CN110261212A - 一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，属于炸药配方研制、炸药性能评估技术领域。解决了现有技术中，熔铸型炸药、浇注型炸药的力学性能评估中对于哑铃试验件需求量大，且哑铃试验件制备过程繁琐的现实问题。包括底模、模盖和多个主体模块，主体模块安装在底模和模盖之间，多个主体模块并列设置，相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
Description
技术领域
本发明中的实施方式涉及炸药配方研制、炸药性能评估领域。更具体的说是一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具。
背景技术
混合炸药的宏观力学性能是炸药最基本的性能之一，随着近年来各国对高速侵彻武器的需求越来越迫切，力学性能的重要程度越来越高。目前国内已建立了基于材料试验机测量炸药的压缩及拉伸强度、弹性模量、泊松比、蠕变特性等的标准实验方法，这些方法的日渐成熟。其中用于拉伸性能测试的哑铃试验件已经成为最普遍的测试试验件。
随着弹药未来应用场景的日趋复杂，目前在研制的配方炸药的种类日益繁多，加工试验件并进行性能考核已经成为束缚研究进度的一个重要因素。在力学性能测试方面，很多配方炸药都需要炸药能够适用不同的使用温度条件，涵盖了低温力学性能测试、常温力学性能测试以及高温力学性能测试，有时对于拉伸速率也有不同的要求。因此，在炸药配方研制过程中，对于哑铃样本的需求量较大。另外，在定型炸药的老化性能评估及寿命预估过程中，基于炸药的力学性能的退化规律的研究也是一种预测炸药寿命的有效的手段，而为了获得定型炸药的力学性能的退化动力学数据，需要开展至少4个温度点、至少8个时间点的试验数据，而每个试验数据下又要求有约5个平行样本。因此，在用于老化性能评估过程中，对于哑铃试验件的需求量也很大。
但是哑铃试验件常规的制作途径比较复杂，会经历浇注成大药柱——X光扫描——机械加工成哑铃药柱，这一系类过程存在如下三点问题：第一，因为炸药属于危险化学品，每一个样本制备的环节都会经历较长的时间，会大大增加炸药力学性能评估的时间成本；第二，会浪费很多的炸药原材料，进一步提高了炸药的原材料成本；第三，产生了较多的废炸药，给予后期的含炸药废水的处置提高了成本。对于熔铸型炸药和浇注型炸药，在高温下或混料捏合阶段都呈现出较好的流动状态，针对于这两种炸药类型，可发明一种直接浇注成哑铃试验件的模具，在技术上具有较强的可行性。
因此，本发明中将针对熔铸型炸药、浇注型炸药的力学性能评估中对于哑铃试验件需求量大的现实问题，发明了一组可直接批量浇注成型的哑铃拉伸试验件模具，为炸药力学性能的评估提供技术支撑。
发明内容
本发明针对熔铸型炸药、浇注型炸药的力学性能评估中对于哑铃试验件需求量大，且哑铃试验件制备过程繁琐的现实问题，发明了一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，为炸药力学性能的评估提供技术支撑。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，包括底模、模盖和多个主体模块，主体模块安装在底模和模盖之间，多个主体模块并列设置，相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
本发明在使用时，可以将按照一定的温度条件和一定的配比进行混合充分的浇注PBX灌入到相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔中，可以批量进行灌注，将盛有炸药的模具置于60℃的烘箱内进行熟化，经过4天的熟化之后，取出模具，开模，取出哑铃试验件。依次可以批量成型多个炸药哑铃试验件，可以服务于炸药配方研制过程中、炸药老化评估过程中的力学性能评估的试验件制备。有利于简化样本制备的过程，快速获得拉伸试验件样本。
进一步的，在所述底模的上表面的两端分别设有第一挡板，所述第一挡板相对设置。第一挡板可以和底模一体成型，第一挡板的作用是形成一个限制腔，用于固定并列设置的多个主体模块。
进一步的，所述主体模块包括依次并排设置的第一主体模块、第二主体模块、第三主体模块、第四主体模块和第五主体模块。
进一步的，所述第一主体模块包括第一模具本体，第二主体模块包括第二模具本体，第三主体模块包括第三模具本体，第四主体模块包括第四模具本体，第五主体模块包括第五模具本体，在第一模具本体与第二模具本体相对的一侧等间距开设有若干个第一模腔，在第二模具本体与第一模具本体相对的一侧等间距开设有若干个与第一模腔配合的第二模腔，第一模腔和第二模腔对称设置且大小相等，第一模腔和第二模腔组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
进一步的，在所述第二模具本体与第三模具本体相对的一侧等间距开设有若干个第三模腔，在第三模具本体与第二模具本体相对的一侧等间距开设有若干个与第三模腔配合的第四模腔，第三模腔和第四模腔对称设置且大小相等，第三模腔和第四模腔组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
进一步的，在所述第三模具本体与第四模具本体相对的一侧等间距开设有若干个第五模腔，在第四模具本体与第三模具本体相对的一侧等间距开设有若干个与第五模腔配合的第六模腔，第五模腔和第六模腔对称设置且大小相等，第五模腔和第六模腔组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
进一步的，在所述第四模具本体与第五模具本体相对的一侧等间距开设有若干个第七模腔，在第五模具本体与第四模具本体相对的一侧等间距开设有若干个与第七模腔配合的第八模腔，第七模腔和第八模腔对称设置且大小相等，第七模腔和第八模腔组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔。
进一步的，在第一模具本体、第二模具本体、第三模具本体、第四模具本体和第五模具本体相对设置的两端分别开设有相对设置的U型紧固槽，在第一模具本体、第二模具本体、第三模具本体、第四模具本体和第五模具本体的两端的U型紧固槽内安装有活结螺栓，活结螺栓的一端卡在第五模具本体的U型紧固槽内，活结螺栓的另一端通过螺母锁在第一模具本体的U型紧固槽内。
进一步的，在第一模具本体、第二模具本体、第三模具本体、第四模具本体和第五模具本体相对设置的U型紧固槽旁边开设有贯穿的且相对设置的定位孔，定位孔内设有定位销钉。
进一步的，所述模盖的横截面呈人字形，模盖的两侧设有竖直向下用于罩住多个主体模块的第二挡板，第二挡板相对设置，在模盖的顶部设有贯穿的浇注口，在模盖和多个主体模块的顶部之间还安装有刀片，所述刀片上开设有与哑铃型模腔的口部相对应的过孔。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明在使用时，可以将按照一定的温度条件和一定的配比进行混合充分的浇注PBX灌入到相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔中，可以批量进行灌注，将盛有炸药的模具置于60℃的烘箱内进行熟化，经过4天的熟化之后，取出模具，开模，取出哑铃试验件。依次可以批量成型多个炸药哑铃试验件，可以服务于炸药配方研制过程中、炸药老化评估过程中的力学性能评估的试验件制备。有利于简化样本制备的过程，快速获得拉伸试验件样本。
附图说明
图1是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的示意图；
图2是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的俯视结构示意图；
图3是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的侧视结构示意图；
图4是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的底板的结构示意图；
图5是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的模盖的示意图；
图6是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的模盖的结构示意图；
图7是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的第一主体模块的结构示意图；
图8是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的第二主体模块的结构示意图；
图9是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的第三主体模块的结构示意图；
图10是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的第四主体模块的结构示意图；
图11是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的第五主体模块的结构示意图；
图12是本发明的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具的刀片的结构示意图。
图中标记：1-螺母，2-定位销钉，3-第一主体模块，4-第二主体模块，5-第三主体模块，6-活结螺钉，7-第四主体模块，9-第五主体模块，10-底模，11-刀片，12-模盖，13-哑铃型模腔，14-U型紧固槽，15-定位孔，31-第一模具本体，32-第一模腔，41-第二模具本体，42-第二模腔，43-第三模腔，51-第三模具本体，52-第四模腔，55-第五模腔，71-第四模具本体，72-第六模腔，73-第七模腔，91-第五模具本体，92-第八模腔，101-第一挡板，111-过孔，121-第二挡板，122-浇注口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1:
如图1-3所示，一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，包括底模10、模盖12和多个主体模块，主体模块安装在底模10和模盖12之间，多个主体模块并列设置，相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13。所述主体模块包括依次并排设置的第一主体模块3、第二主体模块4、第三主体模块5、第四主体模块7和第五主体模块9。
如图7-11所示，在本实施例中，所述第一主体模块3包括第一模具本体31，第二主体模块4包括第二模具本体41，第三主体模块5包括第三模具本体51，第四主体模块7包括第四模具本体71，第五主体模块9包括第五模具本体91，在第一模具本体31与第二模具本体41相对的一侧等间距开设有4个第一模腔32，在第二模具本体41与第一模具本体31相对的一侧等间距开设有4个与第一模腔32配合的第二模腔42，第一模腔32和第二模腔42对称设置且大小相等，第一模腔32和第二模腔42组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13。
在本实施例中，在所述第二模具本体41与第三模具本体51相对的一侧等间距开设有4个第三模腔43，在第三模具本体51与第二模具本体41相对的一侧等间距开设有4个与第三模腔43配合的第四模腔52，第三模腔43和第四模腔52对称设置且大小相等，第三模腔43和第四模腔52组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13。
在本实施例中，在所述第三模具本体51与第四模具本体71相对的一侧等间距开设有4个第五模腔55，在第四模具本体71与第三模具本体51相对的一侧等间距开设有4个与第五模腔55配合的第六模腔72，第五模腔55和第六模腔72对称设置且大小相等，第五模腔55和第六模腔72组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13。
在本实施例中，在所述第四模具本体71与第五模具本体91相对的一侧等间距开设有4个第七模腔73，在第五模具本体91与第四模具本体71相对的一侧等间距开设有4个与第七模腔73配合的第八模腔92，第七模腔73和第八模腔92对称设置且大小相等，第七模腔73和第八模腔92组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13。
本发明在使用时，可以将按照一定的温度条件和一定的配比进行混合充分的浇注PBX灌入到相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13中，可以批量进行灌注，将盛有炸药的模具置于60℃的烘箱内进行熟化，经过4天的熟化之后，取出模具，开模，取出哑铃试验件。依次可以批量成型多个炸药哑铃试验件，可以服务于炸药配方研制过程中、炸药老化评估过程中的力学性能评估的试验件制备。有利于简化样本制备的过程，快速获得拉伸试验件样本。
第一模具本体31、第二模具本体41、第三模具本体51、第四模具本体71和第五模具本体91的材质均为7075铝合金，其表面均镀有特氟龙，具有较好的脱模效果。
在本实施例中，第一模腔32和第二模腔42组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13、第三模腔43和第四模腔52组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13、第五模腔55和第六模腔72组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13以及第七模腔73和第八模腔92组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔13大小均相等。通过上述实施例，可以一次性制备16发大小相等的哑铃试验件，试验件尺寸满足标准拉伸性能测试的试验件要求。降低研制与评估过程中的时间成本、材料成本、检测成本。
如图4所示，在本实施例中，在所述底模10的上表面的两端分别设有第一挡板101，所述第一挡板101相对设置。第一挡板101可以和底模10一体成型，底模10及第一挡板101的材质均为7075铝合金，表面镀有特佛龙。第一挡板101的作用是形成一个限制腔，用于固定并列设置的多个主体模块。
在本实施例中，在第一模具本体31、第二模具本体41、第三模具本体51、第四模具本体71和第五模具本体91相对设置的两端分别开设有相对设置的U型紧固槽14，在第一模具本体31、第二模具本体41、第三模具本体51、第四模具本体71和第五模具本体91的两端的U型紧固槽14内安装有活结螺栓，活结螺栓的一端卡在第五模具本体91的U型紧固槽14内，活结螺栓的另一端通过螺母1锁在第一模具本体31的U型紧固槽14内。活结螺栓将并列设置的第一模具本体31、第二模具本体41、第三模具本体51、第四模具本体71和第五模具本体91通过相对设置的U型紧固槽14先预紧在通过螺母1锁紧，确保形成稳固的哑铃型模腔13。
在本实施例中，在第一模具本体31、第二模具本体41、第三模具本体51、第四模具本体71和第五模具本体91相对设置的U型紧固槽14旁边开设有贯穿的且相对设置的定位孔15，定位孔15内设有定位销钉2。定位销钉2的作用是进一步确定第一模具本体31和第二模具本体41、第二模具本体41和第三模具本体51、第三模具本体51和第四模具本体71以及第四模具本体71和第五模具本体91之间的配合关系，相互之间对准，确保哑铃型模腔13的精确性。同时，需要说明的是，定位销钉2可以为一根贯穿各个模具本体的定位孔15的长销钉，也可以为分段式即只设置在相邻的模具本体的定位孔15内。
如图5和6所示，在本实施例中，所述模盖12的横截面呈人字形，模盖12的两侧设有竖直向下用于罩住多个主体模块的第二挡板121，第二挡板121相对设置，在模盖12的顶部设有贯穿的浇注口122，如图2所示，在模盖12和多个主体模块的顶部之间还安装有刀片11，如图12所示，所述刀片11上开设有与哑铃型模腔13的口部相对应的过孔111。模盖12的上端与浇注设备相连，便于浇注，材质为7075铝合金，表面镀有特佛龙。模盖12呈人字形设置，这样有利于从浇注口122灌注混合炸药时能更好的流动至各个哑铃型模腔13内。
本实施例还提供了利用本发明的模具批量浇注PBX炸药的哑铃试验件的制备方法。浇注型PBX炸药由HTPB、RDX、TDI等组分组成。
浇注PBX炸药的哑铃试验件批量制备过程如下：
步骤1：将浇注PBX按照一定的温度条件和一定的配比进行混合充分捏合；
步骤2：将主体模具擦拭干净，拼接在一起，旋紧螺母1，检查拼接的缝隙，确保不出明显肉眼可见的缝隙。
步骤3：将第一主体模块3、第二主体模块4、第三主体模块5、第四主体模块7和第五主体模块9的内壁上涂上脱模剂。
步骤4：将模具置于真空浇注设备的腔体内，浇料口连接模具的模盖12的浇注口122。
步骤5：抽真空，当真空度达到一定的要求后，将混合炸药浇注至模具中。
步骤6：将模具的模盖12取下来，利用刀片11将多余的炸药切掉，将盛有炸药的模具置于60℃的烘箱内进行熟化。
步骤7：经过4天的熟化之后，取出模具，开模，取出哑铃试验件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，包括底模(10)、模盖(12)和多个主体模块，主体模块安装在底模(10)和模盖(12)之间，多个主体模块并列设置，相邻的主体模块之间形成有用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔(13)。
2.根据权利要求1所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在所述底模(10)的上表面的两端分别设有第一挡板(101)，所述第一挡板(101)相对设置。
3.根据权利要求1所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，所述主体模块包括依次并排设置的第一主体模块(3)、第二主体模块(4)、第三主体模块(5)、第四主体模块(7)和第五主体模块(9)。
4.根据权利要求3所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，所述第一主体模块(3)包括第一模具本体(31)，第二主体模块(4)包括第二模具本体(41)，第三主体模块(5)包括第三模具本体(51)，第四主体模块(7)包括第四模具本体(71)，第五主体模块(9)包括第五模具本体(91)，在第一模具本体(31)与第二模具本体(41)相对的一侧等间距开设有若干个第一模腔(32)，在第二模具本体(41)与第一模具本体(31)相对的一侧等间距开设有若干个与第一模腔(32)配合的第二模腔(42)，第一模腔(32)和第二模腔(42)对称设置且大小相等，第一模腔(32)和第二模腔(42)组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔(13)。
5.根据权利要求4所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在所述第二模具本体(41)与第三模具本体(51)相对的一侧等间距开设有若干个第三模腔(43)，在第三模具本体(51)与第二模具本体(41)相对的一侧等间距开设有若干个与第三模腔(43)配合的第四模腔(52)，第三模腔(43)和第四模腔(52)对称设置且大小相等，第三模腔(43)和第四模腔(52)组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔(13)。
6.根据权利要求5所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在所述第三模具本体(51)与第四模具本体(71)相对的一侧等间距开设有若干个第五模腔(55)，在第四模具本体(71)与第三模具本体(51)相对的一侧等间距开设有若干个与第五模腔(55)配合的第六模腔(72)，第五模腔(55)和第六模腔(72)对称设置且大小相等，第五模腔(55)和第六模腔(72)组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔(13)。
7.根据权利要求6所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在所述第四模具本体(71)与第五模具本体(91)相对的一侧等间距开设有若干个第七模腔(73)，在第五模具本体(91)与第四模具本体(71)相对的一侧等间距开设有若干个与第七模腔(73)配合的第八模腔(92)，第七模腔(73)和第八模腔(92)对称设置且大小相等，第七模腔(73)和第八模腔(92)组成用于浇注哑铃型试验件的哑铃型模腔(13)。
8.根据权利要求4所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在第一模具本体(31)、第二模具本体(41)、第三模具本体(51)、第四模具本体(71)和第五模具本体(91)相对设置的两端分别开设有相对设置的U型紧固槽(14)，在第一模具本体(31)、第二模具本体(41)、第三模具本体(51)、第四模具本体(71)和第五模具本体(91)的两端的U型紧固槽(14)内安装有活结螺栓，活结螺栓的一端卡在第五模具本体(91)的U型紧固槽(14)内，活结螺栓的另一端通过螺母(1)锁在第一模具本体(31)的U型紧固槽(14)内。
9.根据权利要求8所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，在第一模具本体(31)、第二模具本体(41)、第三模具本体(51)、第四模具本体(71)和第五模具本体(91)相对设置的U型紧固槽(14)旁边开设有贯穿的且相对设置的定位孔(15)，定位孔(15)内设有定位销钉(2)。
10.根据权利要求8所述的一种混合炸药拉伸试验件的组合浇注成型模具，其特征在于，所述模盖(12)的横截面呈人字形，模盖(12)的两侧设有竖直向下用于罩住多个主体模块的第二挡板(121)，第二挡板(121)相对设置，在模盖(12)的顶部设有贯穿的浇注口(122)，在模盖(12)和多个主体模块的顶部之间还安装有刀片(11)，所述刀片(11)上开设有与哑铃型模腔(13)的口部相对应的过孔(111)。
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