板料电致塑性多功能V形弯曲模具和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具和系统，属于金属加工领域，包括上模和下模，上模包括从上到下依次连接的模柄、上模座、凸模固定座、电极固定座和凸模，电极固定座连接有上电极；下模包括下模座，下模座上设置有垫板，垫板上设置有两个凹模固定座，凹模固定座连接有自由弯曲凹模，凹模固定座与下模座形成可沿下模座长度方向平移的移动副；上电极为导电材料，垫板为导电材料或绝缘材料，凸模固定座和下模座材质为绝缘材料。本发明专利技术只在一套模具上可以实现金属板料在高能脉冲电流作用下，进行V形自由弯曲，能同时研究电流频率和电流密度、通电方式、凸模圆角半径、弯曲角度等对弯曲回弹和弯曲力的影响。

Sheet metal electro plastic multifunctional V shape bending die and system

The invention discloses a sheet metal electro plastic multifunctional V bending die and system, belonging to the field of metal processing, including upper and lower die, the upper die comprises from top to bottom, shank and connecting upper die, punch holder, electrode fixing seat and punch fixed electrode seat is connected with the upper electrode; the lower die comprises a die holder die holder is arranged on the base plate, the plate is provided with two concave die fixed seat, die fixed seat is connected with a free bending die, die fixed seat and the lower die base pair can be formed along the length direction of the translational moving die holder; the electrodes for the conductive material, the backing plate is conductive or insulating material, punch fixed seat and the lower die holder is made of insulating material. The invention can only realize the sheet metal in the high-energy pulsed currents in a mold, V shaped free bending, can also study the current frequency and current density, electric mode, punch fillet radius and the bending angle of the bending springback and bending force.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属加工领域，特别是指一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具和系统。
技术介绍
电致塑性效应是前苏联学者Troitskii首先提出的。电致塑性效应是材料（包括各种金属材料、陶瓷材料、超导材料、粉末冶金制品等）在运动电子（电流或电场）作用下，变形抗力急剧下降，塑性明显提高的现象，是一种包含焦耳热效应、磁压缩效应和纯电塑性效应等多种物理效应共同作用的处理方式。流经金属板料的脉冲电流能够促进材料内可动位错以及空穴的运动，促进位错的滑移以及攀移，抑制孪晶的发生，促进再结晶形核，使再结晶可以在较低的温度下发生，显著地降低材料的流动应力，提高了材料的塑性变形能力，减小弯曲回弹，提高成形件表面质量。近年来，作为热加工的替代成形处理方式，得到了广泛的关注并开始得到应用。对电致塑性V形弯曲的研究，难点在于实验模具的设计，如何实现脉冲电流在试验过程中始终流经金属板料以及实现模具与压力的绝缘，保护压力机。同时对于金属板料的弯曲成形的研究，由于影响弯曲回弹的因素很多，需要开展大量试验从而得到满足确定条件下的板料弯曲数据，但是，现有的设备一般功能比较单一，要实现多次试验需要在不同的设备上进行，或者对现有的设备进行改造，但是这种改造是比较麻烦的，导致比较费时费力并且造成较大的经济负担。
技术实现思路
本专利技术提供一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具和系统，本专利技术只在一套模具上可以实现金属板料在高能脉冲电流作用下，进行V形自由弯曲，能同时研究电流频率和电流密度、通电方式、凸模圆角半径、弯曲角度等对弯曲回弹和弯曲力的影响，并且模具结构简单，操作方便，减少加工成本。另外本专利技术实现了高能脉冲电流作用下，模具与压力机间的绝缘，并且保证了实验过程中，高能脉冲电流始终在金属板料中流通。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具，包括上模和下模，其中：所述上模包括从上到下依次连接的模柄、上模座、凸模固定座、电极固定座和凸模，所述电极固定座连接有上电极；所述下模包括下模座，所述下模座上设置有垫板，所述垫板上设置有两个凹模固定座，所述凹模固定座连接有自由弯曲凹模，所述凹模固定座与所述下模座形成可沿所述下模座长度方向平移的移动副；所述上电极为导电材料，所述垫板为导电材料或绝缘材料，所述凸模固定座和下模座材质为绝缘材料。进一步的，所述上模座包括上模座上部和上模座下部，所述上模座上部开有第一阶梯孔，所述上模座下部开有第二阶梯孔，所述模柄的下端设置有第一凸台，所述凸模固定座的上端设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第一阶梯孔配合，所述第二凸台与所述第二阶梯孔配合，所述上模座上部和上模座下部通过第一螺栓组固定在一起。进一步的，所述凸模固定座、电极固定座和凸模通过凸模连接杆连接在一起，其中：所述凸模固定座和电极固定座开设有竖直方向的安装孔，所述凸模连接杆伸在所述安装孔内，所述凸模连接杆的上端和凸模固定座开有水平方向的圆柱销孔，圆柱销安装在所述凸模固定座和凸模连接杆的圆柱销孔中，所述凸模连接杆的下端设置有螺纹，所述凸模通过螺纹与所述凸模连接杆连接。进一步的，所述下模座和垫板上开有至少一条T型滑槽，所述T型滑槽内设置有滑块，所述滑块通过第二螺栓组连接所述凹模固定座。进一步的，所述滑块的底面高于所述下模座的底面，所述第二螺栓组的外表面设置有螺栓绝缘套。进一步的，还包括有约束凹模，所述有约束凹模设置在所述垫板上并位于两个凹模固定座之间，所述有约束凹模的上部具有V型缺口，所述垫板上方且位于有约束凹模中间部分设置有垫块，所述垫块为导电材料或绝缘材料。进一步的，所述有约束凹模包括中间凹模和设置在在所述中间凹模两侧的外侧凹模，所述外侧凹模通过第三螺栓组与所述凹模固定座连接。进一步的，所述凸模和电极固定座之间设置有第一云母板，所述凹模固定座和自由弯曲凹模之间设置有第二云母板，所述外侧凹模和凹模固定座之间设置有第三云母板，所述中间凹模和外侧凹模之间设置有第四云母板。进一步的，所述凸模和有约束凹模上开有用于插入电热棒或连接冷却水管的通孔。另一方面，本专利技术提供一种板料电致塑性多功能V形弯曲系统，包括压力机和上述的板料电致塑性多功能V形弯曲模具，所述底座放置在所述压力机的工作台上，所述模柄与所述压力机通过螺纹连接。本专利技术具有以下有益效果：对于金属板料进行自由弯曲成形的研究时，影响弯曲回弹的变量很多，如金属板料流过的电流频率、电流密度，金属板料的加电方式，金属板料弯曲的角度，凸模的圆角半径，两个自由弯曲凹模的间距等，因此往往需要进行较多次的试验，每次试验的条件不同。本专利技术中，可以方便的改变电流频率和电流密度，研究不同频率和密度的电流下金属板料的自由弯曲性能。而且，本专利技术有两种通电方式，本专利技术能研究不同通电方式下金属板料的自由弯曲性能。另外，本专利技术可以更换不同圆角半径的凸模，研究凸模圆角半径不同时，金属板料的自由弯曲性能。最后，凹模固定座与下模座形成可沿下模座长度方向平移的移动副，可以调节两个凹模固定座的间距，自由弯曲凹模与凹模模固定座连接，也即可以调节两个自由弯曲凹模的间距，在试验中，压力机下移的行程是一定的，自由弯曲凹模间距不同，可以导致金属板料弯曲的角度不同，可以研究金属板料弯曲角度不同时，金属板料的自由弯曲性能。需要额外说明的是，电流在整个试验过程中始终流过金属板料，需要将模具与压力机绝缘，使得电流仅在流过模具和金属板料，不会流过压力机，使用绝缘材料的凸模固定座可以使得模具与压力机的上部绝缘，使用电木板的下模座可以使得模具与压力机的下部绝缘。由此可知，本专利技术的板料电致塑性多功能V形弯曲模具只在一套模具上可以实现金属板料在高能脉冲电流作用下，进行V形自由弯曲，能同时研究电流频率和电流密度、通电方式、凸模圆角半径、弯曲角度等对弯曲回弹和弯曲力的影响，并且模具结构简单，操作方便，减少加工成本。另外本专利技术实现了高能脉冲电流作用下，模具与压力机间的绝缘，保证了实验过程中，高能脉冲电流始终在金属板料中流通。附图说明图1为本专利技术中能够进行自由弯曲试验的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的示意图；图2为图1的下模俯视图；图3为图2的左剖视图；图4为本专利技术中的滑块俯视图；图5为图1的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的横向加电方式示意图；图6为图1的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的竖向加电方式示意图；图7为本专利技术中能够进行自由弯曲试验和有约束弯曲试验的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的示意图；图8为图7的下模俯视图；图9为图7的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的横向加电方式示意图；图10为图7的板料电致塑性多功能V形弯曲模具的竖向加电方式示意图；其中，各附图标记如下：100上模，110模柄，120上模座，121上模座上部，122上模座下部，130凸模固定座，140电极固定座，150凹模，160凸模连接杆，170圆柱销，180第一云母板，190上电极；200下模，210下模座，211T型滑槽，212滑块，220垫板，230凹模固定座，240自由弯曲凹模，250第二云母板，260有约束凹模，261中间凹模，262外侧凹模，270垫块，280第三云母板，290第四云母板；310第一螺栓组，320第二螺栓组，321绝缘套，330第三螺栓组，340第四螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具，其特征在于，包括上模和下模，其中：所述上模包括从上到下依次连接的模柄、上模座、凸模固定座、电极固定座和凸模，所述电极固定座连接有上电极；所述下模包括下模座，所述下模座上设置有垫板，所述垫板上设置有两个凹模固定座，所述凹模固定座连接有自由弯曲凹模，所述凹模固定座与所述下模座形成可沿所述下模座长度方向平移的移动副；所述上电极为导电材料，所述垫板为导电材料或绝缘材料，所述凸模固定座和下模座材质为绝缘材料。

【技术特征摘要】
1.一种板料电致塑性多功能V形弯曲模具，其特征在于，包括上模和下模，其中：所述上模包括从上到下依次连接的模柄、上模座、凸模固定座、电极固定座和凸模，所述电极固定座连接有上电极；所述下模包括下模座，所述下模座上设置有垫板，所述垫板上设置有两个凹模固定座，所述凹模固定座连接有自由弯曲凹模，所述凹模固定座与所述下模座形成可沿所述下模座长度方向平移的移动副；所述上电极为导电材料，所述垫板为导电材料或绝缘材料，所述凸模固定座和下模座材质为绝缘材料。2.根据权利要求1所述的板料电致塑性多功能V形弯曲模具，其特征在于，所述上模座包括上模座上部和上模座下部，所述上模座上部开有第一阶梯孔，所述上模座下部开有第二阶梯孔，所述模柄的下端设置有第一凸台，所述凸模固定座的上端设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第一阶梯孔配合，所述第二凸台与所述第二阶梯孔配合，所述上模座上部和上模座下部通过第一螺栓组固定在一起。3.根据权利要求1所述的板料电致塑性多功能V形弯曲模具，其特征在于，所述凸模固定座、电极固定座和凸模通过凸模连接杆连接在一起，其中：所述凸模固定座和电极固定座开设有竖直方向的安装孔，所述凸模连接杆伸在所述安装孔内，所述凸模连接杆的上端和凸模固定座开有水平方向的圆柱销孔，圆柱销安装在所述凸模固定座和凸模连接杆的圆柱销孔中，所述凸模连接杆的下端设置有螺纹，所述凸模通过螺纹与所述凸模连接杆连接。4.根据权利要求1所述的板料电致塑性多功能V形弯曲模具，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚兴荣，王磊，高军，鲍文科，林淑霞，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37