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专利名称：一种热模拟机夹头装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热模拟试验机附属设备，特别涉及一种热模拟机夹头装置。
背景技术：
模拟试验机的通用单元由真空罐内的可移动U型槽、试样、砧头装置、夹具紧密接触组成热变形装置，再与液压系统相连接，形成闭合加热回路和加压回路，可进行各种加热冷却及高温拉压变形试验，用于模拟热加工工艺过程，利用率非常高。砧头装置包括砧头座、砧头等。砧头为碳化钨圆柱，砧头座为整体楔形实块，砧头由螺丝固定在砧头座上，其整体加热保温效果好，试样温度均勻，试样变形均勻，但是这种砧头装置导热性差，试样不能快速冷却。专利“电阻型热模拟夹头装置”(专利号0325卯44. 1)是在原来砧头装置基础上， 在砧头座内设有循环冷却的旁路水冷系统，使砧头座得到水冷，使试样冷却，提高试样的冷却效果。其缺点是砧头座为硬质合金，在砧头座内开孔不易于加工；又由于砧头座起连接支撑作用，在试样变形过程中受力，内开孔后会影响其模拟试验效果；此外在砧头座内通水会导致夹在砧头中间的试样在高温时轴向温度梯度大，使试样整体变形不均勻，试样的热变形行为失真，降低模拟试验的精度。专利“一种热模拟机的试样急冷装置”(专利号200720067M5. 1)是基于热模拟机配备的液压楔单元所提出的，有一管道在真空盖入口处分成四路，由四个软管连接，软管另一端接喷嘴，由可伸缩支架固定在砧头座上，冷却介质由管道进入喷嘴喷在试样上，实现试样的加速冷却。该装置缺点是冷却介质经分流后的压力流量有限，试样冷却速度提高幅度有限，又因其占用空间大，不适合在通用单元应用。

实用新型内容为保证试样热变形的均勻性，提高试样冷却速度，本实用新型提供一种新型热模拟机夹头装置，使试样在加热时具有很小的温度梯度，有效提高了模拟试验的精度；在冷却时通过夹头装置热传导作用而快速冷却，扩大了模拟试验冷却范围。本实用新型的结构是这样的，它包括砧头、楔形块和水管，两个砧头对称组成热模拟机夹头装置，它的特点是，砧头为圆柱形，外层套有与之匹配的圆柱形砧头套；砧头套带内腔，在腔体的外壁开有三个圆孔，分别与真空连接管、进水管和回水管相连通，两个砧头左右对称同轴夹紧试样，砧头、砧头套以及真空连接管、进水管和回水管组成砧头组件，砧头组件安装在与砧头套结构相匹配的楔形块内腔中，楔形块与热模拟试验机的U型夹具相匹配组成加热、加压回路。本实用新型的具体结构有砧头套上的真空连接管、进水管和回水管上均安有电磁阀，电磁阀设置于楔形块的外部。本实用新型的楔形块长度短于砧头套的长度。本实用新型提供的热模拟机夹头装置，在试样加热时可通过将砧头套的腔体抽真空，使砧头与楔形块隔断，使试样热量难于在轴向上传导，具有很小的温度梯度，保证随后的热变形均勻性；在试样冷却时，通过流经砧头套腔体的循环冷却水将试样的热量带走，达到试样的快速冷却目的。此夹头装置设计科学合理、结构简单、便于更换、安全实用，显著增加试样冷却速度，扩大热模拟试验范围，同时也提高了热模拟试验精度

图1为本实用新型夹头装置的总体结构，图2为本实用新型砧头套与楔形块的装配，图3为本实用新型砧头套主视图，图4为本实用新型砧头套侧视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做详细说明。如图1所示，它包括砧头2、楔形块1和水管，两个砧头对称组成热模拟机夹头装置，其特点是，砧头2为圆柱形，外层套有与之匹配的圆柱形砧头套4 ；砧头套4带内腔，在腔体的外壁开有三个圆孔，分别与真空连接管6、进水管7和回水管8相连通，试样3由一组左右对称的砧头2夹紧并与砧头2同轴，砧头2、砧头套4以及真空连接管6、进水管7和回水管8组成砧头组件，砧头组件安装在与砧头套结构相匹配的楔形块1内腔中，楔形块1与热模拟试验机的U型夹具相匹配组成加热、加压回路，楔形块所采用的材质为铜或铜合金， 容易加工且导热性能好。如图2、3、4所示，本实用新型的具体结构有砧头套上的真空连接管6、进水管7和回水管8上均安有电磁阀5，电磁阀5设置于楔形块1的外部。如图1所示，本实用新型的楔形块1长度短于砧头套4的长度。本实用新型的工作过程是这样的，试样3加热前，将真空连接管6上的电磁阀5置为开启状态，进行抽真空操作，使砧头套4腔体达到一定的真空度，在试样加热时可起到阻隔热传导的作用，然后关闭此电磁阀。试样3加热时，由于砧头2与楔形块1被具有真空腔的砧头套4隔断，热量难于在试样3的轴向传导，保证了试样的温度均勻，进而保证随后的变形均勻。电磁阀5的开闭均可由软件编程实现控制，电磁阀5控制真空连接管6使砧头套内腔封闭，控制进水管7和回水管8使冷却水循环流动。试样3冷却时，开启进水管7与回水管8上的电磁阀5，冷却水迅速进入砧头套4 的腔体内，通过冷却水的循环将热量带走，达到对试样3实施快速冷却的目的。电磁阀5的开闭均可由软件编程实现控制，试验过程中，通过砧头套的冷却循环水的流量可以根据试样所需的冷却进行相应的调整。
权利要求1.一种热模拟机夹头装置，它包括砧头、楔形块和水管，两个砧头对称组成热模拟机夹头装置，其特征在于，砧头为圆柱形，外层套有与之匹配的圆柱形砧头套；砧头套带内腔，在腔体的外壁开有三个圆孔，分别与真空连接管、进水管和回水管相连通，砧头、砧头套以及真空连接管、进水管和回水管组成砧头组件，砧头组件安装在与砧头套结构相匹配的楔形块内腔中，楔形块与热模拟试验机的U型夹具相匹配组成加热、加压回路。
2.根据权利要求1所述的一种热模拟机夹头装置，其特征在于，所述的砧头套上的真空连接管、进水管和回水管上均安有电磁阀，电磁阀设置于楔形块的外部。
专利摘要本实用新型提供一种热模拟机夹头装置，包括砧头、楔形块和水管，两个砧头对称组成热模拟机夹头装置，砧头为圆柱形，外层套有与之匹配的圆柱形砧头套；砧头套带内腔，在腔体的外壁开有三个圆孔，分别与真空连接管、进水管和回水管相连通，砧头、砧头套、真空连接管、进水管和回水管均安装在楔形块内腔中，楔形块与热模拟试验机的U型夹具相匹配组成加热、加压回路。试样加热时砧头套的腔体抽真空，使试样具有很小的温度梯度，保证热变形均匀性；试样冷却时，通过流经砧头套腔体的循环冷却水将试样的热量带走，试样快速冷却。结构简单、便于更换、安全实用，显著增加试样冷却速度，扩大热模拟试验范围，同时也提高了热模拟试验精度。
文档编号G01N3/04GK202066747SQ20112008825
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者时晓光, 李桂艳, 杨静, 苏红英, 赵宝纯, 高玉明 申请人:鞍钢股份有限公司