专利名称：球面胀形模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及胀形模具，尤其涉及球面胀形模具。
背景技术：
在板材冲压成形过程中，板材与模具之间的接触摩擦是材料流动、 应变分布、冲压成形质量的非常重要的影响因素之一。因此，对板材 摩擦系数的准确测定显得非常重要，选择合适的检验板材摩擦系数的 试验方法具有重要意义。
目前，最常用的球面胀形模具结构如下参见图l，该胀形模具包
括环形凹模l、球形凸模2、环形压边模3、压延筋4、转接头5、转接 杆6、转接插杆7、压板8和手把，该胀形模具设置在试验机的上、下 台面18、 19之间，凹模1、压边模3分别通过压板8与上、下台面18、 19固接；压边模3、凹模1的压料面相对应，压边模3的压料面上设 置有第一压延筋401、开有第一凹槽1601，凹模1的压料面上设置有 第二压延筋402、开有第二凹槽1602，且第一压延筋401与第二凹槽 1602位置相配合，第二压延筋402与第一凹槽1601位置相配合，参见 图3至图6;压边模3的侧面开有手把孔，手把9设置在手把孔内，参 见图8，手把9能为压边模3的安装移动提供方便；压边模3的内腔中 设置有凸模2，凸模2底部通过转接头5、转接插杆7、转接杆6与试 验机作动器相连，且转接头5与转接插杆7之间通过转接螺钉20相连。 在使用该胀形模具前，先将板材22放置在凸模1与压边模3之间 并夹紧板材22。然后在试验机作动器的作用下，使板材22以凸模2 表面形状成形。由于使用该胀形模具不能准确地反映出板材22实时的 摩擦状态，因此会影响到板材22冲压成形的质量
实用新型内容
于提供一种球面胀形模具，该胀形模具能在 冲压过程中对板材特征点位置的摩擦系数进行实时准确测量，其结构 简单，操作方便。
本实用新型是这样实现的
一种球面胀形模具，包括凹模、凸模和压边模，凹模、压边模分 别与试验机上、下台面固接，压边模、凹模的压料面凹凸配合，压边 模的内腔中设置有凸模，凸模底部与试验机作动器相连；所述胀形模
具还包括传感器、仿形触头、盖板和安装螺钉，凸模上开有安装孔， 安装孔内设置有传感器，传感器的上端安装有仿形触头，仿形触头的 外表面与凸模表面平齐，传感器的下端设置有盖板，盖板上开有安装 螺孔，安装螺钉通过盖板上的安装螺孔将传感器、仿形触头安装在凸 模的安装孔内。
所述胀形模具还包括垫片和调节螺钉，垫片设置在盖板与传感器
之间；所述盖板上还开有调节螺孔，调节螺钉设置在盖板上的调节螺 孔处顶住垫片。
所述球形凸模上的安装孔靠近凸模曲面中心，安装孔中心与凸模 曲面边部之间的距离等于凸模曲面长度的三分之一。
所述安装孔为斜向安装孔，安装孔的顶面与凸模曲面平行，安装 孔的中心线与凸模曲面切线垂直。
所述安装孔为上方下圆的安装孔。
所述设置在安装孔内的传感器为三向力传感器。
所述胀形模具还包括垫板，垫板设置在压边模与下台面之间，垫 板上开有槽孔。
本实用新型是对现有胀形模具的改进，尤其是对现有球面胀形模 具中球形凸模的改进。本实用新型是在球形凸模上开有安装孔，安装 孔内设置有传感器和仿形触头。在板材冲压成形过程中，仿形触头与 板材下表面接触，并与板材产生相对滑动，仿形触头将滑动中承受的 力传递到传感器，传感器则将所获得的数据信息通过数据线传输到外 部摩擦测量系统中，从而可将该数据信息进行采集、放大、处理和计 算。本实用新型能在冲压过程中对板材特征点位置的摩擦系数进行实方便。

图1为现有胀形模具的结构示意图2为本实用新型球面胀形模具的结构示意图3为凹模的结构示意图4为图3的剖面图5为压边模的结构示意图6为图5的剖面图7为本实用新型中凸模的结构示意图8为安装有手把的压边模结构示意图。
图中1凹模，2凸模，3压边模，4压延筋，401第一压延筋，402 第二压延筋，5转接头，6转接杆，7转接插杆，8压板，9手把，10 传感器，ll仿形触头，12盖板，13安装螺钉，14调节螺钉，15垫板， 1601第一凹槽，1602第二凹槽，17固定孔，18上台面，19下台面， 20转接螺钉，21安装孔，22板材，23转接插杆孔，24垫片，a为凸 模曲面长度，b为安装孔中心与凸模曲面边部之间的距离。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 参见图2， 一种球面胀形模具，包括环形凹模l、球形凸模2、环 形压边模3、压延筋4、转接头5、转接杆6、转接插杆7、压板8、传 感器IO、仿形触头ll、垫板15、盖板12、垫片24、安装螺钉13和调 节螺钉14。
球面胀形模具设置在试验机的上、下台面18、 19之间，凹模l通 过压板8与上台面18固接，压边模3放置在垫板15上后再通过压板8 与下台面19固接。
压边模3、凹模1的压料面相对应，且压边模3与凹模1的压料面 凹凸配合，即压边模3的压料面上设置有第一压延筋401、开有第一凹 槽1601，凹模1的压料面上设置有第二压延筋402、开有第二凹槽1602，第一压延筋401与第二凹槽1602位置相配合，第二压延筋402与第一 凹槽1601位置相配合，参见图3至图6。
压边模3的侧面开有手把孔，手把9设置在手把孔内，手把9的 具体安装位置可参见图8，图8中压边模3侧面的安装有四个手把9。 在对压边模3进行安装移动时，操作人员可以握住手把9完成压边模3 的安装。
在环形压边模3的内腔中设置有球形凸模2，在本实用新型中，该 凸模2是一个曲率半径为400mm的球面。参见图7，在凸模2曲面距 边部三分之一处的材料流动量最大，因此在凸模2曲面距边部三分之 一处开有一个上方下圆的安装孔21，安装孔21靠近凸模2曲面中心， 安装孔21中心与凸模2曲面边部之间的距离等于凸模2曲面长度的 1/3，即安装孔21中心与凸模2曲面边部之间的距离b为(1/3) a。该 安装孔21为斜向安装孔21，安装孔21的顶面与凸模2曲面平行，安 装孔21的中心线与凸模2曲面切线垂直。
安装孔21用于安装传感器10和仿形触头11。仿形触头11安装在 传感器10的上端，曲率形状一致的仿形触头11外表面与凸模2表面 平齐，传感器10的下端设置有盖板12，盖板12上开有安装螺孔，安 装螺钉13通过盖板12上的安装螺孔将传感器10、仿形触头11安装在 凸模2的安装孔21内。在盖板12与传感器10之间还设置有垫片24， 盖板12中部还开有调节螺孔，调节螺钉14设置在盖板12中部的调节 螺孔处顶住垫片24，且调节螺钉14可通过垫片24对传感器10、仿形 触头ll的高低位置进行调节。
在本实用新型中，传感器10为三向力传感器，该传感器10用来 测量凸模2与板材22接触面上X、 Y、 Z三个方向上的受力。同时， 为了将传感器10所收集到的数据信息传输到外部设备，可在垫板15 上开有槽孔，将传感器10的数据线通过垫板15上的槽孔接出并与外 部设备相连，并根据该数据信息计算出凸模2上仿形触头11与板材22 接触面上法线方向的合力、切线方向的合力。
在凸模2底部的中间开有转接插杆孔23和固定孔17，参见图7。 固定孔17和转接插杆孔23分别与转接头5和转接插杆7相匹配，且
6转接头5与转接插杆7通过转接螺钉20固接。转接头5、转接插杆7 的下端与转接杆6的上端相连，转接杆6的下端与试验机的作动器相 连，从而能使凸模2进行上下移动。 本实用新型是这样进行工作的
将本实用新型球面胀形模具放置于试验机上、下台面18、 19之间， 且将凸模2和试验机作动器连接。先将试验机上台面18上升，使凹模 1和压边模3之间留有足够的间隙，并将凸模2下降至压边模3压料面 平面以下。将板材22放置在凹模1和压边模3之间，下降试验机上台 面18使凹模1与板材22上表面接触，再通过试验机下台面19的上升， 使压边模3压紧板材22，此时，压边模3和凹模1的压料面凹凸配合， 使板材22能够被压紧而不产生流动。将凸模2上升，使凸模2与板材 22下表面接触，使板材22受力产生变形，板材22在变形过程中与仿 形触头11产生相对滑动，仿形触头11将滑动中承受的力传递到传感 器10上，传感器10所获得的数据信息可通过外部摩擦测量系统进行 采集、放大、处理和计算。
本实用新型能在冲压过程中对板材特征点位置的摩擦系数进行实 时准确测量，其结构简单，操作方便。
权利要求1、一种球面胀形模具，包括凹模、凸模和压边模，凹模、压边模分别与试验机上、下台面固接，压边模、凹模的压料面凹凸配合，压边模的内腔中设置有凸模，凸模底部与试验机作动器相连；其特征是所述胀形模具还包括传感器、仿形触头、盖板和安装螺钉，凸模上开有安装孔，安装孔内设置有传感器，传感器的上端安装有仿形触头，仿形触头的外表面与凸模表面平齐，传感器的下端设置有盖板，盖板上开有安装螺孔，安装螺钉通过盖板上的安装螺孔将传感器、仿形触头安装在凸模的安装孔内。
2、 根据权利要求1所述的球面胀形模具，其特征是所述胀形模 具还包括垫片和调节螺钉，垫片设置在盖板与传感器之间；所述盖板上还开有调节螺孔，调节螺钉设置在盖板上的调节螺孔处顶住垫片。
3、 根据权利要求1或2所述的球面胀形模具，其特征是所述球形凸模上的安装孔靠近凸模曲面中心，安装孔中心与凸模曲面边部之 间的距离等于凸模曲面长度的三分之一。
4、 根据权利要求3所述的球面胀形模具，其特征是所述安装孔为斜向安装孔，安装孔的顶面与凸模曲面平行，安装孔的中心线与凸 模曲面切线垂直。
5、 根据权利要求4所述的球面胀形模具，其特征是所述安装孔为上方下圆的安装孔。
6、 根据权利要求5所述的球面胀形模具，其特征是所述设置在安装孔内的传感器为三向力传感器。
7、 根据权利要求1所述的球面胀形模具，其特征是所述胀形模具还包括垫板，垫板设置在压边模与下台面之间，垫板上开有槽孔。
专利摘要本实用新型涉及胀形模具，尤其涉及球面胀形模具。一种球面胀形模具，包括凹模、凸模和压边模，凹模、压边模分别与试验机上、下台面固接，压边模、凹模的压料面凹凸配合，压边模的内腔中设置有凸模，凸模底部与试验机作动器相连；所述胀形模具还包括传感器、仿形触头、盖板和安装螺钉，凸模上开有安装孔，安装孔内设置有传感器，传感器的上端安装有仿形触头，仿形触头的外表面与凸模表面平齐，传感器的下端设置有盖板，盖板上开有安装螺孔，安装螺钉通过盖板上的安装螺孔将传感器、仿形触头安装在凸模的安装孔内。本实用新型能在冲压过程中对板材特征点位置的摩擦系数进行实时准确测量，其结构简单，操作方便。
文档编号G01N19/02GK201397289SQ20092007223
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者俞宁峰, 李川海, 蒋浩民, 陈庆欣, 陈新平 申请人:宝山钢铁股份有限公司