專利名稱：一種模擬模具冷卻系統的實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種模擬模具冷卻系統的實驗裝置，尤其是適用于熱沖壓模具與注塑模具的冷卻系統。
背景技術：
汽車輕量化推動著超高強鋼熱沖壓技術的快速發展。熱沖壓模具是熱沖壓生產線中的核心部件，其作用是在熱成形過程中，完成高溫鋼板成形及淬火處理，因此需要在模具中加工冷卻管道來提高冷卻速度，完成熱沖壓件的馬氏體轉變。工業生產中模具溫度的冷卻和保壓時間占用生產過程中1/2以上的時間，因此提高冷卻速度是提高生產效率降低生產成本的最有效手段。此外，受模具結構和熱沖壓件形狀的限制，冷卻管道并不能均勻布置在模具中，從而導致淬火速度不均勻，影響熱沖壓件成形精度和性能，因此急需開展模具冷卻管道及冷卻速度優化設計研究。注塑模具中，據計算，熔融塑料熱量的95%由冷卻系統帶走，注射時間、保壓時間和冷卻時間，占整個注塑周期的3/4以上，因而冷卻系統決定著注塑成形效率。而且良好的冷卻系統可以實現熔融塑料均勻冷卻，減少注塑制品的翹曲變形，提高尺寸精度，提高表面質量，改善綜合性能，因而對注塑模具冷卻系統的研究也非常重要。隨著計算機技術的發展，研究者通過CAD建模可以任意改變冷卻系統參數，通過CAE進行冷卻系統的溫度場、流速等方面研究，因此出現了許多熱沖壓模具與注塑模具冷卻系統的模擬仿真方面的研究論文。然而現實中，由于模具加工費用昂貴，冷卻系統參數較多，形狀復雜，不易加工等難題，所以進行模具冷卻系統實驗的研究較少。然而理論研究需要試驗來佐證，只有實驗才能驗證模擬仿真結果的準確性，因此模具冷卻系統的實驗研究也需跟上理論步伐。
發明內容
為了進行模具冷卻系統的實驗研究，克服一套模具只能加工一套或較少冷卻系統的不足，本發明專利提供了一種模擬模具冷卻系統的實驗裝置，該裝置可根據需要任意變換冷卻系統。本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案是根據模具型面加工出底板，底板厚度保持在較小范圍內(約10mm)，在底板兩側固定導板，組裝成為一個殼體，將冷卻管道、導板、隔離片按需求順序組裝成冷卻系統，將冷卻系統插入到殼體中，填入金屬粉末，利用金屬粉末的流動性，將殼體內部充實，再將金屬粉末充實的殼體密封，組裝成含冷卻系統的熱沖壓模具或者注塑模具。更換冷卻系統時，打開殼體，去除金屬粉末，取出并拆除冷卻系統，根據要求重新組裝新冷卻系統，將新冷卻系統插入到殼體中，填入金屬粉末，利用金屬粉末的流動性，將殼體內部充實，再將金屬粉末充實的殼體密封，組裝成含新冷卻系統的熱沖壓模具或者注塑模具。
根據需求，改變導板、隔離片或冷卻管道，即可實現一副模具按需更換多種冷卻系統，進而發現和研究冷卻系統出現的問題，驗證冷卻系統仿真和模擬結果的準確性。
下面結合附圖對本發明專利進一步說明。圖I是本發明專利的軸測圖。圖2是發明專利的正視圖。圖3是導板軸測圖。圖4是隔離片軸測圖。圖5是冷卻系統。圖中I.底板，2.冷卻管道，3.隔離片，4.導板，5.金屬粉末，6.蓋板，7.側板。
具體實施例方式下面結合附圖所示實例進一步說明本發明的內容及其具體實施方式
。在圖I實例中，底板(I)為熱作模具鋼H13，厚度10mm，冷卻管道材質普通碳鋼管OnOX2mm，隔離片為IOmm厚的橡膠，金屬粉末為0. 5 10 y m的為極細鐵粉，導板、蓋板與側板均為IOmm厚普通碳鋼板，其中導板孔橫向與縱向孔距15mm。冷卻系統設計參數為距模具頂面15mm，孔間距15mm，孔徑8mm。可以根據要求設計零件，完成滿足要求的冷卻系統。結合圖I實例，該裝置具體實施方式
為底板(I)和側板(7)焊接成殼體；在圖5中，將冷卻管道(2)、隔離片(3)和導板(4)組裝成冷卻系統SI，其中隔離片(3)和導板(4)均為兩塊，隔離片(3)在導板(4)內側，冷卻管道穿過隔離片(3)和導板(4)，并通過導板(4)定位；再將冷卻系統S1插入到殼體中，充填金屬粉末,再將蓋板(6)密封,組成含該冷卻系統模具。更換冷卻系統時，先打開蓋板(6)，取出冷卻系統S1,改變冷卻管道與導板的組裝方式，更換隔離片(3)，組裝成冷卻系統S2,再將冷卻系統S2插入到殼體中，充填金屬粉末；再將蓋板(6)密封，組成含該冷卻系統S2的模具。可根據實驗要求設計導板(4)、隔離片(3)和冷卻管道，并組裝成滿足實驗要求的冷卻系統Ss，可根據實驗要求設計底板(I)和側板(7)，以滿足實際生產中的工件形狀。
權利要求
1.一種模擬模具冷卻系統的實驗裝置，該裝置由模具殼體，導板、隔離片、冷卻管道、金屬粉末和蓋板等組合成模具整體，其特征是模具內部由金屬粉末填充，冷卻管道在模具中由導板定位，可根據需要變換冷卻系統參數。
2.根據權利要求I所述的實驗裝置，其特征是模具殼體中填充金屬粉末。
3.根據權利要求I所述的實驗裝置，其特征是冷卻系統由導板定位支撐，更換冷卻系統只需更換導板或者改變冷卻管道在導板中位置。
4.根據權利要求I所述的實驗裝置，其特征是利用隔離片阻離金屬粉末從導板中溢出。
全文摘要
本發明公布了一種模擬模具冷卻系統的實驗裝置，其特征在于，將冷卻系統做成單獨的模塊插入到模具中，并利用金屬粉末的流動性充填模具內部，從而實現一副模具按需更換多種冷卻系統，進而發現和研究熱沖壓模具和注塑模具冷卻系統出現的問題，驗證模具冷卻系統仿真和模擬結果的準確性。
文檔編號B21D37/16GK102974703SQ20121049773
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者單忠德, 葉永盛, 蔡萬華, 王寶雨, 姜超, 許應 申請人:機械科學研究總院先進制造技術研究中心