一种高压扭转成形机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压扭转成形机。
【背景技术】
[0002]高压扭转是由前苏联学者于上世纪五十年代末首先提出并进行实验、理论研究，而后逐步应用于实际生产中的。苏联学者在YNM — 30T万能材料试验机上对高压扭转复合加载成形方法进行了实验研究。到上世纪九十年代，这种方法被R.Z.Valiev等人改进并用于研究材料大变形下的相变以及大的塑性变形后组织结构的变化，并发现经过高压下的严重扭转变形后，材料内部形成了大角度晶界的均匀纳米结构，材料的性能也发生了质的变化，从而使其成为制备块体纳米材料的一种新方法且被认为是最有希望实现工业化生产的有效途径之一，综合国内外学者的研究表明:高压扭转与镦粗相比具有很大的优越性，如促使变形均匀，降低变形抗力，增加变形量等等。
[0003]大量的实验已经证明，高压扭转制备块体细晶材料是一种行之有效的方法。但是高压扭转法目前还存在如下一些问题:高压扭转的调整变形速度和应变量很难控制，且只能生产少量的细晶材料，生产效率低，无法进行工业化的大规模生产。
[0004]尽管高压扭转法还存在着以上诸多问题，但其还是具有广阔的发展前景，目前对亚微米、纳米结构材料的市场需求存在于各个行业领域，例如航空、交通、医疗器械、体育用品、电子技术等，而高压扭转法是目前生产块体亚微米、纳米细晶材料的行之有效的加工方法。因此本发明设计了一种高压扭转成形机。
【发明内容】
[0005]本发明目的是:提供一种不仅结构简单，控制精确高，而且细化材料晶粒，并便于提高材料综合力学性能的高压扭转成形机。
[0006]本发明的技术方案是:一种高压扭转成形机，包括机架本体，上下对称设于所述机架本体上的动模和定模，设于所述机架本体上、且其输出端与所述动模固定连接的液压油缸，以及设于所述机架本体上、且其输出端与所述定模固定连接的液压马达，所述液压油缸的输出端带动所述动模做上下往返运动并提供轴向压缩力，所述液压马达的输出端带动所述定模匀速旋转并提供切向剪切扭矩。
[0007]作为优选的技术方案，所述高压扭转成形机还包括油箱，与所述油箱相连通的液压栗，以及与所述液压栗相连通的压力控制阀，所述液压油缸和所述液压马达均通过液压油管与所述压力控制阀连接。
[0008]作为优选的技术方案，所述高压扭转成形机还包括与所述压力控制阀连接的控制台，通过控制台控制压扭成形的过程。
[0009]作为优选的技术方案，在所述定模的上表面设有用于放置试样的凹槽，所述凹槽的大小与所述动模模头相对应，有效防止试样发生径向位移。
[0010]作为优选的技术方案，所述动模的中心轴与所述定模的旋转中心重合。
[0011]本发明的优点是:
1.本发明高压扭转成形机使试样产生轴向压缩和切向剪切的塑性变形，细化材料晶粒，并提尚材料的综合力学性能；
2.本发明的液压栗通过压力控制阀提供给液压油缸向下运动和液压马达旋转所需动力油，液压油缸提供给动模从上至下挤压试样的压力，液压马达提供给定模带动试样旋转的扭矩，同时压力控制阀进行成形所需压力和扭矩控制，从而实现变形速度和应变量的精确控制；
3.本发明不仅能拓宽传统塑性加工技术的应用领域，而且有望大幅度提高传统材料的性能，将带来巨大的经济和社会效益。
【附图说明】
[0012]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明高压扭转成形机的结构示意图；
图2为本发明高压扭转成形机的工作原理图；
其中:1机架本体，2动模，3定模，4液压油缸，5液压马达，6油箱，7液压栗，8压力控制阀，9液压油管，10控制台，11试样。
【具体实施方式】
[0013]实施例:参照图1、2所示，一种高压扭转成形机，包括机架本体I，上下对称设于机架本体I上的动模2和定模3，设于机架本体I上、且其输出端与动模2固定连接的液压油缸4，以及设于机架本体I上、且其输出端与定模3固定连接的液压马达5，该液压油缸4的输出端带动动模2做上下往返运动并提供轴向压缩力，该液压马达5的输出端带动定模3匀速旋转并提供切向剪切扭矩。
[0014]本发明高压扭转成形机还包括油箱6，与油箱6相连通的液压栗7，以及与液压栗7相连通的压力控制阀8，液压油缸4和液压马达5均通过液压油管9与压力控制阀8连接。
[0015]本发明高压扭转成形机还包括与压力控制阀8连接的控制台10，通过控制台10控制压扭成形的过程。
[0016]本发明在定模3的上表面设有用于放置试样11的凹槽，凹槽的大小与动模2模头相对应，动模2的中心轴与定模3的旋转中心重合，有效防止试样11发生径向位移。
[0017]本发明的工作原理如图2所示，试样11被放在定模3上表面的凹槽内，液压栗7通过压力控制阀8提供给液压油缸4向下运动和液压马达5旋转所需动力油，液压油缸4提供给动模2从上至下挤压试样11的压力，液压马达5提供给定模3带动试样11旋转的扭矩，
同时压力控制阀8进行成形所需压力和扭矩控制，通过向下压力和主动摩擦作用在其横截面上施加的扭矩，促使试样11产生轴向压缩和切向剪切变形，使其试样11内部材料组织结构产生了很大的变化，晶粒尺寸被细化，甚至达到纳米级，以提高其力学性能。
[0018]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种高压扭转成形机，其特征在于，包括机架本体(I )，上下对称设于所述机架本体(I)上的动模(2)和定模(3)，设于所述机架本体(I)上、且其输出端与所述动模(2)固定连接的液压油缸(4)，以及设于所述机架本体(I)上、且其输出端与所述定模(3)固定连接的液压马达(5)，所述液压油缸(4)的输出端带动所述动模(2)做上下往返运动并提供轴向压缩力，所述液压马达(5)的输出端带动所述定模(3)匀速旋转并提供切向剪切扭矩。2.根据权利要求1所述的高压扭转成形机，其特征在于，所述高压扭转成形机还包括油箱(6)，与所述油箱(6)相连通的液压栗(7)，以及与所述液压栗(7)相连通的压力控制阀(8)，所述液压油缸(4)和所述液压马达(5)均通过液压油管(9)与所述压力控制阀(8)连接。3.根据权利要求2所述的高压扭转成形机，其特征在于，所述高压扭转成形机还包括与所述压力控制阀(8 )连接的控制台(10 )。4.根据权利要求1所述的高压扭转成形机，其特征在于，在所述定模(3)的上表面设有用于放置试样(11)的凹槽，所述凹槽的大小与所述动模(2)模头相对应。5.根据权利要求1所述的高压扭转成形机，其特征在于，所述动模(2)的中心轴与所述定模(3)的旋转中心重合。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种高压扭转成形机，其特征在于，包括机架本体（</b><b>1</b><b>），上下对称设于所述机架本体（</b><b>1</b><b>）上的动模（</b><b>2</b><b>）和定模（</b><b>3</b><b>），设于所述机架本体（</b><b>1</b><b>）上、且其输出端与所述动模（</b><b>2</b><b>）固定连接的液压油缸（</b><b>4</b><b>），以及设于所述机架本体（</b><b>1</b><b>）上、且其输出端与所述定模（</b><b>3</b><b>）固定连接的液压马达（</b><b>5</b><b>），所述液压油缸（</b><b>4</b><b>）的输出端带动所述动模（</b><b>2</b><b>）做上下往返运动并提供轴向压缩力，所述液压马达（</b><b>5</b><b>）的输出端带动所述定模（</b><b>3</b><b>）匀速旋转并提供切向剪切扭矩；本发明的优点在于，使试样产生轴向压缩和切向剪切的塑性变形，细化材料晶粒，并提高材料的综合力学性能。</b>
【IPC分类】B21D22/14, B21D37/10
【公开号】CN105107914
【申请号】CN201510504325
【发明人】董小飞, 王平, 石文艳
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月17日