| 专利名称： | 一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置 | ||
| 专利名称(英文)： | Device for testing friction and wear properties of automobile stamping die materials | ||
| 专利号： | CN201420304789.5 | 申请时间： | 20140610 |
| 公开号： | CN204008355U | 公开时间： | 20141210 |
| 申请人： | 华晨汽车集团控股有限公司 | ||
| 申请地址： | 110044 辽宁省沈阳市大东区东望街39号法律事务处 | ||
| 发明人： | 姜珂; 赫立远; 王涛 | ||
| 分类号： | G01N3/56 | 主分类号： | G01N3/56 |
| 代理机构： | 沈阳科威专利代理有限责任公司 21101 | 代理人： | 杨滨 |
| 摘要： | 一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，包括电机减速机，技术要点是：在台面上与减速机输出轴的联轴器相对应位置上设有一带定位卡销的定位板，在联轴器与定位卡销之间设有一被测试样轴，被测试样轴上设有支撑轴承；在靠近被测试样轴上设光学计数器，与之配合的感应贴则设在被测试样轴上；被测试样轴上部的垂直方向设置有加载杆，加载杆下部还设置有一与被测试样轴相互搭接呈一对线摩擦副的陪试样，所述加载杆的下端通过加载杆固定器固设在台面上，该固定器上还设有加载调整器。本新型实现了在实验室条件下对工况条件下汽车冲压模具材料摩擦磨损性能指标的测试，从而找到冲压模具材料摩擦磨损失效的机理，进而为冲压模具材料选择提供了有效测试手段。 | ||
| 摘要(英文)： | A device for testing friction and wear properties of automobile stamping die materials comprises a motor and a speed reducer. The device is technically characterized in that a positioning plate provided with a positioning clamping pin is arranged in a position, corresponding to a coupler of a speed reducer output shaft, of a table surface, a to-be-tested sample shaft is arranged between the coupler and the positioning clamping pin, and supporting bearings are arranged on the to-be-tested sample shaft; an optical counter is arranged in a position close to the to-be-tested sample shaft, and an induction patch matched with the optical counter is arranged on the to-be-tested sample shaft; a loading rod is perpendicularly arranged at the upper part of the to-be-tested sample shaft, an accompanying sample which is lap-jointed with the to-be-tested sample shaft to form a linear friction pair is also arranged at the lower part of the loading rod, the lower end of the loading rod is fixedly arranged on the table surface through a loading rod fixator, and a loading adjuster is also arranged on the fixator. By the aid of the device, friction and wear property indexes of the automobile stamping die materials under working conditions are tested under laboratory conditions, so that the mechanism of friction and wear failure of the stamping die materials is found, and an effective testing means is provided for selection of the stamping die materials. | ||
1.一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，它包括有电机，减速机，联轴器，工作台面，其特征是：在工作台面上与减速机输出轴的联轴器相对应位置上设置有一带定位卡销的定位板，在联轴器与定位卡销之间设置有一被测试样轴，在该被测试样轴上还套装有带轴承固定座的支撑轴承，该轴承固定座固定在工作台面上；在靠近被测试样轴的工作台面上还设置有一光学计数器，而与光学计数器配合使用的光学感应贴则固设在被测试样轴上；在被测试样轴上部沿该轴垂直方向设置有一加载杆，在所述加载杆下部还设置有一与被测试样轴相互搭接呈一对线摩擦副的陪试样，靠近加载杆两端的加载杆上还分别设置有一陪试样固定螺栓，所述加载杆的下端通过加载杆固定器固设在工作台面上，在加载杆固定器上还设有加载调整器。
2.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：电机设置在减震台面上，所述电机是通过传动皮带与电阻式无极调速减速机相联接的。
3.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：与陪试样呈一对线摩擦副的被测试样轴位置的下部还设置有一涂油槽。
4.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：在加载杆的上端还设置有一加载砝码。
5.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：所述的光学计数器选用红外感应高精度光学计数器。
1.一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，它包括有电机，减速机，联轴器，工作台面，其特征是：在工作台面上与减速机输出轴的联轴器相对应位置上设置有一带定位卡销的定位板，在联轴器与定位卡销之间设置有一被测试样轴，在该被测试样轴上还套装有带轴承固定座的支撑轴承，该轴承固定座固定在工作台面上；在靠近被测试样轴的工作台面上还设置有一光学计数器，而与光学计数器配合使用的光学感应贴则固设在被测试样轴上；在被测试样轴上部沿该轴垂直方向设置有一加载杆，在所述加载杆下部还设置有一与被测试样轴相互搭接呈一对线摩擦副的陪试样，靠近加载杆两端的加载杆上还分别设置有一陪试样固定螺栓，所述加载杆的下端通过加载杆固定器固设在工作台面上，在加载杆固定器上还设有加载调整器。
2.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：电机设置在减震台面上，所述电机是通过传动皮带与电阻式无极调速减速机相联接的。
3.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：与陪试样呈一对线摩擦副的被测试样轴位置的下部还设置有一涂油槽。
4.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：在加载杆的上端还设置有一加载砝码。
5.根据权利要求1所述的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其特征是：所述的光学计数器选用红外感应高精度光学计数器。
翻译：技术领域
本实用新型是涉及一种金属模具材料物理性能测试技术领域，具体地说是一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置。
背景技术
在汽车车身生产过程中需要大量的车身冲压件，车身冲压件的选用板材一般为高强度钢板，其抗拉强度一般在200至400MPa之间，厚度一般在0.6至3.5毫米之间。近年来，汽车车身冲压件选用板材发展的非常快，已经涌现出许多抗拉强度在500MPa以上的先进高强度钢板，但是对于冲压模具的研究却相对滞后，导致了部分汽车车身冲压件的品质下降和冲压模具寿命的降低。因此，对于汽车冲压模具材料与汽车车身冲压件选用板材间的摩擦磨损性能的研究显得尤为重要。在汽车车身冲压件生产过程中，冲压模具受力较大的部分（如拉延类模具压边圈和图凹模圆角处、冲裁类模具刃口处及成型类模具翻边整形镶块等）时常会受到摩擦磨损破坏。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其主要目的是实现在实验室条件下对工况条件下汽车冲压模具材料摩擦磨损性能指标的测试，为研究冲压模具材料与车身冲压件板材之间的摩擦磨损行为，从而找到冲压模具材料摩擦磨损失效的机理，进而为不同车身冲压件板材下的冲压模具材料选择提供一种新的有效的测试手段。
本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型采用以下技术方案：
一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，它包括有电机，减速机，联轴器，工作台面，其特征是：在工作台面上与减速机输出轴的联轴器相对应位置上设置有一带定位卡销的定位板，在联轴器与定位卡销之间设置有一被测试样轴，在该被测试样轴上还套装有带轴承固定座的支撑轴承，该轴承固定座固定在工作台面上；在靠近被测试样轴的工作台面上还设置有一光学计数器，而与光学计数器配合使用的光学感应贴则固设在被测试样轴上；在被测试样轴上部沿该轴垂直方向设置有一加载杆，在所述加载杆下部还设置有一与被测试样轴相互搭接呈一对线摩擦副的陪试样，靠近加载杆两端的加载杆上还分别设置有一陪试样固定螺栓，所述加载杆的下端通过加载杆固定器固设在工作台面上，在加载杆固定器上还设有加载调整器。
本实用新型还包括：电机设置在减震台面上，所述电机是通过传动皮带与电阻式无极调速减速机相联接的。
与陪试样呈一对线摩擦副的被测试样轴位置的下部还设置有一涂油槽。通过涂油槽根据实际工况条件的要求进行涂油或涂清洗液等介质。
本实用新型还包括：在加载杆的上端还设置有一可增加或减少的加载砝码。安装在支撑轴承上的被测试样轴通过电机带动与使用陪试样固定螺栓固定在加载杆上的陪试样形成一对线摩擦副；通过使用电阻式无极调速减速机调整摩擦副之间的摩擦速度，并通过加载调整器和加载砝码调整加载应力。
所述的光学计数器选用红外感应高精度光学计数器。被测试样轴在电机的带动下进行转动，通过安装在工作台面上的光学计数器与粘贴在被测试样轴上的光学感应贴配合对被测试样轴的转数进行精确测量。
本实用新型的汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，实现了在实验室条件下对工况条件下汽车冲压模具材料摩擦磨损性能指标的测试，为研究冲压模具材料与车身冲压件板材之间的摩擦磨损行为，从而找到冲压模具材料摩擦磨损失效的机理，进而为不同车身冲压件板材下的冲压模具材料选择提供一种新的有效的测试手段。
本实用新型还具有结构简单合理，操作方便，成本低，使用寿命长，应用范围宽等特点。
本实用新型涉及的一种汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置，其试验实施方式请详见具体实施案例。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意简图；
图2是图1的侧视结构示意简图；
图3是被测试样轴示意简图；
图4是陪试样杆示意简图；
图5是实施例1试验后试样金相示意简图；
图6是实施例2试验后试样金相示意简图。
附图主要部分的符号说明
1为电机，2为传动皮带，3为电阻式无极调速减速机，4为联轴器，5为支撑轴承，6为定位卡销，7为定位板，8为工作台面，9为加载调整器，10为加载杆固定器，11为陪试样杆固定螺栓，12为加载杆，13为加载砝码，14为被测试样轴，15为轴承固定座，16为涂油槽,17为，18为红外感应高精度光学计数器。19为减振台面。
下面将结合附图并通过实例对本实用新型汽车冲压模具材料摩擦磨损性能测试装置作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1
由图1-2所示，图中的1为电机，2为传动皮带，3为电阻式无极调速减速机，4为联轴器，8为工作台面，在工作台面8上与减速机输出轴的联轴器4相对应位置上设置有一带定位卡销6的定位板7，在联轴器4与定位卡销4之间设置有一被测试样轴14，在该被测试样轴14上还套装有带轴承固定座15的支撑轴承5，该轴承固定座15固定在工作台面8上。
在靠近被测试样轴14的工作台面8上还设置有一红外感应高精度光学计数器18，而与光学计数器18配合使用的光学感应贴则固设在被测试样轴14上；被测试样轴在电机的带动下进行转动，通过安装在工作台面上的光学计数器与粘贴在被测试样轴上的光学感应贴配合对被测试样轴的转数进行精确测量。
在被测试样轴14上部沿该轴垂直方向设置有一加载杆12，在所述加载杆下部还设置有一与被测试样轴相互搭接呈一对线摩擦副的陪试样17，靠近加载杆12两端的加载杆上还分别设置有一固定陪试样17的固定螺栓11，所述加载杆12的下端通过加载杆固定器10固设在工作台面上，在加载杆固定器10上还设有加载调整器9，用于调节加载杆的角度；在加载杆的上端还设置有一加载砝码，通过使用电阻式无极调速减速机调整摩擦副之间的摩擦速度，并通过加载调整器和加载砝码调整加载应力。
试验过程如下所述：冲压模具材料摩擦磨损性能测试试验，采用的试样材料为生产厂家的汽车冲压模具拉延凹模镶块材料，材质为锻造Cr12MoV，其化学成分为：
C 1.4%-1.6% ，Si 0.45%，Mn 0.35%，Cr12.1%，Mo0.93%，V0.87%；材质制造工艺为锻造，未经热处理。陪试验材料选择某钢厂生产的牌号为B410La的厚度为3.0毫米的冲压板材，该材料也为某厂某车型梁类车身冲压件选用板材。
试验前，测试试样材料硬度为HB193，使用游标卡尺测试摩擦副面直径为16.0毫米。试样材料和陪试样材料的弹性模量分别为210x103N/mm2和200x103N/mm2，泊松比分别为0.28和0.26。通过冲压模具工艺模拟得知，该冲压模具材料在工况下与冲压件板料之间的最大瞬时应力为0.9x10-6MPa，通过线接触方式最大应力计算公式计算，加载力为93N，通过加载调整器9调整选用重量为10KG的加载杆12，得出加载角度为21.6度，并且不需要加挂加载砝码13，根据工况使用涂油槽16涂抹冲压拉延油。
将试样材料和陪试样材料分别按照图3试样加工图和图4陪试验加工图加工，陪试样杆14通过联轴器4与电阻式无极调速减速机3连接，通过支撑轴承5支撑，并用固定在定位板7上的定位卡销6卡紧定位, 支撑轴承5通过轴承固定座15安装在工作台面8上；陪试样17使用陪试样杆固定螺栓11固定在加载杆12上。
试验进行中，使用光学计数器18根据工况要求通过减速机3将被测试样轴14转数调整至50r/min。本次冲压模具材料摩擦磨损性能测试周期设定为100000转。
试验结束后，测试试样材料硬度为HB189，使用游标卡尺测试试样直径为15.6毫米，得知磨损量为0.4毫米。图5为试验后试样金相照片。
实施例2：
因试验结构与实施例1相同，故省略之。
试验过程如下所述：冲压模具材料摩擦磨损性能测试试验，采用的试样材料为生产厂家的汽车冲压模具拉延压边圈材料，材质为铸造CrMo灰铸铁，其化学成分为：
C 3.3%-3.6% ，Si 1.45%，Mn 0.35%，Cr0.5%，Mo0.3%；材质制造工艺为铸造，时效退火处理。陪试验材料选择某钢厂生产的牌号为B410La的厚度为3.0毫米的冲压板材，该材料也为某厂某车型梁类车身冲压件选用板材。
试验前，测试试样材料硬度为HB142，使用游标卡尺测试摩擦副面直径为16.0毫米。试样材料和陪试样材料的弹性模量分别为210x103N/mm2和200x103N/mm2，泊松比分别为0.28和0.26。通过冲压模具工艺模拟得知，该冲压模具材料在工况下与冲压件板料之间的最大瞬时应力为0.9x10-6MPa，通过线接触方式最大应力计算公式计算，加载力为93N，通过加载调整器9调整选用重量为10KG的加载杆12，得出加载角度为21.6度，并且不需要加挂加载砝码13，根据工况使用涂油槽16涂抹冲压拉延油。
将试样材料和陪试样材料分别按照图3试样加工图和图4陪试验加工图加工，陪试样杆14通过联轴器4与减速机3连接，通过支撑轴承5支撑，并用固定在定位板7上的定位卡销6卡紧定位, 支撑轴承5通过轴承固定座15安装在工作台面8上；陪试样17使用陪试样杆固定螺栓11固定在加载杆12上。
试验进行中，使用光学计数器18根据工况要求通过减速机3将被测试样轴14转数调整至50r/min。本次冲压模具材料摩擦磨损性能测试周期设定为100000转。
试验结束后，测试试样材料硬度为HB138，使用游标卡尺测试试样直径为15.8毫米，得知磨损量为0.2毫米。图6为试验后试样金相照片。
