專利名稱：便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能測試儀，特別涉及汽車外覆蓋件變形剛度的測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著轎車工業(yè)發(fā)展，用戶對轎車車身的制造要求越來越高，零件沖壓成形后的使用性能日益受到關(guān)注，其中之一是轎車覆蓋件的剛性，變形剛度試驗是專門對成形后的汽車零件(車身外覆蓋件)進(jìn)行剛度評估的特殊試驗方法，試驗結(jié)果能反映車身零件受外界載荷(或外部能量)作用時抵抗變形，保持形狀穩(wěn)定的能力，在國外一種新車型在開發(fā)試制過程中，往往需要經(jīng)過大量試驗，對覆蓋件剛性進(jìn)行評估，如法國雷諾汽車公司設(shè)計部門要求覆蓋件整體抗凹剛度是在10kg載荷作用下凹陷位移不超過1.0mm為合格，美國克勒斯萊和福特汽車公司對覆蓋件臨界載荷的設(shè)計值為6kg。目前，變形剛度試驗在國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的試驗標(biāo)準(zhǔn)和評估指標(biāo)。
目前，國內(nèi)外已有用于汽車外覆蓋件的變形剛度的測試的一些方法和裝置，如有些汽車廠采用的手按法，通過手對覆蓋件施壓的感覺來評判零件的剛度。有些汽車廠通過砝碼對覆蓋件受壓來評判零件的剛度，也有些汽車廠通過裝有力傳感器的手握式加壓器，對覆蓋件進(jìn)行加壓，上述方法雖能對覆蓋件的剛性有一定了解，但由于是人工進(jìn)行，其重復(fù)性和試驗結(jié)果的精度很差，僅僅能提供定性的數(shù)據(jù)。
參見圖1，其所示為汽車零件抗凹性試驗機，包括試驗底座1a及固定其上的門形框架7a，橫梁6a設(shè)置于門形框架7a上，加載系統(tǒng)5a以及壓子4a設(shè)置于橫梁6a上，試驗平臺2a位于試驗底座1a上，待測試件3a放置于試驗平臺2a上。加載系統(tǒng)5a驅(qū)動壓子4a對待測試件3a做變形剛度的測試。
雖然該試驗機也能進(jìn)行汽車覆蓋件變形剛度的測試，但其限制很多，如零件尺寸、試驗必須在實驗室進(jìn)行、試驗后零件報廢等。國內(nèi)外先進(jìn)汽車廠出于對汽車安全，減重節(jié)能和環(huán)保的需要，紛紛采用高強板作為汽車的外覆蓋件，并提出了相應(yīng)的變形剛度要求。汽車外覆蓋件變形剛度試驗是專門對成形后的汽車零件(車身外覆蓋件)進(jìn)行剛度評估的特殊試驗方法，試驗結(jié)果能反映車身零件受外界載荷(或外部能量)作用時抵抗變形，保持形狀穩(wěn)定的能力。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可拆卸的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，可在現(xiàn)場對汽車外覆蓋件進(jìn)行剛度檢測，通過實時檢測，充分保證試驗結(jié)果的重復(fù)性和試驗結(jié)果的精度，定量給出試驗點的連續(xù)試驗數(shù)據(jù)，可指導(dǎo)模具的優(yōu)化，達(dá)到設(shè)計對外覆蓋件剛度的要求。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，包括，縱梁，其上端部固定一樞軸；第一支撐梁，其一端連接縱梁上端部的樞軸；第一螺桿，其一端聯(lián)接第一支撐梁另一端，該端部還設(shè)一扳手；第一滑塊，其一端套設(shè)于縱梁上，另一端與第一螺桿螺紋配合；橫梁，其一端固定于第一滑塊上，另一端部固定一樞軸；第二支撐梁，其一端連接橫梁上端部的樞軸；第二螺桿，其一端聯(lián)接第二支撐梁另一端，該端部還設(shè)一扳手，另一端通過一固定架固定于橫梁上；第二滑塊，其一端套設(shè)于橫梁上，另一端與第二螺桿螺紋配合；傳動調(diào)整機構(gòu)，連接于第二滑塊上，包括，聯(lián)接體，其上端面設(shè)有外沿，該外沿通過卡塊活動設(shè)置于第二滑塊下，其還具有一腔體結(jié)構(gòu)，該腔體結(jié)構(gòu)下部開口；渦桿，一端插設(shè)于聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，另一端設(shè)一扳手；渦輪，設(shè)置于聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，與渦桿配合；加載測量機構(gòu)，包括，本體，其上端連接于傳動調(diào)整機構(gòu)的渦輪，其為一殼體結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有一通孔；電機，設(shè)置于本體殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)；齒輪傳動裝置，一端聯(lián)接電機輸出軸；絲桿組件，連接于齒輪傳動裝置的另一端；加載光桿，與絲桿組件配合，其一端伸縮于本體下端通孔；壓頭，設(shè)置于加載光桿下端部；位移傳感器，設(shè)置于加載光桿下端部；壓力傳感器，設(shè)置于加載光桿下端部。
所述的縱梁與第一滑塊、橫梁與第二滑塊之間設(shè)軟質(zhì)內(nèi)襯，該軟質(zhì)內(nèi)襯可以為尼龍內(nèi)襯，使移動時和梁接觸面柔性化，減少重量和重心對移動的影響。
還包括一磁性底座，所述的縱梁固定于磁性底座上。
本發(fā)明的還測試儀設(shè)有鎖緊裝置，其包括鎖緊件和扳手，該鎖緊件穿過第一滑塊抵靠軟質(zhì)內(nèi)襯，鎖緊件與第一滑塊螺紋配合，其上連接扳手。
所述的鎖緊裝置的鎖緊件為雙鎖緊設(shè)計結(jié)構(gòu)，消除了橫梁、加載測量機構(gòu)的重量和位置對設(shè)備剛性的影響。
所述的渦輪中心設(shè)有可指示擺動角度的刻度指針。
所述的渦輪為扇型渦輪。
所述的電機為步進(jìn)電機。
所述的第一支撐梁與縱梁上端部的樞軸之間和第二支撐梁與橫梁上端部的樞軸還設(shè)有軸承。
所述的第一螺桿與第一支撐梁之間和第二螺桿與第二支撐梁之間還設(shè)有軸承。
所述的位移傳感器極為光柵位移傳感器。
本發(fā)明測試儀的傳動調(diào)整機構(gòu)還包括一定位塊，該定位塊通過螺栓連接于第二滑塊，所述的聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)上部限位于該定位塊。
所述的傳動調(diào)整機構(gòu)還包括鎖緊件，該鎖緊件穿過卡塊抵靠聯(lián)接體的外沿。
由于被測汽車覆蓋件的多曲面、非水平、不等高以及測試設(shè)備需便于攜帶、在現(xiàn)場工作等特點，為此，在設(shè)計時，基于以下幾點考慮1.設(shè)計為可拆卸懸臂梁式，以滿足現(xiàn)場需求和攜帶方便。
2.試驗點采用縱橫梁移動粗定位，加載機構(gòu)精確定位，以滿足零件多曲面、非水平、不等高的特點。
3.加載機構(gòu)能實現(xiàn)任意零件曲面的垂直加載，以提高數(shù)據(jù)的可比性和準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀采用組合框架結(jié)構(gòu)，可以在三維空間對不同形狀覆蓋件的試驗點任意調(diào)整，通過對試驗點施加法向載荷，測出覆蓋件的剛度，并給出試驗點的載荷-位移曲線。為評定汽車外覆蓋件變形剛度的量化指標(biāo)，為判斷汽車外覆蓋件變形剛度能力、穩(wěn)定性以及汽車外覆蓋件的合理選材提供了依據(jù)。


圖1為現(xiàn)有汽車外覆蓋件變形剛度測試臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見圖2，本發(fā)明的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，包括，縱梁1，其上端部固定一樞軸11；第一支撐梁2，其一端連接縱梁1上端部的樞軸11；第一螺桿3，其一端聯(lián)接第一支撐梁2另一端，該端部還設(shè)一扳手12；第一滑塊4，其一端套設(shè)于縱梁1上，另一端與第一螺桿3螺紋配合；橫梁5，其一端固定于第一滑塊4上，另一端部固定一樞軸13；第二支撐梁6，其一端連接橫梁5上端部的樞軸13；第二螺桿7，其一端聯(lián)接第二支撐梁6另一端，該端部還設(shè)一扳手14，另一端通過一固定架23固定于橫梁5上；第二滑塊8，其一端套設(shè)于橫梁5上，另一端與第二螺桿7螺紋配合；一磁性底座21，所述的縱梁1固定于磁性底座21上；第一螺桿3下端部設(shè)置一限位件22。
傳動調(diào)整機構(gòu)9，連接于第二滑塊8上，包括，聯(lián)接體91，其上端面設(shè)有外沿911，該外沿911通過卡塊92活動設(shè)置于第二滑塊8下，其還具有一腔體結(jié)構(gòu)90，并由位于該腔體結(jié)構(gòu)90內(nèi)、連接于第二滑塊8的定位塊96和螺栓97限位，該腔體結(jié)構(gòu)下部開口901；渦桿93，一端插設(shè)于聯(lián)接體91腔體結(jié)構(gòu)90內(nèi)，另一端設(shè)一扳手95；渦輪94，設(shè)置于聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)90內(nèi)，通過連接軸98固定于聯(lián)接體91，并與渦桿93配合，該渦輪93為扇型渦輪，其中心設(shè)有可指示擺動角度的刻度指針941；鎖緊件99穿過卡塊92抵靠聯(lián)接體91的外沿911，聯(lián)接體91定位后，鎖緊件99可以鎖定聯(lián)接體91轉(zhuǎn)動，調(diào)整時則脫離聯(lián)接體91外沿911。
加載測量機構(gòu)10，包括，本體101，其上端連接于傳動調(diào)整機構(gòu)9的渦輪93，其為一殼體結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有一通孔1011；電機102，設(shè)置于本體殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)，該電機為步進(jìn)電機；齒輪傳動裝置103，即齒輪組件，一端聯(lián)接電機102輸出軸；絲桿組件104，連接于齒輪傳動裝置103的另一端；加載光桿105，與絲桿組件104配合，其一端伸縮于本體101下端通孔1011；壓頭108，設(shè)置于加載光桿105下端部；位移傳感器106，設(shè)置于加載光桿105下端部，該位移傳感器極為光柵位移傳感器；壓力傳感器107，設(shè)置于加載光桿105下端部。
再請參見圖2，所述的縱梁1與第一滑塊4、橫梁5與第二滑塊8之間設(shè)軟質(zhì)內(nèi)襯15、15’，該軟質(zhì)內(nèi)襯為尼龍內(nèi)襯。
本發(fā)明的測試儀還設(shè)有鎖緊裝置16，其為雙鎖緊設(shè)計結(jié)構(gòu)，包括鎖緊件161、162和扳手163、164，該鎖緊件161、162穿過第一滑塊4抵靠軟質(zhì)內(nèi)襯15，鎖緊件161、162與第一滑塊4螺紋配合，其上連接扳手163、164。
參見圖2，本發(fā)明的測試儀所述的第一支撐梁2與縱梁1上端部的樞軸11之間和第二支撐梁6與橫梁5上端部的樞軸13還設(shè)有軸承17、18，第一螺桿3與第一支撐梁2之間和第二螺桿7與第二支撐梁6之間還設(shè)有軸承19、20。所述的第一支撐梁2、第二支撐梁6的兩端分別開有凹槽21、22、61、62，所述的軸承17～20分別嵌設(shè)于凹槽21、22、61、62。
將本發(fā)明的測試儀置于沖壓現(xiàn)場模具小車上已做試驗點標(biāo)記并已固定的試樣旁，根據(jù)試樣的試驗點位置、高低和和水平面角度，第一支撐梁2、第一螺桿3、橫梁5可以縱梁1上端部的樞軸11為中心旋轉(zhuǎn)，并通過第一螺桿3、第二螺桿7初步調(diào)整由第二滑塊8所帶動的傳動調(diào)整機構(gòu)9進(jìn)而調(diào)整、加載測量機構(gòu)10中壓頭108的位置。
加載測量機構(gòu)10通過傳動調(diào)整機構(gòu)9在水平面360度旋轉(zhuǎn)，通過扳手95轉(zhuǎn)動渦桿93使連接扇型渦輪94在垂直平面內(nèi)擺動，渦輪94中心頂桿刻度指針指示加載測量機構(gòu)10擺動的角度，使加載測量機構(gòu)10壓頭108精確、垂直對準(zhǔn)試驗點。
加載測量機構(gòu)10采用高精度可控步進(jìn)電機作為機構(gòu)動力，通過齒輪傳動裝置103的一定減速比齒輪、絲桿組件104動力傳遞給加載光桿105，通過加載光桿105(其上裝載光柵位移傳感器106)帶動裝有壓力傳感器107的壓頭108對試樣加載。
通過設(shè)定試驗參數(shù)并進(jìn)行全自動試驗使試驗點受壓，實時顯示試驗曲線。通過軟件計算所需要的試驗點剛度。
在某汽車廠采用發(fā)明的變形剛度測試儀該儀器對S11右前門外板拉延件進(jìn)行剛度測量，該零件所用鋼板尺寸為0.8mm×1300mm×1320mm，利用零件的幾何特征確定相同的測試部位。測試結(jié)論如下該儀器有較高的測量精度，對相同沖壓模具及其工藝條件下用DC04和B180H1材料沖壓的右前門外板拉延件變形剛度的測量結(jié)果分別是17.698N/mm和17.440N/mm；21.396N/mm和21.679N/mm，兩種鋼種拉延件的測量結(jié)果和相關(guān)分析結(jié)果完全一致；該儀器測量數(shù)據(jù)有較高的重復(fù)再現(xiàn)性，在相同工藝條件下的同厚度、同鋼種的拉延件測試數(shù)據(jù)十分接近，誤差在允許范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供了一種可拆的便攜的能在汽車廠沖壓車間對汽車外覆蓋件進(jìn)行變形剛度測試的設(shè)備和試驗方法，能定量給出試驗點的試驗數(shù)據(jù)，徹底改變過去在沖壓車間靠手的感覺來判斷零件剛度的測試方法。
權(quán)利要求
1.便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，包括，縱梁，其上端部固定一樞軸；第一支撐梁，其一端連接縱梁上端部的樞軸；第一螺桿，其一端聯(lián)接第一支撐梁另一端，該端部還設(shè)一扳手；第一滑塊，其一端套設(shè)于縱梁上，另一端與第一螺桿螺紋配合；橫梁，其一端固定于第一滑塊上，另一端部固定一樞軸；第二支撐梁，其一端連接橫梁上端部的樞軸；第二螺桿，其一端聯(lián)接第二支撐梁另一端，該端部還設(shè)一扳手，另一端通過一固定架固定于橫梁上；第二滑塊，其一端套設(shè)于橫梁上，另一端與第二螺桿螺紋配合；傳動調(diào)整機構(gòu)，連接于第二滑塊上，包括，聯(lián)接體，其上端面設(shè)有外沿，該外沿通過卡塊活動設(shè)置于第二滑塊下，其還具有一腔體結(jié)構(gòu)，該腔體結(jié)構(gòu)下部開口；渦桿，一端插設(shè)于聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，另一端設(shè)一扳手；渦輪，設(shè)置于聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，與渦桿配合；加載測量機構(gòu)，包括，本體，其上端連接于傳動調(diào)整機構(gòu)的渦輪，其為一殼體結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有一通孔；電機，設(shè)置于本體殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)；齒輪傳動裝置，一端聯(lián)接電機輸出軸；絲桿組件，連接于齒輪傳動裝置的另一端；加載光桿，與絲桿組件配合，其一端伸縮于本體下端通孔；壓頭，設(shè)置于加載光桿下端部；位移傳感器，設(shè)置于加載光桿下端部；壓力傳感器，設(shè)置于加載光桿下端部。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，還包括一磁性底座，所述的縱梁固定于磁性底座上。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的縱梁與第一滑塊、橫梁與第二滑塊之間設(shè)軟質(zhì)內(nèi)襯。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的軟質(zhì)內(nèi)襯為尼龍內(nèi)襯。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，還設(shè)有鎖緊裝置，其包括鎖緊件和扳手，該鎖緊件穿過第一滑塊抵靠軟質(zhì)內(nèi)襯，鎖緊件與第一滑塊螺紋配合，其上連接扳手。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的鎖緊裝置的鎖緊件為雙鎖緊設(shè)計結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的渦輪中心設(shè)有可指示擺動角度的刻度指針。
8.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的渦輪為扇型渦輪。
9.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的電機為步進(jìn)電機。
10.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的第一支撐梁與縱梁上端部的樞軸之間和第二支撐梁與橫梁上端部的樞軸還設(shè)有軸承。
11.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的第一螺桿與第一支撐梁之間和第二螺桿與第二支撐梁之間還設(shè)有軸承。
12.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的位移傳感器極為光柵位移傳感器。
13.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的第一螺桿下端部設(shè)置一限位件。
14.如權(quán)利要求1所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的傳動調(diào)整機構(gòu)還包括一定位塊，該定位塊通過螺栓連接于第二滑塊，所述的聯(lián)接體腔體結(jié)構(gòu)上部限位于該定位塊。
15.如權(quán)利要求1或14所述的便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，其特征是，所述的傳動調(diào)整機構(gòu)還包括鎖緊件，該鎖緊件穿過卡塊抵靠聯(lián)接體的外沿。
全文摘要
便攜式汽車外覆蓋件變形剛度測試儀，包括縱梁及固定于套設(shè)縱梁上的第一滑塊上的橫梁，通過第一螺桿帶動第一滑塊上下運動，進(jìn)而帶動橫梁上下運動；第二滑塊套設(shè)于橫梁上，并由第二螺桿帶動第二滑塊左右運動；加載測量機構(gòu)通過傳動調(diào)整機構(gòu)連接于第二滑塊上，其包括本體及設(shè)置于其內(nèi)的電機、齒輪傳動裝置、絲桿組件、加載光桿及其上的位移傳感器、壓力傳感器。本發(fā)明的測試儀采用組合框架結(jié)構(gòu)，可以在三維空間對不同形狀覆蓋件的試驗點任意調(diào)整，通過對試驗點施加法向載荷，測出覆蓋件的剛度，并給出試驗點的載荷－位移曲線，以此判斷汽車外覆蓋件變形剛度能力、穩(wěn)定性以及汽車外覆蓋件的合理選材。
文檔編號G01N3/00GK101082556SQ200610027079
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者徐偉力, 俞寧峰, 謝建平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司