專利名稱：微應(yīng)力集中式冷擠壓沖頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域中冷擠壓沖頭的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中將整體冷擠壓沖頭做成組合結(jié)構(gòu)，仍存在相當(dāng)?shù)膽?yīng)力集中。凸模與固定套間隙很小，可以近似認(rèn)為固定套是剛性的，尤其固定套起導(dǎo)向作用的情況。在擠壓力的作用下，沖頭在固定套內(nèi)的部分微小變形可以忽略不計。而工作部分伸出固定套外，在很大的擠壓力下必然產(chǎn)生明顯的橫向加粗，這種結(jié)構(gòu)的不足之處在于(1)在固定套下端面與沖頭的嵌合部位引起集中的微動磨損(即使固定套下端面與沖頭接觸處倒出內(nèi)圓角，也是如此)。尤其是擠壓黑色金屬時，由于擠壓力大，橫向單邊彈性變形量δd也大，而且壓力機連續(xù)行程操作，沖頭溫升高(擠壓軸承套圈203/02時經(jīng)實測溫升達143℃)，潤滑不好時，微動磨損更嚴(yán)重。局部嵌合部位的反復(fù)摩擦磨損損傷及產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起沖頭早期失效的原因之一。
(2)沖頭在嵌合部位橫向彈性變形的出現(xiàn)，使沖頭在嵌合處上細下粗(擠壓內(nèi)徑24.2mm，外徑34.2mm的GCr15的杯形件時δd達0.1mm，是固定套與沖頭間隙的5倍到10倍。)在粗細過渡處自然出現(xiàn)的圓角附近，力線由下向上突然收攏，出現(xiàn)無應(yīng)力區(qū)。加載時的某一時刻，無應(yīng)力區(qū)將阻止沖頭繼續(xù)橫向彈性變形，出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)，使沖頭材料脆化。
(3)沖頭在嵌合處由于加載時出現(xiàn)的上細下粗瓶頸狀的彈性變形，使得嵌合處應(yīng)力呈不均勻分布，引起沖頭直母線與圓角切點部位應(yīng)力集中。這種應(yīng)力集中不同于一般機械零件上的截面突變、小孔、螺紋等，它在不加載時并不表現(xiàn)為宏觀上的缺口和缺口效應(yīng)。但在有效加載時刻，在大載荷作用下引起過負荷應(yīng)力集中。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是通過改進微應(yīng)力集中式?jīng)_頭的結(jié)構(gòu)，延長使用壽命。
一種微應(yīng)力集中式冷擠壓沖頭，沖頭嵌套于固定套中，其特征是在固定套的下端內(nèi)部開有一內(nèi)錐面。固定套內(nèi)圓錐面的傾角β為30′∽2°。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
具體實現(xiàn)方式如圖1所示，在固定套下端預(yù)先制出高為h、角度為β的內(nèi)錐形。為保證微應(yīng)力效果，β角很小，在30′～2°內(nèi)選，可容納并限制沖頭橫向彈性變形，變形后的情況是由上向下，從不加粗到加粗是在h尺寸范圍內(nèi)逐漸發(fā)生的，只產(chǎn)生極微小的應(yīng)力集中。固定套內(nèi)表面磨加工到尺寸后，用極細油石仔細打磨內(nèi)錐與內(nèi)孔過渡處，制成光滑的圓角。固定套可重復(fù)使用，易損件只有沖頭。
權(quán)利要求1.一種微應(yīng)力集中式冷擠壓沖頭，沖頭嵌套于固定套中，其特征是在固定套的下端內(nèi)部開有一內(nèi)錐面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微應(yīng)力集中式冷擠壓沖頭，其特征是固定套內(nèi)圓錐面的傾角β為30′∽2°。
專利摘要本實用新型是一種微應(yīng)力集中式冷擠壓沖頭，沖頭嵌套于固定套中，在固定套的下端內(nèi)部開有一內(nèi)錐面，只產(chǎn)生極微小的應(yīng)力集中，固定套內(nèi)表面磨加工到尺寸后，用極細油石仔細打磨內(nèi)錐與內(nèi)孔過渡處，制成光滑的圓角。固定套可重復(fù)使用，易損件只有沖頭。改進的微應(yīng)力式集中沖頭，可延長使用壽命。
文檔編號B21C25/00GK2606646SQ02262028
公開日2004年3月17日 申請日期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, 楊瑞成, 聶福榮 申請人:蘭州理工大學(xué)