一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓扭轉(zhuǎn)是由前蘇聯(lián)學(xué)者于上世紀(jì)五十年代末首先提出并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、理論研究，而后逐步應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的。蘇聯(lián)學(xué)者在YNM — 30T萬能材料試驗(yàn)機(jī)上對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)復(fù)合加載成形方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。到上世紀(jì)九十年代，這種方法被R.Z.Valiev等人改進(jìn)并用于研究材料大變形下的相變以及大的塑性變形后組織結(jié)構(gòu)的變化，并發(fā)現(xiàn)經(jīng)過高壓下的嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)變形后，材料內(nèi)部形成了大角度晶界的均勻納米結(jié)構(gòu)，材料的性能也發(fā)生了質(zhì)的變化，從而使其成為制備塊體納米材料的一種新方法且被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的有效途徑之一，綜合國內(nèi)外學(xué)者的研究表明:高壓扭轉(zhuǎn)與鐓粗相比具有很大的優(yōu)越性，如促使變形均勻，降低變形抗力，增加變形量等等。
[0003]大量的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，高壓扭轉(zhuǎn)制備塊體細(xì)晶材料是一種行之有效的方法。但是高壓扭轉(zhuǎn)法目前還存在如下一些問題:高壓扭轉(zhuǎn)的調(diào)整變形速度和應(yīng)變量很難控制，且只能生產(chǎn)少量的細(xì)晶材料，生產(chǎn)效率低，無法進(jìn)行工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004]盡管高壓扭轉(zhuǎn)法還存在著以上諸多問題，但其還是具有廣闊的發(fā)展前景，目前對(duì)亞微米、納米結(jié)構(gòu)材料的市場(chǎng)需求存在于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，例如航空、交通、醫(yī)療器械、體育用品、電子技術(shù)等，而高壓扭轉(zhuǎn)法是目前生產(chǎn)塊體亞微米、納米細(xì)晶材料的行之有效的加工方法。因此本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是:提供一種不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精確高，而且細(xì)化材料晶粒，并便于提高材料綜合力學(xué)性能的高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，包括機(jī)架本體，上下對(duì)稱設(shè)于所述機(jī)架本體上的動(dòng)模和定模，設(shè)于所述機(jī)架本體上、且其輸出端與所述動(dòng)模固定連接的液壓油缸，以及設(shè)于所述機(jī)架本體上、且其輸出端與所述定模固定連接的液壓馬達(dá)，所述液壓油缸的輸出端帶動(dòng)所述動(dòng)模做上下往返運(yùn)動(dòng)并提供軸向壓縮力，所述液壓馬達(dá)的輸出端帶動(dòng)所述定模勻速旋轉(zhuǎn)并提供切向剪切扭矩。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括油箱，與所述油箱相連通的液壓栗，以及與所述液壓栗相連通的壓力控制閥，所述液壓油缸和所述液壓馬達(dá)均通過液壓油管與所述壓力控制閥連接。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括與所述壓力控制閥連接的控制臺(tái)，通過控制臺(tái)控制壓扭成形的過程。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述定模的上表面設(shè)有用于放置試樣的凹槽，所述凹槽的大小與所述動(dòng)模模頭相對(duì)應(yīng)，有效防止試樣發(fā)生徑向位移。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述動(dòng)模的中心軸與所述定模的旋轉(zhuǎn)中心重合。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)使試樣產(chǎn)生軸向壓縮和切向剪切的塑性變形，細(xì)化材料晶粒，并提尚材料的綜合力學(xué)性能；
2.本發(fā)明的液壓栗通過壓力控制閥提供給液壓油缸向下運(yùn)動(dòng)和液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所需動(dòng)力油，液壓油缸提供給動(dòng)模從上至下擠壓試樣的壓力，液壓馬達(dá)提供給定模帶動(dòng)試樣旋轉(zhuǎn)的扭矩，同時(shí)壓力控制閥進(jìn)行成形所需壓力和扭矩控制，從而實(shí)現(xiàn)變形速度和應(yīng)變量的精確控制；
3.本發(fā)明不僅能拓寬傳統(tǒng)塑性加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，而且有望大幅度提高傳統(tǒng)材料的性能，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)的工作原理圖；
其中:1機(jī)架本體，2動(dòng)模，3定模，4液壓油缸，5液壓馬達(dá)，6油箱，7液壓栗，8壓力控制閥，9液壓油管，10控制臺(tái)，11試樣。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例:參照?qǐng)D1、2所示，一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，包括機(jī)架本體I，上下對(duì)稱設(shè)于機(jī)架本體I上的動(dòng)模2和定模3，設(shè)于機(jī)架本體I上、且其輸出端與動(dòng)模2固定連接的液壓油缸4，以及設(shè)于機(jī)架本體I上、且其輸出端與定模3固定連接的液壓馬達(dá)5，該液壓油缸4的輸出端帶動(dòng)動(dòng)模2做上下往返運(yùn)動(dòng)并提供軸向壓縮力，該液壓馬達(dá)5的輸出端帶動(dòng)定模3勻速旋轉(zhuǎn)并提供切向剪切扭矩。
[0014]本發(fā)明高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括油箱6，與油箱6相連通的液壓栗7，以及與液壓栗7相連通的壓力控制閥8，液壓油缸4和液壓馬達(dá)5均通過液壓油管9與壓力控制閥8連接。
[0015]本發(fā)明高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括與壓力控制閥8連接的控制臺(tái)10，通過控制臺(tái)10控制壓扭成形的過程。
[0016]本發(fā)明在定模3的上表面設(shè)有用于放置試樣11的凹槽，凹槽的大小與動(dòng)模2模頭相對(duì)應(yīng)，動(dòng)模2的中心軸與定模3的旋轉(zhuǎn)中心重合，有效防止試樣11發(fā)生徑向位移。
[0017]本發(fā)明的工作原理如圖2所示，試樣11被放在定模3上表面的凹槽內(nèi)，液壓栗7通過壓力控制閥8提供給液壓油缸4向下運(yùn)動(dòng)和液壓馬達(dá)5旋轉(zhuǎn)所需動(dòng)力油，液壓油缸4提供給動(dòng)模2從上至下擠壓試樣11的壓力，液壓馬達(dá)5提供給定模3帶動(dòng)試樣11旋轉(zhuǎn)的扭矩，
同時(shí)壓力控制閥8進(jìn)行成形所需壓力和扭矩控制，通過向下壓力和主動(dòng)摩擦作用在其橫截面上施加的扭矩，促使試樣11產(chǎn)生軸向壓縮和切向剪切變形，使其試樣11內(nèi)部材料組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的變化，晶粒尺寸被細(xì)化，甚至達(dá)到納米級(jí)，以提高其力學(xué)性能。
[0018]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，包括機(jī)架本體(I )，上下對(duì)稱設(shè)于所述機(jī)架本體(I)上的動(dòng)模(2)和定模(3)，設(shè)于所述機(jī)架本體(I)上、且其輸出端與所述動(dòng)模(2)固定連接的液壓油缸(4)，以及設(shè)于所述機(jī)架本體(I)上、且其輸出端與所述定模(3)固定連接的液壓馬達(dá)(5)，所述液壓油缸(4)的輸出端帶動(dòng)所述動(dòng)模(2)做上下往返運(yùn)動(dòng)并提供軸向壓縮力，所述液壓馬達(dá)(5)的輸出端帶動(dòng)所述定模(3)勻速旋轉(zhuǎn)并提供切向剪切扭矩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，所述高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括油箱(6)，與所述油箱(6)相連通的液壓栗(7)，以及與所述液壓栗(7)相連通的壓力控制閥(8)，所述液壓油缸(4)和所述液壓馬達(dá)(5)均通過液壓油管(9)與所述壓力控制閥(8)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，所述高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)還包括與所述壓力控制閥(8 )連接的控制臺(tái)(10 )。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，在所述定模(3)的上表面設(shè)有用于放置試樣(11)的凹槽，所述凹槽的大小與所述動(dòng)模(2)模頭相對(duì)應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)模(2)的中心軸與所述定模(3)的旋轉(zhuǎn)中心重合。
【專利摘要】<b>本發(fā)明公開了一種高壓扭轉(zhuǎn)成形機(jī)，其特征在于，包括機(jī)架本體（</b><b>1</b><b>），上下對(duì)稱設(shè)于所述機(jī)架本體（</b><b>1</b><b>）上的動(dòng)模（</b><b>2</b><b>）和定模（</b><b>3</b><b>），設(shè)于所述機(jī)架本體（</b><b>1</b><b>）上、且其輸出端與所述動(dòng)模（</b><b>2</b><b>）固定連接的液壓油缸（</b><b>4</b><b>），以及設(shè)于所述機(jī)架本體（</b><b>1</b><b>）上、且其輸出端與所述定模（</b><b>3</b><b>）固定連接的液壓馬達(dá)（</b><b>5</b><b>），所述液壓油缸（</b><b>4</b><b>）的輸出端帶動(dòng)所述動(dòng)模（</b><b>2</b><b>）做上下往返運(yùn)動(dòng)并提供軸向壓縮力，所述液壓馬達(dá)（</b><b>5</b><b>）的輸出端帶動(dòng)所述定模（</b><b>3</b><b>）勻速旋轉(zhuǎn)并提供切向剪切扭矩；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，使試樣產(chǎn)生軸向壓縮和切向剪切的塑性變形，細(xì)化材料晶粒，并提高材料的綜合力學(xué)性能。</b>
【IPC分類】B21D22/14, B21D37/10
【公開號(hào)】CN105107914
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510504325
【發(fā)明人】董小飛, 王平, 石文艷
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月17日