[實用新型]熱作模具材料熱機疲勞試驗裝置

有效

• 申請號: 201520058708.2
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN204346814U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 盈亮;賀斌;胡平;趙琛
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

技術領域

本實用新型屬于疲勞性能試驗裝置技術領域，尤其涉及一種熱作模具材料熱機疲勞試驗裝置。

背景技術

熱作模具的失效往往是由循環交變的熱載荷和機械載荷的共同作用，即熱機械疲勞失效而造成的。熱機械疲勞是部件疲勞損傷中最為復雜的問題，它涉及到載荷循環、溫度循環、蠕變和環境效應等多種因素。熱沖壓生產過程中熱作模具正是處于典型的交變循環熱機載荷工況，且熱沖壓模具內具有錯綜復雜的冷卻系統，使得針對熱作模具熱機疲勞的研究和分析更加復雜。熱作模具材料在受到交變應力的作用下，由于某點或某些點產生局部的永久性的結構變化，在一定循環次數之后形成熱裂、撕裂、粘接或發生斷裂，將會導致疲勞破壞。盡管目前對這個復雜過程的機制還沒有一個統一完整的認識，但人們開始做一些合金的熱機械疲勞試驗，為熱機械疲勞的機理分析和壽命預測提供有用的數據。

疲勞破壞具有很大的突然性，必須提前加以預防，掌握預測熱作模具材料疲勞壽命的方法。對于高速沖液壓機械，其疲勞屬于高周疲勞問題，需要通過試驗來對其疲勞性能進行研究。若用實際產品直接進行疲勞性能研究，則試驗周期長、成本高，因此疲勞性能研究必須簡化為針對典型模具特征的專項試驗方法。而現有技術中的關于熱作模具材料的熱機疲勞實驗裝置大多應用在低周期的疲勞試驗中，而對高周期或者超高周期的疲勞實驗無法進行檢測。

實用新型內容

根據現有技術存在的問題，本實用新型公開了一種熱作模具材料熱機疲勞試驗裝置，包括動力系統、加熱系統、傳動系統、回復系統和控制測試系統；所述傳動系統對熱作模具材料施加交變應力，所述回復系統與傳動系統配合工作對熱作模具材料施加回復力，當熱作模具材料在被加載時所述動力系統對下滑位移、沖擊力、沖擊次數進行調節控制和記錄，所述加熱系統對熱作模具材料在加載過程中進行加熱和溫度控制，所述控制測試系統檢測熱作模具材料在加載過程中的溫度信息和壓力信息對加載過程進行實時監控、檢測出熱作模具材料的熱機疲勞性能。

所述動力系統包括液壓機、固定模柄、壓力傳感器、沖頭基座和沖頭，所述液壓機與固定模柄固定連接，所述固定模柄上連接壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在沖頭基座上，所述沖頭與沖頭基座固定連接；

所述加熱系統包括多個電加熱管、線路集成器和溫控器，所述多個電加熱管設置在熱作模具材料的管道內，所述電加熱管通過導線與線路集成器相連接，所述線路集成器與溫控器相連接；

所述傳動系統包括剛性折線臂和支撐軸，所述剛性折線臂和支撐軸呈一定角度配合連接，所述支撐軸固定連接在支撐座上，所述剛性折線臂的末端連接有拉桿；

所述回復系統包括彈簧、支撐盤和用于支撐傳動系統的機座，所述彈簧穿接在拉桿上，所述支撐盤與拉桿的底端固定連接，所述機座的底面設置有固定槽，所述彈簧安裝在固定槽內；工作狀態下：所述拉桿拉動支撐盤運動，所述支撐盤帶動彈簧壓縮和伸展；

所述控制測試系統包括沖頭熱電偶、用于檢測實驗過程中溫度信息的熱電偶I、用于控制電加熱管的加熱溫度的熱電偶II和多個采溫模塊，所述沖頭熱電偶的一端與沖頭基座相連接另一端與采溫模塊相連接，所述熱電偶I和熱電偶II的一端與剛性折線臂上的電加熱管相連接另一端與采溫模塊相連接。

所述控制測試系統還包括電腦控制終端，所述壓力傳感器將檢測到的對熱作模具材料加載過程中的加載力大小傳送至電腦控制終端。

所述剛性折線臂上設置有容納熱作模具材料的凹槽，所述剛性折線臂的末端通過銷子與拉桿配合連接，所述拉桿通過加固套環與剛性折線臂固定連接。

所述剛性折線臂與支撐軸的連接處的底部設置有多個墊塊，當傳動系統完全受力時，剛性折線臂由墊塊支撐。

所述機座上設置有導向槽，所述拉桿通過導向槽進行導向。

所述沖頭的底端設置有孔槽，所述沖頭熱電偶設置在孔槽內。

所述沖頭所采用的熱作模具材料的熱處理硬度在HRC62以上，所述沖頭的表面設置有合金鍍層。

由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的一種熱作模具材料熱機疲勞試驗裝置，近似模擬金屬板材熱沖壓的全過程，既實現了模具材料在實際運行條件下所受交變機械應力狀態，也考慮了模具材料所受的交變熱載荷狀態，同時還考慮了熱作模具在含有冷卻水影響的情況。具有可靠性高、穩定性好、測量值更加逼近真實狀況的特點，同時該裝置更換模具材料簡單方便，操作便捷，及其適用于基礎實驗研究。

附圖說明