專利名稱：推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，屬于機械制造領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前低應力精密下料方法均先采用車削方法預制棒料V型槽，由于車削磨損及其壽命問題，導致V型槽的根部圓角半徑不能太小，從而使V型槽尖端應力集中不可能太大，導致下料力仍很大，并且對具有較大圓角半徑的環(huán)狀V型槽加載后形成初始微裂紋所用時間占據(jù)了下料總時間的80%以上，進而下料效率低。因而提出了在下料前，首先對帶有環(huán)形V型槽的實驗棒料在其V型槽尖端預制微裂紋，以盡量縮短裂紋的萌生時間，提高下料效率。熱應力預制裂紋方法是利用材料的熱脹冷縮原理，通過在棒料的不同位置處制造溫度梯度而在棒料內(nèi)產(chǎn)生熱應力，由于V型槽底部附近的三向應力作用，在塑性變形時V型槽底部附近將產(chǎn)生很大的熱拉應力，當該熱拉應力超過相對應溫度下材料的強度極限后，就會在V型槽底部附近彈塑性區(qū)的交界處產(chǎn)生微裂紋。在熱應力預制裂紋方法中，通過先將棒料整體加熱到高溫，然后用石棉墊保護棒料的V型槽部分，并對V型槽之間的棒料部分進行噴水快速冷卻，即分段同時冷卻。在冷卻過程中，由于棒料內(nèi)部和表面、V型槽和水流直接作用的棒料表面都存在溫度差，這將導致強烈的熱應力效果，由于V型槽尖端的三向應力的作用，V型槽的底部附近的熱拉應力將會更大。當該熱拉應力超過相對應溫度下材料的強度極限后，就會在V型槽底部附近彈塑性區(qū)的交界處產(chǎn)生微裂紋。經(jīng)過多次的熱應力預制裂紋實驗，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的實驗裝置存在棒料V型槽處被保護程度差、棒料表面冷卻不均、棒料送入冷卻裝置困難等缺點。導致出現(xiàn)上述不足的主要原因是，在現(xiàn)有的冷卻裝置中，每個獨立的插片是一體的，由于既要保證棒料V型槽部分被石棉墊密實保護，又要確保使熱的棒料快速沿各個插片孔送入到位，這樣棒料送入冷卻裝置時就很困難，且只有一個進水口將冷卻水噴射在棒料的上表面，因此熱應力預制V型槽尖端裂紋效果不是很好，特別是對有些塑性金屬材料，效果更不明顯。綜上所述，本實用新型提出了一種新的推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，并完成了其機械結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計開發(fā)。
三、發(fā)明內(nèi)容為了實現(xiàn)棒料的快速有效冷卻，本實用新型設(shè)計了一種推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置。該裝置操作簡單、效率高、可靠性。其主要部件包括上端蓋、固定側(cè)箱、帶有推拉手柄的活動側(cè)箱、插片、石棉墊、進水管支撐、隔板以及水槽等。為解決上述技術(shù)方案，本實用新型采用如下技術(shù)方案采用推拉式多槽雙側(cè)箱，環(huán)形四面噴水快速冷卻棒料，采用帶有推拉手柄的多槽式可活動側(cè)箱，針對不同直徑的實驗棒料，利用不同幾何尺寸的兩半可配插槽來有效保護棒料V型槽部分，同時棒料可迅速送入冷卻裝置并能準確地對準V型槽，進而實現(xiàn)棒料的充分激冷；采用在棒料圓周上及其軸向上4個均布位置處分別設(shè)置多排進水口，使不被石棉墊保護的長棒料環(huán)形表面在較短的時間內(nèi)冷卻均勻。進一步地，其一側(cè)箱為固定側(cè)箱，另一側(cè)箱為帶有推拉手柄的推拉式活動側(cè)箱。由于兩側(cè)箱上都有進水口，也均需要與進水管支撐上的相應水管接口相配合，所以活動側(cè)箱的進水口設(shè)置成楔形，與之相配合的進水管支撐上相應水管接口也設(shè)置成楔形，保證活動側(cè)箱在推拉過程中與其不發(fā)生干涉。當活動側(cè)箱與進水管支撐上相應水管接口對合上時，兩者之間有橡膠圈配合，以保證密封。進一步地，為了使冷卻裝置噴水口從多個方向上同時對棒料表面快速噴水，設(shè)置一個進水管支撐，使整個冷卻裝置與外部聯(lián)接的進水口只有一個。進一步地，保護棒料V型槽處的每個插片都是由對稱的兩半組成的，這樣當兩半插片對合前時，棒料很容易送入冷卻裝置；當兩半插片對合后，石棉墊可以與棒料貼的很密實。本實用新型的有益效果是，棒料可以快速準確地送入冷卻裝置，V型槽可以有效的被保護，四個不同方向?qū)Π袅媳砻鎳娝?，實現(xiàn)充分水冷，且棒料V型槽間距可調(diào)，操作簡單。

為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施例及附圖作以詳細描述。圖1是本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是插片示意圖。
以下結(jié)合附圖和實例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
在圖1中，一定幾何尺寸的棒料(I)放入該冷卻裝置后，此時棒料V型槽所在位置恰好與相應插片(11)對齊，之后合上活動側(cè)箱(2)，冷卻水從四個不同方向進入冷卻裝置并對棒料表面進行快速噴射。上端蓋(10)底部、活動側(cè)箱(2)內(nèi)側(cè)、固定側(cè)箱(8)內(nèi)側(cè)、水槽(3)上都設(shè)置有類似隔板(6)結(jié)構(gòu)的對應隔板。隔板上鉆螺紋孔(5)?；顒觽?cè)箱和固定側(cè)箱的隔板上均有插槽(9)?；顒觽?cè)箱上還設(shè)有推拉手柄。水槽下端設(shè)出水口(4)。在圖2中，在上端蓋、固定側(cè)箱、活動側(cè)箱和頭部側(cè)板(7)上分別設(shè)有四個進水管
(13)，其中與活動側(cè)箱相接的進水管接口為楔形口(14)，活動側(cè)箱合上后與其接口恰好對接，接口的端部加橡膠圈確保密封。將四個進水口通過一個進水管支撐(12)整合成一個總進水口。在圖3中，為了對具有不同V型槽間距的棒料進行分段強制快速冷卻以及有效保護V型槽部分，并能使棒料送入容易，采用插片的形式來調(diào)節(jié)V型槽間距，即在活動側(cè)箱和固定側(cè)箱的內(nèi)側(cè)隔板上加工出多組插槽(9)。插片由圓形夾緊板(16)、矩形插板(17)、石棉墊(18)通過螺栓(15)、螺母(19)連接組成，冷卻時根據(jù)棒料上V型槽的位置相應調(diào)節(jié)插片的位置，以達到最佳冷卻效果。插片分成兩半，其中一半固定，一半隨活動側(cè)箱運動，這樣可以快速將棒料送入冷卻裝置。
權(quán)利要求1.推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，采用推拉式多槽雙側(cè)箱，環(huán)形四面噴水快速冷卻棒料，其特征是采用帶有推拉手柄的多槽式可活動側(cè)箱，針對不同直徑的實驗棒料，利用不同幾何尺寸的兩半可配插槽來有效保護棒料V型槽部分，同時棒料可迅速送入冷卻裝置并能準確地對準V型槽，進而實現(xiàn)棒料的充分激冷；采用在棒料圓周上及其軸向上4個均布位置處分別設(shè)置多排進水口，使不被石棉墊保護的長棒料環(huán)形表面在較短的時間內(nèi)冷卻均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，其特征是其一側(cè)箱為固定側(cè)箱，另一側(cè)箱為帶有推拉手柄的推拉式活動側(cè)箱；由于兩側(cè)箱上都有進水口，也均需要與進水管支撐上的相應水管接口相配合，所以活動側(cè)箱的進水口設(shè)置成楔形，與之相配合的進水管支撐上相應水管接口也設(shè)置成楔形，保證活動側(cè)箱在推拉過程中與其不發(fā)生干涉；當活動側(cè)箱與進水管支撐上相應水管接口對合上時，兩者之間有橡膠圈配合，以保證密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，其特征是為了使冷卻裝置噴水口從多個方向上同時對棒料表面快速噴水，設(shè)置一個進水管支撐，使整個冷卻裝置與外部聯(lián)接的進水口只有一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置，其特征是保護棒料V型槽處的每個插片都是由對稱的兩半組成的，這樣當兩半插片對合前時，棒料很容易送入冷卻裝置；當兩半插片對合后，石棉墊可以與棒料貼的很密實。
專利摘要本實用新型推拉式多槽雙側(cè)箱熱應力預制微裂紋冷卻裝置屬機械制造領(lǐng)域，克服了現(xiàn)有實驗裝置存在棒料V型槽處被保護程度差、棒料表面冷卻不均、棒料送入冷卻裝置困難等缺點；采用推拉式多槽雙側(cè)箱，環(huán)形四面噴水快速冷卻棒料，其特征是采用帶有推拉手柄的多槽式可活動側(cè)箱，針對不同直徑的實驗棒料，利用不同幾何尺寸的兩半可配插槽來有效保護棒料V型槽部分，同時棒料可迅速送入冷卻裝置并能準確地對準V型槽，進而實現(xiàn)棒料的充分激冷；采用在棒料圓周上及其軸向上4個均布位置處分別設(shè)置多排進水口，使不被石棉墊保護的長棒料環(huán)形表面在較短的時間內(nèi)冷卻均勻。該冷卻裝置具有操作簡單、效率高、可靠性強等優(yōu)點。
文檔編號G01N3/62GK202869881SQ20122026044
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者張立軍, 馬宏智 申請人:中國石油大學(華東)