专利名称：高强钢综合回弹量的测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及金属板材性能测量领域，尤其涉及一种综合回弹量的测量装置及方 法。
背景技术：
当前，高强度钢板在汽车工业中的应用越来越广泛。与传统的普通软钢相比，高强 度钢板的成形性能较差，一般只能进行简单或稍复杂的弯曲变形，或浅拉延变形，而且在成 形过程中，均存在较大的回弹。因此，高强度钢板回弹的预测和控制技术，一直是摆在世界 各国学者面前的难题。目前，评价回弹的试验方法主要采用U形件和V形件的弯曲回弹，这两种试验 方法能够较好地模拟实际冲压中钢板的回弹情况。也有采用其它的试验方法，如美国福 特汽车公司 Z. Cedirc Xia、Craig Ε. Miller, Maurice Lou、美国钢铁公司 Ming F.Shi、 A. Konieczny、X. M. Chen和美国国家标准与技术研究所^Thomas Gnaeupel-Herold联合发表 的"A Benchmark Testing for Springback :ExperimentalProcedures and Results of a Slit-Ring Test” (美国汽车工程师协会SAE论文，编号2005-01-0083)(回弹的标准试题 测试试验过程和圆环切割测试结果)一文中，提出一种板料冲压成形回弹的测量和评价 方法。该文提出采用圆筒形件拉伸后，从圆筒的中间部位水平切割两次后获得一条封闭的 环带，然后将该环带再沿轴向垂直切割而变成开口的金属条状，通过测量开口的宽度比较 不同材料(包括铝合金板、普通板材和高强度钢板材的回弹特性)。发明专利公开号CN101164715提出了一种非对称拉伸件的回弹实验模具，可以 使冲压成形件切割后产生较大的弹性变形，回弹的形式也与实际浅拉延成形零件的回弹形 式比较接近。而上述试验方法中，对回弹量的测量都采用如图Ia和图Ib中所示的测量方法图Ia中，通过测试条形开口件回弹前截面和回弹后截面的侧边夹角α来确定回 弹量，图Ib中，通过测量条形开口件回弹前截面和回弹后截面的侧边各点的偏移距离d来 确定回弹量；这两种所示的测量方法缺点在于只能适用于简单条状开口件开口部位处的 回弹量的测量。如果零件形状不是条状开口件，就无法直接测量到这两个参数，而需要切割 零件成条状，切割后的截面形状则会因为残余应力的释放而产生较大的变化，所测得的回 弹与实际的回弹间存在较大的差异。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强钢综合回弹量的测量装置及方法，本 发明中利用卡板间接测量零件外型面的回弹量，无需切割零件，避免了因残余应力的释放 而对回弹测量结果产生的影响。本发明是这样实现的一种高强钢综合回弹量的测量装置，包括若干个测量单元、 定位机构和底板，所述的测量单元由一对导向块、一对导向柱和一个卡板构成，所述的导向块固定在底板上，两个导向块分别位于待测零件的两侧，导向柱安装在导向块上，卡板的两 端分别安装在待测零件两侧的导向块上，卡板的内型面为待测零件对应截面外型面的等距 偏移，所述的定位机构和待测零件上的定位孔相配合固定待测零件。所述的定位机构，包括定位支架、定位块、定位销和锁紧块，所述的定位支架固定 在底板上，定位块安装在定位支架上，所述的定位销一端插装在定位块的顶部，另一端和锁 紧块通过螺纹连接。所述的定位机构共有三个，成三角形排列所述的底板的两侧装有把手。所述的底板的底部装有底脚垫块。所述的卡板上还开有凹槽。一种高强钢综合回弹量的测量方法，包括以下步骤步骤一、测量准备，取下所有的高强钢综合回弹量的测量装置上的导向柱、卡板和 锁紧块；步骤二、安装固定待测零件，将待测零件放置在定位块上，使三个定位销穿过待测 零件上的定位孔，将锁紧块固定在定位销上，使得待测零件固定在定位块上；步骤三、安装卡板，首先安装导向柱，然后将与待测零件截面相对应的卡板插入相 应的导向柱中并固定；步骤四、测量待测零件与卡板之间各点的间隙Wi(i = 1,2,…η)；步骤五、待测零件截面各点处的回弹量Iii =Wtl-Wi (i = 1,2,…!！)，^为卡板的内 型面和待测零件对应截面外型面的间距。本发明的高强钢综合回弹量的测量装置是利用卡板间接测量零件该外型面的回 弹量，所述卡板内型面是由零件对应截面外型面偏移而成，测量时无需切割零件，从而避免 了因残余应力的释放而对回弹测量结果产生的影响；既可以测量开放式端部也可以测量封 闭式端部的试样的回弹量，避免了切割测量法中因残余应力的释放而对回弹测量结果产生 的影响，测量结果精确；应用本发明的装置和方法进行测量，不仅可以实现对简单U形弯曲 变形、简单浅拉延变形方式下的回弹特性测量，也能实现较为复杂的弯曲变形方式(如带 有台肩、或局部凸凹特征、或多向弯曲等)下的回弹特性测量，并能实现在多种变形特征同 时存在时各部位间回弹的相互关系的评价，还能用于考察沿轴线方向不同位置回弹特性的 差异性，对高强钢在冲压各种形状的零件形状时所产生的回弹情况进行模拟试验，预测回 弹量，然后提出相应的回弹补偿措施，对高强钢的回弹特性研究、高强钢的推广应用具有重 要意义。


图Ia为现有的通过测量条形开口件回弹前后侧边夹角α来确定回弹量的测量原 理图；图Ib为现有的通过测量条形开口件回弹前截面和回弹后截面的侧边各点的偏移 距离d来确定回弹量的测量原理图；图2为本发明高强钢综合回弹量的测量方法的测量原理图；图3为本发明高强钢综合回弹量的测量装置的主视示意图4为本发明高强钢综合回弹量的测量装置的俯视示意图；图5为图4的A-A半剖视图。图中1导向块、2导向柱、3卡板、31凹槽、4定位机构、41定位支架、42定位块、43 定位销、44锁紧块、5底板、6待测零件、7把手、8底脚垫块。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。如图3、4、5所示，一种高强钢综合回弹量的测量装置，包括若干个测量单元、定位 机构4和底板5，底板5的两侧装有把手7，底板5的底部装有底脚垫块8 ；所述的测量单元 由一对导向块1、一对导向柱2和一个卡板3构成，所述的导向块1固定在底板5上，两个 导向块1分别位于待测零件6的两侧，导向柱2安装在导向块1上，卡板3的两端分别安装 在待测零件6两侧的导向块1上，卡板3的内型面为待测零件6对应截面外型面的等距偏 移，即卡板3的内型面各点和待测零件6对应截面外型面上各点的间距相同，偏移的偏移量 为Wtl，卡板3上开有凹槽31以方便抓取安装；所述的定位机构4共有三个，成三角形排列， 定位机构4和待测零件6上的定位孔相配合固定待测零件6。如图5所示，定位机构4包括定位支架41、定位块42、定位销43和锁紧块44，所述 的定位支架41固定在底板5上，定位块42安装在定位支架41上，所述的定位销43 —端插 装在定位块42的顶部，另一端和锁紧块44通过螺纹连接。如图2所示，一种高强钢综合回弹量的测量方法，包括以下步骤步骤一、测量准备，取下所有的上述高强钢综合回弹量的测量装置上的导向柱2、 卡板3和锁紧块44 ；步骤二、安装固定待测零件6，将待测零件6放置在定位块42上，使三个定位销43 穿过待测零件6上的定位孔，将锁紧块44固定在定位销43上，使得待测零件6固定在定位 块42上；步骤三、安装卡板3，首先安装导向柱2，然后将与待测零件6截面相对应的卡板3 插入相应的导向柱2中并固定；步骤四、测量待测零件6与卡板3之间各点的间隙^(土 = 1,2,…η)；步骤五、待测零件6截面各点处的回弹量Iii = W0Ii (i = 1,2,…η)，W0为卡板3 的内型面和待测零件6对应截面外型面的间距。在本实施例中，实际试验时，在底板5上安装了八组测量单元，可以同时测量待测 零件6的八个不同特性截面的回弹量，同时试验了复杂的弯曲变形方式(如带有台肩、或局 部凸凹特征、或多向弯曲等)下的回弹特性，并能对多种变形特征同时存在时各部位间回 弹的相互关系进行评价。既可以考察一端开放而另一端封闭的浅拉伸件的回弹特性，和两 端皆为开放模式的长条零件冲压成形方式下的回弹特性；还可以测量带有压缩弯曲变形， 和带有局部突起特征的胀形弯曲变形方式下的回弹特性；也可以考察沿轴线方向不同位置 的回弹特性的差异性。
权利要求
1.一种高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是包括若干个测量单元、定位机构(4) 和底板(5)，所述的测量单元由一对导向块(1)、一对导向柱(2)和一个卡板(3)构成，所述 的导向块⑴固定在底板(5)上，两个导向块⑴分别位于待测零件(6)的两侧，导向柱(2)安装在导向块(1)上，卡板(3)的两端分别安装在待测零件(6)两侧的导向块(1)上， 卡板(3)的内型面为待测零件(6)对应截面外型面的等距偏移，所述的定位机构(4)和待 测零件(6)上的定位孔相配合固定待测零件(6)。
2.如权利要求1所述的高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是所述的定位机构(4) 包括定位支架(41)、定位块(42)、定位销(43)和锁紧块(44)，所述的定位支架(41)固定在 底板(5)上，定位块(42)安装在定位支架(41)上，所述的定位销(43) —端插装在定位块 (42)的顶部，另一端和锁紧块(44)通过螺纹连接。
3.如权利要求2所述的高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是所述的定位机构(4) 共有三个，成三角形排列。
4.如权利要求1或2所述的高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是所述的底板(5) 的两侧装有把手(7)。
5.如权利要求1或2所述的高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是所述的底板(5) 的底部装有底脚垫块(8)。
6.如权利要求1或2所述的高强钢综合回弹量的测量装置，其特征是所述的卡板(3) 上还开有凹槽(31)。
7.一种高强钢综合回弹量的测量方法，其特征是，包括以下步骤步骤一、测量准备，取下所有的高强钢综合回弹量的测量装置上的导向柱(2)、卡板(3)和锁紧块(44)；步骤二、安装固定待测零件(6)，将待测零件(6)放置在定位块(42)上，使定位销(43) 穿过待测零件(6)上的定位孔，将锁紧块(44)固定在定位销(43)上，使得待测零件(6)固 定在定位块(42)上；步骤三、安装卡板(3)，首先安装导向柱(2)，然后将与待测零件(6)截面相对应的卡板 (3)插入相应的导向柱(2)中并固定；步骤四、测量待测零件(6)与卡板(3)之间各点的间隙^(1 = 1,2,…η)； 步骤五、待测零件(6)截面各点处的回弹量Iii = Wtl-Wi (i = 1,2, ···!!)，Wtl为卡板(3) 的内型面和待测零件6对应截面外型面的间距。
全文摘要
本发明涉及金属板材性能测量领域，尤其涉及一种综合回弹量的测量装置及方法。一种高强钢综合回弹量的测量装置，包括若干个测量单元、定位机构和底板，所述的测量单元由一对导向块、一对导向柱和一个卡板构成，所述的导向块固定在底板上，两个导向块分别位于待测零件的两侧，导向柱安装在导向块上，卡板的两端分别安装在待测零件两侧的导向块上，卡板的内型面为待测零件对应截面外型面的等距偏移，所述的定位机构和待测零件上的定位孔相配合固定待测零件。本发明采用位移偏移回弹测量法，避免了因残余应力的释放而对回弹测量结果产生的影响，测量结果精确，对高强钢的回弹特性研究、高强钢的推广应用具有重要意义。
文档编号G01N3/00GK102121882SQ20101002259
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者石磊, 苏海波, 蒋浩民, 陈庆欣, 陈新平 申请人:宝山钢铁股份有限公司