CN102744283B - 一种改善应力状态的正挤压冲头结构 - Google Patents

一种改善应力状态的正挤压冲头结构 Download PDF

Info

Publication number
CN102744283B
CN102744283B CN201210270738.0A CN201210270738A CN102744283B CN 102744283 B CN102744283 B CN 102744283B CN 201210270738 A CN201210270738 A CN 201210270738A CN 102744283 B CN102744283 B CN 102744283B
Authority
CN
China
Prior art keywords
punch
drift
working
direct extrusion
conical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210270738.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102744283A (zh
Inventor
刘百宣
刘华
孙红星
王伟钦
刘丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd
Original Assignee
Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd filed Critical Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co Ltd
Priority to CN201210270738.0A priority Critical patent/CN102744283B/zh
Publication of CN102744283A publication Critical patent/CN102744283A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102744283B publication Critical patent/CN102744283B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

一种改善应力状态的正挤压冲头结构，其特征在于：所述冲头包括尾端、冲头身和工作端；所述工作端外圆设置有由工作端端部向冲头身部分延伸的长度为8～10mm的环台形结构的工作刃带段，且所述的环台形结构的工作刃带段的直径大于冲头身段直径0.3mm；在所述的工作端的端面设置一高度为2～3mm、角度为45°的圆锥凸台，圆锥凸台根部至环台形结构的工作刃带外圆部分设置有角度为2°的圆锥过度面；其中，所述的圆锥凸台根部直径为环台形结构的工作刃带段外圆直径的0.7倍。本发明是针对冷挤压成形中的正挤压冲头研究设计的，在冷挤成形中作为正挤成形冲头使用，可以有效解决正挤压冲头生产过程中，工作端部环形裂纹的产生，而导致的冲头失效，从而提高冲头使用寿命、节约生成成本。

Description

一种改善应力状态的正挤压冲头结构
技术领域
本发明涉及属于金属塑性成形加工技术领域，具体说是涉及一种能改善冷挤压中正挤压冲头工作时所受应力状态的冲头结构形式。
技术背景
模具寿命是影响冷挤压生产能否顺利进行的一个重要因素，也关系到冷挤压件的精度和质量。冷挤压中模具的失效形式主要有塑性变形、产生裂纹、断裂、局部磨损、局部掉块等。模具结构对模具受力状态的影响很大，合理的模具结构能使模具工作时受力均匀、合理，不易偏载，应力集中小。
在冷挤压中，正挤压作为一种主要的成形工艺被广泛使用。而生产实际中，正挤压冲头也存在因失效而不能继续使用的问题，而其失效形式主要有产生裂纹和断裂等，其中产生裂纹的形式有多种，而冲头工作端面产生靠近外圆的环形或半环形裂纹（见附图1）是一种主要的失效形式，这种裂纹多产生于距冲头外圆3～6mm处的环形区域内，其产生的主要原因为，冲头工作时端面受垂直压力（见附图2）产生弹性变形，冲头靠近外圆部位受内部金属挤压，向外壁方向弹性变形，而冲头外圆壁没有相应的平衡力，当冲头一个工作形行程结束后，这种变形应力又消失。这样冲头经过一段使用，此部位在交变应力的作用下，便产生疲劳裂纹，使冲头很快失效。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种结构合理的正挤压冲头端部结构形式，采用该结构形式的正挤压冲头可以改善其工作时工作端部的受力状态，有效解决正挤压冲头端面环形裂纹产生的问题。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的改善应力状态的正挤压冲头结构包括尾端、冲头身和工作端；所述工作端外圆设置有由工作端端部向冲头身部分延伸的长度为8～10mm的环台形结构的工作刃带段，且所述的环台形结构的工作刃带段的直径大于冲头身段直径0.3mm；在所述的工作端的端面设置一高度为2～3mm、角度为45°的圆锥凸台，圆锥凸台根部至环台形结构的工作刃带外圆部分设置有角度为2°的圆锥过度面；其中，所述的圆锥凸台根部直径为环台形结构的工作刃带段外圆直径的0.7倍。
本发明所述圆锥凸台的台面与圆锥凸台的锥面之间的过渡圆角、以及圆锥凸台根部与角度为2°的圆锥过度面之间的过渡圆角均为R1.5mm。
本发明的有益效果如下：
由于本发明采用正挤压冲头工作端部结构形式设计，可以改变冲头工作时的端部应力状态，产生一指向冲头内部的压应力，因而可以有效解决正挤压冲头工作端面环形裂纹产生的问题，提高冲头使用寿命，节约生产成本。
附图说明
图1 为正挤压冲头端面环形裂纹示意图。
图中箭头所指为平冲头使用过程中产生的环形裂纹。
图2 为普通平端面正挤压冲头受力示意图。
图3 为本发明的正挤压冲头结构形式全图。
图4 为本发明的正挤压冲头工作端部受力示意图。
图5 为本发明的正挤压冲头结构形式工作端部放大图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）进一步描述：
如图3、图5所示，本发明所述冲头主要包括尾端1、冲头身2和工作端3三部分；所述工作端外圆设置有由工作端端部向冲头身部分延伸的长度L2为8～10mm的环台形结构的工作刃带段，且所述的环台形结构的工作刃带段的直径d1大于冲头身段直径d3 0.3mm；在所述的工作端的端面设置一高度L1为2～3mm、角度为45°的圆锥凸台，圆锥凸台根部至环台形结构的工作刃带外圆部分设置有角度为2°的圆锥过度面；其中，所述的圆锥凸台根部直径d2为环台形结构的工作刃带段外圆直径d1的0.7倍。
本发明所述圆锥凸台的台面与圆锥凸台的锥面之间的过渡圆角、以及圆锥凸台根部与角度为2°的圆锥过度面之间的过渡圆角均为R1.5mm。
本发明的具体工作原理为：在冲头工作时，冲头端面所设凸台和锥面受到坯料金属的反作用力P，而这种力作用在圆锥面上时，会产生一指向冲头内部的分力F2，构成指向冲头内部的压应力，因而可以改变靠近冲头外圆的环形区域的应力状态，有效解决端面环形裂纹的产生（参见图4）。另外，工作端外圆设置一高度为8～10mm的环台形结构的工作刃带，可以减少冲头工作过程中冲头外圆和凹模内壁的接触面积，可以减少因冲头夹持不正而带来的折断。

Claims (1)

1.一种改善应力状态的正挤压冲头结构，其特征在于：所述冲头包括尾端、冲头身和工作端；所述工作端外圆设置有由工作端端部向冲头身部分延伸的长度为8～10mm的环台形结构的工作刃带段，且所述的环台形结构的工作刃带段的直径大于冲头身段直径0.3mm；在所述的工作端的端面设置一高度为2～3mm、角度为45°的圆锥凸台，圆锥凸台根部至环台形结构的工作刃带外圆部分设置有角度为2°的圆锥过渡面；其中，所述的圆锥凸台根部直径为环台形结构的工作刃带段外圆直径的0.7倍；所述圆锥凸台的台面与圆锥凸台的锥面之间的过渡圆角、以及圆锥凸台根部与角度为2°的圆锥过渡面之间的过渡圆角均为R1.5mm。
CN201210270738.0A 2012-08-01 2012-08-01 一种改善应力状态的正挤压冲头结构 Expired - Fee Related CN102744283B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210270738.0A CN102744283B (zh) 2012-08-01 2012-08-01 一种改善应力状态的正挤压冲头结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210270738.0A CN102744283B (zh) 2012-08-01 2012-08-01 一种改善应力状态的正挤压冲头结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102744283A CN102744283A (zh) 2012-10-24
CN102744283B true CN102744283B (zh) 2015-03-11

Family

ID=47024975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210270738.0A Expired - Fee Related CN102744283B (zh) 2012-08-01 2012-08-01 一种改善应力状态的正挤压冲头结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102744283B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105478508A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 苏州昆仑重型装备制造有限公司 高压油缸反挤压成形工艺及其所用的反挤压模具
CN104399809A (zh) * 2014-10-28 2015-03-11 英业达科技有限公司 冲头结构、壳体结构的冲压方法及壳体结构
CN107321808B (zh) * 2017-06-27 2018-12-11 中北大学 一种反挤压均匀变形模具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221359A (en) * 1967-06-30 1971-02-03 Asea Ab Hydrostatic extrusion apparatus
US4018075A (en) * 1975-05-12 1977-04-19 Hitachi, Ltd. Plastic working dies for cylindrical parts
DE4311249C2 (de) * 1993-04-06 1995-11-23 Danfoss As Formwerkzeug
CN2296779Y (zh) * 1997-11-13 1998-11-11 马进 挤压深孔用的组合凸模
CN201511053U (zh) * 2009-09-18 2010-06-23 江苏太平洋精锻科技股份有限公司 锥齿轮闭式冷挤压模自消应力的下顶杆
CN201603769U (zh) * 2010-01-27 2010-10-13 江苏森威集团有限责任公司 旋转挤压成形模具
CN202667306U (zh) * 2012-08-01 2013-01-16 郑州机械研究所 一种改善应力状态的正挤压冲头结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5514116A (en) * 1978-07-12 1980-01-31 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Hydrostatic extrusion method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221359A (en) * 1967-06-30 1971-02-03 Asea Ab Hydrostatic extrusion apparatus
US4018075A (en) * 1975-05-12 1977-04-19 Hitachi, Ltd. Plastic working dies for cylindrical parts
DE4311249C2 (de) * 1993-04-06 1995-11-23 Danfoss As Formwerkzeug
CN2296779Y (zh) * 1997-11-13 1998-11-11 马进 挤压深孔用的组合凸模
CN201511053U (zh) * 2009-09-18 2010-06-23 江苏太平洋精锻科技股份有限公司 锥齿轮闭式冷挤压模自消应力的下顶杆
CN201603769U (zh) * 2010-01-27 2010-10-13 江苏森威集团有限责任公司 旋转挤压成形模具
CN202667306U (zh) * 2012-08-01 2013-01-16 郑州机械研究所 一种改善应力状态的正挤压冲头结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
锥形冲头翻边变形应力场的数值仿真;卢险峰等;《塑性工程学报》;20070630;第14卷(第3期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102744283A (zh) 2012-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102744283B (zh) 一种改善应力状态的正挤压冲头结构
CN204842723U (zh) 汽车弯管内胆的缩口模具
CN202667306U (zh) 一种改善应力状态的正挤压冲头结构
CN103831384A (zh) 锻制球形/椭圆形封头的模具
CN203541410U (zh) 锻制球形/椭圆形封头的模具
CN109093330B (zh) 一种汽车用消声器的水胀成型工艺
CN204867268U (zh) 用于短圆柱滚子/球面滚子的四组合冷镦模具
CN102699190B (zh) 高压开关壳体分支孔翻边模具系统
CN205551079U (zh) 一种中厚板轧机支撑辊
CN209736689U (zh) 一种用于解决高碳钢裂解连杆衬套孔偏镗的定位装置
CN103537871B (zh) 垂直挤压超高压容器筒体的加工方法
CN104416057A (zh) 一种锥形热胀校形胎具
CN201511053U (zh) 锥齿轮闭式冷挤压模自消应力的下顶杆
CN205025521U (zh) 不同颈部结构的发动机气门
CN101823294A (zh) 径向挤压制管机的耐用型模具
CN204126754U (zh) 活塞
CN203426186U (zh) 挤压钢管用玻璃垫
CN203541205U (zh) 一种受力均匀的冷挤压冲头
CN104209701A (zh) 汽车传感器杯身生产工艺
CN205497779U (zh) 一种定位紧固机构
CN103480712A (zh) 模具冲头
CN203363126U (zh) 一种三通挤压油缸的活塞
CN215745880U (zh) 一种冷挤压模具的凹模
CN208701099U (zh) 一种高炉上下密封阀连杆
CN204052752U (zh) 带支承块两层预应力环双腔镦头模具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150311

Termination date: 20150801

EXPY Termination of patent right or utility model