專利名稱：固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，具體涉及一種固定式汽車覆蓋件
剛度測試裝置。
背景技術(shù)：
汽車覆蓋件大多數(shù)是大型薄板沖壓件，薄板沖壓件的相對厚度，即板厚與零件的 最大輪廓尺寸之比非常小，薄板沖壓件剛度也就比較差，因此汽車覆蓋件在出廠前的檢測 工作尤為重要。我國汽車工業(yè)規(guī)模比較大，但基礎(chǔ)比較差，尤其是測試設(shè)備比較落后。國內(nèi) 汽車廠家在衡量和比較覆蓋件板材的剛度大小時，一般都是憑借經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，用 手按壓覆蓋件板材以感覺板材在凹下去時所加力的大小來判定其剛度強弱。這樣判定汽車 覆蓋件剛度的大小，不符合規(guī)范化、科學(xué)化的要求，更不能保證準確度。目前大型薄板沖壓 件剛度測試的研究還僅僅局限于抗凹剛度，還沒有固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決目前沒有固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置的問題，進 而提供了一種固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的固定式金屬薄板沖壓件
剛度測試裝置包括機架、第一絲杠、第一絲母、第一電機、電機座、支架、兩個導(dǎo)柱、兩個三通 套管、橫梁管、第二絲杠、第二電機、第二絲母、導(dǎo)軌、支撐滑座、蝸輪蝸桿機構(gòu)、微調(diào)加載機
構(gòu)總成、壓力傳感器和壓頭，所述機架的橫梁上開有第一通孔，所述第一絲母設(shè)置在橫梁的 第一通孔內(nèi)，所述第一絲杠的上部與第一絲母螺紋連接，所述第一絲杠的下端穿過支架的 第二通孔與第一電機的輸出軸固接，所述支架的上部通過電機座與第一電機固接；機架內(nèi) 的兩個立柱各與一個導(dǎo)柱固接，每個導(dǎo)柱上套裝有一個三通套管，橫梁管的兩端分別插裝 在兩個三通套管上的相對應(yīng)的一個第三通孔內(nèi)，所述支架的兩個支柱的下端分別固裝在對 應(yīng)的三通套管的外壁上，所述第二電機固裝在橫梁管的上端面一側(cè)上，所述第二絲杠的一 端與第二電機的輸出軸固接且平行設(shè)置在橫梁管的上方，所述導(dǎo)軌的下端面固裝在第二絲 杠下方的橫梁管的上端面上，所述支撐滑座裝在橫梁管上且與導(dǎo)軌滑動連接，第二絲母安 裝在第二絲杠上且第二絲母固裝在支撐滑座的上端面上，所述蝸輪蝸桿機構(gòu)的上端面固裝 在支撐滑座的下端面上，所述微調(diào)加載機構(gòu)總成的上端面固裝在蝸輪蝸桿機構(gòu)的蝸輪連接 座上，所述壓力傳感器的上端與微調(diào)加載機構(gòu)總成的導(dǎo)桿的下端面固接，所述壓頭固裝在 壓力傳感器的下端面上，所述第一電機、第二電機和微調(diào)加載機構(gòu)總成內(nèi)的第三電機均為 步進電機。 本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明測試裝置通過第一絲杠的上下運動實現(xiàn)了測試 裝置的壓頭上下移動，通過第二絲杠的水平運動實現(xiàn)了測試裝置的壓頭水平移動，通過橫 梁管的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)了測試裝置的壓頭前后轉(zhuǎn)動，通過蝸輪蝸桿機構(gòu)實現(xiàn)了測試裝置的壓 頭左右轉(zhuǎn)動，通過微調(diào)加載機構(gòu)總成將測試裝置的壓頭上下微調(diào)，從而實現(xiàn)了加載力的微調(diào)，測量精度高；本發(fā)明的測試裝置實現(xiàn)了多個自由度的移動或轉(zhuǎn)動，可以準確測量金屬薄板沖壓件的剛度；本發(fā)明的測試裝置結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理、操作簡單，工作效率提高了 50%以上。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2為本發(fā)明的蝸輪蝸桿機構(gòu)和微調(diào)加載機構(gòu)總成的主視圖，圖3是圖2的左視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一 如圖1 3所示，本實施方式的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置包括機架1、第一絲杠2、第一絲母3、第一電機4、電機座5、支架6、兩個導(dǎo)柱7、兩個三通套管8、橫梁管9、第二絲杠10、第二電機11、第二絲母12、導(dǎo)軌13、支撐滑座14、蝸輪蝸桿機構(gòu)1、微調(diào)加載機構(gòu)總成11、壓力傳感器15和壓頭16，所述機架1的橫梁1-2上開有第一通孔1-2-1 ，所述第一絲母3設(shè)置在橫梁1-2的第一通孔1-2-1內(nèi)，所述第一絲杠2的上部與第一絲母3螺紋連接，所述第一絲杠2的下端穿過支架6的第二通孔6-1與第一電機4的輸出軸固接，所述支架6的上部通過電機座5與第一電機4固接；機架1內(nèi)的兩個立柱1-1各與一個導(dǎo)柱7固接，每個導(dǎo)柱7上套裝有一個三通套管8，橫梁管9的兩端分別插裝在兩個三通套管8上的相對應(yīng)的一個第三通孔8-1內(nèi)，所述支架6的兩個支柱6-2的下端分別固裝在對應(yīng)的三通套管8的外壁上，所述第二電機11固裝在橫梁管9的上端面一側(cè)上，所述第二絲杠10的一端與第二電機11的輸出軸固接且平行設(shè)置在橫梁管9的上方，所述導(dǎo)軌13的下端面固裝在第二絲杠10下方的橫梁管9的上端面上，所述支撐滑座14裝在橫梁管9上且與導(dǎo)軌13滑動連接，第二絲母12安裝在第二絲杠10上且第二絲母12固裝在支撐滑座14的上端面上，所述蝸輪蝸桿機構(gòu)I的上端面固裝在支撐滑座14的下端面上，所述微調(diào)加載機構(gòu)總成II的上端面固裝在蝸輪蝸桿機構(gòu)I的蝸輪連接座20上，所述壓力傳感器15的上端與微調(diào)加載機構(gòu)總成II的導(dǎo)桿37的下端面固接，所述壓頭16固裝在壓力傳感器15的下端面上，所述第一電機4、第二電機11和微調(diào)加載機構(gòu)總成II內(nèi)的第三電機31均為步進電機。
具體實施方式
二 如圖1所示，本實施方式所述機架1由兩個立柱1-1和橫梁1-2構(gòu)成，兩個立柱1-1的上端通過橫梁1-2連接在一起。如此設(shè)計，機架1的結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、穩(wěn)定性好。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖l所示，本實施方式所述支架6由兩個支柱6-2、水平架6-3和兩個加強筋6-4組成，所述兩個支柱6-2的上端通過水平架6-3連接在一起，每個加強筋6-4的一端固裝在水平架6-3上，每個加強筋6-4的另一端固裝在相應(yīng)的支柱6-2上，所述水平架6-3的中部開有第二通孔6-l。如此設(shè)計，支架6的承載力大、剛度好、加載時變形極小，可忽略不計。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四如圖2 3所示，本實施方式所述蝸輪蝸桿機構(gòu)I由蝸輪連接座20、蝸輪21、蝸輪軸22、蝸桿23、殼體24、蝸桿手柄25、鎖緊塊26、蝸輪軸蓋板27和蝸桿蓋板28組成，所述蝸桿23的一端安裝在殼體24上，所述蝸桿蓋板28固裝在殼體24上，所述蝸桿23的中部安裝在蝸桿蓋板28上，所述蝸桿23的另一端安裝有蝸桿手柄25，所述蝸輪軸22的一端安裝在殼體24上，所述蝸輪軸蓋板27固裝在殼體24上，所述蝸輪軸22的另一端安裝在蝸輪軸蓋板27上，所述蝸輪軸22位于蝸桿23的下方且二者垂直設(shè)置，所述蝸輪21固套在蝸輪軸22上且與蝸桿23互相嚙合，所述鎖緊塊26安裝在殼體24的一側(cè)端面上。如此設(shè)計，當調(diào)整好壓頭16角度后，將鎖緊塊26鎖緊，使蝸輪軸22固定在殼體24上，當壓頭開始加載時，蝸輪軸22不會發(fā)生轉(zhuǎn)動或移動，從而實現(xiàn)了測試裝置的壓頭16左右轉(zhuǎn)動。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五如圖2 3所示，本實施方式所述微調(diào)加載機構(gòu)總成II由微調(diào)加載箱30、第三電機31、電機齒輪32、絲杠齒輪33、第三絲杠34、第三絲母35、連接板36、導(dǎo)桿37、導(dǎo)桿套38、兩個限位傳感器39和第三絲杠蓋板40組成，所述第三絲杠34豎直安裝在微調(diào)加載箱30內(nèi)，所述絲杠齒輪33固套在第三絲杠34的上部，所述第三電機31固裝在微調(diào)加載箱30內(nèi)，所述電機齒輪32固套在第三電機31的輸出軸上，所述電機齒輪32與絲杠齒輪33互相嚙合，所述第三絲母35安裝在絲杠齒輪33下方的第三絲杠34上，所述連接板36的一端與第三絲母35固接，所述導(dǎo)桿套38固裝在微調(diào)加載箱30的下端通孔30_1內(nèi)，所述連接板36的另一端與導(dǎo)桿37的上端固接，所述導(dǎo)桿37的下端穿過導(dǎo)桿套38且與導(dǎo)桿套38滑動連接，所述第三絲杠蓋板40固裝在第三絲杠34下端的微調(diào)加載箱30的下端面上，所述兩個限位傳感器39沿豎直方向安裝在微調(diào)加載箱30的一側(cè)上。如此設(shè)計，實現(xiàn)了加載力的微調(diào)，可以通過兩個限位傳感器39限制導(dǎo)桿37的行程，從而限制壓頭16的行程。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二或四相同。
具體實施方式
六如圖1所示，所述測試裝置還包括調(diào)節(jié)桿41，所述調(diào)節(jié)桿41的一端面固裝在橫梁管9的外表面上。如此設(shè)計，通過調(diào)整桿41可方便調(diào)整橫梁管的旋轉(zhuǎn)運動。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七如圖1所示，所述測試裝置還包括兩個行程開關(guān)42，所述兩個行程開關(guān)42沿豎直方向安裝在機架1的兩個立柱1-1的任意一個上，且位于相鄰的一個導(dǎo)柱7之間。如此設(shè)計，兩個行程開關(guān)42可以限制導(dǎo)柱7上的三通套管8的的行程，啟到保護作
用。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
六相同。
工作原理 汽車覆蓋件大都是大型曲面薄板沖壓件，當測試薄板沖壓件的剛度時，汽車覆蓋件水平放置于工作臺上，汽車覆蓋件的周邊用夾具固定，為找到汽車覆蓋件中心的法向位置，首先通過第一電機4的旋轉(zhuǎn)帶動第一絲杠2同步旋轉(zhuǎn)，第一絲杠2的旋轉(zhuǎn)使第一絲杠2沿豎直方向運動，從而帶動支架6上的測試裝置向下運動，再通過第二電機11的輸出軸的轉(zhuǎn)動帶動第二絲母12沿著第二絲杠10水平移動，第二絲母12帶動微調(diào)加載機構(gòu)總成II水平移動至需要測試的曲面位置上方，這時壓頭的高度要比測試點高出20mm左右，旋轉(zhuǎn)橫梁管9的角度，可以調(diào)整測試裝置上的壓頭16進行前后方向傾角的調(diào)整，旋轉(zhuǎn)蝸桿手柄25帶動蝸桿23轉(zhuǎn)動，蝸桿23轉(zhuǎn)動帶動蝸輪21轉(zhuǎn)動，蝸輪21轉(zhuǎn)動帶動測試裝置上的壓頭16進行左右方向傾角的調(diào)整；然后將法向測試儀(測試曲面法向的裝置)頂在壓頭16的下端，從而確定曲面的法向位置，通過第三電機31的轉(zhuǎn)動，帶動微調(diào)加載機構(gòu)總成II的導(dǎo)桿37下端的壓頭16在零件中心連續(xù)施加載荷。在連續(xù)緩慢加載過程中，載荷增加到一定程度，汽車覆蓋件中心區(qū)域開始出現(xiàn)凹陷撓曲，凹陷撓曲面積緩慢向外擴散，繼續(xù)加載，有"鼓動"響聲，即"油壺效應(yīng)"，零件表面形狀突然發(fā)生大的變化，此時停止加載。載荷和中心位移分別由壓力傳感器及電感式線位移傳感器測量，兩路測量信號經(jīng)放大后并通過A/D轉(zhuǎn)換器(將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件)由計算機實時采集，得到連續(xù)加載過程中瞬時載荷和位移量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理程序處理后繪出完整的載荷位移試驗曲線。再通過剛度計算軟件處理，得到該測點的剛度值。
權(quán)利要求
一種固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，所述測試裝置包括機架(1)、第一絲杠(2)、第一絲母(3)、第一電機(4)、電機座(5)、支架(6)、兩個導(dǎo)柱(7)、兩個三通套管(8)、橫梁管(9)、第二絲杠(10)、第二電機(11)、第二絲母(12)、導(dǎo)軌(13)、支撐滑座(14)、蝸輪蝸桿機構(gòu)(I)、微調(diào)加載機構(gòu)總成(II)、壓力傳感器(15)和壓頭(16)，其特征在于所述機架(1)的橫梁(1-2)上開有第一通孔(1-2-1)，所述第一絲母(3)設(shè)置在橫梁(1-2)的第一通孔(1-2-1)內(nèi)，所述第一絲杠(2)的上部與第一絲母(3)螺紋連接，所述第一絲杠(2)的下端穿過支架(6)的第二通孔(6-1)與第一電機(4)的輸出軸固接，所述支架(6)的上部通過電機座(5)與第一電機(4)固接；機架(1)內(nèi)的兩個立柱(1-1)各與一個導(dǎo)柱(7)固接，每個導(dǎo)柱(7)上套裝有一個三通套管(8)，橫梁管(9)的兩端分別插裝在兩個三通套管(8)上的相對應(yīng)的一個第三通孔(8-1)內(nèi)，所述支架(6)的兩個支柱(6-2)的下端分別固裝在對應(yīng)的三通套管(8)的外壁上，所述第二電機(11)固裝在橫梁管(9)的上端面一側(cè)上，所述第二絲杠(10)的一端與第二電機(11)的輸出軸固接且平行設(shè)置在橫梁管(9)的上方，所述導(dǎo)軌(13)的下端面固裝在第二絲杠(10)下方的橫梁管(9)的上端面上，所述支撐滑座(14)裝在橫梁管(9)上且與導(dǎo)軌(13)滑動連接，第二絲母(12)安裝在第二絲杠(10)上且第二絲母(12)固裝在支撐滑座(14)的上端面上，所述蝸輪蝸桿機構(gòu)(I)的上端面固裝在支撐滑座(14)的下端面上，所述微調(diào)加載機構(gòu)總成(II)的上端面固裝在蝸輪蝸桿機構(gòu)(I)的蝸輪連接座(20)上，所述壓力傳感器(15)的上端與微調(diào)加載機構(gòu)總成(II)的導(dǎo)桿(37)的下端面固接，所述壓頭(16)固裝在壓力傳感器(15)的下端面上，所述第一電機(4)、第二電機(11)和微調(diào)加載機構(gòu)總成(II)內(nèi)的第三電機(31)均為步進電機。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于所述機 架(1)由兩個立柱(1-1)和橫梁(1-2)構(gòu)成，兩個立柱(1-1)的上端通過橫梁(1-2)連接 在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于所 述支架(6)由兩個支柱(6-2)、水平架(6-3)和兩個加強筋(6-4)組成，所述兩個支柱(6-2) 的上端通過水平架(6-3)連接在一起，每個加強筋(6-4)的一端固裝在水平架(6-3)上，每 個加強筋(6-4)的另一端固裝在相應(yīng)的支柱(6-2)上，所述水平架(6-3)的中部開有第二 通孔(6-1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于所述蝸 輪蝸桿機構(gòu)(I)由蝸輪連接座(20)、蝸輪(21)、蝸輪軸(22)、蝸桿(23)、殼體(24)、蝸桿手 柄(25)、鎖緊塊(26)、蝸輪軸蓋板(27)和蝸桿蓋板(28)組成，所述蝸桿(23)的一端安裝 在殼體(24)上，所述蝸桿蓋板(28)固裝在殼體(24)上，所述蝸桿(23)的中部安裝在蝸桿 蓋板(28)上，所述蝸桿(23)的另一端安裝有蝸桿手柄(25)，所述蝸輪軸(22)的一端安裝 在殼體(24)上，所述蝸輪軸蓋板(27)固裝在殼體(24)上，所述蝸輪軸(22)的另一端安裝 在蝸輪軸蓋板(27)上，所述蝸輪軸(22)位于蝸桿(23)的下方且二者垂直設(shè)置，所述蝸輪 (21)固套在蝸輪軸(22)上且與蝸桿(23)互相嚙合，所述鎖緊塊(26)安裝在殼體(24)的 一側(cè)端面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于 所述微調(diào)加載機構(gòu)總成(II)由微調(diào)加載箱(30)、第三電機(31)、電機齒輪(32)、絲杠齒輪 (33)、第三絲杠(34)、第三絲母(35)、連接板(36)、導(dǎo)桿(37)、導(dǎo)桿套(38)、兩個限位傳感器(39)和第三絲杠蓋板(40)組成，所述第三絲杠(34)豎直安裝在微調(diào)加載箱(30)內(nèi)，所述 絲杠齒輪(33)固套在第三絲杠(34)的上部，所述第三電機(31)固裝在微調(diào)加載箱(30) 內(nèi)，所述電機齒輪(32)固套在第三電機(31)的輸出軸上，所述電機齒輪(32)與絲杠齒輪 (33)互相嚙合，所述第三絲母(35)安裝在絲杠齒輪(33)下方的第三絲杠(34)上，所述連 接板(36)的一端與第三絲母(35)固接，所述導(dǎo)桿套(38)固裝在微調(diào)加載箱(30)的下端 通孔(30-1)內(nèi)，所述連接板(36)的另一端與導(dǎo)桿(37)的上端固接，所述導(dǎo)桿(37)的下端 穿過導(dǎo)桿套(38)且與導(dǎo)桿套(38)滑動連接，所述第三絲杠蓋板(40)固裝在第三絲杠(34) 下端的微調(diào)加載箱(30)的下端面上，所述兩個限位傳感器(39)沿豎直方向安裝在微調(diào)加 載箱(30)的一側(cè)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于所述測 試裝置還包括調(diào)節(jié)桿(41)，所述調(diào)節(jié)桿(41)的一端面固裝在橫梁管(9)的外表面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，其特征在于所述測 試裝置還包括兩個行程開關(guān)(42)，所述兩個行程開關(guān)(42)沿豎直方向安裝在機架(1)的兩 個立柱(1-1)的任意一個上，且位于相鄰的一個導(dǎo)柱(7)之間。
全文摘要
固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置，它涉及一種剛度測試裝置。本發(fā)明解決了目前沒有固定式金屬薄板沖壓件剛度測試裝置的問題。所述第二絲杠的一端與第二電機的輸出軸固接且平行設(shè)置在橫梁管的上方，所述導(dǎo)軌的下端面固裝在第二絲杠下方的橫梁管的上端面上，所述支撐滑座裝在橫梁管上且與導(dǎo)軌滑動連接，第二絲母安裝在第二絲杠上且第二絲母固裝在支撐滑座的上端面上，所述蝸輪蝸桿機構(gòu)的上端面固裝在支撐滑座的下端面上，所述微調(diào)加載機構(gòu)總成的上端面固裝在蝸輪蝸桿機構(gòu)的蝸輪連接座上，所述壓力傳感器的上端與微調(diào)加載機構(gòu)總成的導(dǎo)桿的下端面固接，所述壓頭固裝在壓力傳感器的下端面上。本發(fā)明的測試裝置上的壓頭可實現(xiàn)多個自由度的移動或轉(zhuǎn)動，可以準確測量金屬薄板沖壓件的剛度。
文檔編號G01N3/42GK101706401SQ20091031034
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者張曉輝, 楊洪亮, 趙立紅, 邢忠文, 雷呈喜 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)