CN110102687A - 一种低温压缩减径装置 - Google Patents

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王果
肖小亭
邓俊
黎沃光
余业球
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    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种低温压缩减径装置，包括相互配合、以形成容纳液氮的腔体的上密封筒和下密封筒，还包括设于所述上密封筒和所述下密封筒内用以对棒材进行压缩减径的上模具和下模具；所述上模具固接有用以连接驱动机构的上驱动杆，所述上驱动杆贯穿延伸至所述上密封筒外，所述下模具连接下驱动杆，所述下驱动杆贯穿延伸至所述下密封筒外，以实现所述上模具和所述下模具进行对冲运动完成对棒材的压缩减径。上述低温压缩减径装置能够维持棒材的低温并在低温状态下对棒材进行压缩减径，满足了工件低温压缩减径的需求。

Description

一种低温压缩减径装置
技术领域
本发明涉及金属棒材加工技术领域，特别涉及一种低温压缩减径装置。
背景技术
一些金属棒材需要进行压缩减径来调整棒材的尺寸，而CuAlBe形状记忆合金棒材在马氏体相变结束温度点Mf(-60～-90℃)很低，为利用形状记忆合金需要在马氏体相变温度点以下使其变形，并且整个过程都应该维持在低温环境下保持合金处于马氏体状态下。传统的压缩减径装置只能在常温下进行压缩减径加工，且在压缩减径过程中，金属棒材通常会升温，无法在维持金属棒材的低温状态且在低温装填下对金属棒材进行压缩减径。
因此，如何实现维持金属棒材的低温状态并在低温状态下对棒材进行压缩减径成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温压缩减径装置，上述低温压缩减径装置能够对棒材等待加工件进行低温压缩减径。
为实现上述目的，本发明提供一种低温压缩减径装置，包括相互配合、以形成容纳液氮的腔体的上密封筒和下密封筒，还包括设于所述上密封筒和所述下密封筒内用以对棒材进行压缩减径的上模具和下模具；
所述上模具固接有用以连接驱动机构的上驱动杆，所述上驱动杆贯穿延伸至所述上密封筒外，所述下模具连接下驱动杆，所述下驱动杆贯穿延伸至所述下密封筒外，以实现所述上模具和所述下模具进行对冲运动完成对棒材的压缩减径。
可选地，所述上模具设有圆锥形空腔，所述下模具设有与所述圆锥形空腔配合的圆台部；
所述下模具包括相互拼接的多个楔形块，多个所述楔形块相互拼接形成外轮廓呈圆台状、内部具有用以压缩棒材的圆柱形空腔的所述圆台部。
可选地，所述下模具还设有与所述圆台部连接的圆柱部。
可选地，还包括设于所述下模具和所述下驱动杆之间、用以固定多个所述楔形块的下模具固定座。
可选地，所述下模具固定座的上端面设有用以容纳所述圆柱部的凹槽，所述凹槽的中央设有凸台，所述圆柱部设有与所述凸台配合的固定槽。
可选地，所述上密封筒和所述下密封筒之间还设有防液氮密封圈。
可选地，还包括设于所述上密封筒的内壁和所述下密封筒的内壁的第一保温层。
可选地，所述下密封筒包括相互嵌套的下密封内筒和下密封外筒，所述下密封内筒和所述下密封外筒之间设有第二保温层。
可选地，所述上密封筒或所述下密封筒设有液氮入口管和液氮出口管，所述液氮入口管和所述液氮出口管均设有分别控制二者导通或关闭的阀门。
可选地，所述阀门为电磁阀，所述腔体内还设有用以检测并调节液氮温度的温度自动控制机构，所述温度自动控制机构连接所述电磁阀，以实现当所述温度自动控制机构检测液氮温度高于预设值时所述温度自动控制机构控制所述电磁阀打开实现液氮的更换。
相对于上述背景技术，本发明所提供低温压缩减径装置包括用来对棒材进行压缩减径的上模具和下模具，上模具和下模具分别连接上驱动杆和下驱动杆，从而通过驱动上模具和下模具发生对冲运动实现对棒材的压缩减径；另一方面，该低温压缩减径装置还包括用来容纳液氮的上密封筒和下密封筒，上密封筒和下密封筒相互配合形成容纳液氮的空腔，上驱动杆贯穿上密封筒并延伸至上密封筒外，且上驱动杆可以连接驱动机构驱动上模具和下模具发生对冲运动；下驱动杆贯穿下密封筒并延伸至下密封筒外，下驱动杆也可以连接驱动机构与上驱动杆发生对冲运动。通过在空腔内注入液氮维持棒材在压缩过程中的温度低于棒材的马氏体相变结束温度点，从而满足棒材低温压缩减径的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的低温压缩减径装置的装配图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2中下模具的示意图；
图4为图2中下模具固定座的立体结构示意图；
图5为图2中下密封筒的装配示意图。
其中：
1-上密封筒、2-上模具、3-防液氮密封圈、4-下模具、41-楔形块、411-圆台部、412-圆柱部、5-液氮入口管、6-下密封筒、61-下密封内筒、62-下密封外筒、7-液氮出口管、8-上驱动杆、9-下驱动杆、10-下模具固定座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图5，图1为本发明所提供的低温压缩减径装置的装配图，图2为图1的剖视图，图3为图2中下模具的示意图，图4为图2中下模具固定座的立体结构示意图，图5为图2中下密封筒的装配示意图。
本发明所提供的低温压缩减径装置包括上密封筒1和下密封筒6，如图1和图2所示，上密封筒1和下密封筒6相互配合形成容纳液氮的空腔，上密封筒1和下密封筒6之间还设有用来发生对冲运动实现对棒材进行压缩减径的上模具2和下模具4；上模具2连接上驱动杆8，下模具4连接下驱动杆9，上驱动杆8贯穿上密封筒1并延伸至上密封筒1外，下驱动杆9贯穿下密封筒6并延伸至下密封筒6外，通过上驱动杆8和下驱动杆9的驱动使上模具2和下模具4发生对冲运动实现对棒材的压缩减径；通过向空腔内注入液氮来维持棒材在压缩过程中的低温，所谓的低温，这里指温度低于棒材材质的马氏体相变结束温度点对应的温度。上模具2和下模具4可以有多种结构，可以是相互配合的半圆筒壳体，也可以参考现有技术中的压缩减径装置的模具进行设置。
在本发明所提供的一种优选实施例中，上模具2整体呈圆柱状，且圆柱状的上模具2具有一个圆锥形空腔；下模具4的结构则如图2和图3所示，下模具4可以采用多个楔形块41拼接而成，下模具4具有与圆锥形空腔配合的圆台部411，多个楔形块41相互拼接形成外轮廓呈圆台状，内部呈圆柱状空腔的圆台部411。楔形块41的数目可以为四个，则任意一个楔形块41为四分之一圆周且外部带有倾斜度、内部具有四分之一圆弧的楔形块41，四个楔形块41的相互拼接外轮廓形成圆台部411，内轮廓相互贴合形成用来对棒材压缩的圆柱形空腔。
这里所述的圆锥形空腔和圆台部411的配合具体指圆台部411的锥度和圆锥形空腔的锥度相同或者圆锥形空腔的锥度略小于圆台部411的锥度，从而便于上模具2和下模具4发生对冲运动时，楔形块41沿圆锥形空腔的内壁运动，多个楔形块41紧密贴合形成圆柱形空腔。圆柱形空腔的直径即使待压缩棒材的直径。可以通过设置更换多种型号的上模具2和下模具4完成对不同尺寸棒材的压缩减径。
更进一步的，下模具4还具有与圆台部411连接的圆柱部412，圆柱部412也是有楔形块41拼接形成。可通过下驱动杆9推动圆柱部412进而带动圆台部411沿圆锥形空腔的内壁运动，通过调节圆柱部412伸入圆锥形空腔长度可对下模具4相对上模具2的对冲形成进行调节。
为了方便下模具4的多个楔形块41的固定，如图4所示，下模具4和下驱动杆9之间设有用来固定下模具4的下模具固定座10，下模具固定座10上端面设置凹槽，方便将圆柱部412固定至凹槽内。还可以在凹槽的中央设置凸台，对应的，多个楔形块41拼接形成的圆柱部412则具有与凸台配合的固定槽。
考虑到上密封筒1和下密封筒6之间进行更好的密封连接，上密封筒1和下密封筒6连接处之间可以设置防液氮密封圈3防止液氮泄露。另外可以在上密封筒1或者下密封筒6上设置液氮入口管5和液氮出口管7，通过液氮入口管5和液氮出口管7进行对液氮的循环更换，保持腔体内的温度始终低于棒材的马氏体相变结束温度点对应的温度。换句话说，液氮入口管5和液氮出口管7可以都设置在下密封筒6上，也可以都设置在上密封筒1上，当然也可以将其中一个设置在上密封筒1上、内外一个设置在下密封筒6上。
考虑到腔体内液氮的分布特性，将液氮入口管5设置在下密封筒6，将液氮出口管7设置在上密封筒1，这样在液氮循环过程中可以把聚集在上密封筒1处温度相对较高的液氮通过液氮出口管7排出，低温液氮从液氮入口管5注入空腔内。液氮入口管5和液氮出口管7均设有控制自身导通或关闭的阀门。
通过注入低温液氮推动液氮循环是保持腔体内低温的一个有效手段，还可以通过在腔体内设置保温层来防止外界空气中的热量向腔体内传递。可以在上密封筒1和下密封筒6的内壁设置第一保温层，第一保温层可以是保温棉，也可以是保温镀层。另外，请参考图5，下密封筒6可以采用双层结构，下密封筒6包括相互嵌套的下密封内筒61和下密封外筒62，下密封内筒61和下密封外筒62之间还设有第二保温层，第二保温层可以采用保温棉或者其他保温材料，减缓外界热量向腔体内传递，通过第一保温层和第二保温层设置有助于维持腔体的低温环境。类似的，上密封筒1也可以采用双层结构，下密封内筒61和下密封外筒62之间也可以通过抽真空的方式提高保温性能。上密封筒1和下密封筒6均可以采用具有真空的中空部的筒体。
在本发明所提供的另一种优选实施例中，低温压缩减径装置还包括用来检测并调节腔体内液氮温度的温度自动控制机构。上述液氮入口管5和液氮出口管7的阀门均采用电磁阀，温度自动控制机构和电磁阀连接。
温度自动控制机构可以包括检测液氮温度的热电偶测温计和与热电偶测温计连接的电磁阀开关控制机构，当热电偶测温计的检测到液氮温度高于预设值时，转化成一个电压差，该电压差传递至电磁阀开关控制机构控制液氮入口管5和液氮出口管7导通推动液氮循环，保持腔体内的温度始终低于棒材的马氏体相变温度结束点对应的温度，腔体内温度下降时，热电偶差生的电压差信号消失或降低，当电压差低于预设值时，电磁阀开关控制机构控制电磁阀关闭即可。需要说明的是上述预设温度要不大于棒材的马氏体相变温度结束点对应的温度。温度自动控制机构的其它部分可以参考现有技术，此处不再展开说明。
本发明所提供的低温压缩减径装置在工作时，需要先将待压缩棒材固定于上模具2和下模具4之间，之后将上密封筒1和下密封筒6装配密封，打开液氮入口管5和液氮出口管7向腔体内注入液氮维持低温，通过驱动机构驱动上驱动杆8和下驱动杆9使上模具2和下模具4发生对冲运动即可，此时多个楔形块41向内聚拢，内部形成圆柱形空腔，圆柱形空腔的直径即为压缩后的棒材的直径。可以通过更换上模具2或下模具4对不同尺寸的棒材进行低温压缩减径。上驱动杆8和下驱动杆9分别穿出上密封筒1和下密封筒6处的密封可以参考现有技术，此处不再进行赘述。
另外，在下模具4的多个楔形块41向内聚拢时，为避免相邻的楔形块41夹住棒材的外表面，还可以在压缩减径过程中转动下驱动杆9也即下模具4，保证压缩后的棒材仍是标准的圆柱体。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的低温压缩减径装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低温压缩减径装置，其特征在于，包括相互配合、以形成容纳液氮的腔体的上密封筒(1)和下密封筒(6)，还包括设于所述上密封筒(1)和所述下密封筒(6)内用以对棒材进行压缩减径的上模具(2)和下模具(4)；
所述上模具(2)固接有用以连接驱动机构的上驱动杆(8)，所述上驱动杆(8)贯穿延伸至所述上密封筒(1)外，所述下模具(4)连接下驱动杆(9)，所述下驱动杆(9)贯穿延伸至所述下密封筒(6)外，以实现所述上模具(2)和所述下模具(4)进行对冲运动完成对棒材的压缩减径。
2.根据权利要求1所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述上模具(2)设有圆锥形空腔，所述下模具(4)设有与所述圆锥形空腔配合的圆台部(411)；
所述下模具(4)包括相互拼接的多个楔形块(41)，多个所述楔形块(41)相互拼接形成外轮廓呈圆台状、内部具有用以压缩棒材的圆柱形空腔的所述圆台部(411)。
3.根据权利要求2所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述下模具(4)还设有与所述圆台部(411)连接的圆柱部(412)。
4.根据权利要求3所述的低温压缩减径装置，其特征在于，还包括设于所述下模具(4)和所述下驱动杆(9)之间、用以固定多个所述楔形块(41)的下模具固定座(10)。
5.根据权利要求4所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述下模具固定座(10)的上端面设有用以容纳所述圆柱部(412)的凹槽，所述凹槽的中央设有凸台，所述圆柱部(412)设有与所述凸台配合的固定槽。
6.根据权利要求5所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述上密封筒(1)和所述下密封筒(6)之间还设有防液氮密封圈(3)。
7.根据权利要求6所述的低温压缩减径装置，其特征在于，还包括设于所述上密封筒(1)的内壁和所述下密封筒(6)的内壁的第一保温层。
8.根据权利要求7所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述下密封筒(6)包括相互嵌套的下密封内筒(61)和下密封外筒(62)，所述下密封内筒(61)和所述下密封外筒(62)之间设有第二保温层。
9.根据权利要求8所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述上密封筒(1)或所述下密封筒(6)设有液氮入口管(5)和液氮出口管(7)，所述液氮入口管(5)和所述液氮出口管(7)均设有分别控制二者导通或关闭的阀门。
10.根据权利要求9所述的低温压缩减径装置，其特征在于，所述阀门为电磁阀，所述腔体内还设有用以检测并调节液氮温度的温度自动控制机构，所述温度自动控制机构连接所述电磁阀，以实现当所述温度自动控制机构检测液氮温度高于预设值时所述温度自动控制机构控制所述电磁阀打开实现液氮的更换。
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