本發(fā)明涉及一種用于壓制摩擦磨損試樣的模具。

背景技術(shù)：

在摩擦學領(lǐng)域，在研究某種新材料時，摩擦磨損性能是必須要研究和考慮的，在此種新材料還沒有應(yīng)用或者沒用于生產(chǎn)時，需要自制材料試樣進行研究。制備試樣需要專門的模具，現(xiàn)有壓制摩擦磨損試樣的模具主要有石墨模具和鋼模具。

其中，石墨模具脆性比較強，造成其承載力小，只能壓制需壓制壓力不大的試樣，進而在取樣時可敲碎石墨模具以獲得完整試樣。盡管使用石墨模具能夠獲得完整的試樣，但會損耗大量的石墨。

相對而言，鋼模具具有比較強的韌性，從而具有比較大的承載力，可以滿足大載荷的要求，但是鋼模具在壓制完成后取試樣時（脫模）往往比較困難，試樣取出后往往受到一定的破損。

中國專利文獻cn103630433a公開了一種空心圓柱水泥穩(wěn)定土試樣與養(yǎng)護裝置，其三開外筒用于水泥穩(wěn)定土試樣的外成型，待試樣具有一定的自立性后，將試樣內(nèi)成型部分拔除，然后將三開外筒連同試樣一起從底座上取出。試樣的脫模是將試樣直接從基于三開外筒所確定的外筒使用壓盤推出，該種脫模方式脫模力比較大，并不適于前述的摩擦磨損試樣的脫模。

中國專利文獻cn101216387a公開了一種空心圓柱抗剪儀重塑樣擊實器，其主體由試樣底座和裝設(shè)在試樣底座上的試樣外模具和試樣內(nèi)模具，其中，試樣內(nèi)模具和試樣外模具間形成型腔，在型腔內(nèi)配有整平環(huán)，并未整平環(huán)配置傳力筒及擊實裝置。在制樣完成后，可以直接拆除延長筒和內(nèi)外模具，從而將試樣取出。該種試樣取出方式賴以實現(xiàn)的基礎(chǔ)是試樣與內(nèi)外模具間的結(jié)合力比較低，而對于摩擦磨損試樣，因其與例如鋼模模具間的結(jié)合力非常大，難以直接采用脫筒的方式實現(xiàn)脫模。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明針對石墨模具適應(yīng)載荷小，鋼模模具雖適應(yīng)的載荷大但脫模困難的問題，提供一種容易脫模，且適應(yīng)載荷大的壓制摩擦磨損試樣的模具。

依據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種壓制摩擦磨損試樣的模具，包括：

底座，該底座具有支撐面；

外桶，裝設(shè)在所述支撐面上；

內(nèi)桶，裝設(shè)在所述支撐面上，并位于外桶內(nèi)，且該內(nèi)桶由兩只半桶對合而成，對合所確定的面為分型面；

受力部件，抵壓在半桶上，提供半桶間的對合力；

施力部件，安裝在外桶上，且作用端作用于受力部件；以及

壓塊，與內(nèi)桶所確定的腔構(gòu)成軸孔配合，以壓制摩擦磨損試樣。

上述壓制摩擦磨損試樣的模具，可選地，所述受力部件為圓心角小于180度的弧形板。

可選地，所述弧形板的圓心角大于等于120度。

可選地，所述施力部件為螺栓；

相應(yīng)地，在外桶上設(shè)有徑向的螺紋孔；

螺栓通過螺紋孔抵壓在弧形板上或者連接在弧形板上；

若螺栓通過螺紋孔抵壓在弧形板上，則在弧形板上對位地設(shè)有用于螺紋孔定位的定位孔。

可選地，每一弧形板至少匹配有一組螺栓，每組螺栓至少有兩枚螺栓，且在外桶的軸向分布。

可選地，弧形板的中剖面與所述分型面共面。

可選地，所述底座為臺階型結(jié)構(gòu)，其中第一臺階的支撐面構(gòu)造為支撐外桶的支撐面，且外桶的下部內(nèi)壁與第二臺階的側(cè)面過盈配合。

可選地，內(nèi)桶支撐在第二臺階的支撐面上，且內(nèi)桶的下部內(nèi)壁與第三臺階的側(cè)面過盈配合。

可選地，于內(nèi)桶外側(cè)開有凹槽，該凹槽用于定位受力部件；且該凹槽的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)桶外側(cè)面共面。

可選地，半桶對合面上對位地設(shè)有榫槽或榫；

于內(nèi)桶內(nèi)的壓塊下還設(shè)有墊片。

依據(jù)本發(fā)明的實施例，其內(nèi)桶為分體的兩只半桶，對合后構(gòu)成完整的內(nèi)桶，對合所確定的面為分型面，在壓制試樣時，對合所需要的力由受力部件和施力部件提供，從而保證對合面緊密貼合，而在脫模時，撤除施力部件施加的力，對合的兩只半桶可以直接分型，從而完成脫模。

附圖說明

圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的摩擦磨損試樣的模具半剖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為受力桶與內(nèi)桶裝配結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.壓塊，2.內(nèi)桶，3.外桶，4.墊片，5.填料，6.受力桶，7.螺栓，8.底座，9.第一凸臺，10.第二凸臺。

21.半桶，22.榫，23.半桶。

具體實施方式

參照說明書附圖1，對于壓制摩擦磨損試樣的模具，其基本結(jié)構(gòu)是上下結(jié)構(gòu)，應(yīng)當理解，對于壓制摩擦磨損試樣的模具，其壓制主要在上下方向上完成，并且對于可分型的模具來講，大多也是上下布置，即上模和下模，因此在本發(fā)明的實施例中，以上下為基準方向。只不過在本發(fā)明中，壓制是在上下方向完成的，而分型則是在水平方向完成的。

參見說明書附圖1和2，圖中所示的壓制摩擦磨損試樣的模具其主體結(jié)構(gòu)包括底座8、外通3、內(nèi)桶2和壓塊1，以及用于施力的組件，用于施力的組件包括受力桶6和螺栓7。

圖2所示的結(jié)構(gòu)中，主要部件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，用于確定試樣的形狀。圖中的底座8大致是一個圓盤形件，構(gòu)成座板，座板的下表面是基準面，用于模具的安放，座板的上表面為支撐面，用于模具成型部分在底座8上的安裝。

圓盤形件相對來說比較緊湊，但并不排除其他結(jié)構(gòu)，在例如沖壓類模具中，即便是成型部分是圓形的，其模座也往往是矩形結(jié)構(gòu)，對此結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的實施例中也適用。

關(guān)于外桶3，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中是圓桶結(jié)構(gòu)，然而，可以理解的是，在本發(fā)明的實施例中，外桶3本質(zhì)上是作為支架用，只要能夠滿足其功能實現(xiàn)的條件下，對其具體結(jié)構(gòu)并沒有比較高的要求。

對于圓桶結(jié)構(gòu)，其受力設(shè)計更加容易。

因此，同外桶3的術(shù)語名稱，其名稱并不構(gòu)成對其結(jié)構(gòu)的限制，對于術(shù)語名稱，僅用于區(qū)分于其他技術(shù)特征，以利于描述。

另外，對于支撐面，并不要求其具有嚴格的平面結(jié)構(gòu)，并且支撐面可以包含多個面，如圖1中第一凸臺9和第二凸臺相應(yīng)確定的面，這些面之間相互平行。

外桶3優(yōu)選為圓柱面圓桶結(jié)構(gòu)，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，與底座8上的第一凸臺9配合易于形成可靠的裝配。

關(guān)于內(nèi)桶2，是試樣成型的主要部件，主要提供成型所需要的型腔，區(qū)別于當前摩擦磨損試樣成型的型腔直接由管體所提供的情形，在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)桶2是分體結(jié)構(gòu)，圖中，內(nèi)桶2大致是兩只半桶結(jié)構(gòu)，具有如圖2所示的半桶21和半桶23，兩只半桶對合后構(gòu)成整體的成型桶狀結(jié)構(gòu)，基于對合的面可以用于內(nèi)桶2的拆解，在拆解后，可以直接將試樣從內(nèi)桶2中取出。

半桶21和半桶23對合的對合面為分型面。

在壓制前，為半桶21和半桶23對應(yīng)的型腔部分涂抹脫模劑，由于是半桶結(jié)構(gòu)，涂覆脫模劑也非常方便。

脫模時，直接打開半邊半桶，另一邊半桶即便是不脫開也會松動，方便脫模。

半桶21和半桶23對合后，裝設(shè)在底座8所提供的支撐面上。半桶21和半桶23所形成的內(nèi)桶2，不同于其他類型的內(nèi)桶，在本發(fā)明的實施例中，內(nèi)桶2為組裝體，而壓制摩擦磨損試樣所需要的成型力比較大，需要確保內(nèi)桶2組裝狀態(tài)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。進而，在半桶21和半桶23對合后，放置在外通3內(nèi)。應(yīng)當理解，這里的內(nèi)是指在內(nèi)桶2的徑向方向的內(nèi)。

如前所述，外桶3的本體功能是支架，將內(nèi)桶2納入其中后，由介于內(nèi)桶2與外桶3間的傳力部分和安裝在外桶3上的施力部分使內(nèi)桶2的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。

具體地，對合的力最好是垂直于所述分型面，由于對合所產(chǎn)生的內(nèi)桶2畢竟不同于完整的圓桶，對于完整的圓桶來說，在壓制時，填料5受壓產(chǎn)生向外的脹開力對圓桶周向的作用大致相同，整體的圓桶變形是相對均勻的。對于對合產(chǎn)生的內(nèi)桶2，在分型面處因欠缺內(nèi)桶內(nèi)部組織的牽拉，變形越靠近分型面處變形越劇烈。因此，在優(yōu)選的實施例中，除了垂直于分型面上的力外，還應(yīng)當其他方向的徑向力，以維持內(nèi)桶2的圓度。

按照常規(guī)的認識，對合力垂直于分型面是最佳的選擇，然而，發(fā)明人綜合考慮多種因素，采用了不同于常規(guī)認識的方式，如圖2所示，圖中可見，受力桶6與內(nèi)桶2同軸線。受力桶6為弧形板，弧形板的過徑向中剖面與分型面共面。在此條件下，能夠維持內(nèi)桶2具有比較好的圓度，從而獲得質(zhì)量相對比較高的試樣。

關(guān)于受力部件，如前所述的受力桶6，將其抵壓在半桶21、半桶22上，提供半桶21、半桶23間的對合力。

對于受力桶6，主要起到載荷分配作用，使對合的半桶21和半桶23各處受力處于合理的分布，在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，例如半桶21在分型面處受到受力桶6的約束作用最強，從而易于使內(nèi)桶2維持比較高的圓度。

受力桶6是弧形板結(jié)構(gòu)，是最優(yōu)的選擇，在一些實施例中，對于受力部件，并不限于受力桶6的弧形板結(jié)構(gòu)，對于相對較小載荷的壓制，受力部件可以只作用在例如半桶21的中部，即受力部件的受力方向與分型面垂直，載荷稍大時，以作用于半桶21中部的作用點為基礎(chǔ)，左右對稱地再配置至少一對作用點，對于較大載荷時，則如圖2所示，采用受力桶6及其圖2中所示的裝配位置。

關(guān)于施力部件，則以支架，也就是外桶3為基體，作用端作用于受力部件。

不同于其他類型的試樣制作，填料5具有一定的壓縮比，因此，如圖1所示，配置壓塊1，該壓塊1類同于柱塞，而內(nèi)桶2則類似于缸筒，兩者配合，提供壓塊1在內(nèi)桶2軸向的行程，從而對填料5進行模壓制備摩擦磨損試樣。

關(guān)于受力桶6，如前所述，是一種弧形板，其內(nèi)側(cè)面的曲率與例如半桶21的外表面曲率相同，兩者配合后形成比較大的接合面，有利于分散載荷。

在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，為了能夠進一步的遏制內(nèi)桶2的變形，以使內(nèi)桶2維持比較高的圓度，半桶21和半桶22對合的對合面上形成有榫或者榫槽，對位連接，一方面易于保持形狀，從而便于裝配，另一方面榫接也能夠提供一定的徑向承載能力，從而能夠有利于使內(nèi)桶2維持較好的圓度。

受力桶6的圓心角要小于180度，從而兩個受力桶6配合使用時，相互間不會產(chǎn)生干涉，易于施加比較大的力。

對于如前所述的壓制載荷相對比較大的條件下，所述弧形板的圓心角要大于等于120度，否則難以維持內(nèi)桶2具有良好的圓度。

關(guān)于施力部件，在一些實施例中，由機構(gòu)提供，機構(gòu)動力有機器提供，利于自動化配置。

在一些實施例中，施力部件由帶有自鎖結(jié)構(gòu)的施力部件提供，例如卡盤，將內(nèi)桶2卡在卡盤內(nèi)，受力部件構(gòu)造為卡盤的卡爪，施力部件構(gòu)造為卡盤的螺旋和施力螺栓，由于內(nèi)桶2是由半桶21和半桶23對合的結(jié)構(gòu)，因此卡盤可以選擇四爪卡盤。每一個半桶對位于兩個卡爪。

其中的自鎖是依靠螺紋的螺旋升角來確定，機械領(lǐng)域的技術(shù)人員對此有比較清楚的理解。

在一些實施例中，施力部件選擇為螺栓7，即如圖1所示的結(jié)構(gòu)，在此條件下，在外桶3上設(shè)有徑向的螺紋孔；螺栓7通過螺紋孔抵壓在弧形板上或者連接在弧形板上。

螺栓7自然也要選擇具有自鎖螺紋的螺栓。

擰緊螺栓7，將受力桶6可靠地壓在內(nèi)桶2的外壁。

關(guān)于螺栓7的端部與受力桶6間的接合，可以是螺紋連接結(jié)構(gòu)可以選擇直接抵壓在受力桶6上，還可以在受力桶6對位于螺栓7的位置開定位孔，可以使受力桶6被抵壓的更加可靠。

關(guān)于每一弧形板至少匹配有一組螺栓7，如圖1所示，每組螺栓7至少有兩枚螺栓7，且在外桶3的軸向分布，即一組螺栓7中的螺栓7在圖1中上下方向分布。

在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，底座8所述底座為臺階型結(jié)構(gòu)，臺階型結(jié)構(gòu)有利于底座8上成型部件間的裝配。

對于臺階型結(jié)構(gòu)從下倒上排序，相應(yīng)地，如圖1所示，第一臺階的支撐面構(gòu)造為支撐外桶3的支撐面，且外桶3的下部內(nèi)壁與第二臺階的側(cè)面過盈配合，使外桶3在底座8上的位置精度非?？煽?。

進一步地，內(nèi)桶2支撐在第二臺階的支撐面上，且內(nèi)桶2的下部內(nèi)壁與第三臺階的側(cè)面過盈配合，用以保證內(nèi)桶2具有比較高的位置精度。

進一步地，于內(nèi)桶2外側(cè)開有凹槽，該凹槽用于定位受力部件；且該凹槽的內(nèi)側(cè)面與內(nèi)桶2外側(cè)面共面。

在一些實施例中，于內(nèi)桶2內(nèi)的壓塊1下還設(shè)有墊片4，用于根據(jù)填料5的料進行調(diào)整5。