[发明专利]挤压模具温度场的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属挤压处理技术领域的装置，具体是一种挤压模具温度场的测试装置。

背景技术

在金属挤压过程中，模具温度是一非常重要的工艺参数，特别是在温、热挤压中。模具温度过高，易引起模具硬度下降、磨损加剧，缩短模具寿命；挤压过程中模具温差过大，易产生较大的热应力，增加模具热疲劳失效的概率。此外，模具的受热变形直接影响挤压件精度，随着对挤压件精密化的要求，由温度变化引起的模具热变形是必须考虑的。因此，准确测量挤压模具温度场设有重要意义，通过温度场的监测一方面可以为模具温度控制提供参考，另一方面为模具受热变形及热应力计算提供实用数据。

目前，在金属挤压过程中的温度测试方面，实际中常用手持式红外测温仪检查坯料加热温度，关于模具温度还没有现成的测试装置；红外热像仪，是把红外辐射分布通过光学-机械扫描方式的光电探测器二维红外成像装置，转换成可见光图像。红外热像仪可以显示物体表面温度场，只能测到可见模具表面的温度场，在挤压过程中模具不停地循环开合，模具温度采集非常困难。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101487740，公开日2009-07-22，记载了一种“三CCD温度场测量装置及方法”，该技术包括：光学镜头，用于光学成像，将待测物体的辐射聚焦在分光棱镜组的入射面上；分光棱镜组，将投射的辐射等分为三束不同方向的波段辐射，分别从三个出射面出射；三个CCD面阵传感器，分别设置于分光棱镜组的三个出射面处，对三路经过不同光谱透过率分布的滤光片的出射辐射进行成像，获得三路光谱非相关的CCD图像；数据采集分析单元，对三路CCD图像数据进行采集，并利用多光谱测温法进行温度场计算。

中国专利文献号CN101144742，公开日2008-03-19，记载了一种“金属粉末激光成形过程中温度场检测方法及其系统装置”，该技术采用双波长红外图像比色测温方法，通过将两种波长的滤光片分时交替位于采集光路中，有步骤的连续采集来自于两种波长的熔池的图像，再对来自不同波长的两幅红外图像进行灰度比色计算，根据比色值与温度值的关系，求得图像上各点的温度值，用灰度值代表温度值形成灰度图像，再对所形成的灰度图像进行图像处理，进而求其形状和温度场变化趋势。

上述方法主要依靠CCD探头采集信息并转化成温度场信息，与红外测温法相似，只能采集到可见表面的温度，难以用于模具温度场的测试。

进一步检索发现，中国专利文献号CN2583649，公开日2003-10-29，记载了一种“复合材料成型过程中的温度场测试装置”，该技术是由BH315-T01温度场采集系统和温度-时间-位置三维模拟、显示系统组成；BH315-T01温度场采集系统包括温度传感器K氟塑热电偶和巡环检测仪。温度-时间-位置三维模拟、显示系统包括界面显示、自动保存、温度场模拟、时实温度场可视化，可实时地显示出在该环境下的温度场变化情况，并提供数字显示。测量时，将K氟塑热电偶垂直放在复合材料预浸料片层的不同位置，测试的是复合材料的温度，该装置不能用于测试模具内部的温度。

综上所述的，现阶段急需一种用于测试模具温度的装置，特别针对于挤压模具在金属挤压过程中的温度场的监测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种挤压模具温度场的测试装置，能够在金属挤压成形过程中实时监测并记录挤压模具的温度分布及变化情况。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：包括：双层组合凹模、退料器、若干台阶式热电偶、数据采集单元和数据处理单元，其中：双层组合凹模和退料器分别固定设置于模座上，若干台阶式热电偶分别固定设置于双层组合凹模和退料器上的预留孔中并分别与数据采集单元相连，数据采集单元与数据处理单元相连并传输金属挤压过程中的温度数据并获得挤压模具温度场分布及变化情况；

所述的双层组合凹模包括：凹模内圈及凹模外圈；

所述的退料器包括相互固定连接上部和下部，其中：退料器上部和退料器下部分别对称设有8个不同深度的竖直盲孔及8个竖直通孔。

所述的凹模内圈的两侧端面设有以圆心为对称中心的9个轴向盲孔，凹模内圈的内部等角度均匀分布有12组且每组3个径向盲孔。

所述的径向盲孔在高度方向上分布在待测材料的主要变形区内，即在凹模内圈高度的1/4至1/2区域内，以保证监测金属挤压变形过程中模具温度的变化。

所述的凹模外圈设有与凹模内圈的径向盲孔相对应的通孔。

所述的数据采集单元为具有多个数据采集通道的一块通用数据采集卡或多块并联的通用数据采集卡。