一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置制造方法
【專利摘要】一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，包括電機減速機，技術(shù)要點是：在臺面上與減速機輸出軸的聯(lián)軸器相對應位置上設有一帶定位卡銷的定位板，在聯(lián)軸器與定位卡銷之間設有一被測試樣軸，被測試樣軸上設有支撐軸承；在靠近被測試樣軸上設光學計數(shù)器，與之配合的感應貼則設在被測試樣軸上；被測試樣軸上部的垂直方向設置有加載桿，加載桿下部還設置有一與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，所述加載桿的下端通過加載桿固定器固設在臺面上，該固定器上還設有加載調(diào)整器。本新型實現(xiàn)了在實驗室條件下對工況條件下汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，從而找到?jīng)_壓模具材料摩擦磨損失效的機理，進而為沖壓模具材料選擇提供了有效測試手段。
【專利說明】一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是涉及一種金屬模具材料物理性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種汽車沖 壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在汽車車身生產(chǎn)過程中需要大量的車身沖壓件，車身沖壓件的選用板材一般為高 強度鋼板，其抗拉強度一般在200至400MPa之間，厚度一般在0. 6至3. 5毫米之間。近年 來，汽車車身沖壓件選用板材發(fā)展的非常快，已經(jīng)涌現(xiàn)出許多抗拉強度在500MPa以上的先 進高強度鋼板，但是對于沖壓模具的研究卻相對滯后，導致了部分汽車車身沖壓件的品質(zhì) 下降和沖壓模具壽命的降低。因此，對于汽車沖壓模具材料與汽車車身沖壓件選用板材間 的摩擦磨損性能的研究顯得尤為重要。在汽車車身沖壓件生產(chǎn)過程中，沖壓模具受力較大 的部分(如拉延類模具壓邊圈和圖凹模圓角處、沖裁類模具刃口處及成型類模具翻邊整形 鑲塊等）時常會受到摩擦磨損破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其主要目的 是實現(xiàn)在實驗室條件下對工況條件下汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，為研究 沖壓模具材料與車身沖壓件板材之間的摩擦磨損行為，從而找到?jīng)_壓模具材料摩擦磨損失 效的機理，進而為不同車身沖壓件板材下的沖壓模具材料選擇提供一種新的有效的測試手 段。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，它包括有電機，減速機，聯(lián)軸器，工作 臺面，其特征是：在工作臺面上與減速機輸出軸的聯(lián)軸器相對應位置上設置有一帶定位卡 銷的定位板，在聯(lián)軸器與定位卡銷之間設置有一被測試樣軸，在該被測試樣軸上還套裝有 帶軸承固定座的支撐軸承，該軸承固定座固定在工作臺面上；在靠近被測試樣軸的工作臺 面上還設置有一光學計數(shù)器，而與光學計數(shù)器配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣軸 上；在被測試樣軸上部沿該軸垂直方向設置有一加載桿，在所述加載桿下部還設置有一與 被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，靠近加載桿兩端的加載桿上還分別設置有 一陪試樣固定螺栓，所述加載桿的下端通過加載桿固定器固設在工作臺面上，在加載桿固 定器上還設有加載調(diào)整器。
[0005] 本發(fā)明還包括：電機設置在減震臺面上，所述電機是通過傳動皮帶與電阻式無極 調(diào)速減速機相聯(lián)接的。
[0006] 與陪試樣呈一對線摩擦副的被測試樣軸位置的下部還設置有一涂油槽。通過涂油 槽根據(jù)實際工況條件的要求進行涂油或涂清洗液等介質(zhì)。
[0007] 本發(fā)明還包括：在加載桿的上端還設置有一可增加或減少的加載砝碼。安裝在支 撐軸承上的被測試樣軸通過電機帶動與使用陪試樣固定螺栓固定在加載桿上的陪試樣形 成一對線摩擦副；通過使用電阻式無極調(diào)速減速機調(diào)整摩擦副之間的摩擦速度，并通過加 載調(diào)整器和加載砝碼調(diào)整加載應力。
[0008] 所述的光學計數(shù)器選用紅外感應高精度光學計數(shù)器。被測試樣軸在電機的帶動下 進行轉(zhuǎn)動，通過安裝在工作臺面上的光學計數(shù)器與粘貼在被測試樣軸上的光學感應貼配合 對被測試樣軸的轉(zhuǎn)數(shù)進行精確測量。
[0009] 本發(fā)明的汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，實現(xiàn)了在實驗室條件下對工 況條件下汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能指標的測試，為研究沖壓模具材料與車身沖壓件 板材之間的摩擦磨損行為，從而找到?jīng)_壓模具材料摩擦磨損失效的機理，進而為不同車身 沖壓件板材下的沖壓模具材料選擇提供一種新的有效的測試手段。
[0010] 本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單合理，操作方便，成本低，使用壽命長，應用范圍寬等特點。
[0011] 本發(fā)明涉及的一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其試驗實施方式請 詳見具體實施案例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡圖； 圖2是圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意簡圖； 圖3是被測試樣軸示意簡圖； 圖4是陪試樣桿示意簡圖； 圖5是實施例1試驗后試樣金相不意簡圖； 圖6是實施例2試驗后試樣金相示意簡圖。
[0013] 附圖主要部分的符號說明 1為電機，2為傳動皮帶，3為電阻式無極調(diào)速減速機，4為聯(lián)軸器，5為支撐軸承，6為定 位卡銷，7為定位板，8為工作臺面，9為加載調(diào)整器，10為加載桿固定器，11為陪試樣桿固 定螺栓，12為加載桿，13為加載砝碼，14為被測試樣軸，15為軸承固定座，16為涂油槽，17 為，18為紅外感應高精度光學計數(shù)器。19為減振臺面。
[0014] 下面將結(jié)合附圖并通過實例對本發(fā)明汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置 作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定 的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準。

【具體實施方式】
[0015] 實例 1 由圖1-2所示，圖中的1為電機，2為傳動皮帶，3為電阻式無極調(diào)速減速機，4為聯(lián)軸 器，8為工作臺面，在工作臺面8上與減速機輸出軸的聯(lián)軸器4相對應位置上設置有一帶定 位卡銷6的定位板7,在聯(lián)軸器4與定位卡銷4之間設置有一被測試樣軸14,在該被測試樣 軸14上還套裝有帶軸承固定座15的支撐軸承5,該軸承固定座15固定在工作臺面8上。
[0016] 在靠近被測試樣軸14的工作臺面8上還設置有一紅外感應高精度光學計數(shù)器18， 而與光學計數(shù)器18配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣軸14上；被測試樣軸在電機 的帶動下進行轉(zhuǎn)動，通過安裝在工作臺面上的光學計數(shù)器與粘貼在被測試樣軸上的光學感 應貼配合對被測試樣軸的轉(zhuǎn)數(shù)進行精確測量。
[0017] 在被測試樣軸14上部沿該軸垂直方向設置有一加載桿12,在所述加載桿下部還 設置有一與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣17,靠近加載桿12兩端的加載 桿上還分別設置有一固定陪試樣17的固定螺栓11，所述加載桿12的下端通過加載桿固定 器10固設在工作臺面上，在加載桿固定器10上還設有加載調(diào)整器9,用于調(diào)節(jié)加載桿的角 度；在加載桿的上端還設置有一加載砝碼，通過使用電阻式無極調(diào)速減速機調(diào)整摩擦副之 間的摩擦速度，并通過加載調(diào)整器和加載砝碼調(diào)整加載應力。
[0018] 試驗過程如下所述：沖壓模具材料摩擦磨損性能測試試驗，采用的試樣材料為生 產(chǎn)廠家的汽車沖壓模具拉延凹模鑲塊材料，材質(zhì)為鍛造 Crl2M〇V，其化學成分為： C 1·4%-1·6%，Si 0·45%，Μη 0.35%，012.1%，]?〇0.93%，￥0.87%;材質(zhì)制造工藝為鍛造， 未經(jīng)熱處理。陪試驗材料選擇某鋼廠生產(chǎn)的牌號為B410La的厚度為3. 0毫米的沖壓板材， 該材料也為某廠某車型梁類車身沖壓件選用板材。
[0019] 試驗前，測試試樣材料硬度為HB193,使用游標卡尺測試摩擦副面直徑為16. 0毫 米。試樣材料和陪試樣材料的彈性模量分別為210xl03N/mm2和200xl0 3N/mm2,泊松比分別 為0. 28和0. 26。通過沖壓模具工藝模擬得知，該沖壓模具材料在工況下與沖壓件板料之間 的最大瞬時應力為〇· 9xl(T6MPa，通過線接觸方式最大應力計算公式計算，加載力為93N，通 過加載調(diào)整器9調(diào)整選用重量為10KG的加載桿12,得出加載角度為21. 6度，并且不需要加 掛加載砝碼13,根據(jù)工況使用涂油槽16涂抹沖壓拉延油。
[0020] 將試樣材料和陪試樣材料分別按照圖3試樣加工圖和圖4陪試驗加工圖加工，陪 試樣桿14通過聯(lián)軸器4與電阻式無極調(diào)速減速機3連接，通過支撐軸承5支撐，并用固定 在定位板7上的定位卡銷6卡緊定位，支撐軸承5通過軸承固定座15安裝在工作臺面8 上；陪試樣17使用陪試樣桿固定螺栓11固定在加載桿12上。
[0021] 試驗進行中，使用光學計數(shù)器18根據(jù)工況要求通過減速機3將被測試樣軸14轉(zhuǎn) 數(shù)調(diào)整至50r/min。本次沖壓模具材料摩擦磨損性能測試周期設定為100000轉(zhuǎn)。
[0022] 試驗結(jié)束后，測試試樣材料硬度為HB189,使用游標卡尺測試試樣直徑為15. 6毫 米，得知磨損量為〇. 4毫米。圖5為試驗后試樣金相照片。
[0023] 實施例2 : 因試驗結(jié)構(gòu)與實施例1相同，故省略之。
[0024] 試驗過程如下所述：沖壓模具材料摩擦磨損性能測試試驗，采用的試樣材料為生 產(chǎn)廠家的汽車沖壓模具拉延壓邊圈材料，材質(zhì)為鑄造 CrMo灰鑄鐵，其化學成分為： C 3. 3%-3· 6%，Si 1. 45%，Μη 0· 35%，CrO. 5%，Μ〇0· 3% ;材質(zhì)制造工藝為鑄造，時效退火 處理。陪試驗材料選擇某鋼廠生產(chǎn)的牌號為B410La的厚度為3. 0毫米的沖壓板材，該材料 也為某廠某車型梁類車身沖壓件選用板材。
[0025] 試驗前，測試試樣材料硬度為HB142,使用游標卡尺測試摩擦副面直徑為16. 0毫 米。試樣材料和陪試樣材料的彈性模量分別為210xl03N/mm2和200xl0 3N/mm2,泊松比分別 為0. 28和0. 26。通過沖壓模具工藝模擬得知，該沖壓模具材料在工況下與沖壓件板料之間 的最大瞬時應力為〇· 9xl(T6MPa，通過線接觸方式最大應力計算公式計算，加載力為93N，通 過加載調(diào)整器9調(diào)整選用重量為10KG的加載桿12,得出加載角度為21. 6度，并且不需要加 掛加載砝碼13,根據(jù)工況使用涂油槽16涂抹沖壓拉延油。
[0026] 將試樣材料和陪試樣材料分別按照圖3試樣加工圖和圖4陪試驗加工圖加工，陪 試樣桿14通過聯(lián)軸器4與減速機3連接，通過支撐軸承5支撐，并用固定在定位板7上的 定位卡銷6卡緊定位，支撐軸承5通過軸承固定座15安裝在工作臺面8上；陪試樣17使 用陪試樣桿固定螺栓11固定在加載桿12上。
[0027] 試驗進行中，使用光學計數(shù)器18根據(jù)工況要求通過減速機3將被測試樣軸14轉(zhuǎn) 數(shù)調(diào)整至50r/min。本次沖壓模具材料摩擦磨損性能測試周期設定為100000轉(zhuǎn)。
[0028] 試驗結(jié)束后，測試試樣材料硬度為HB138,使用游標卡尺測試試樣直徑為15. 8毫 米，得知磨損量為〇. 2毫米。圖6為試驗后試樣金相照片。
【權(quán)利要求】
1. 一種汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，它包括有電機，減速機，聯(lián)軸器，工 作臺面，其特征是：在工作臺面上與減速機輸出軸的聯(lián)軸器相對應位置上設置有一帶定位 卡銷的定位板，在聯(lián)軸器與定位卡銷之間設置有一被測試樣軸，在該被測試樣軸上還套裝 有帶軸承固定座的支撐軸承，該軸承固定座固定在工作臺面上；在靠近被測試樣軸的工作 臺面上還設置有一光學計數(shù)器，而與光學計數(shù)器配合使用的光學感應貼則固設在被測試樣 軸上；在被測試樣軸上部沿該軸垂直方向設置有一加載桿，在所述加載桿下部還設置有一 與被測試樣軸相互搭接呈一對線摩擦副的陪試樣，靠近加載桿兩端的加載桿上還分別設置 有一陪試樣固定螺栓，所述加載桿的下端通過加載桿固定器固設在工作臺面上，在加載桿 固定器上還設有加載調(diào)整器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特征是：電機 設置在減震臺面上，所述電機是通過傳動皮帶與電阻式無極調(diào)速減速機相聯(lián)接的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特征是：與陪 試樣呈一對線摩擦副的被測試樣軸位置的下部還設置有一涂油槽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特征是：在加 載桿的上端還設置有一加載破碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車沖壓模具材料摩擦磨損性能測試裝置，其特征是：所述 的光學計數(shù)器選用紅外感應高精度光學計數(shù)器。
【文檔編號】G01N3/56GK104089840SQ201410252872
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】姜珂, 赫立遠, 王濤, 范春雷, 馬占軍, 黎阿男 申請人:華晨汽車集團控股有限公司