金属橡胶毛坯冲压设备采用WDW-T200微机控制电子万能试验机,如图3-1所示。试验机适用于金属、非金属材料的拉伸、压缩及弯曲等力学特性实验,最大试验力200 kN,试验力测量精度优于±1%示值;横梁位移量为0~600 mm,移动速度为0.01~500 mm/min,移动速度控制精度≤±1%;变形分辨率为0.001 mm,测量精度优于±0.5%示值。
图3-1 试验机
图3-2(a)所示为制备圆柱形金属橡胶构件的冲压模具,模具由冲头、冲模和底座组成。冲压时,毛坯放在冲模内,通过冲头和底座对毛坯施压,金属橡胶毛坯在冲压变形过程中,由于受到压力的作用,其初始高度将随着压力的增加而减少,其相对密度将随之增加,冲压过程毛坯在冲模中高度的变化情况如图3-2(b)所示。金属橡胶毛坯在冲模中的初始高度为H0,在压力Fs的作用下毛坯被压缩,其高度变为He,最后成型为所需的金属橡胶构件,高度为Hp。在实验时,通过测量冲头在冲模以外的自由高度来获得金属橡胶构件的实际高度。
图3-2 金属橡胶构件冲压成型示意图(www.xing528.com)
(a)冲压模具;(b)冲压高度变化
为了对比分析冲压特性,设计了冲模内径分别为20 mm、42 mm、36 mm的冲压模具,并制备了质量分别为27 g、35 g、50 g、65 g、80 g的毛坯,如图3-3(a)所示。制备的金属橡胶毛坯选用牌号为0Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈钢丝,其丝径为0.3 mm,密度为7.90 g/cm3,弹性模量为210 GPa;螺旋卷直径为3.2 mm。
冲压实验时,分别采用10 mm/min、20 mm/min、30 mm/min的冲压速度冲压,成型后的金属橡胶构件如图3-3(b)所示。
图3-3 金属橡胶毛坯及构件实物
(a)毛坯;(b)构件
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