[发明专利]一种高效模型试验标准试件加工模具及其使用方法

权利要求书

1.一种高效模型试验标准试件加工模具，其特征在于，它是由承压筑模结构、约束固模结构及分力压模结构组成；其中承压筑模结构由模具、活动式卡板、底座及提拉盘组成，活动式卡板的大、小卡板分别嵌入模具与底座内的大、小扇形凹槽契合连接，提拉盘的挂钩可扣住大卡板上端面的鼻环；约束固模结构由槽缸及螺栓组成，模具套入槽缸凹槽内，通过拧动螺栓固定模具；分力压模结构由承力梁、万向球支座凹槽、万向球及压垫柱组成，承力梁及压垫柱通过万向球支座凹槽内铰接的万向球连接；所述的模具为非一体式结构，由完全相同的四部分模块组成，模块内壁面设置有大扇形凹槽，大扇形凹槽内嵌活动式挡板；所述的活动式卡板由大卡板、小卡板及连接板组成，大卡板板身尺寸与大扇形凹槽一致，其上端面焊接不锈钢弧形鼻环，下端面焊接扇形连接板与小卡板连接，小卡板形式与卡板一致，嵌入底座小扇形凹槽内；所述的底座下盘面设有呈“十”字型分布的四个嵌入式小扇形凹槽；所述的提拉盘下底面铰接呈“十”字分布的四个半圆式不锈钢挂钩，每个挂钩分别钩吊对应的弧形鼻环，上底面中心铰接一手提环；所述的槽缸的缸内开有四个非贯通式方形凹槽，缸壁设有八个半径略大于5mm的螺栓孔，便于螺栓的穿过，每个方形凹槽配备两个孔心对应槽心的螺栓孔，拧动正交的两个螺栓可双向约束模具的滑动，进而固定模具，为相似材料标准试件成型提供侧向约束力，同时防止试件压制过程中模具发生啃咬，降低模具使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种高效模型试验标准试件加工模具，其特征在于，所述的承力梁由横向承力梁及纵向承力梁组成，两根横向承力梁及一根纵向承力梁呈“工”字分布，横、纵向承力梁之间通过万向球与万向球支座凹槽铰接连接，承力梁正交的两侧梁面附有水准气泡，可调整承力梁水平无倾斜；所述的万向球支座凹槽是半球形凹槽，开设在压垫柱上底面及承力梁上端面中心部位，与万向球铰接可调整承立梁及压垫柱水平无倾斜；所述的万向球上平面光滑平直，承受试验机压头施加的压力，下部与纵承力梁上的万向球支座凹槽铰接，传递压力至承力梁；所述的压垫柱下底面光滑平直，接触压制模具中的试件，上底面开设万向球支座凹槽，铰接横向承力梁端部下方的万向球，压垫柱的侧面上标有刻度表，试件压制完成后模具口对应压垫柱的刻度值与试件压制前压垫柱接触试件时模具口对应压垫柱的刻度值的差值，此差值即为试件压缩高度。

3.如权利要求1所述的一种高效模型试验标准试件加工模具的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）在模具及活动式卡板的大卡板内侧涂抹脱模剂，将小卡板嵌入底座的小扇形凹槽内合并在一起，把四块模块从大卡板上方分别套入各自对应的大卡板，使模块的大扇形凹槽与大卡板紧密贴合组成整体，然后将模具放入模缸内方形凹槽的内侧，拧动两只螺栓紧固模具直至严闭无缝，重复以上步骤完成四只模具的组装；

（2）将称量的相似模拟试验材料倒入模具内，并进行分层捣实，将模具内壁上粘附的少量材料擦去，完成材料填筑；

（3）将装有模具的模缸放置于电液伺服液压试验机上，并使模缸中心部位对准试验机压头，将承力梁置于模具上方，四个压垫柱分别与下方的模具口对应一致，并通过万向球调整使其下柱面水平，之后向下移动承力梁，直至压垫柱与试件接触，根据水准气泡，依次调整横向、纵向承力梁使其保持水平，试验机压头对准纵向承力梁上的万向球，按照试验方案，对材料进行压实；

（4）试件压制成型后，升起试验机压头纵向，将承力梁抬起使压垫柱与试件分离，使模缸挪离试验台，放置于平整地面，之后通过扳手依次松动所有螺栓，将提拉盘的挂钩套入活动式卡板上的鼻环并通过手提环竖直向上拉动提拉盘，直至试件完全脱离模具，然后将活动式卡板及底座包裹的试件放置于地面，松开挂钩取下提拉盘，将活动式卡板向下移动使得小卡板脱离底座的小扇形凹槽，最后从底座上分离取出试件，晾干备用。