[实用新型]热作模具材料热机疲劳试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于疲劳性能试验装置技术领域，尤其涉及一种热作模具材料热机疲劳试验装置。

背景技术

热作模具的失效往往是由循环交变的热载荷和机械载荷的共同作用，即热机械疲劳失效而造成的。热机械疲劳是部件疲劳损伤中最为复杂的问题，它涉及到载荷循环、温度循环、蠕变和环境效应等多种因素。热冲压生产过程中热作模具正是处于典型的交变循环热机载荷工况，且热冲压模具内具有错综复杂的冷却系统，使得针对热作模具热机疲劳的研究和分析更加复杂。热作模具材料在受到交变应力的作用下，由于某点或某些点产生局部的永久性的结构变化，在一定循环次数之后形成热裂、撕裂、粘接或发生断裂，将会导致疲劳破坏。尽管目前对这个复杂过程的机制还没有一个统一完整的认识，但人们开始做一些合金的热机械疲劳试验，为热机械疲劳的机理分析和寿命预测提供有用的数据。

疲劳破坏具有很大的突然性，必须提前加以预防，掌握预测热作模具材料疲劳寿命的方法。对于高速冲液压机械，其疲劳属于高周疲劳问题，需要通过试验来对其疲劳性能进行研究。若用实际产品直接进行疲劳性能研究，则试验周期长、成本高，因此疲劳性能研究必须简化为针对典型模具特征的专项试验方法。而现有技术中的关于热作模具材料的热机疲劳实验装置大多应用在低周期的疲劳试验中，而对高周期或者超高周期的疲劳实验无法进行检测。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种热作模具材料热机疲劳试验装置，包括动力系统、加热系统、传动系统、回复系统和控制测试系统；所述传动系统对热作模具材料施加交变应力，所述回复系统与传动系统配合工作对热作模具材料施加回复力，当热作模具材料在被加载时所述动力系统对下滑位移、冲击力、冲击次数进行调节控制和记录，所述加热系统对热作模具材料在加载过程中进行加热和温度控制，所述控制测试系统检测热作模具材料在加载过程中的温度信息和压力信息对加载过程进行实时监控、检测出热作模具材料的热机疲劳性能。

所述动力系统包括液压机、固定模柄、压力传感器、冲头基座和冲头，所述液压机与固定模柄固定连接，所述固定模柄上连接压力传感器，所述压力传感器设置在冲头基座上，所述冲头与冲头基座固定连接；

所述加热系统包括多个电加热管、线路集成器和温控器，所述多个电加热管设置在热作模具材料的管道内，所述电加热管通过导线与线路集成器相连接，所述线路集成器与温控器相连接；

所述传动系统包括刚性折线臂和支撑轴，所述刚性折线臂和支撑轴呈一定角度配合连接，所述支撑轴固定连接在支撑座上，所述刚性折线臂的末端连接有拉杆；

所述回复系统包括弹簧、支撑盘和用于支撑传动系统的机座，所述弹簧穿接在拉杆上，所述支撑盘与拉杆的底端固定连接，所述机座的底面设置有固定槽，所述弹簧安装在固定槽内；工作状态下：所述拉杆拉动支撑盘运动，所述支撑盘带动弹簧压缩和伸展；

所述控制测试系统包括冲头热电偶、用于检测实验过程中温度信息的热电偶I、用于控制电加热管的加热温度的热电偶II和多个采温模块，所述冲头热电偶的一端与冲头基座相连接另一端与采温模块相连接，所述热电偶I和热电偶II的一端与刚性折线臂上的电加热管相连接另一端与采温模块相连接。

所述控制测试系统还包括电脑控制终端，所述压力传感器将检测到的对热作模具材料加载过程中的加载力大小传送至电脑控制终端。

所述刚性折线臂上设置有容纳热作模具材料的凹槽，所述刚性折线臂的末端通过销子与拉杆配合连接，所述拉杆通过加固套环与刚性折线臂固定连接。

所述刚性折线臂与支撑轴的连接处的底部设置有多个垫块，当传动系统完全受力时，刚性折线臂由垫块支撑。

所述机座上设置有导向槽，所述拉杆通过导向槽进行导向。

所述冲头的底端设置有孔槽，所述冲头热电偶设置在孔槽内。

所述冲头所采用的热作模具材料的热处理硬度在HRC62以上，所述冲头的表面设置有合金镀层。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种热作模具材料热机疲劳试验装置，近似模拟金属板材热冲压的全过程，既实现了模具材料在实际运行条件下所受交变机械应力状态，也考虑了模具材料所受的交变热载荷状态，同时还考虑了热作模具在含有冷却水影响的情况。具有可靠性高、稳定性好、测量值更加逼近真实状况的特点，同时该装置更换模具材料简单方便，操作便捷，及其适用于基础实验研究。

附图说明