專利名稱：金屬模擬擠壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種擠壓裝置，特別涉及一種用于測(cè)定金屬擠壓流動(dòng)性的模擬擠壓裝置。
背景技術(shù)：
金屬變形工藝參數(shù)的研究通常采用測(cè)定、比較不同的工藝組合下的高溫流變應(yīng)力來(lái)完成。高溫流變應(yīng)力反映的是金屬在單向壓應(yīng)力狀態(tài)下的變形性能，而擠壓變形中金屬處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，所以通常方法測(cè)定的高溫流變應(yīng)力不完全適用于擠壓變形工藝的研究。
由于沒(méi)有專門(mén)的實(shí)驗(yàn)裝置用于研究金屬的擠壓，所以生產(chǎn)實(shí)踐中的擠壓工藝探索和優(yōu)化都是在工廠現(xiàn)場(chǎng)的大型擠壓機(jī)上進(jìn)行，所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖然可以直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)，但其實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，需耗費(fèi)大量人力物力，實(shí)驗(yàn)成本高。尤其是在對(duì)新合金和新斷面形狀制品進(jìn)行擠壓工藝優(yōu)化時(shí)，需反復(fù)組合不同工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)周期更長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)期間設(shè)備損耗大，同時(shí)也影響到工廠正常的生產(chǎn)進(jìn)度?？傊I(yè)擠壓生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高，效率低，造成大量的浪費(fèi)，不能滿足日益增加的新合金和新形斷面形狀的產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。因此，需要開(kāi)發(fā)一種能高效率地優(yōu)化生產(chǎn)工藝的金屬模擬擠壓裝置。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是提供一種金屬模擬擠壓裝置。它采用模擬擠壓的方法，為工業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)優(yōu)化方案，有測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，成本低，使用方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬模擬擠壓裝置，兩個(gè)支持座分別設(shè)置在對(duì)置的兩個(gè)夾具中，其特征在于軸孔為臺(tái)階孔的擠壓筒固定連接在一個(gè)支持座的開(kāi)口中，擠壓模安放在擠壓筒的臺(tái)階孔的大孔中且緊貼臺(tái)階孔的孔肩；模座頂住擠壓模；模座、支持座上設(shè)置有導(dǎo)通孔并與擠壓?？走B通，擠壓墊與擠壓筒臺(tái)階孔的小孔滑動(dòng)配合；擠壓桿固定連接在左側(cè)支持座的開(kāi)口中。
支持座設(shè)置有鍥形接口，鍥形接口與夾具緊密配合連接。
擠壓模的前后段為圓錐孔，中段為使金屬成型的?？?。
模座、支持座的導(dǎo)通孔與擠壓模后段的圓錐孔相連通。
本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)1.本擠壓裝置的擠壓筒、擠壓桿和支持座之間采用螺栓螺孔連接，因此折、卸方便。通過(guò)調(diào)整上下左右四個(gè)方向的螺栓的深淺，使擠壓筒、擠壓桿的中心重合，達(dá)到同心度準(zhǔn)確，可以避免其它方向的分力對(duì)擠壓過(guò)程的影響，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.本擠壓裝置擠壓模的前后段為圓錐孔，中段為使金屬成型的?？?，并可以根據(jù)擠壓金屬斷面形狀的不同更換?？撞煌臄D壓模，因此使用方便、靈活。
3.本擠壓裝置可以模擬各種不同金屬材料在不同工藝條件下的擠壓變形過(guò)程，使用范圍廣泛。
4.本擠壓實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)在等溫等速條件下進(jìn)行，使金屬擠壓工藝參數(shù)易于控制，測(cè)定的數(shù)據(jù)更穩(wěn)定，有利于分析研究金屬的流動(dòng)性能，能提供直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的工藝參數(shù)。等溫等速擠壓工藝得到的金屬制品組織均勻性和尺寸精度好，有利于結(jié)合金相組織觀察和分析主要工藝參數(shù)對(duì)組織性能的影響。
5.本擠壓裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且安裝方便快捷，實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作容易，實(shí)驗(yàn)過(guò)程耗時(shí)短，效率高。
6.本擠壓裝置還可將擠壓筒和擠壓桿人為調(diào)整為偏心狀態(tài)，用于研究偏心程度對(duì)擠壓流動(dòng)過(guò)程的影響，為大型擠壓機(jī)的偏心度控制的精度極限提供依據(jù)。
本實(shí)用新型可以用金屬擠壓的模擬實(shí)驗(yàn)替代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，模擬金屬在熱加工過(guò)程中的受熱和受力情況，找出金屬擠壓過(guò)程中所需擠壓力和流動(dòng)性受擠壓溫度和變形速度的影響規(guī)律，優(yōu)化出實(shí)驗(yàn)金屬在擠壓變形過(guò)程中的最佳工藝參數(shù)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為擠壓模的模角示意圖。
圖中標(biāo)記1為擠壓桿，2為擠壓筒，3為擠壓墊，4為擠壓模，5為擠壓模座，6為支持座，7為試樣，8為螺栓，9為夾具，α為擠壓模的模角。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1。兩個(gè)支持座6分別安裝在擠壓夾具9上，將擠壓桿1裝入左側(cè)的支持座6內(nèi)，擰緊螺栓8固定。擠壓模4和擠壓模座5按順序裝入擠壓筒2內(nèi)臺(tái)階孔的大孔中且緊貼孔肩，模座5頂住擠壓模4。模座5、支持座6上設(shè)置有讓已擠壓成型的金屬向前流動(dòng)的導(dǎo)通孔并與擠壓模孔連通。擠壓試樣7和擠壓墊3裝入擠壓筒臺(tái)階孔的小孔端，擠壓墊3與擠壓筒2為滑動(dòng)配合。擠壓墊3與擠壓筒2配合緊密，可以減少擠壓試樣時(shí)飛邊的產(chǎn)生，也便于擠壓完成后擠壓桿與擠壓筒的分離。螺栓8的作用是避免由于機(jī)械加工及裝配誤差而使擠壓桿及擠壓筒不同心，即保證擠壓筒、擠壓桿的中心重合，達(dá)到同心度一致。在擠壓筒2上焊接熱電偶，用于溫度的控制和測(cè)量。然后將完成組合的擠壓筒2裝入右側(cè)的支持座6內(nèi)，擰緊螺栓8固定。兩個(gè)支持座6分別安裝在對(duì)置的兩個(gè)夾具9中。
支持座6側(cè)面是一個(gè)設(shè)計(jì)有鍥形接口的支持部件，其中鍥形用于限位并且與夾具9緊密配合連接，以保證支持座和夾具之間良好的通電接觸和熱傳導(dǎo)能力。支持座采用熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、傳熱性良好的材料，一般選用鋼質(zhì)支持座，夾具9為中空的銅合金，夾具中設(shè)置有循環(huán)水裝置用于冷卻降溫，通過(guò)支持座向夾具的熱傳導(dǎo)，將擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)釋放出去，而當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，利用通電加熱系統(tǒng)減小電流或間歇通電的方式，對(duì)熱量散失作補(bǔ)償，以保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以在等溫條件下進(jìn)行。
參見(jiàn)圖2。擠壓模4的前后段為圓錐孔，中段為使金屬成型的模孔。由于擠壓模的形狀與尺寸對(duì)擠壓過(guò)程的影響非常大，通過(guò)變換擠壓模的類型，如平模、錐模等，模角α的大小，擠壓模的?？仔螤?，可以分別測(cè)定它們對(duì)于擠壓過(guò)程的影響，以得到最佳金屬擠壓參數(shù)。
模座5、支持座6的導(dǎo)通孔的形狀為圓孔，尺寸比擠壓模模孔后段的圓錐孔的尺寸稍大，以保證成型金屬的順利通過(guò)，避免表面刮傷，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)擠出型材制品的導(dǎo)直。
本裝置的工作過(guò)程是在與擠壓試樣直接接觸的各部件表面均勻涂抹潤(rùn)滑劑，一般采用石墨粉，以減小工作時(shí)的試樣與模具的摩擦力，也便于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試樣的脫模。將擠壓模、擠壓筒及擠壓試樣整體加熱至預(yù)設(shè)的擠壓溫度，使擠壓桿以微小的力頂入擠壓筒內(nèi)，與擠壓墊充分緊密接觸，同時(shí)可調(diào)整支持座上的固定螺釘來(lái)，使擠壓筒、擠壓桿的中心達(dá)到重合。在擠壓過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)對(duì)擠壓過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行適時(shí)采集并對(duì)擠壓過(guò)程進(jìn)行控制。將預(yù)先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案輸入電腦的控制程序中，檢查各部件安裝無(wú)誤后，啟動(dòng)本裝置，給擠壓桿預(yù)先施加微小的壓力，使擠壓桿、擠壓試樣、擠壓模之間有良好接觸。采用低電壓高電流，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行加熱，用計(jì)算機(jī)控制并保持恒定擠壓溫度。當(dāng)溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度值后，啟動(dòng)頂頭左端的夾具作勻速相向運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始對(duì)試樣進(jìn)行擠壓變形。擠壓速度的控制與檢測(cè)是通過(guò)安放在固定的擠壓筒與活動(dòng)的擠壓桿之間的位移傳感器間接測(cè)量；擠壓力參數(shù)的測(cè)量則是通過(guò)安放于擠壓桿與動(dòng)力源之間的壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量。這樣，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制溫度并保持恒定擠壓速度，可以保證金屬擠壓變形過(guò)程的等溫等速，測(cè)得擠壓過(guò)程中隨擠壓桿的推進(jìn)擠壓力參數(shù)的大小變化，即可獲得擠壓變形中金屬的流動(dòng)性參數(shù)。
根據(jù)金屬材料擠壓實(shí)驗(yàn)所需的工藝要求，可通過(guò)改變等溫等速擠壓的擠壓溫度、擠壓速度等工藝參數(shù)，甚至采用不同于等溫等速擠壓的擠壓模式，如等速擠壓、變速等溫?cái)D壓等，按照上述方法，可以獲得金屬擠壓變形過(guò)程中的流動(dòng)性參數(shù)。
若型材斷面形狀復(fù)雜，本擠壓裝置的擠壓?？撞荒芗庸こ膳c型材斷面形狀相對(duì)應(yīng)的形狀時(shí)，可采用圓孔模代替，只需要模擬擠壓所用的坯料和圓模孔直徑配合滿足所需模擬的擠壓比，用上述方法同樣可以獲得該種斷面的型材在各種實(shí)驗(yàn)方案下的擠壓變形過(guò)程中的金屬流動(dòng)性參數(shù)。
調(diào)整擠壓筒和擠壓桿呈偏心狀態(tài)，用上述方法可以測(cè)定擠壓筒和擠壓桿偏心程度對(duì)擠壓流動(dòng)過(guò)程的影響，為大型擠壓機(jī)的偏心度控制的精度極限提供判斷依據(jù)。
權(quán)利要求1.一種金屬模擬擠壓裝置，兩個(gè)支持座(6)分別設(shè)置在對(duì)置的兩個(gè)夾具(9)中，其特征在于軸孔為臺(tái)階孔的擠壓筒(2)固定連接在一個(gè)支持座(6)的開(kāi)口中，擠壓模(4)安放在擠壓筒(2)的臺(tái)階孔的大孔中且緊貼臺(tái)階孔的孔肩；模座(5)頂住擠壓模(4)；模座(5)、支持座(6)上設(shè)置有導(dǎo)通孔并與擠壓?？走B通，擠壓墊(3)與擠壓筒(2)臺(tái)階孔的小孔滑動(dòng)配合；擠壓桿(1)固定連接在左側(cè)支持座(6)的開(kāi)口中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬模擬擠壓裝置，其特征在于支持座(6)設(shè)置有鍥形接口，鍥形接口與夾具(9)緊密配合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬模擬擠壓裝置，其特征在于擠壓模(4)的前后段為圓錐孔，中段為使金屬成型的?？?。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬模擬擠壓裝置，其特征在于模座(5)、支持座(6)的導(dǎo)通孔與擠壓模(4)后段的圓錐孔相連通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)定金屬擠壓流動(dòng)性的模擬擠壓裝置，其特征在于軸孔為臺(tái)階孔的擠壓筒(2)固定連接在一個(gè)支持座(6)的開(kāi)口中，擠壓模(4)安放在擠壓筒(2)的臺(tái)階孔的大孔中且緊貼臺(tái)階孔的孔肩；模座(5)頂住擠壓模(4)；模座(5)、支持座(6)上設(shè)置有導(dǎo)通孔并與擠壓?？走B通，擠壓墊(3)與擠壓筒(2)臺(tái)階孔的小孔滑動(dòng)配合；擠壓桿(1)固定連接在左側(cè)支持座(6)的開(kāi)口中。本實(shí)用新型采用模擬擠壓的方法，為工業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)優(yōu)化方案，有測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，成本低，使用方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N11/08GK2747571SQ20042006162
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者楊春楣, 丁培道, 彭建, 張丁非, 湯成剛 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)