專利名稱：一種熱模擬機夾頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱模擬試驗機附屬設(shè)備，特別涉及一種熱模擬機夾頭裝置。
背景技術(shù)：
模擬試驗機的通用單元由真空罐內(nèi)的可移動U型槽、試樣、砧頭裝置、夾具緊密接觸組成熱變形裝置，再與液壓系統(tǒng)相連接，形成閉合加熱回路和加壓回路，可進行各種加熱冷卻及高溫拉壓變形試驗，用于模擬熱加工工藝過程，利用率非常高。砧頭裝置包括砧頭座、砧頭等。砧頭為碳化鎢圓柱，砧頭座為整體楔形實塊，砧頭由螺絲固定在砧頭座上，其整體加熱保溫效果好，試樣溫度均勻，試樣變形均勻，但是這種砧頭裝置導(dǎo)熱性差，試樣不能快速冷卻。專利“電阻型熱模擬夾頭裝置”(專利號0325卯44. 1)是在原來砧頭裝置基礎(chǔ)上， 在砧頭座內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻的旁路水冷系統(tǒng)，使砧頭座得到水冷，使試樣冷卻，提高試樣的冷卻效果。其缺點是砧頭座為硬質(zhì)合金，在砧頭座內(nèi)開孔不易于加工；又由于砧頭座起連接支撐作用，在試樣變形過程中受力，內(nèi)開孔后會影響其模擬試驗效果；此外在砧頭座內(nèi)通水會導(dǎo)致夾在砧頭中間的試樣在高溫時軸向溫度梯度大，使試樣整體變形不均勻，試樣的熱變形行為失真，降低模擬試驗的精度。專利“一種熱模擬機的試樣急冷裝置”(專利號200720067M5. 1)是基于熱模擬機配備的液壓楔單元所提出的，有一管道在真空蓋入口處分成四路，由四個軟管連接，軟管另一端接噴嘴，由可伸縮支架固定在砧頭座上，冷卻介質(zhì)由管道進入噴嘴噴在試樣上，實現(xiàn)試樣的加速冷卻。該裝置缺點是冷卻介質(zhì)經(jīng)分流后的壓力流量有限，試樣冷卻速度提高幅度有限，又因其占用空間大，不適合在通用單元應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容為保證試樣熱變形的均勻性，提高試樣冷卻速度，本實用新型提供一種新型熱模擬機夾頭裝置，使試樣在加熱時具有很小的溫度梯度，有效提高了模擬試驗的精度；在冷卻時通過夾頭裝置熱傳導(dǎo)作用而快速冷卻，擴大了模擬試驗冷卻范圍。本實用新型的結(jié)構(gòu)是這樣的，它包括砧頭、楔形塊和水管，兩個砧頭對稱組成熱模擬機夾頭裝置，它的特點是，砧頭為圓柱形，外層套有與之匹配的圓柱形砧頭套；砧頭套帶內(nèi)腔，在腔體的外壁開有三個圓孔，分別與真空連接管、進水管和回水管相連通，兩個砧頭左右對稱同軸夾緊試樣，砧頭、砧頭套以及真空連接管、進水管和回水管組成砧頭組件，砧頭組件安裝在與砧頭套結(jié)構(gòu)相匹配的楔形塊內(nèi)腔中，楔形塊與熱模擬試驗機的U型夾具相匹配組成加熱、加壓回路。本實用新型的具體結(jié)構(gòu)有砧頭套上的真空連接管、進水管和回水管上均安有電磁閥，電磁閥設(shè)置于楔形塊的外部。本實用新型的楔形塊長度短于砧頭套的長度。本實用新型提供的熱模擬機夾頭裝置，在試樣加熱時可通過將砧頭套的腔體抽真空，使砧頭與楔形塊隔斷，使試樣熱量難于在軸向上傳導(dǎo)，具有很小的溫度梯度，保證隨后的熱變形均勻性；在試樣冷卻時，通過流經(jīng)砧頭套腔體的循環(huán)冷卻水將試樣的熱量帶走，達到試樣的快速冷卻目的。此夾頭裝置設(shè)計科學(xué)合理、結(jié)構(gòu)簡單、便于更換、安全實用，顯著增加試樣冷卻速度，擴大熱模擬試驗范圍，同時也提高了熱模擬試驗精度

圖1為本實用新型夾頭裝置的總體結(jié)構(gòu)，圖2為本實用新型砧頭套與楔形塊的裝配，圖3為本實用新型砧頭套主視圖，圖4為本實用新型砧頭套側(cè)視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)說明。如圖1所示，它包括砧頭2、楔形塊1和水管，兩個砧頭對稱組成熱模擬機夾頭裝置，其特點是，砧頭2為圓柱形，外層套有與之匹配的圓柱形砧頭套4 ；砧頭套4帶內(nèi)腔，在腔體的外壁開有三個圓孔，分別與真空連接管6、進水管7和回水管8相連通，試樣3由一組左右對稱的砧頭2夾緊并與砧頭2同軸，砧頭2、砧頭套4以及真空連接管6、進水管7和回水管8組成砧頭組件，砧頭組件安裝在與砧頭套結(jié)構(gòu)相匹配的楔形塊1內(nèi)腔中，楔形塊1與熱模擬試驗機的U型夾具相匹配組成加熱、加壓回路，楔形塊所采用的材質(zhì)為銅或銅合金， 容易加工且導(dǎo)熱性能好。如圖2、3、4所示，本實用新型的具體結(jié)構(gòu)有砧頭套上的真空連接管6、進水管7和回水管8上均安有電磁閥5，電磁閥5設(shè)置于楔形塊1的外部。如圖1所示，本實用新型的楔形塊1長度短于砧頭套4的長度。本實用新型的工作過程是這樣的，試樣3加熱前，將真空連接管6上的電磁閥5置為開啟狀態(tài)，進行抽真空操作，使砧頭套4腔體達到一定的真空度，在試樣加熱時可起到阻隔熱傳導(dǎo)的作用，然后關(guān)閉此電磁閥。試樣3加熱時，由于砧頭2與楔形塊1被具有真空腔的砧頭套4隔斷，熱量難于在試樣3的軸向傳導(dǎo)，保證了試樣的溫度均勻，進而保證隨后的變形均勻。電磁閥5的開閉均可由軟件編程實現(xiàn)控制，電磁閥5控制真空連接管6使砧頭套內(nèi)腔封閉，控制進水管7和回水管8使冷卻水循環(huán)流動。試樣3冷卻時，開啟進水管7與回水管8上的電磁閥5，冷卻水迅速進入砧頭套4 的腔體內(nèi)，通過冷卻水的循環(huán)將熱量帶走，達到對試樣3實施快速冷卻的目的。電磁閥5的開閉均可由軟件編程實現(xiàn)控制，試驗過程中，通過砧頭套的冷卻循環(huán)水的流量可以根據(jù)試樣所需的冷卻進行相應(yīng)的調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種熱模擬機夾頭裝置，它包括砧頭、楔形塊和水管，兩個砧頭對稱組成熱模擬機夾頭裝置，其特征在于，砧頭為圓柱形，外層套有與之匹配的圓柱形砧頭套；砧頭套帶內(nèi)腔，在腔體的外壁開有三個圓孔，分別與真空連接管、進水管和回水管相連通，砧頭、砧頭套以及真空連接管、進水管和回水管組成砧頭組件，砧頭組件安裝在與砧頭套結(jié)構(gòu)相匹配的楔形塊內(nèi)腔中，楔形塊與熱模擬試驗機的U型夾具相匹配組成加熱、加壓回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱模擬機夾頭裝置，其特征在于，所述的砧頭套上的真空連接管、進水管和回水管上均安有電磁閥，電磁閥設(shè)置于楔形塊的外部。
專利摘要本實用新型提供一種熱模擬機夾頭裝置，包括砧頭、楔形塊和水管，兩個砧頭對稱組成熱模擬機夾頭裝置，砧頭為圓柱形，外層套有與之匹配的圓柱形砧頭套；砧頭套帶內(nèi)腔，在腔體的外壁開有三個圓孔，分別與真空連接管、進水管和回水管相連通，砧頭、砧頭套、真空連接管、進水管和回水管均安裝在楔形塊內(nèi)腔中，楔形塊與熱模擬試驗機的U型夾具相匹配組成加熱、加壓回路。試樣加熱時砧頭套的腔體抽真空，使試樣具有很小的溫度梯度，保證熱變形均勻性；試樣冷卻時，通過流經(jīng)砧頭套腔體的循環(huán)冷卻水將試樣的熱量帶走，試樣快速冷卻。結(jié)構(gòu)簡單、便于更換、安全實用，顯著增加試樣冷卻速度，擴大熱模擬試驗范圍，同時也提高了熱模擬試驗精度。
文檔編號G01N3/04GK202066747SQ20112008825
公開日2011年12月7日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者時曉光, 李桂艷, 楊靜, 蘇紅英, 趙寶純, 高玉明 申請人:鞍鋼股份有限公司