专利名称：变载荷挤压模具反顶装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机械加工技术领域的装置，具体是一种提供可变预紧反顶载 荷并且带有载荷测量单元的变载荷挤压模具反顶装置。
背景技术：
挤压工艺是一种材料处于三向压应力状态的金属体积成形工艺。传统挤压工艺 中，对挤出部分的材料不施加反向压力载荷，挤出部分会由于摩擦产生一定的凸起。附加反 顶装置是为了增强金属材料变形区的静水压应力，提升材料的塑性，减小甚至消除挤出部 分的凸起，有效地提高挤压件的质量。目前常用的反顶装置有两种液压反顶装置和弹簧反顶装置。液压反顶装置需要 额外的液压缸装置，较为繁杂。弹簧反顶装置较为简捷，但对于现有弹簧反顶装置，载荷的 测试和调整存在诸多的不足测试方面，应变片无合理的安装空间，其标定也存在难度；调 整方面，改变反顶载荷需对弹簧的弹性系数加以调整，或增减弹簧数量，以上两种方法均属 于繁杂工序，且每次调整后需要将各路弹簧调平衡，使得载荷调整的步骤繁多，误差较大。 因此，现有反顶装置无法快速、高效的实现反顶载荷的测试和调整，对实验和生产中产品质 量的控制缺乏定量的指导。
发明内容
本发明针对现有弹簧反顶装置技术存在的上述不足，提供一种变载荷挤压模具反 顶装置，具有结构简单、易于加工、运行稳定的特点。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括弹簧装置、辅助件、传力滑块、等 高支撑块和测试单元，其中弹簧装置与辅助件叠放放置在压力机滑块和挤压模具中间，等 高支撑块的两端分别与压力机滑块和挤压模具相连接，传力滑块与辅助件活动连接，传力 滑块的一端设有凹槽并与测试单元活动连接，传力滑块的另一端与挤压模具的顶杆相连， 所述的测试单元上固定设有应变片以采集反顶载荷。所述的弹簧装置包括螺孔顶板、碟形弹簧、连接螺钉和移动底座，其中移动底 座与螺孔顶板通过四根连接螺钉相连接，碟形弹簧套接于连接螺钉上并对称地分布在移动 底座的四角。所述的辅助件为长方体结构的钢块，该辅助件上设有通孔以放置传力滑块，传力 滑块与通孔为间隙配合。所述的传力滑块为长方体结构的钢块，该传力滑块上设有凸台以连接测试单元。所述的的测试单元为长方体结构的钢块；工作时，钢块一端接触传力滑块凸台，另 一端接触挤压模具顶杆端部。本发明的工作原理是凸模在液压缸的推动下将试件的一部分材料压入凹模，穿 过凹模的顶杆受到材料的挤压产生位移，带动与之相连的测试单元、传力滑块和弹簧装置 的移动底板一起相对上模座向上运动。弹簧装置的螺孔顶板由于和压机紧贴，不能移动，使得碟形弹簧在两块板的相对移动中产生压缩，提供反顶载荷。反顶载荷经传力滑块、测试单 元传递至顶杆，最终作用于被挤出的材料。测试单元在其中测得反顶载荷的大小。相对于现有技术，本发明可有效地为不同结构的挤压模具提供反向载荷，安装简 单方便，可以避免产生偏载，将含有高灵敏度压力应变片测试单元设计为载荷传递系统的 一部分，能够实时、准确地测量反向压力载荷的大小。
图1为本发明整体结构示意图。图2为本发明传力部分结构放大图。图3为弹簧装置结构示意图。图4为辅助件结构示意图。图5为传力滑块结构示意图。图6为测试单元结构示意图。图7为本发明工作状态示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。如图1和图2所示，本实施例包括弹簧装置5、辅助件6、传力滑块7、等高支撑块 3和测试单元8，其中弹簧装置5与辅助件6叠放放置在压力机滑块1和挤压模具2中间， 等高支撑块3的两端分别与压力机滑块1和挤压模具2相连接，传力滑块7与辅助件6活 动连接，传力滑块7的一端设有凹槽并与测试单元8活动连接，传力滑块7的另一端与挤压 模具2的顶杆相连，所述的测试单元8上固定设有应变片9以采集反顶载荷。所述的测试单元8上固定设有应变片9以采集反顶载荷。如图3所示，弹簧装置5包括移动底座11、连接螺钉12、碟形弹簧13和螺孔顶板 14，其中移动底座11与螺孔顶板14通过四根连接螺钉12相连接，碟形弹簧13套接于连 接螺钉12上并对称地分布在移动底座11的四角。工作时，底座11受到载荷向上移动，连接螺钉12和底座11发生相对移动，由于连 接螺钉12和螺孔顶板14由螺纹紧固，致使底座11和螺孔顶板14之间的距离受到压缩，导 致碟形弹簧13发生压缩而产生弹性力，如图7所示。如图4所示，所述的辅助件6为长方体结构的钢块，该辅助件6上设有通孔15以 放置传力滑块7，传力滑块7与通孔15为间隙配合。所述的通孔15内部设有四道退刀槽16。所述的辅助件6的下表面设有一道贯穿的方槽17，用于应变片导线10的引出。在现有弹簧反顶装置中，碟形弹簧13压缩时，底座11被抬起，若此时导线10在平 面上发生移动，碟形弹簧13复位时，底座11就可能切断导线10 ；在本实施例中，碟形弹簧13压缩时，辅助件6并不离开挤压模具2，从而导线10不 会被切断。方槽17的创新点在于让导线10紧贴挤压模具顶端引出，由于挤压模具2上表面广大且平整，导线10不易磨损，提高了反顶载荷测试功能的可靠性。如图5所示，所述的传力滑块7为长方体结构的钢块，该传力滑块7的顶端有一为 圆柱形头部18，该圆柱形头部18为内凹状结构，可以伸入挤压模具2，增加了反顶载荷的实 施距离，扩大了本实施例的使用范围。所述的传力滑块7的圆柱形头部18内设有一凸台19以用来支撑和定位测试单元 8，该凸台19为单侧敞开结构以引出导线10并采用三面定位结构避免偏载导致测试单元8 滑离，保证了传力的稳定性的同时实现了导线10的引出。如图6所示，测试单元8为一方形钢块，其上端与传力滑块7上的凸台19接触，下 端与顶杆4接触，可以起到传递载荷的作用。所述的应变片9具体位于测试单元8与传力滑块7的凸台19的单侧敞开结构相 对应的侧面，该应变片的电信号由导线10传递出，既便于标定，又可以便于更换和维护，从 而彻底实现了快速测试可变反顶载荷的效果。如图7所示，本实施例具体工作时顶杆4受挤向上移动，使得测试单元8、传力滑 块7、底座11随之向上移动。由于连接螺钉12将辅助件6与螺孔顶板14固定支撑，碟形弹 簧22受压变形，产生反顶载荷，并经底座11、传力滑块7、测试单元8传递至顶杆4。在这一 过程中，应变片9和导线10有足够的空间随测试单元8移动而不被破坏。
权利要求
一种变载荷挤压模具反顶装置，包括弹簧装置、传力滑块和测试单元，其特征在于，还包括辅助件和等高支撑块，其中弹簧装置与辅助件叠放放置在压机滑块和倒装模具上模座中间，等高支撑块的两端分别与压机滑块和倒装模具上模座相连接，传力滑块与辅助件活动连接，传力滑块的一端设有凹槽并与测试单元活动连接，传力滑块的另一端与挤压模具的顶杆相连，所述的测试单元上固定设有应变片以采集反顶载荷。
2.根据权利要求1所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的弹簧装置包括 螺孔顶板、碟形弹簧、连接螺钉和移动底座，其中移动底座与螺孔顶板通过四根连接螺钉 相连接，碟形弹簧套接于连接螺钉上并对称地分布在移动底座的四角。
3.根据权利要求1所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的辅助件上设有 通孔以放置传力滑块，传力滑块与通孔为间隙配合。
4.根据权利要求3所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的通孔内部设有 四道退刀槽。
5.根据权利要求1所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的辅助件的下表 面设有一道贯穿的方槽以引出应变片的导线。
6.根据权利要求1所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的传力滑块的顶 端有一为圆柱形头部，该圆柱形头部为内凹状结构。
7.根据权利要求6所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的圆柱形头部内 设有一凸台以用来支撑和定位测试单元。
8.根据权利要求3所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的测试单元的上 端与传力滑块上的凸台接触，下端与顶杆接触。
9.根据权利要求7或8所述的变载荷挤压模具反顶装置，其特征是，所述的应变片具体 位于测试单元与传力滑块的凸台的单侧敞开结构相对应的侧面，该应变片的电信号由导线 传递出。
全文摘要
一种机械加工技术领域的变载荷挤压模具反顶装置，包括弹簧装置、传力滑块、测试单元、辅助件和等高支撑块，其中弹簧装置与辅助件叠放放置在压机滑块和倒装模具上模座中间，等高支撑块的两端分别与压机滑块和倒装模具上模座相连接，传力滑块与辅助件活动连接，传力滑块的一端设有凹槽并与测试单元活动连接，传力滑块的另一端与挤压模具的顶杆相连，所述的测试单元上固定设有应变片以采集反顶载荷。本发明有效地为不同结构的挤压模具提供反向载荷，安装简单方便，可以避免产生偏载，将含有高灵敏度压力应变片测试单元设计为载荷传递系统的一部分，能够实时、准确地测量反向压力载荷的大小。
文档编号B21C25/02GK101829699SQ20101015223
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者向华, 孙文杰, 庄新村, 李宏烨, 赵震 申请人:上海交通大学