[發(fā)明專利]一種半自動(dòng)化的基于金屬基復(fù)合材料的磁脈沖溫壓裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010940838.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112077304B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔俊佳;李光耀;董東營(yíng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/03
• 分類號(hào): B22F3/03;B22F3/087
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

1.一種半自動(dòng)化的基于金屬基復(fù)合材料的磁脈沖溫壓裝置，其特征在于：包括上固定板(1)，絕緣板(2)，線圈座(3)，平板線圈(4)，固定環(huán)(5)，驅(qū)動(dòng)片(6)，放大器(7)，立柱(8)，沖頭(9)，絲杠(10)，限位板(11)，上模沖(12)，陰模(13)，下模沖(14)，導(dǎo)軌(15)，絲桿(16)，中板(17)，千斤頂(18)，下固定板(19)，方管(20)，高速相機(jī)(21)，磁脈沖放電設(shè)備(22)，傳感器(23)；其中：

下固定板(19)下表面連接方管(20)，下固定板(19)上表面開(kāi)有螺紋孔，用以固定立柱(8)與絲杠(10)；下固定板(19)上表面安置兩個(gè)千斤頂(18)，用以實(shí)現(xiàn)脫模、中板(17)的運(yùn)動(dòng)；

絲杠(10)通過(guò)螺母固定中板(17)與限位板(11)；

中板(17)左側(cè)開(kāi)有通孔，并與陰模(13)的內(nèi)孔實(shí)現(xiàn)同軸心重合，進(jìn)而進(jìn)行脫模；中板(17)上表面兩側(cè)各開(kāi)有兩個(gè)螺紋孔，用以固定導(dǎo)軌(15)；

導(dǎo)軌(15)中心為通孔，以安置測(cè)定壓制力的傳感器(23)，導(dǎo)軌(15)上開(kāi)有螺紋孔，用于固定絲桿(16)，實(shí)現(xiàn)陰模(13)沿導(dǎo)軌(15)凹槽的左右移動(dòng)；導(dǎo)軌(15)上表面兩側(cè)設(shè)置楔形凹槽，用以固定并限定陰模(13)的運(yùn)動(dòng)方向；

陰模(13)周向環(huán)繞開(kāi)有加熱棒安置孔，用以放置電加熱棒；陰模(13)中心開(kāi)有通孔，用以放置粉末體、上模沖(12)、下模沖(14)；

限位板(11)中心開(kāi)有通孔，以實(shí)現(xiàn)沖頭(9)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向；其四周開(kāi)有通孔，以貫穿絲杠(10)；

沖頭(9)通過(guò)螺釘固定在放大器(7)上；放大器(7)通過(guò)螺釘與驅(qū)動(dòng)片(6)連接；平板線圈(4)通過(guò)固定環(huán)(5)與線圈座(3)的作用，實(shí)現(xiàn)固定；其通過(guò)銅線與磁脈沖放電設(shè)備(22)連接；

固定環(huán)(5)通過(guò)螺栓將線圈座(3)、絕緣板(2)、線圈(4)固定在上固定板(1)上；上固定板(1)通過(guò)螺釘連接立柱(8)；

高速相機(jī)(21)通過(guò)支架固定放置在下固定板(19)的一側(cè)；

導(dǎo)軌(15)長(zhǎng)度與中板(17)長(zhǎng)度一致；導(dǎo)軌(15)中心開(kāi)有通孔，通孔的尺寸與要放置的傳感器(23)尺寸一致；導(dǎo)軌(15)左側(cè)開(kāi)有通孔，通孔孔心與陰模(13)、中板(17)的通孔實(shí)現(xiàn)同軸心；

中板(17)通過(guò)千斤頂(18)的作用，帶動(dòng)導(dǎo)軌(15)、陰模(13)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)；

脫模時(shí)，中板(17)的位置固定不動(dòng)，推動(dòng)絲桿(16)，使陰模(13)沿導(dǎo)軌(15)的凹槽向左移動(dòng)，當(dāng)陰模(13)的通孔與導(dǎo)軌(15)的通孔同軸心時(shí)，使用千斤頂(18)，將粉末壓坯自下而上從陰模(13)內(nèi)脫出；

磁脈沖溫壓裝置通過(guò)以下方式工作：

步驟1，將粉末體放入陰模(13)中，粉末體上下放置上模沖(12)、下模沖(14)以傳遞載荷；

步驟2，推動(dòng)絲桿(16)，使陰模(13)與沖頭(9)保持同軸；

步驟3，通過(guò)千斤頂(18)移動(dòng)中板(17)，使上模沖(12)與沖頭(9)緊密貼合；

步驟4，將電加熱棒安置于陰模(13)的六個(gè)加熱孔內(nèi)，將熱電偶安置在直徑為3mm的盲孔內(nèi)，設(shè)定加熱溫度，將陰模(13)內(nèi)的粉末體加熱到需要的溫度；

步驟5，將高速相機(jī)(21)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)沖頭(9)，打開(kāi)相機(jī)，通過(guò)電腦自動(dòng)采集沖頭(9)上散斑的實(shí)時(shí)變化，以記錄電磁脈沖粉末壓制的速度、位移數(shù)據(jù)，連接傳感器(23)至電腦，以記錄壓制中的力數(shù)據(jù)；

步驟6，磁脈沖放電設(shè)備(22)向平板線圈(4)通電，由于電流變化，平板線圈(4)中產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)在驅(qū)動(dòng)片(6)中激發(fā)出另一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)之間的強(qiáng)大排斥力推動(dòng)驅(qū)動(dòng)片(6)、放大器(7)、沖頭(9)豎直向下移動(dòng)，進(jìn)而將力作用到上模沖(12)上，實(shí)現(xiàn)磁脈沖粉末溫壓；

步驟7，放電結(jié)束后，移動(dòng)絲桿(16)使陰模(13)向左移動(dòng)至脫模位置，進(jìn)而通過(guò)千斤頂(18)將粉末體自上而下脫出，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半自動(dòng)化的基于金屬基復(fù)合材料的磁脈沖溫壓裝置，其特征在于：平板線圈(4)由紫銅帶繞制而成，紫銅帶用絕緣膠帶進(jìn)行絕緣，銅帶外側(cè)涂覆環(huán)氧樹(shù)脂和凝固劑，以固定在線圈座(3)上；線圈座(3)上開(kāi)有導(dǎo)孔，以使線圈與外電路相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半自動(dòng)化的基于金屬基復(fù)合材料的磁脈沖溫壓裝置，其特征在于：陰模(13)右側(cè)開(kāi)有兩個(gè)M6的螺紋孔，以固定絲桿(16)；陰模(13)左側(cè)開(kāi)有直徑為3mm的盲孔，盲孔距離陰模(13)的內(nèi)壁為5mm，以安置熱電偶，陰模(13)的外形與導(dǎo)軌(15)的楔形槽相互貼合。