[发明专利]一种电场辅助高压扭转试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料加工工程装备，特别是高压扭转装置。

背景技术

高压扭转工艺是一种典型的剧烈塑性强变形工艺，采用该工艺可以充分细化板材晶粒，使晶粒尺寸达到亚微米或纳米级，从而极大的改善材料的物理化学、力学和塑性变形等性能。高压扭转过程中，模具主要由上模和下模组成，工作时上模下行并对试样施加压力，达到既定压力后下模开始转动，通过主动摩擦在试样端面上施加一个扭矩，在扭矩和压力的共同作用下使试样发生压缩变形和剪切变形。

高压扭转工艺通常在常温下进行，设备结构较为复杂，而且功能单一，只能进行室温下高压扭转变形。一般情况下只适用于室温下塑性变形能力较好的材料，如果材料室温下的塑性变形能力太差，在扭转过程中会出现破裂和破碎现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在加热状态下进行进行高压扭转且结构简单的电场辅助高压扭转试验机。

本发明的技术方案具体如下：

本发明主要包括上炉体、下炉体、上压头固定轴、下压头固定轴、上活动横梁、下活动横梁、轴向加载液压缸缸体、轴向加载液压缸、合炉液压缸缸体、合炉液压缸、伺服电机、冷却水道、立柱、导气管和直齿轮。其中，下端固定在地面上的竖直地脚支架上端设有机架，该机架有水平设置的上横梁和下横梁，在上、下横梁间设有两根端部分别固定在两横梁上的竖直立柱，该立柱还分别穿过上活动横梁和下活动横梁上对应的通孔，在通孔与立柱之间分别设有固定在上、下活动横梁上的导向套。平板形上活动横梁中心设有通孔，该通孔直径与圆筒形上炉体内径相同，该上炉体下开口通过法兰与上活动横梁相连。该上活动横梁还与设在上炉体两侧的两竖直的合炉液压缸活塞杆自由端相连，该合炉液压缸缸体则固定在上横梁上。上炉体上设有窥视孔镜和通气孔，该通气孔上设有供气体进出的导气管。上炉体上开口设有将其封闭的盖板。所述上炉体的下开口与筒形下炉体的上开口对应，两者同轴线，该下炉体的下开口通过法兰固定在平板形下活动横梁上。在地脚支架中心设有竖直的轴向加载液压缸，其缸体上端固定在下横梁上，其活塞杆穿过下横梁上端与下压头固定轴轴座及套在其上的铜电极通过螺栓相连。与下压头固定轴轴座连为一体的下压头固定轴内设与其同轴的冷却水通道，该冷却水通道的进、出水口分别设在下压头固定轴下端的两侧，下压头固定轴上端设环形通道，冷却水从下压头固定轴下端的进水口流入，通过冷却水通道，流经下压头固定轴上端的环形通道，最后通过固定轴下端另一侧的出水口流出。下压头固定轴向上穿过下活动横梁上与其对应的通孔上端通过连接件与可置于上炉体内的下压头活动连接，由于上下压头与固定轴接触面积远大于与工件侧接触面积，所以在保证工件发生变形的同时使上下压头与固定轴之间不发生相对滑动。在该下压头上面设有与其相对应的上压头，其与上压头固定轴下端活动连接，与下压头固定轴同轴线的上压头固定轴内设与其同轴的冷却水通道，该冷却水通道的进、出水口分别设在上压头固定轴下端的两侧，上压头固定轴下端设环形通道，冷却水从上压头固定轴上端的进水口流入，通过冷却水通道，流经上压头固定轴下端的环形通道，最后通过固定轴上端另一侧的出水口流出。上压头固定轴向上穿过上炉体盖板与其对应的通孔及上横梁与其对应的通孔，最好上压头固定轴与上横梁之间设有滚动轴承，伸到上横梁上的上压头固定轴端部由上横梁向上依次套有直齿轮、铜电极及锁紧螺母，所述直齿轮与设在上横梁上的伺服电机输出轴上的输出齿轮相啮合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明可对各种材料进行加工，解决了室温下塑性变形能力太差的材料，在扭转过程中会出现破裂和破碎现象的难题。

2、试验机的结构更为简单，便于操作。

3、提供轴向压力的轴向加载液压缸安装在机架下端，提供周向扭转力的伺服电机安装在机架上端这种设计能有效提高设备的整体稳定性。

附图说明

图1是本发明的主视半剖示意图。

图2是本发明的左视局剖示意图。

图中：1.地脚支架2.下横梁3.立柱4.下活动横梁5.导向套6.下炉体7.上活动横梁8.上炉体9.上炉体盖板10.上压头固定轴11.上横梁12.直齿轮13.锁紧螺母14.滚动轴承15.冷却水道16.上压头17.下压头18.下压头固定轴19.冷却水道20.下压头固定轴轴座21.活塞杆22.轴向加载液压缸缸体23.轴向加载液压缸24.下铜电极25.通气孔26.导气管27.合炉液压缸28.输出齿轮29.上铜电极30.伺服电机31.合炉液压缸32.窥视孔镜。

具体实施方式