CN107271250A - 压制摩擦磨损试样的模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压制摩擦磨损试样的模具，包括：底座，该底座具有支撑面；外桶，装设在所述支撑面上；内桶，装设在所述支撑面上，并位于外桶内，且该内桶由两只半桶对合而成，对合所确定的面为分型面；受力部件，抵压在半桶上，提供半桶间的对合力；施力部件，安装在外桶上，且作用端作用于受力部件；以及压块，与内桶所确定的腔构成轴孔配合，以压制摩擦磨损试样。依据本发明的模具容易脱模，且适应载荷大。

Description

压制摩擦磨损试样的模具

技术领域

本发明涉及一种用于压制摩擦磨损试样的模具。

背景技术

在摩擦学领域，在研究某种新材料时，摩擦磨损性能是必须要研究和考虑的，在此种新材料还没有应用或者没用于生产时，需要自制材料试样进行研究。制备试样需要专门的模具，现有压制摩擦磨损试样的模具主要有石墨模具和钢模具。

其中，石墨模具脆性比较强，造成其承载力小，只能压制需压制压力不大的试样，进而在取样时可敲碎石墨模具以获得完整试样。尽管使用石墨模具能够获得完整的试样，但会损耗大量的石墨。

相对而言，钢模具具有比较强的韧性，从而具有比较大的承载力，可以满足大载荷的要求，但是钢模具在压制完成后取试样时（脱模）往往比较困难，试样取出后往往受到一定的破损。

中国专利文献CN103630433A公开了一种空心圆柱水泥稳定土试样与养护装置，其三开外筒用于水泥稳定土试样的外成型，待试样具有一定的自立性后，将试样内成型部分拔除，然后将三开外筒连同试样一起从底座上取出。试样的脱模是将试样直接从基于三开外筒所确定的外筒使用压盘推出，该种脱模方式脱模力比较大，并不适于前述的摩擦磨损试样的脱模。

中国专利文献CN101216387A公开了一种空心圆柱抗剪仪重塑样击实器，其主体由试样底座和装设在试样底座上的试样外模具和试样内模具，其中，试样内模具和试样外模具间形成型腔，在型腔内配有整平环，并未整平环配置传力筒及击实装置。在制样完成后，可以直接拆除延长筒和内外模具，从而将试样取出。该种试样取出方式赖以实现的基础是试样与内外模具间的结合力比较低，而对于摩擦磨损试样，因其与例如钢模模具间的结合力非常大，难以直接采用脱筒的方式实现脱模。

发明内容

有鉴于此，本发明针对石墨模具适应载荷小，钢模模具虽适应的载荷大但脱模困难的问题，提供一种容易脱模，且适应载荷大的压制摩擦磨损试样的模具。

依据本发明的实施例，提供一种压制摩擦磨损试样的模具，包括：

底座，该底座具有支撑面；

外桶，装设在所述支撑面上；

内桶，装设在所述支撑面上，并位于外桶内，且该内桶由两只半桶对合而成，对合所确定的面为分型面；

受力部件，抵压在半桶上，提供半桶间的对合力；

施力部件，安装在外桶上，且作用端作用于受力部件；以及

压块，与内桶所确定的腔构成轴孔配合，以压制摩擦磨损试样。

上述压制摩擦磨损试样的模具，可选地，所述受力部件为圆心角小于180度的弧形板。

可选地，所述弧形板的圆心角大于等于120度。

可选地，所述施力部件为螺栓；

相应地，在外桶上设有径向的螺纹孔；

螺栓通过螺纹孔抵压在弧形板上或者连接在弧形板上；

若螺栓通过螺纹孔抵压在弧形板上，则在弧形板上对位地设有用于螺纹孔定位的定位孔。

可选地，每一弧形板至少匹配有一组螺栓，每组螺栓至少有两枚螺栓，且在外桶的轴向分布。

可选地，弧形板的中剖面与所述分型面共面。

可选地，所述底座为台阶型结构，其中第一台阶的支撑面构造为支撑外桶的支撑面，且外桶的下部内壁与第二台阶的侧面过盈配合。

可选地，内桶支撑在第二台阶的支撑面上，且内桶的下部内壁与第三台阶的侧面过盈配合。

可选地，于内桶外侧开有凹槽，该凹槽用于定位受力部件；且该凹槽的内侧面与内桶外侧面共面。

可选地，半桶对合面上对位地设有榫槽或榫；

于内桶内的压块下还设有垫片。

依据本发明的实施例，其内桶为分体的两只半桶，对合后构成完整的内桶，对合所确定的面为分型面，在压制试样时，对合所需要的力由受力部件和施力部件提供，从而保证对合面紧密贴合，而在脱模时，撤除施力部件施加的力，对合的两只半桶可以直接分型，从而完成脱模。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的摩擦磨损试样的模具半剖结构示意图。

图2为受力桶与内桶装配结构的俯视结构示意图。

图中：1.压块，2.内桶，3.外桶，4.垫片，5.填料，6.受力桶，7.螺栓，8.底座，9.第一凸台，10.第二凸台。

21.半桶，22.榫，23.半桶。

具体实施方式

参照说明书附图1，对于压制摩擦磨损试样的模具，其基本结构是上下结构，应当理解，对于压制摩擦磨损试样的模具，其压制主要在上下方向上完成，并且对于可分型的模具来讲，大多也是上下布置，即上模和下模，因此在本发明的实施例中，以上下为基准方向。只不过在本发明中，压制是在上下方向完成的，而分型则是在水平方向完成的。

参见说明书附图1和2，图中所示的压制摩擦磨损试样的模具其主体结构包括底座8、外通3、内桶2和压块1，以及用于施力的组件，用于施力的组件包括受力桶6和螺栓7。

图2所示的结构中，主要部件是回转体结构，用于确定试样的形状。图中的底座8大致是一个圆盘形件，构成座板，座板的下表面是基准面，用于模具的安放，座板的上表面为支撑面，用于模具成型部分在底座8上的安装。

圆盘形件相对来说比较紧凑，但并不排除其他结构，在例如冲压类模具中，即便是成型部分是圆形的，其模座也往往是矩形结构，对此结构，在本发明的实施例中也适用。

关于外桶3，在图1所示的结构中是圆桶结构，然而，可以理解的是，在本发明的实施例中，外桶3本质上是作为支架用，只要能够满足其功能实现的条件下，对其具体结构并没有比较高的要求。

对于圆桶结构，其受力设计更加容易。

因此，同外桶3的术语名称，其名称并不构成对其结构的限制，对于术语名称，仅用于区分于其他技术特征，以利于描述。

另外，对于支撑面，并不要求其具有严格的平面结构，并且支撑面可以包含多个面，如图1中第一凸台9和第二凸台相应确定的面，这些面之间相互平行。

外桶3优选为圆柱面圆桶结构，在图1所示的结构中，与底座8上的第一凸台9配合易于形成可靠的装配。

关于内桶2，是试样成型的主要部件，主要提供成型所需要的型腔，区别于当前摩擦磨损试样成型的型腔直接由管体所提供的情形，在图2所示的结构中，内桶2是分体结构，图中，内桶2大致是两只半桶结构，具有如图2所示的半桶21和半桶23，两只半桶对合后构成整体的成型桶状结构，基于对合的面可以用于内桶2的拆解，在拆解后，可以直接将试样从内桶2中取出。

半桶21和半桶23对合的对合面为分型面。

在压制前，为半桶21和半桶23对应的型腔部分涂抹脱模剂，由于是半桶结构，涂覆脱模剂也非常方便。

脱模时，直接打开半边半桶，另一边半桶即便是不脱开也会松动，方便脱模。

半桶21和半桶23对合后，装设在底座8所提供的支撑面上。半桶21和半桶23所形成的内桶2，不同于其他类型的内桶，在本发明的实施例中，内桶2为组装体，而压制摩擦磨损试样所需要的成型力比较大，需要确保内桶2组装状态的结构稳定性。进而，在半桶21和半桶23对合后，放置在外通3内。应当理解，这里的内是指在内桶2的径向方向的内。

如前所述，外桶3的本体功能是支架，将内桶2纳入其中后，由介于内桶2与外桶3间的传力部分和安装在外桶3上的施力部分使内桶2的结构保持稳定。

具体地，对合的力最好是垂直于所述分型面，由于对合所产生的内桶2毕竟不同于完整的圆桶，对于完整的圆桶来说，在压制时，填料5受压产生向外的胀开力对圆桶周向的作用大致相同，整体的圆桶变形是相对均匀的。对于对合产生的内桶2，在分型面处因欠缺内桶内部组织的牵拉，变形越靠近分型面处变形越剧烈。因此，在优选的实施例中，除了垂直于分型面上的力外，还应当其他方向的径向力，以维持内桶2的圆度。

按照常规的认识，对合力垂直于分型面是最佳的选择，然而，发明人综合考虑多种因素，采用了不同于常规认识的方式，如图2所示，图中可见，受力桶6与内桶2同轴线。受力桶6为弧形板，弧形板的过径向中剖面与分型面共面。在此条件下，能够维持内桶2具有比较好的圆度，从而获得质量相对比较高的试样。

关于受力部件，如前所述的受力桶6，将其抵压在半桶21、半桶22上，提供半桶21、半桶23间的对合力。

对于受力桶6，主要起到载荷分配作用，使对合的半桶21和半桶23各处受力处于合理的分布，在图2所示的结构中，例如半桶21在分型面处受到受力桶6的约束作用最强，从而易于使内桶2维持比较高的圆度。

受力桶6是弧形板结构，是最优的选择，在一些实施例中，对于受力部件，并不限于受力桶6的弧形板结构，对于相对较小载荷的压制，受力部件可以只作用在例如半桶21的中部，即受力部件的受力方向与分型面垂直，载荷稍大时，以作用于半桶21中部的作用点为基础，左右对称地再配置至少一对作用点，对于较大载荷时，则如图2所示，采用受力桶6及其图2中所示的装配位置。

关于施力部件，则以支架，也就是外桶3为基体，作用端作用于受力部件。

不同于其他类型的试样制作，填料5具有一定的压缩比，因此，如图1所示，配置压块1，该压块1类同于柱塞，而内桶2则类似于缸筒，两者配合，提供压块1在内桶2轴向的行程，从而对填料5进行模压制备摩擦磨损试样。

关于受力桶6，如前所述，是一种弧形板，其内侧面的曲率与例如半桶21的外表面曲率相同，两者配合后形成比较大的接合面，有利于分散载荷。

在图2所示的结构中，为了能够进一步的遏制内桶2的变形，以使内桶2维持比较高的圆度，半桶21和半桶22对合的对合面上形成有榫或者榫槽，对位连接，一方面易于保持形状，从而便于装配，另一方面榫接也能够提供一定的径向承载能力，从而能够有利于使内桶2维持较好的圆度。

受力桶6的圆心角要小于180度，从而两个受力桶6配合使用时，相互间不会产生干涉，易于施加比较大的力。

对于如前所述的压制载荷相对比较大的条件下，所述弧形板的圆心角要大于等于120度，否则难以维持内桶2具有良好的圆度。

关于施力部件，在一些实施例中，由机构提供，机构动力有机器提供，利于自动化配置。

在一些实施例中，施力部件由带有自锁结构的施力部件提供，例如卡盘，将内桶2卡在卡盘内，受力部件构造为卡盘的卡爪，施力部件构造为卡盘的螺旋和施力螺栓，由于内桶2是由半桶21和半桶23对合的结构，因此卡盘可以选择四爪卡盘。每一个半桶对位于两个卡爪。

其中的自锁是依靠螺纹的螺旋升角来确定，机械领域的技术人员对此有比较清楚的理解。

在一些实施例中，施力部件选择为螺栓7，即如图1所示的结构，在此条件下，在外桶3上设有径向的螺纹孔；螺栓7通过螺纹孔抵压在弧形板上或者连接在弧形板上。

螺栓7自然也要选择具有自锁螺纹的螺栓。

拧紧螺栓7，将受力桶6可靠地压在内桶2的外壁。

关于螺栓7的端部与受力桶6间的接合，可以是螺纹连接结构可以选择直接抵压在受力桶6上，还可以在受力桶6对位于螺栓7的位置开定位孔，可以使受力桶6被抵压的更加可靠。

关于每一弧形板至少匹配有一组螺栓7，如图1所示，每组螺栓7至少有两枚螺栓7，且在外桶3的轴向分布，即一组螺栓7中的螺栓7在图1中上下方向分布。

在图1所示的结构中，底座8所述底座为台阶型结构，台阶型结构有利于底座8上成型部件间的装配。

对于台阶型结构从下倒上排序，相应地，如图1所示，第一台阶的支撑面构造为支撑外桶3的支撑面，且外桶3的下部内壁与第二台阶的侧面过盈配合，使外桶3在底座8上的位置精度非常可靠。

进一步地，内桶2支撑在第二台阶的支撑面上，且内桶2的下部内壁与第三台阶的侧面过盈配合，用以保证内桶2具有比较高的位置精度。

进一步地，于内桶2外侧开有凹槽，该凹槽用于定位受力部件；且该凹槽的内侧面与内桶2外侧面共面。

在一些实施例中，于内桶2内的压块1下还设有垫片4，用于根据填料5的料进行调整5。

Claims (10)

1.一种压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，包括：

底座，该底座具有支撑面；

外桶，装设在所述支撑面上；

内桶，装设在所述支撑面上，并位于外桶内，且该内桶由两只半桶对合而成，对合所确定的面为分型面；

受力部件，抵压在半桶上，提供半桶间的对合力；

施力部件，安装在外桶上，且作用端作用于受力部件；以及

压块，与内桶所确定的腔构成轴孔配合，以压制摩擦磨损试样。

2.根据权利要求1所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，所述受力部件为圆心角小于180度的弧形板。

3.根据权利要求2所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，所述弧形板的圆心角大于等于120度。

4.根据权利要求2所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，所述施力部件为螺栓；

相应地，在外桶上设有径向的螺纹孔；

螺栓通过螺纹孔抵压在弧形板上或者连接在弧形板上；

若螺栓通过螺纹孔抵压在弧形板上，则在弧形板上对位地设有用于螺纹孔定位的定位孔。

5.根据权利要求4所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，每一弧形板至少匹配有一组螺栓，每组螺栓至少有两枚螺栓，且在外桶的轴向分布。

6.根据权利要求2~5任一所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，弧形板的中剖面与所述分型面共面。

7.根据权利要求1~5任一所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，所述底座为台阶型结构，其中第一台阶的支撑面构造为支撑外桶的支撑面，且外桶的下部内壁与第二台阶的侧面过盈配合。

8.根据权利要求7所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，内桶支撑在第二台阶的支撑面上，且内桶的下部内壁与第三台阶的侧面过盈配合。

9.根据权利要求8所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，于内桶外侧开有凹槽，该凹槽用于定位受力部件；且该凹槽的内侧面与内桶外侧面共面。

10.根据权利要求1所述的压制摩擦磨损试样的模具，其特征在于，半桶对合面上对位地设有榫槽或榫；

于内桶内的压块下还设有垫片。