專利名稱：應(yīng)力平衡式熱擠壓沖頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種新型結(jié)構(gòu)的熱擠壓沖頭。
背景技術(shù)：
熱擠壓件尺寸較大時(shí)，沖頭外徑尺寸也相應(yīng)地增大，一般采用自來水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，以減少?zèng)_頭因溫升引起的軟化。這種水內(nèi)冷沖頭內(nèi)表面A處是自由的，在擠壓載荷P的作用下，在A處產(chǎn)生切向拉應(yīng)力。將沖頭端部近似看成周界絞支，沖頭整個(gè)工作端(即B處)受均布載荷q的圓形平板，則中心處應(yīng)力為σt=1.24q(Rh)2=1.24PπR2R2h2=1.24Pπh2]]>式中h為沖頭工作端A、B處的厚度，R近似為沖頭半徑。注意此應(yīng)力在A處為拉應(yīng)力，在B處為壓應(yīng)力。A處拉應(yīng)力的數(shù)值非常可觀，可達(dá)上千兆帕。另外由于水內(nèi)冷的結(jié)果，內(nèi)外(即A和B)溫差可達(dá)四、五百攝氏度，熱應(yīng)力也很可觀，可由下式估計(jì)σh＝Et·Δt·α/(1-μ)式中Et為溫度t℃時(shí)的彈性模量(MPa)；α為熱膨脹系數(shù)(10×10-6/℃)；Δt攝氏溫度差；μ泊桑比。這個(gè)熱應(yīng)力在沖頭的A處同樣表現(xiàn)為拉應(yīng)力，工作應(yīng)力和熱應(yīng)力的疊加，使得A處極易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是防止沖頭處的工作應(yīng)力和熱應(yīng)力的疊加，延緩熱疲勞裂紋的產(chǎn)生。
本實(shí)用新型是一種應(yīng)力平衡式熱擠壓沖頭，固定套2通過螺栓1固定在上模板3上，內(nèi)芯5的上端嵌套在固定套2中，內(nèi)芯5的上端與上模板3之間有一墊板4，沖頭7的上部通過一防松螺母6固定在內(nèi)芯5的中部，內(nèi)芯5從中部延伸出一圓柱形的內(nèi)頂芯5′，一直抵達(dá)沖頭7的內(nèi)表面A；內(nèi)頂芯5′是棱柱數(shù)為4∽12的多棱柱形；在內(nèi)頂芯5′下端，沿C方向開有3∽6個(gè)半圓形通槽。
本實(shí)用新型的有益效果是因有內(nèi)頂芯支撐，沖頭A、B之間厚度比無內(nèi)芯支撐時(shí)的尺寸可減小1/4左右，沖頭圓角處E、F厚度也隨之減小，溫度差ΔtEF減小，能進(jìn)一步避免外圓角E處軟化。同時(shí)由于Δt的減小，熱應(yīng)力σh也更小。


圖1(a)是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖，圖1(b)是內(nèi)頂芯下端沿C方向的示意圖。
具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1(a)所示，固定套2通過螺栓1固定在上模板3上，內(nèi)芯5的上端嵌套在固定套2中，內(nèi)芯5的上端與上模板3之間有一墊板4，沖頭7的上部通過一防松螺母6固定在內(nèi)芯5的中部，內(nèi)芯5從中部延伸出一圓柱形的內(nèi)頂芯5′，一直抵達(dá)沖頭7的內(nèi)表面A。內(nèi)頂芯5′是棱柱數(shù)為4∽12的多棱柱形。如圖1(b)所示在內(nèi)頂芯5′下端，沿C方向開有3∽6個(gè)半圓形通槽。
采用內(nèi)頂芯5′支撐，可完全平衡工作應(yīng)力σt，并在沖頭從接觸毛坯到卸料期間部分平衡了熱應(yīng)力。內(nèi)頂芯5′開有幾條半圓槽，可強(qiáng)化內(nèi)頂芯5′與沖頭接觸面的冷卻。在安裝時(shí)先使沖頭與內(nèi)芯用較大的預(yù)緊力擰緊，此時(shí)并不擰緊防松螺母，在擠壓10件左右的工件后，進(jìn)一步擰緊沖頭，最后擰緊防松螺母。沖頭與內(nèi)芯的連接螺紋只承受卸料力，應(yīng)選用粗牙或鋸齒型螺紋。必須用較大的預(yù)緊力擰緊固定套，以備沖頭松動(dòng)而重新擰緊時(shí)不會(huì)從沖頭錐面與固定套配合處轉(zhuǎn)動(dòng)。從進(jìn)水和出水處分別擰入管接頭。從進(jìn)水管接頭引入到?jīng)_頭與內(nèi)芯之間的進(jìn)水管要彎成90°，垂直向下伸到?jīng)_頭與內(nèi)芯接觸而稍上附近，以使沖頭內(nèi)表面都得到均勻的冷卻。為簡化進(jìn)水管接頭安裝，只要結(jié)構(gòu)允許，也可將沖頭進(jìn)水處螺紋制成與水平傾斜一定的角度。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)力平衡式熱擠壓沖頭，固定套(2)通過螺栓(1)固定在上模板(3)上，內(nèi)芯(5)的上端嵌套在固定套(2)中，內(nèi)芯(5)的上端與上模板(3)之間有一墊板(4)，沖頭(7)的上部通過一防松螺母(6)固定在內(nèi)芯(5)的中部，本實(shí)用新型的特征是內(nèi)芯(5)從中部延伸出一圓柱形的內(nèi)頂芯(5′)，一直抵達(dá)沖頭(7)的內(nèi)表面(A)；內(nèi)頂芯(5′)是棱柱數(shù)為4∽12的多棱柱形；在內(nèi)頂芯(5′)下端，沿(C)方向開有3∽6個(gè)半圓形通槽。
專利摘要本實(shí)用新型是一種應(yīng)力平衡式熱擠壓沖頭，固定套通過螺栓固定在上模板上，內(nèi)芯的上端嵌套在固定套中，內(nèi)芯的上端與上模板之間有一墊板，沖頭的上部通過一防松螺母固定在內(nèi)芯的中部，為防止沖頭處的工作應(yīng)力和熱應(yīng)力的疊加產(chǎn)生熱疲勞裂紋，內(nèi)芯從中部延伸出一圓柱形的內(nèi)頂芯，內(nèi)頂芯是棱柱數(shù)為4～12的多棱柱形，在內(nèi)頂芯下端開有3～6個(gè)半圓形通槽。
文檔編號(hào)B21C25/00GK2606645SQ0226202
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2002年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月1日
發(fā)明者鄧文懷 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)