一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具制造技术

本发明专利技术提供一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，包括：固定在销顶杆上端的温度控制器；销顶杆具有双阶梯结构；套置固定在销顶杆固定有销的一端且具有双层内外管壁的U型结构的冷却液套；冷却液套的内外管壁之间设有将U型空间纵向分隔成入液区与出液区的隔板，入液区与出液区在销的底部位置连通；温度控制器通过销顶杆内的导线与设置在销上方的温度传感器相连，工作时，通过温度传感器实时监控销端部的温度，进而通过温度控制器反馈控制冷却液套内冷却液的流速。本发明专利技术结构简单，成本低，体积小，适合于安装在目前的大多数摩擦磨损试验机上，适用性强。

A temperature-controlled cooling pin fixture for pin-on-disc friction and wear tester

【技术实现步骤摘要】
一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具
本专利技术涉及模具磨损
，具体而言，尤其涉及一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，主要应用于检测汽车车身板料冲压成形过程中对冲压上模、下模与板料之间的磨损造成的材料损失以及板料与模具的磨损深度变化。
技术介绍
目前，高强钢在工件制作中的良好性能使得其在冲压制作中被采用广泛，虽然板料冲压成形作为一种重要的金属成形工艺，已经成熟应用于现代工业制造中，但是车辆的车身板材需要冲压成形，尤其是热冲压成形，会涉及板料模具的摩擦磨损，这些模具在冲压过程中会受到板料的反复磨损，久而久之其凸台高度、凹槽深度会逐渐减小，程度加深后会严重影响板料的正确成形，影响车身质量。中国技术专利(申请号为201620157805.1)“带有冷却装置的销盘式摩擦磨损试验机”，该专利公开了一种摩擦磨损试验机，其中在下主轴上设置有冷却装置，主要用于解决现有技术中结构复杂，噪音大，散热效果差等问题，对试验销的温度控制方面并没有提及。针对摩擦磨损试验机(如HT-1000)，在模拟热冲压摩擦过程中，炉内温度较为容易的控制，但是销的工作面温度会随着摩擦而改变，对销的温度控制至关重要。在不同的温度设定下拉延磨损也将会是不同的，那么确定一个必要的温度设定来进行试验是必不可少的，控温处理便解决了这一系列问题。
技术实现思路
根据上述提出因现有的摩擦磨损试验机的冷却销不能够进行温度调节，从而不能通过精确控制温度对摩擦磨损带来影响的技术问题，而提供一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具。本专利技术主要利用具有双层内外管壁的冷却液套固定在销顶杆上，并通过温度传感器实时监控销端部的温度，进而通过温度控制器反馈控制冷却液套内冷却液的流速，从而实现可调节的温度控制，仿真程度得到大幅提高。本专利技术采用的技术手段如下：一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，其特征在于，包括：温度控制器，固定在销顶杆的上端且位于砝码的下方，所述销顶杆的顶端通过螺纹连接在试验机的机盖上，所述销顶杆具有双阶梯结构；冷却液套，具有双层内外管壁的U型结构，套置固定在所述销顶杆固定有销的一端，所述冷却液套容纳有所述销顶杆的第一阶梯部和第二阶梯部，所述销固定在所述第一阶梯部的端部，所述冷却液套通过冷却液套外管壁固定连接在所述试验机的内侧壁上；所述冷却液套的内外管壁之间设有将U型空间纵向分隔成入液区与出液区的隔板，所述入液区与出液区在所述销的底部位置连通，其中，所述入液区与出液区分别与所述冷却液套上方的冷却液入口和冷却液出口相连通；所述温度控制器通过所述销顶杆内的导线与设置在所述销上方的温度传感器相连，工作时，通过所述温度传感器实时监控所述销端部的温度，进而通过所述温度控制器反馈控制所述冷却液套内冷却液的流速。由于通过温度控制器控制水流流速，从而控制了销的温度，利用不同温度环境下的销来进行销盘摩擦磨损实验。进一步地，所述冷却液套的内管具有与所述销顶杆第一阶梯部、第二阶梯部相匹配的阶梯结构，包括用于容纳所述销顶杆第二阶梯部的第二容纳部和用于容纳所述销顶杆第一阶梯部的第一容纳部，所述第二容纳部的第二内管壁与所述冷却液套外管壁之间的空隙宽为L1，所述第一容纳部的第一内管壁与所述冷却液套外管壁之间的空隙宽为L2，满足L1＜L2。进一步地，所述冷却液套的下端为具有半球形的端面，半球形的端面避免了尖锐部分导致的冷却液产生的涡流，还有尖锐区易造成的热量集中现象，减轻炉内高温对销夹具的烧蚀，延长了夹具的寿命。所述冷却液套的下端的端面设有供所述销端部通过的孔，所述第一容纳部的底部边沿通过连接部与所述孔的外沿固定连接形成密封。密封主要是为了防止冷却液泄漏，使冷却液仅在冷却液套的双层结构中流动。进一步地，所述连接部具有与所述销相匹配的圆锥结构，且所述连接部的锥角大于所述销的锥角。进一步地，所述冷却液套套置固定好后，其上端面与所述销顶杆第二阶梯部上端的凸台之间设有1-2mm的间隙。进一步地，所述冷却液套的内外管壁均采用厚度为0.2-0.5mm的钢板制成。进一步地，所述隔板采用厚度为0.2-0.5mm的钢板制成。进一步地，所述销顶杆的第二阶梯部上部的主体部分具有两对面平键形式，用于与外接夹具固定，防止所述销顶杆在夹具中转动。与现有的销夹具相比，本专利技术具有以下优点：目前人们对销的温度控制技术还有欠缺，不能定量的设置销在实验环境下的温度，本专利技术提出的控温式销夹具就控制温度这一方面进行了详细的设计。本专利技术能够提供一种在不同温度环境下进行销盘摩擦磨损实验的条件，来研究销盘磨损量与温度之间的关系。本专利技术提供的温控冷却销夹具，荷载通过销顶杆作用在销上端，与销夹具共同作用使销以不同的压力与盘接触磨损，通过销顶杆末端的温度传感器(热敏电阻)电流反馈来控制销温度，即对模拟热成形时的试验机干摩擦摩擦磨损实验中销的温度进行控制，对销的温度这一重要变量进行调节，实现了不同温度下磨损情况的模拟，改善了试验缺陷，同时保证了销夹具有较小的烧蚀损失，更久的使用寿命。本专利技术提供的半球形端面的外部设计，有助于实现热量的均匀、稳定，减少热量集中来保护冷却水套的完整，延长使用寿命，避免因温度不均匀导致夹具外壁出现破裂。本专利技术的冷却效果好，可按条件设置销温度；通过输入适当流速的冷却液(如常用的软水)可以使销顶杆及销的温度控制在理想状态下，以此来获得特定温度下，单位相对位移下销的磨损量，从而获得更为多元的实验数据，且该销夹具的零部件少，结构简单，成本低，体积小，适合于安装在目前的大多数摩擦磨损试验机上，适用性强。基于上述理由，随着汽车制造业和冲压成形工艺的发展，本专利技术可在拉延模具冲压成形领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术温控冷却销夹具的结构示意图。图2为本专利技术温控冷却销夹具中具有双层管壁的冷却液套的结构示意图。图3为图1中A-A向的剖视图。图4为图1中B-B向的剖视图。图5为图1中C-C向的剖视图。图中：1、砝码；2、温度控制器；3、冷却液入口；4、冷却液出口；5、冷却液套外管壁；6、内管；7、销顶杆；8、温度传感器；9、销；10、隔板；11、连接部；12、第一容纳部；13、第二容纳部；14、孔。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，其特征在于，包括：温度控制器(2)，固定在销顶杆(7)的上端且位于砝码(1)的下方，所述销顶杆(7)的顶端通过螺纹连接在试验机的机盖上，所述销顶杆(7)具有双阶梯结构；冷却液套，具有双层内外管壁的U型结构，套置固定在所述销顶杆(7)固定有销(9)的一端，所述冷却液套容纳有所述销顶杆(7)的第一阶梯部和第二阶梯部，所述销(9)固定在所述第一阶梯部的端部，所述冷却液套通过冷却液套外管壁(5)固定连接在所述试验机的内侧壁上；所述冷却液套的内外管壁之间设有将U型空间纵向分隔成入液区与出液区的隔板(10)，所述入液区与出液区在所述销(9)的底部位置连通，其中，所述入液区与出液区分别与所述冷却液套上方的冷却液入口(3)和冷却液出口(4)相连通；所述温度控制器(2)通过所述销顶杆(7)内的导线与设置在所述销(9)上方的温度传感器(8)相连，工作时，通过所述温度传感器(8)实时监控所述销(9)端部的温度，进而通过所述温度控制器(2)反馈控制所述冷却液套内冷却液的流速。

【技术特征摘要】
1.一种用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，其特征在于，包括：温度控制器(2)，固定在销顶杆(7)的上端且位于砝码(1)的下方，所述销顶杆(7)的顶端通过螺纹连接在试验机的机盖上，所述销顶杆(7)具有双阶梯结构；冷却液套，具有双层内外管壁的U型结构，套置固定在所述销顶杆(7)固定有销(9)的一端，所述冷却液套容纳有所述销顶杆(7)的第一阶梯部和第二阶梯部，所述销(9)固定在所述第一阶梯部的端部，所述冷却液套通过冷却液套外管壁(5)固定连接在所述试验机的内侧壁上；所述冷却液套的内外管壁之间设有将U型空间纵向分隔成入液区与出液区的隔板(10)，所述入液区与出液区在所述销(9)的底部位置连通，其中，所述入液区与出液区分别与所述冷却液套上方的冷却液入口(3)和冷却液出口(4)相连通；所述温度控制器(2)通过所述销顶杆(7)内的导线与设置在所述销(9)上方的温度传感器(8)相连，工作时，通过所述温度传感器(8)实时监控所述销(9)端部的温度，进而通过所述温度控制器(2)反馈控制所述冷却液套内冷却液的流速。2.根据权利要求1所述的用于销盘式摩擦磨损试验机的温控冷却销夹具，其特征在于，所述冷却液套的内管(6)具有与所述销顶杆(7)第一阶梯部、第二阶梯部相匹配的阶梯结构，包括用于容纳所述销顶杆(7)第二阶梯部的第二容纳部(13)和用于容纳所述销顶杆(7)第一阶梯部的第一容纳部(12)，所述第二容纳部(13)的第二内管...

【专利技术属性】
技术研发人员：常颖，梁家兴，王治文，李晓东，王宝堂，韩硕，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21