[发明专利]一种模拟模具冷却系统的实验装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种模拟模具冷却系统的实验装置，尤其是适用于热冲压模具与注塑模具的冷却系统。 

背景技术

汽车轻量化推动着超高强钢热冲压技术的快速发展。热冲压模具是热冲压生产线中的核心部件，其作用是在热成形过程中，完成高温钢板成形及淬火处理，因此需要在模具中加工冷却管道来提高冷却速度，完成热冲压件的马氏体转变。工业生产中模具温度的冷却和保压时间占用生产过程中1/2以上的时间，因此提高冷却速度是提高生产效率降低生产成本的最有效手段。此外，受模具结构和热冲压件形状的限制，冷却管道并不能均匀布置在模具中，从而导致淬火速度不均匀，影响热冲压件成形精度和性能，因此急需开展模具冷却管道及冷却速度优化设计研究。 

注塑模具中，据计算，熔融塑料热量的95%由冷却系统带走，注射时间、保压时间和冷却时间,占整个注塑周期的3/4以上,因而冷却系统决定着注塑成形效率。而且良好的冷却系统可以实现熔融塑料均匀冷却，减少注塑制品的翘曲变形，提高尺寸精度，提高表面质量，改善综合性能，因而对注塑模具冷却系统的研究也非常重要。 

随着计算机技术的发展，研究者通过CAD建模可以任意改变冷却系统参数，通过CAE进行冷却系统的温度场、流速等方面研究，因此出现了许多热冲压模具与注塑模具冷却系统的模拟仿真方面的研究论文。然而现实中，由于模具加工费用昂贵，冷却系统参数较多，形状复杂，不易加工等难题，所以进行模具冷却系统实验的研究较少。然而理论研究需要试验来佐证，只有实验才能验证模拟仿真结果的准确性，因此模具冷却系统的实验研究也需跟上理论步伐。 

发明内容

为了进行模具冷却系统的实验研究，克服一套模具只能加工一套或较少冷却系统的不足, 本发明专利提供了一种模拟模具冷却系统的实验装置，该装置可根据需要任意变换冷却系统。 

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：根据模具型面加工出底板，底板厚度保持在较小范围内（约10mm），在底板两侧固定导板，组装成为一个壳体，将冷却管道、导板、隔离片按需求顺序组装成冷却系统，将冷却系统插入到壳体中，填入金属粉末，利用金属粉末的流动性，将壳体内部充实，再将金属粉末充实的壳体密封，组装成含冷却系统的热冲压模具或者注塑模具。 

更换冷却系统时，打开壳体，去除金属粉末，取出并拆除冷却系统，根据要求重新组装新冷却系统，将新冷却系统插入到壳体中，填入金属粉末，利用金属粉末的流动性，将壳体内部充实，再将金属粉末充实的壳体密封，组装成含新冷却系统的热冲压模具或者注塑模具。 

根据需求，改变导板、隔离片或冷却管道，即可实现一副模具按需更换多种冷却系统，进而发现和研究冷却系统出现的问题，验证冷却系统仿真和模拟结果的准确性。 

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。 

图1是本发明专利的轴测图。 

图2是发明专利的正视图。 

图3是导板轴测图。 

图4是隔离片轴测图。 

图5是冷却系统。 

图中1.底板，2.冷却管道，3.隔离片，4.导板，5.金属粉末，6.盖板，7.侧板。 

具体实施方式

下面结合附图所示实例进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。 

在图1实例中，底板（1）为热作模具钢H13，厚度10mm，冷却管道材质普通碳钢管Φ10×2mm，隔离片为10mm厚的橡胶，金属粉末为0.5～10μm的为极细铁粉，导板、盖板与侧板均为10mm厚普通碳钢板，其中导板孔横向与纵向孔距15mm。冷却系统设计参数为：距模具顶面15mm，孔间距15mm，孔径8mm。可以根据要求设计零件，完成满足要求的冷却系统。 

结合图1实例，该装置具体实施方式为：底板（1）和侧板（7）焊接成壳体；在图5中，将冷却管道（2）、隔离片（3）和导板（4）组装成冷却系统S1，其中隔离片（3）和导板（4）均为两块，隔离片（3）在导板（4）内侧，冷却管道穿过隔离片（3）和导板（4），并通过导板（4）定位；再将冷却系统S₁插入到壳体中，充填金属粉末，再将盖板（6）密封，组成含该冷却系统S₁的模具。更换冷却系统时，先打开盖板（6），取出冷却系统S₁,改变冷却管道与导板的组装方式，更换隔离片（3），组装成冷却系统S₂，再将冷却系统S₂插入到壳体中，充填金属粉末；再将盖板（6）密封，组成含该冷却系统S₂的模具。可根据实验要求设计导板（4）、隔离片（3）和冷却管道，并组装成满足实验要求的冷却系统S_S，可根据实验要求设计底板（1）和侧板（7），以满足实际生产中的工件形状。