CN204944909U - 一种相似模拟材料成型模具总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相似模拟材料成型模具总成，其包括底座、大卡套、内模和小卡套四部分，以及一中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板；内模底部与底板成过盈配合插接，大小卡套为活套式结构，直接套装在内模外壁上，圆形承压盖板即可将压力机的压力有效传递至内模空腔内的相似材料上，又能对大小卡套进行止退。其结构简单、拆装简便；使用本实用新型的相似模拟材料成型模具总成进行标准试件的加工成型，所制得的试件质量稳定、一致性好，适于批量化相似模拟材料标准化试件的快速成型。

Description

一种相似模拟材料成型模具总成

技术领域

本实用新型涉及一种模拟实验装置，尤其涉及一种相似模拟材料成型模具总成。

背景技术

室内物理相似模拟试验是模拟宏观物理场运动及时空演变的重要手段。其中，相似材料的力学性质的测试是检验材料是否合适的重要指标。

现有技术中，制作相似材料标准试件的试验模具一般采用分体式组合结构，其使用过程中，需要使用卡箍或其他紧固件紧固成一体(使用完毕，松开紧固件进行脱模)。但是，相似材料充填之后，在压力机上加载过程中，由于内腔中相似材料受挤压的过程中，将产生向外的膨胀力，往往造成卡箍或其他紧固件的窜动，进而造成实验磨具内腔提及的变化，影响试件成型效果，进而影响后续实验结果的真实性和准确性。。

为解决上述普遍存在的技术问题，人们进行了各种紧固件以及紧固方式的改进，并取得了一定程度改善。其中，截至目前，最为成功的例子是，中国专利申请CN103278360B公开了一种预留硐室模拟试件制备模具总成及其用于制备试件的方法，其巧妙地通过在模具总成的外壁面成对设置带锥度的凹槽，两个凹槽之间采用一个为上粗下细的锥面，另一个为上细下粗的锥面，在两个凹槽处分别使用第一卡箍和第二卡箍进行紧固，其中，第二卡箍内壁面带锥度；以及第一卡箍的外圆周表面的直径大于第二卡箍的内圆周面的直径等系列技术手段，使得模具中试样在压力机的压力作用下，其内部试样受压膨胀，造成第二卡箍受力上窜时，第一卡箍也将由于模具壳内试样受压后对模型壳周边传递压力的作用下向下窜动，从而产生一个向下的作用力，通过第一卡箍与第二卡箍产生协同作用，相互止退，保证了模型壳使用过程中始终处于被卡紧的稳定的状态；同时，由于卡箍在试样受压后向周边方向传递压力造成卡箍产生弹性形变，且随着压力机向下施压，卡箍弹性变形量越来越大，卡箍因此越胀越紧，在第一卡箍与第二卡箍相互协同配合的作用下，使得模型壳内部的试样越压越紧，越压越密实。

但是，美中不足的是，上述技术方案的预留硐室模拟试件制备模具总成，一是，第二卡箍的加工制造难度大，成本高；二是，模具的拆装相对较复杂，不能适用批量试件的快速成型；三是，一旦出现压力机加载压力过大等误操作，易于造成两个卡箍损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种结构简单、拆模与脱模快捷简便，试样受力过程中其紧固效果稳定牢靠、试件成型效果好的相似模拟材料成型模具总成。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是，一种相似模拟材料成型模具总成，其特征在于，包括底座、大卡套、内模和小卡套四部分，以及一中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板；其中：

所述内模为带有中心孔的圆台，为分体式结构，由完全相同的左、右两部分组成；

所述底座为圆形板，其上表面边缘处设置有一环形凹槽，所述环形凹槽的内圆与外圆的直径分别与所述内模底部的内径和外径相匹配，所述内模的底端插入所述环形凹槽内，形成过盈配合；

所述小卡套和大卡套均为内部开设有上细下粗的锥孔的圆柱形结构；

所述小卡套和大卡套一上一下分别套在所述内模的外壁面上，并相互接触，所述小卡套的内壁面和所述大卡套的内壁面分别与所述内模的外壁面成松配合；此时，所述小卡套的下端与所述大卡套的上端相接触；

所述圆形承压盖板为活动盖板，其外径大于所述小卡套上端外径，所述圆柱形凸起的外径与所述内模的内径相适应，当所述圆柱形凸起插入所述内膜的中心孔内时，二者形成松配合。

上述技术方案直接带来的技术效果是，在现有技术的基础上，省略了卡箍、螺栓的紧固件，采用取放自如的活套式紧固结构件，并配合使用中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板进行活套的止退等技术手段，简化了模具结构，大幅降低了模具总成的拆装操作难度。

优选为，上述小卡套的高度与所述大卡套的高度之比为1:1-2。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，大卡套的高度较高，有利于模具安装过程中内膜的限位与稳固，从而更便于模具总成的快速组装。

进一步优选，上述底座、大卡套、内模、小卡套和圆形承压盖板均为不锈钢材质。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，各部件均采用不锈钢材质，一是为了避免试件污染；另一方面，由于试件成型过程中，各部件需要承受较大的外力，需要一定的刚度。

此外，金属(不锈钢)材质的部件，具有便于加工成形，且易于表面抛光处理；结实、抗冲击性好，使用寿命长等特点。

为更好地理解本实用新型，下面详细说明本实用新型的相似模拟材料成型模具总成用于标准化试件的快速成形方法。

上述相似模拟材料成型模具总成的标准试件成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在所述底座的环形凹槽内及其围成的圆形区域内、内模的内壁面和外壁面、大卡套和小卡套的内壁面上，分别均匀涂抹一层脱模剂，然后组装成一体；

第二步，向内模的中心孔内加入已预先配制好的相似材料，边加入、边捣实，直至内模的中心孔内被全部加满；

第三步，由操作人员手动操作，拖住所述底座，将已装满相似材料的相似模拟材料成型模具总成转移至压力机工作台上；

将圆形承压盖板的圆柱形凸起对准内模的内孔，置于相似模拟材料成型模具总成的顶部；

设定压力后启动压力机，然后操控压力机对圆形承压盖板加载，直至相似材料压实；

第四步，取下相似材料的相似模拟材料成型模具总成，依次卸除小卡套、大卡套；然后，将相似模拟材料成型模具总成水平放置在操作台面上，使用手锤沿所述底座的外边缘的四周轻轻向外敲击，至底座与内模分离，取出已成型的试件，即可。

上述技术方案直接带来的技术效果是，模具总成的拆装以及实验操作过程均十分简便，几乎不需要使用专门的工具或者外力，即可完成标准试件的快速成型；且上述成形方法所制得的试件质量稳定、可靠，试件制品的一致性好。即，本实用新型的相似材料的相似模拟材料成型模具总成可实现批量化标准试件的快速成型。

综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有结构更加简单、模具拆装更加简便，不易损坏等特点，其特别适于批量化的标准化试件的快速成型。

附图说明

图1为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成透视轴测分解结构示意图；

图2为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成的小卡套的轴测结构示意图；

图3为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成的大卡套的轴测结构示意图；

图4为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成的内模的轴测结构示意图(仅示出其左半部分，其左半部分与右半部分为对称结构)；

图5为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成的底座的轴测结构示意图；

图6为本实用新型的相似模拟材料成型模具总成的带圆柱形凸起的圆形承压盖板的轴测结构示意图。

附图标记说明：1、小卡套；2、大卡套；3、内模；4、底座；5、带圆柱形凸起的圆形承压盖板；6、环形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的相似模拟材料成型模具总成，其包括底座4、大卡套2、内模3和小卡套1四部分，以及一中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板5；其中：

上述内模为带有中心孔的圆台，为分体式结构，由完全相同的左、右两部分组成；

上述底座为圆形板，其上表面边缘处设置有一环形凹槽6，上述环形凹槽的内圆与外圆的直径分别与上述内模底部的内径和外径相匹配，上述内模的底端插入上述环形凹槽内，形成过盈配合；

上述小卡套和大卡套均为内部开设有上细下粗的锥孔的圆柱形结构；

上述小卡套和大卡套一上一下分别套在上述内模的外壁面上，并相互接触，上述小卡套的内壁面和上述大卡套的内壁面分别与上述内模的外壁面成松配合；此时，上述小卡套的下端与上述大卡套的上端相接触；

上述圆形承压盖板为活动盖板，其外径大于上述小卡套上端外径，上述圆柱形凸起的外径与上述内模的内径相适应，当上述圆柱形凸起插入上述内膜的中心孔内时，二者形成松配合。

上述小卡套的高度与上述大卡套的高度之比为1:1-2。

上述底座、大卡套、内模、小卡套和圆形承压盖板均为不锈钢材质。

为更好地理解本实用新型，下面详细说明上述相似模拟材料成型模具总成的标准试件的快速成型方法。

上述相似模拟材料成型模具总成的标准试件的快速成型方法，包括以下步骤：

第一步，在所述底座的环形凹槽内及其围成的圆形区域内、内模的内壁面和外壁面、大卡套和小卡套的内壁面上，分别均匀涂抹一层脱模剂，然后组装成一体；

第二步，向内模的中心孔内加入已预先配制好的相似材料，边加入、边捣实，直至内模的中心孔内被全部加满；

第三步，由操作人员手动操作，拖住所述底座，将已装满相似材料的相似模拟材料成型模具总成转移至压力机工作台上；

将圆形承压盖板的圆柱形凸起对准内模的内孔，置于相似模拟材料成型模具总成的顶部；

设定压力后启动压力机，然后操控压力机对圆形承压盖板加载，直至相似材料压实；

第四步，取下相似材料的相似模拟材料成型模具总成，依次卸除小卡套、大卡套；然后，将相似模拟材料成型模具总成水平放置在操作台面上，使用手锤沿所述底座的外边缘的四周轻轻向外敲击，至底座与内模分离，取出已成型的试件，即可。

说明：试件成型过程中，上述手锤可以是金属锤，但最好是木(质)锤或者是外衬有橡胶层的金属锤。这样，可减少敲击过程中的冲击的刚性，进而降低对试件的冲击；且可有效保护底板四周边缘处不受损坏。

Claims (3)

1.一种相似模拟材料成型模具总成，其特征在于，包括底座、大卡套、内模和小卡套四部分，以及一中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板；其中：

所述内模为带有中心孔的圆台，为分体式结构，由完全相同的左、右两部分组成；

所述底座为圆形板，其上表面边缘处设置有一环形凹槽，所述环形凹槽的内圆与外圆的直径分别与所述内模底部的内径和外径相匹配，所述内模的底端插入所述环形凹槽内，形成过盈配合；

所述小卡套和大卡套均为内部开设有上细下粗的锥孔的圆柱形结构；

所述小卡套和大卡套一上一下分别套在所述内模的外壁面上，并相互接触，所述小卡套的内壁面和所述大卡套的内壁面分别与所述内模的外壁面成松配合；此时，所述小卡套的下端与所述大卡套的上端相接触；

所述圆形承压盖板为活动盖板，其外径大于所述小卡套上端外径，所述圆柱形凸起的外径与所述内模的内径相适应，当所述圆柱形凸起插入所述内膜的中心孔内时，二者形成松配合。

2.根据权利要求1所述的相似模拟材料成型模具总成，其特征在于，所述小卡套的高度与所述大卡套的高度之比为1:1-2。

3.根据权利要求1或2所述的相似模拟材料成型模具总成，其特征在于，所述底座、大卡套、内模、小卡套和圆形承压盖板均为不锈钢材质。