墊板3的運動速度和滑動距離，通過驅(qū)動滑塊12帶動滑動墊板3向右移動，使測試樣軸7在測試板料6上發(fā)生相對滑動，形成接觸磨損，并同時在滑動過程中記錄力傳感器的數(shù)值；滑動結(jié)束后，卸掉液壓機(jī)構(gòu)10的液壓力，升起測試樣軸7，伺服電機(jī)15反向運動使滑動墊板3恢復(fù)到起始位置，更換測試板料6重復(fù)上述操作，每測試10塊板料便卸下測試樣軸7，測量磨損量并對其進(jìn)行磨損表征，直到磨損深度達(dá)到0.1mm。

如圖4所示，本實施例的磨損環(huán)境與實際精沖近似，達(dá)到預(yù)期效果。

上述具體實施可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明原理和宗旨的前提下以不同的方式對其進(jìn)行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)且不由上述具體實施所限，在其范圍內(nèi)的各個實現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。