油液控温杯突试验机的制作方法

本实用新型涉及杯突值测量，具体指一种油液控温杯突试验机，特别适合于铝、镁合金等新型合金板料需要在一定的温度下测定其板料的杯突值，属于板料塑性成形领域。

背景技术：

随着环境污染和能源短缺两大社会问题的日益尖锐，促使汽车产业将持续发展的核心放在能源和环保上，而以汽车轻量化为主导的先进汽车材料技术是实现这一目标的重要保证，因此轻量化成为未来汽车技术发展的主要方向。据有关资料介绍，汽车重量每减轻10%，百公里油耗可减少6%；若一辆中型轿车（约1500kg）减少350kg，则其在使用年限内至少能降低约5250kg的废气。汽车轻量化的需求促使了一些新型轻合金比如镁铝合金替换钢的研究成为热点。但是，这些合金板在常温下塑性能力很差，是难以加工成形的，这制约了合金的应用。而大量研究认为温度的提升能增加合金的塑性成形性，为合金进一步的应用带来了希望。

杯突试验是用来衡量材料的深冲性能的试验方法。按照国家标准，用端部为球形的冲头，将夹紧的试样压入规定凹模内，逐步施加压力，直至试样产生微细裂纹为止，此时冲头的压入深度称为材料的杯突深度值。试验通常是在杯突试验机上进行，试样在做过杯突试验后就像只冲压成的杯子（不过是只破裂的杯子）。板材的杯突深度值反映板材对胀形的适应性，可作为衡量板材胀形、曲面零件拉深的冲压性能指标。

现有技术对材料性能测量的杯突试验机都是在常温条件下测量材料的杯突值，很多研究者改进升级杯突试验机，都是在原有的杯突试验机原理上加入一些新的科学技术使其测量数据更精准，操作效率更高。但这些在常温状态下测量材料的杯突试验机不能满足一些合金需要在一定温度条件下测量其精准的力学性能，进而探究其温、热成形的一些材料具体参数的需要。由于现有的杯突试验机不能在一定温度下测量材料的精准杯突值，导致对材料在温、热成形的力学性能参数探究上面临困难。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提出一种油液控温杯突试验机，本实用新型解决了材料在一定温度下难以精准测其杯突值的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

油液控温杯突试验机，包括工作台、上模、压料板和下模，压料板通过立柱水平设于工作台上，压料板中心设有压料孔；下模安装在工作台上，下模位于压料板下方且正对压料孔；在工作台下方设有液压系统，液压系统与下模连接以驱动下模升降；其特征在于：在工作台上设有油槽，油槽内设有耐高温油液；在油槽内设有加热油液的加热管和检测油液温度的热电偶，加热管和热电偶与控制系统连接，控制系统根据热电偶采集的油液温度控制加热管的启停；所述下模和压料板均位于油槽内并淹没于耐高温油液中；在油槽外设有将油槽包围的围板，在围板上端面通过转销设有可转动的盖板，盖板用于将围板上端敞口封盖，所述上模安装在盖板将围板敞口封盖状态的下表面上。

所述上模可转动地安装在盖板上，上模上设有向外侧横向伸出的锁紧凸起，围板上端向内侧横向伸出形成锁扣突沿；在上模上设有驱动上模转动的开关手柄，盖板将围板敞口封盖后，转动开关手柄可使锁紧凸起位于锁扣突沿下。

盖板将围板敞口封盖状态下，上模下端淹没于油液中。

本实用新型能用油液有效控制杯突试验机内待测材料的温度，并能实时的调整成形温度。相比传统的常温杯突试验机，本实用新型具有以下优点：

1、能够准确地测量材料在某需要温度下的杯突值，为进一步探究材料温、热成形提供了基础；

2、能够测量不同温度下的杯突值，且温度设置精确可控；即可以根据需求任意设定温度，测定材料不同温度下的杯突值；

3、成形极限温度的设定由油液的种类决定，比如甲基硅油能达到300℃以上。

本实用新型解决了现有的杯突试验机不能在需要温度下测量其杯突值的问题，且结构简单，成本较低，操作简单、方便安全，能满足实际需要。

附图说明

图1-本实用新型油液控温杯突试验机闭合状态示意图。

图2-本实用新型油液控温杯突试验机开启状态示意图。

其中，1-工作台；2-油槽；3-耐高温油液；4-上模；5-开关手柄；6-压料板；7-加热管；8-热电偶；9-下模；10-盖板；11-板料；12-围板；13-锁紧凸起；14-锁扣突沿。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方案作详细描述。

如图1、2所示，本实用新型油液控温杯突试验机分为上、下两部分：上面部分由上模4、开关手柄5、盖板10组成；下面部分由工作台1、液压系统、油槽2、耐高温油液3、压料板6、加热管7、热电偶8、下模9、 围板12组成。实施例中下模9为凸模，上模4为凹模。其中压料板6通过立柱水平设于工作台1上，压料板中心设有压料孔；下模9安装在工作台1上，下模9位于压料板6下方且正对压料孔。在工作台下方设有液压系统，液压系统与下模连接以驱动下模升降。油槽2设于工作台1上，油槽2内设有耐高温油液3；在油槽2内设有加热油液的加热管7和检测油液温度的热电偶8，加热管7和热电偶8与控制系统连接，控制系统根据热电偶采集的油液温度控制加热管的启停。所述下模9和压料板6均位于油槽2内并淹没于耐高温油液3中；围板12设置在油槽2外以将油槽2包围，在围板12上端面通过转销设有可转动的盖板10，盖板10用于将围板12上端敞口封盖，所述上模4安装在盖板10将围板敞口封盖状态的下表面上。如果油槽为圆形，则通常围板和盖板也为圆形。如果油槽为矩形，则通常围板和盖板也为矩形。

为了实现盖板和围板的可靠锁紧，所述上模4可转动地安装在盖板10上，上模4上设有向外侧横向伸出的锁紧凸起13，围板12上端向内侧横向伸出形成锁扣突沿14；在上模4上设有驱动上模转动的开关手柄5，盖板10将围板12敞口封盖后，转动开关手柄5可使锁紧凸起13位于锁扣突沿14下。解锁时，转动开关手柄90°，使锁紧凸起脱开锁扣突沿，此时即可转动盖板。

为了保证上模也能够被油液加热，使坯料成型温度更准确，本实用新型要求盖板10将围板12敞口封盖状态下，上模4下端也淹没于油液3中。

本试验机温度的控制是靠控制系统的加热管对油槽中的油液进行加热，并通过温度感应器（热电偶）进行实时的检测，达到设定温度后停止加热，若温度下降则自动加热。工作时，先由加热管7对油槽中的油液3进行加热；达到设定温度后，转动盖板10合上上模4，并旋转开关手柄90°将盖板和围板锁紧，见图1。当上模4进入油液3后，油液3对上模4加热。当达到预定温度后下模9在液压系统作用下上行；上模4与下模9配合完成板料11的塑性成形，成形过程中电脑系统自动采集相关数据；最后打开上模部分，用机械手取出板料11，见图2。

几点说明：1、油槽内油液高度是由上模进入下模成形完成位置不溢出油液为准；2、在第一次工作时下模进入油液升温时间稍长，连续工作状态下，下模升温时间较短（因为已经有一定的温度），基本不影响工作效率；3、由于整个过程是在一定的温度条件下进行，所以不宜人工操作，可以配自动化机械手工作，这样也提高工作效率以及产品合格率。

实例：铝合金板的温控杯突试验：先将工作台上油槽中的油液升温至300℃，由机械手将待测铝合金板放在压料板上，然后合上上模部分并锁紧，液压夹紧缸启动，使待测材料处于压料板和上模之间并夹紧，达到预定夹紧力后，主液压缸开始启动，使下模将材料压入上模中进行塑性成形。成形完成后，下模回程归位，工件留在上模内，电脑系统自动记录下材料的待测数据。最后打开上模，取出工件，至此完成一个工作流程，等待下一个循环工作。

本实用新型油液控温杯突试验机，是通过油槽内的高温油液来控制杯突试验机内待测材料的温度，而且整个下模核心部分（下模、压料板等）都是淹没在油液中，所以能保证恒温状态，当上模（凹模）下行到油液中时，也能迅速传热。当凹模达到油温时即可进一步使材料在恒温的情况下发生塑性变形，这样测得的材料数据是在恒温状态下进行的，故结果更准确，且温度可控。

最后需要说明的是，本实用新型的上述实例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。