一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬型鑄造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中，金屬型鑄造是一種重要的材料成型加工工藝，是關(guān)系國計民生的重要行業(yè)，甚至在一些高精尖的航天國防工業(yè)都離不開金屬型鑄造生產(chǎn)提供的相關(guān)零部件。但是在生產(chǎn)各種零件之前，工程師往往需要檢測各種鑄件的機械性能，本著節(jié)約資源的理念，首先進(jìn)行拉伸試樣的生產(chǎn)鑄造。
[0003]目前大多用于生產(chǎn)拉伸試樣研究所使用的模具主要有:張家港潤盛科技材料有限公司陳鍇發(fā)明的模具(程紅，陳軍，張純平等。一種制作拉伸測試試樣鋁板的沖壓模具:中國，103934369 A.2014.07.23)和廣西華納新材料科技有限公司龍小娥發(fā)明的模具(朱勇，李佩華，李文婷等。一種用于硅酮膠拉伸試件模具:中國103674642 A.2014.03.26)。這些模具廣泛應(yīng)用科學(xué)研究和生產(chǎn)實驗中，但是這些類型的模具生產(chǎn)的鑄件單一，并且在生產(chǎn)鑄件時模具型腔的溫度比較低，很難有效的進(jìn)行控制，生產(chǎn)的鑄件充型困難，容易產(chǎn)生澆不足，很難反映出材料的真實性能。
[0004]綜上所述，本領(lǐng)域目前缺少一種可以生產(chǎn)多種類型拉伸試樣，模具溫度可控的金屬型模具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述金屬型模具在鑄造過程中出現(xiàn)的問題和缺陷，結(jié)合測試鑄件機械性能的需要，本發(fā)明提出了一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具，包括模具上模、模具下模、加熱板、隔熱片、內(nèi)六角螺釘、平墊片、蓋板、熱電偶、接觸器、溫度控制器。所述的模具上?？拷颓坏奈恢门渲朴杏糜诎卜艧犭娕嫉穆菁y孔；所述的模具上模和模具下模各設(shè)置有一個安放銷釘?shù)男】?；所述的加熱板上各有一副接線柱。
[0007]進(jìn)一步地，所述模具上?？拷颓坏奈恢冒惭b熱電偶。
[0008]進(jìn)一步地，所述模具上模和模具下模外側(cè)各有一塊加熱板。該加熱板內(nèi)部鋪設(shè)電熱器，該電熱器通過接線柱連接電源。
[0009]進(jìn)一步地，所述模具上模和加熱板以及隔熱片蓋板通過內(nèi)六角螺釘連接，內(nèi)六角螺釘與蓋板之間裝有平墊片；所述模具下模和加熱板以及隔熱片蓋板通過內(nèi)六角螺釘連接，內(nèi)六角螺釘與蓋板之間裝有平墊片。
[0010]進(jìn)一步地，所述模具上模和模具下模通過銷釘連接，閉合后形成型腔，該型腔包括拉伸試樣型腔、澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)，金屬液由澆口澆入后通過澆注系統(tǒng)流入到拉伸試樣型腔，型腔內(nèi)的氣體通過排溢系統(tǒng)排出。
[0011]進(jìn)一步地，所述模具能同時生產(chǎn)矩形截面和圓形截面拉伸試樣。
[0012]進(jìn)一步地，所述模具加熱板通過接線柱與接觸器、溫度控制器等連接形成溫度控制系統(tǒng)，通過熱電偶感知模具型腔的溫度，在溫度控制器上顯示，并與溫度控制器設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，將結(jié)果反饋到溫度控制器，溫度到達(dá)設(shè)定時，接觸器斷開電源，加熱板停止工作，溫度低于設(shè)定值時，接觸器接通電源，加熱板繼續(xù)工作。
[0013]進(jìn)一步地，所述模具由加熱板、隔熱片、熱電偶、接觸器、溫度控制器組成的適合于金屬型鑄造模具的溫度控制系統(tǒng)。與現(xiàn)有的鑄造拉伸試樣的模具相比，本發(fā)明設(shè)計了一套完整的模具溫度控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)能夠很好地設(shè)定實驗所需要的模具溫度，同時該發(fā)明能夠同時生產(chǎn)矩形截面和圓形截面拉伸試樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作靈活，模具制作方便，實用性強。
[0014]【附圖說明】:
圖1是實施例中金屬型模具型腔結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
[0015]圖2是實施例中金屬型模具模具3D模型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是實施例中金屬型模具整體裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是實施例中金屬型模具溫度控制系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖5是實施例中金屬型模具利用鑄造凝固模擬軟件PR0CAST模擬后的模具鑄件充型圖。
[0019]圖6是實施例中金屬型模具利用鑄造凝固模擬軟件PR0CAST模擬后的模具鑄件充型時間圖。
[0020]圖7是實施例中金屬型模具利用鑄造凝固模擬軟件PR0CAST模擬后的模具鑄件凝固時間圖。
[0021]圖8是實施例中金屬型模具利用鑄造凝固模擬軟件PR0CAST模擬后的試樣縮孔縮松分布圖。
[0022]附圖標(biāo)記:
1，12內(nèi)六角螺釘 2，11平墊片3，10.蓋板4，9隔熱片
5，8加熱板 6上模 7下模13銷釘14熱電偶 15溫度控制器16接觸器
具體實施方案:
下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
如圖1所示，一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具能同時生產(chǎn)矩形截面和圓形截面拉伸試樣，以及型腔關(guān)系。如圖4所示，一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具按圖3進(jìn)行裝配，將熱電偶裝入模具型腔的螺紋孔，另一端連接到溫度控制器上；加熱板上的接線柱通過導(dǎo)線連接到接觸器上；溫度控制器通過到導(dǎo)線將溫度信息傳遞到接觸器上，從而到達(dá)控制接觸器接通與斷開加熱板電源的目的。
[0023]實施案例
一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具的澆注系統(tǒng)通過鑄造凝固模擬軟件PR0CAST進(jìn)行優(yōu)化后確定。為了提高充型效率，改善充型過程中的流場和溫度場分布，我們采用了澆口厚度為3_的澆注系統(tǒng)，底注。圖5、圖6、圖7、圖8分別為其液體充型接近完畢(98%)的液體充型圖、充型時間分布圖、鑄件凝固時間分布圖以及試樣縮孔縮松分布圖。其中，模具材料采用Hl3鋼，鋁鎂合金采用ZL301。
[0024]顯然，附圖中描述位置關(guān)系的僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具，其特征在于，包括模具上模(6)、模具下模(7)、加熱板(5、8)、隔熱片(4、9)、內(nèi)六角螺釘(1、12)、平墊片(2、11)、蓋板(3、10)、熱電偶(14)、接觸器(16)、溫度控制器(15);所述的模具上模(6)靠近型腔的位置配制有用于安放熱電偶(14)的螺紋孔；所述的模具上模(6)和模具下模(7)各設(shè)置有一個安放銷釘?shù)男】?；所述的加熱?5、8)上各有一副接線柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模具上?？拷颓坏奈恢冒惭b熱電偶(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模具上模(6)和模具下模(7)外側(cè)各有一塊加熱板(5、8);該加熱板(5、8)內(nèi)部鋪設(shè)電熱器，該電熱器通過接線柱連接電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模具上模(6)和加熱板(5)以及隔熱片(4)蓋板(3)通過內(nèi)六角螺釘(I)連接，內(nèi)六角螺釘(I)與蓋板(3)之間裝有平墊片(2);所述模具下模(7)和加熱板(8)以及隔熱片(9)蓋板(10)通過內(nèi)六角螺釘(12)連接，內(nèi)六角螺釘(12)與蓋板(10)之間裝有平墊片(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu),其特征在于,所述模具上模(6)和模具下模(7)通過銷釘連接，閉合后形成型腔，該型腔包括拉伸試樣模腔、澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)，金屬液由澆口澆入后通過澆注系統(tǒng)流入到拉伸試樣型腔，型腔內(nèi)的氣體通過排溢系統(tǒng)排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu),其特征在于,所述模具能同時生產(chǎn)矩形截面和圓形截面拉伸試樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述模具加熱板(5、8)通過接線柱與接觸器(16)、溫度控制器(15)等連接形成溫度控制系統(tǒng)，通過熱電偶(14)感知模具型腔的溫度，在溫度控制器(15)上顯示，并與溫度控制器(15)設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，將結(jié)果反饋到溫度控制器(15)，溫度到達(dá)設(shè)定時，接觸器(16)斷開電源，加熱板(5、8)停止工作，溫度低于設(shè)定值時，接觸器(16)接通電源，加熱板(5、8)繼續(xù)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬型拉伸試樣模具，其特征在于，由加熱板(5、8)、隔熱片(4、9)、熱電偶(14)、接觸器(16)、溫度控制器(15)組成的適合于金屬型鑄造模具的溫度控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具，包括模具上模、模具下模、加熱板、隔熱片、內(nèi)六角螺釘、平墊片、蓋板、熱電偶、接觸器、溫度控制器。所述的模具上模靠近型腔的位置配制有用于安放熱電偶的螺紋孔；所述的模具上模和模具下模各設(shè)置有一個安放銷釘?shù)男】?；所述的加熱板上各有一副接線柱，加熱板、隔熱片、熱電偶、接觸器、溫度控制器等組成了一套模具溫度控制系統(tǒng)。本發(fā)明設(shè)計了一套完整的模具溫度控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)能夠很好地設(shè)定實驗所需要的模具溫度，同時該發(fā)明能夠同時生產(chǎn)矩形截面和圓形截面拉伸試樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作靈活，模具制作方便，實用性強。
【IPC分類】B22D27-04, G01N1-28, B22C9-06
【公開號】CN104624965
【申請?zhí)枴緾N201410613771
【發(fā)明人】孔維兵, 王洪飛, 胡心平
【申請人】齊魯工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月5日