一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬型鑄造領域。
【背景技術】
[0002]在現代制造業的發展中，金屬型鑄造是一種重要的材料成型加工工藝，是關系國計民生的重要行業，甚至在一些高精尖的航天國防工業都離不開金屬型鑄造生產提供的相關零部件。但是在生產各種零件之前，工程師往往需要檢測各種鑄件的機械性能，本著節約資源的理念，首先進行拉伸試樣的生產鑄造。
[0003]目前大多用于生產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)。這些模具廣泛應用科學研究和生產實驗中，但是這些類型的模具生產的鑄件單一，并且在生產鑄件時模具型腔的溫度比較低，很難有效的進行控制，生產的鑄件充型困難，容易產生澆不足，很難反映出材料的真實性能。
[0004]綜上所述，本領域目前缺少一種可以生產多種類型拉伸試樣，模具溫度可控的金屬型模具。
【發明內容】
[0005]針對上述金屬型模具在鑄造過程中出現的問題和缺陷，結合測試鑄件機械性能的需要，本發明提出了一種模溫可控的金屬型拉伸試樣模具。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案實現: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置有一個安放銷釘的小孔；所述的加熱板上各有一副接線柱。
[0007]進一步地，所述模具上模靠近型腔的位置安裝熱電偶。
[0008]進一步地，所述模具上模和模具下模外側各有一塊加熱板。該加熱板內部鋪設電熱器，該電熱器通過接線柱連接電源。
[0009]進一步地，所述模具上模和加熱板以及隔熱片蓋板通過內六角螺釘連接，內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六角螺釘連接，內六角螺釘與蓋板之間裝有平墊片。
[0010]進一步地，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、排溢系統，金屬液由澆口澆入后通過澆注系統流入到拉伸試樣型腔，型腔內的氣體通過排溢系統排出。
[0011]進一步地，所述模具能同時生產矩形截面和圓形截面拉伸試樣。
[0012]進一步地，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，通過熱電偶感知模具型腔的溫度，在溫度控制器上顯示，并與溫度控制器設定的溫度進行比較，將結果反饋到溫度控制器，溫度到達設定時，接觸器斷開電源，加熱板停止工作，溫度低于設定值時，接觸器接通電源，加熱板繼續工作。
[0013]進一步地，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。與現有的鑄造拉伸試樣的模具相比，本發明設計了一套完整的模具溫度控制系統，通過控制系統能夠很好地設定實驗所需要的模具溫度，同時該發明能夠同時生產矩形截面和圓形截面拉伸試樣，結構設計合理，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構關系示意圖。
[0015]圖2是實施例中金屬型模具模具3D模型結構示意圖。
[0016]圖3是實施例中金屬型模具整體裝配結構示意圖。
[0017]圖4是實施例中金屬型模具溫度控制系統示意圖。
[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]附圖標記:
1，12內六角螺釘 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:
下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明:
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矩形截面和圓形截面拉伸試樣，以及型腔關系。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線連接到接觸器上；溫度控制器通過到導線將溫度信息傳遞到接觸器上，從而到達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通過鑄造凝固模擬軟件PR0CAST進行優化后確定。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，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，附圖中描述位置關系的僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎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。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
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)各設置有一個安放銷釘的小孔；所述的加熱板(5、8)上各有一副接線柱。
2.根據權利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構，其特征在于，所述模具上模靠近型腔的位置安裝熱電偶(14)。
3.根據權利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構，其特征在于，所述模具上模(6)和模具下模(7)外側各有一塊加熱板(5、8);該加熱板(5、8)內部鋪設電熱器，該電熱器通過接線柱連接電源。
4.根據權利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構，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)通過內六角螺釘(I)連接，內六角螺釘(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)通過內六角螺釘(12)連接，內六角螺釘(12)與蓋板(10)之間裝有平墊片(11)。
5.根據權利要求4所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構,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、排溢系統，金屬液由澆口澆入后通過澆注系統流入到拉伸試樣型腔，型腔內的氣體通過排溢系統排出。
6.根據權利要求5所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構,其特征在于,所述模具能同時生產矩形截面和圓形截面拉伸試樣。
7.根據權利要求1所述的模溫可控的金屬型拉伸試樣模具結構，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，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)設定的溫度進行比較，將結果反饋到溫度控制器(15)，溫度到達設定時，接觸器(16)斷開電源，加熱板(5、8)停止工作，溫度低于設定值時，接觸器(16)接通電源，加熱板(5、8)繼續工作。
8.根據權利要求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。
【專利摘要】本發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置有一個安放銷釘的小孔；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。本發明設計了一套完整的模具溫度控制系統，通過控制系統能夠很好地設定實驗所需要的模具溫度，同時該發明能夠同時生產矩形截面和圓形截面拉伸試樣，結構設計合理，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
【申請號】CN201410613771
【發明人】孔維兵, 王洪飛, 胡心平
【申請人】齊魯工業大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月5日