CN103934299A - 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法 - Google Patents

一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103934299A
CN103934299A CN201410184918.6A CN201410184918A CN103934299A CN 103934299 A CN103934299 A CN 103934299A CN 201410184918 A CN201410184918 A CN 201410184918A CN 103934299 A CN103934299 A CN 103934299A
Authority
CN
China
Prior art keywords
barrel
inner core
soft metal
metal layer
stress
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.)
Granted
Application number
CN201410184918.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103934299B (zh
Inventor
罗远新
王勇勤
严兴春
马玲
张飞
刘志芳
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.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
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 Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201410184918.6A priority Critical patent/CN103934299B/zh
Publication of CN103934299A publication Critical patent/CN103934299A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103934299B publication Critical patent/CN103934299B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法。该扁挤压筒由外筒(401)、中筒(402)、软金属层(403)和内筒(404)构成；外筒(401)和中筒(402)采用过盈装配；在内筒(404)与中筒(402)之间包含了一层变厚度的软金属层(403)；两端采用过盈配合将软金属层(403)封闭在密闭的型腔内。其制造方法为：外筒(401)、中筒(402)采用锻造或环轧制坯，大型车床配作加工，并采用热装工艺完成外筒和中筒的装配；在内筒上步所加工的型腔中浇铸软金属层，确保软金属浇铸的致密性；浇铸完成后采用数控机床加工内筒(404)的内部型腔，采用配作加工加工内筒的外径，满足两端密封部位过盈量的要求。本发明提供的扁挤压筒可有效提高整个扁挤压筒寿命。

Description

一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法
技术领域
本项发明属于塑性成型领域，特别涉及一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法。
背景技术
随着交通运输业与航天航空业的迅速发展，大型宽幅、薄壁、且具有复杂结构的轻合金型材在轨道车辆、飞机等领域的需求量不断增大。采用扁挤压筒不但可提升宽幅构件挤压工艺和产品质量，也减少了挤压机的吨位。因此，许多研究者提出不同结构的扁挤压筒。
如图1为现有技术中内筒为整体结构的扁挤压筒示意图，它由外筒101、中筒102、内筒103组成。工作中，在内筒内壁圆弧过渡处，即图中圈出部位，会产生较大的应力集中，造成内筒破坏，大大降低使用寿命。
如图2为专利ZL01256641.1提出的局部预压力结构扁挤压筒，它由外筒201、中筒202、内筒203组成。其特征是内筒与中筒之间的过盈装配接触面为局部接触，从而减小圆弧过渡处，即图中圈出部位的应力集中；但内筒有一部分与中筒不接触，造成该部位刚度降低，工作时会产生较大的位移，在周期性的加载条件下，很容易引起疲劳破坏，降低使用寿命。
如图3为专利WO2010/145087A1提出的内筒为镶块结构的扁挤压筒，它由外筒301、中筒302、内筒303、上镶块304、下镶块305以及沉头螺栓306组成。上、下镶块由沉头螺栓固定在内筒圆环上，把集中内应力较均匀地传递给内筒圆环，从而降低危险断面的应力峰值；但由于由于加工误差以及高温、高压、高摩擦等的恶劣工作环境，两镶块的会产生间隙，工作是被挤压金属会填满缝隙，损坏镶块及中筒，同时内筒螺纹处也会产生应力集中，在周期性的加载情况下，也较易造成破坏。
上述扁挤压筒结构都不可避免在过渡圆角处的应力集中；在高温高压服役环境下，内筒平均应力水平已经接近屈服应力，由于应力集成的影响，局部应力很高，易超出许用应力，导致内筒在短时间内开裂。目前，上述扁挤压筒服役寿命难以满足工业需求。
发明内容
本发明专利目的就是克服上述背景中扁挤压筒的应力集中现象，提出一种消除内筒应力集中的扁挤压筒，提高扁挤压筒的寿命。
本项发明是一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法。本发明所提出的扁挤压筒结构如图4所示。该扁挤压筒由外筒401、中筒402、软金属层403和内筒404构成；外筒401和中筒402采用过盈装配；在内筒404与中筒402之间包含了一层变厚度的软金属层403；两端采用过盈配合将软金属层403封闭在密闭的型腔内，如图5所示。
本发明所提出的扁挤压筒的制造方法为：外筒401、中筒402可采用锻造或环轧制坯，大型车床配作加工，满足过盈量的精度要求，并采用热装工艺完成外筒和中筒的装配；内筒404也采用锻造或环轧制坯，采用数控机床加工对内筒外部轮廓均进行粗加工，保证壁厚满足设计要求；在内筒上步所加工的型腔中浇铸软金属层，确保软金属浇铸的致密性；浇铸完成后采用数控机床加工内筒404的内部型腔，采用配作加工加工内筒的外径，满足两端密封部位过盈量的要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的扁挤压筒，采用变截面的软金属层，在高温环境下具有良好的流动性，当内筒承受挤压载荷时，内筒变形导致软金属层产生静水压力，由于静水压力与内部挤压力平衡，挤压筒内筒的应力集中得到明显消除，其应力水平也大大降低；而中筒402、外筒401在静水压力的作用下，也不会产生应力集中。因此，本发明提供的扁挤压筒可有效提高整个扁挤压筒寿命。
附图说明
图1是现有技术中内筒为整体结构的扁挤压筒示意图
其中：101外筒、102中筒、103内筒
图2是现有技术中局部预压力结构扁挤压筒示意图
其中：201外筒、202中筒、203内筒
图3是现有技术中内筒为镶块结构的扁挤压筒示意图
其中：.304上镶块、305下镶块、306连接螺钉
图4是本发明的扁挤压筒实施例示意图
其中：401外筒、402中筒、403内筒、404软金属层
图5是本发明的扁挤压筒端部密封结构1/4模型图
其中：401外筒、402中筒、403内筒、404软金属层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更清楚表达，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
本发明所提出的扁挤压筒实施例示意图如图4和图5所示。由外筒401、中筒402、软金属层403、内筒构成404；外筒401和中筒402采用过盈装配；在内筒404与中筒402之间包含了一层变厚度的软金属层403；两端采用过盈配合将软金属层403封闭在密闭的型腔内，如图5中标示部分。
其制造过程如下：外筒401、中筒402可采用锻造或环轧制坯，大型车床配作加工，满足过盈量的精度要求，并采用热装工艺完成外筒和中筒的装配；内筒404也采用锻造或环轧制坯，采用数控机床加工对内筒外部轮廓均进行粗加工，保证壁厚满足设计要求；在内筒上步所加工的型腔中浇铸软金属层，确保软金属浇铸的致密性；浇铸完成后采用数控机床加工内筒404的内部型腔，采用配作加工加工内筒的外径，满足两端密封部位过盈量的要求。
本发明的扁挤压筒服役在高温环境，在高温下软金属层的屈服应力降低、流动性提高，在工作载荷的作用下产生近似静水压力，在科学合理设计内筒404壁厚和各层筒之间过盈量，可使过渡圆角处的应力集中现象得到消除，可以大大提高扁挤压筒的服役寿命。
需要进一步说明的是，本发明实例提供的扁挤压筒不局限于具体尺寸，以及各层筒和软金属层厚度，不限制具体软金属层材料物理化学特性，可以根据理论研究和实际生产需要进行改变尺寸大小、制造方法和各层金属材料；此外，两端密封形式也可以采用不同结构。
以上所述，仅是本发明的一个实施例而已，不是对本发明作任何限制。任何熟悉本领域的技术人员，可以根据上述原理，对本发明进行修改、修饰或者结构变化产生等效实例；因此，任何未脱离本发明所采用的原理和技术方案的内筒，均属于本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种消除内筒应力集中的组合式扁挤压筒，由外筒(401)、中筒(402)、软金属层(403)、内筒构成(404)；其特征是：内筒(404)采用变壁厚扁筒；内筒(404)和中筒(402)之间的型腔中浇铸低熔点的软金属层(403)，两端采用过盈配合将软金属层(403)封闭在密闭的型腔内；外筒和中筒之间采用过盈装配；所有结构参数均可根据理论分析进行优化；在挤压过程中，所采用变截面的软金属层(403)，在高温环境下具有良好的流动性，当内筒承受挤压载荷时，内筒变形导致软金属层产生静水压力，由于静水压力与内部挤压力平衡，挤压筒内筒的应力集中得到明显消除，其应力水平也大大降低；而中筒(402)、外筒(404)在静水压力的作用下，也不会产生应力集中。
2.权利要求1所述的一种消除内筒应力集中的组合式扁挤压筒的制造方法，其特征是：外筒(401)、中筒(402)采用锻造或环轧制坯，大型车床配作加工，满足过盈量的精度要求，并采用热装工艺完成外筒和中筒的装配；内筒(404)采用锻造或环轧制坯，采用数控机床加工对内筒外部轮廓均进行粗加工，保证壁厚满足设计要求；在内筒上步所加工的型腔中浇铸软金属层，确保软金属浇铸的致密性；浇铸完成后采用数控机床加工内筒(404)的内部型腔，采用配作加工加工内筒的外径，满足两端密封部位过盈量的要求。
CN201410184918.6A 2014-05-05 2014-05-05 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法 Active CN103934299B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410184918.6A CN103934299B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410184918.6A CN103934299B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103934299A true CN103934299A (zh) 2014-07-23
CN103934299B CN103934299B (zh) 2015-12-09

Family

ID=51182321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410184918.6A Active CN103934299B (zh) 2014-05-05 2014-05-05 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103934299B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106119519A (zh) * 2016-08-24 2016-11-16 捷安特(中国)有限公司 立式车轮应力释放机
CN106807793A (zh) * 2017-01-22 2017-06-09 西安工程大学 一种3d打印纤维局部增强的扁挤压筒及其制备方法
CN108311550A (zh) * 2018-05-10 2018-07-24 重庆大学 一种降低内筒应力的扁挤压筒

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105414234A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 青海模具制造科技有限公司 一种耐用加热型挤压筒

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007619A (en) * 1974-04-11 1977-02-15 Swiss Aluminium Ltd. Container for an extrusion press
EP0480903A1 (de) * 1990-10-12 1992-04-15 BÖHLER Edelstahl GmbH Rezipient mit flacher Aufnahmekammer für Strangpressen und Verfahren zu deren Herstellung
DE20117589U1 (de) * 2001-10-27 2002-02-28 Kind & Co Edelstahlwerk Blockaufnehmer
CN2511408Y (zh) * 2001-11-19 2002-09-18 重庆工业高等专科学校 局部预压力结构扁挤压筒
CN101879535A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 吴任东 全预应力场下剖分-组合挤压筒的设计方法和结构
CN101927275A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 西南铝业（集团）有限责任公司 一种扁挤压筒的内套及扁挤压筒
CN202087620U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 太原重工股份有限公司 一种轻合金型材成型扁挤压筒
CN102896465A (zh) * 2012-10-24 2013-01-30 西南铝业（集团）有限责任公司 一种挤压筒的装配方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007619A (en) * 1974-04-11 1977-02-15 Swiss Aluminium Ltd. Container for an extrusion press
EP0480903A1 (de) * 1990-10-12 1992-04-15 BÖHLER Edelstahl GmbH Rezipient mit flacher Aufnahmekammer für Strangpressen und Verfahren zu deren Herstellung
DE20117589U1 (de) * 2001-10-27 2002-02-28 Kind & Co Edelstahlwerk Blockaufnehmer
CN2511408Y (zh) * 2001-11-19 2002-09-18 重庆工业高等专科学校 局部预压力结构扁挤压筒
CN101879535A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 吴任东 全预应力场下剖分-组合挤压筒的设计方法和结构
CN101927275A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 西南铝业（集团）有限责任公司 一种扁挤压筒的内套及扁挤压筒
CN202087620U (zh) * 2011-05-31 2011-12-28 太原重工股份有限公司 一种轻合金型材成型扁挤压筒
CN102896465A (zh) * 2012-10-24 2013-01-30 西南铝业（集团）有限责任公司 一种挤压筒的装配方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106119519A (zh) * 2016-08-24 2016-11-16 捷安特(中国)有限公司 立式车轮应力释放机
CN106807793A (zh) * 2017-01-22 2017-06-09 西安工程大学 一种3d打印纤维局部增强的扁挤压筒及其制备方法
CN106807793B (zh) * 2017-01-22 2018-12-07 西安工程大学 一种3d打印纤维局部增强的扁挤压筒的制备方法
CN108311550A (zh) * 2018-05-10 2018-07-24 重庆大学 一种降低内筒应力的扁挤压筒

Also Published As

Publication number Publication date
CN103934299B (zh) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109079066B (zh) 大型锥形环件的制造工艺
CN103934299B (zh) 一种消除内筒应力集中的扁挤压筒及制造方法
CN107443019B (zh) 深孔输入轴的温冷复合锻造成形方法
CN103111483A (zh) 大模数直齿圆柱齿轮冷挤压工艺及其专用模具
CN101947721A (zh) 小孔口大内孔类空心轴的加工方法
CN102172656B (zh) 谐振杆冷镦制造方法
CN202621811U (zh) 一模一锤锻成复合齿轮的柱齿斜齿形和锥齿形精锻模具
CN101927275B (zh) 一种扁挤压筒的内套及扁挤压筒
CN108687153B (zh) 薄壁宽凸缘立筋筒形件轴向-径向分流挤压成形模具
CN204711073U (zh) 一种汽车转向节的预锻模具
CN105921539A (zh) 大口径深盲孔工件的制备方法
CN101462227B (zh) 热锻复合模具制造方法和热锻复合模具
CN204524138U (zh) 一种轴套类零件生产用模具
CN204308124U (zh) 用于动车高速齿轮环件毛坯锻造的组合模具
CN103962489A (zh) 截齿锻件成型模具上模结构
CN105880346A (zh) 一种铜锥件双动挤压成形控制方法
CN103624498A (zh) 空心轴类零件的成形方法
CN104368735B (zh) 用于重型矿山车车轮轮毂毛坯锻造的工装
CN203599260U (zh) 挤压成型模具
CN106734207A (zh) 一种滚轧锻式锻件制造模具及方法
CN205914694U (zh) 一种胎模锻造齿轮轴的组合模具
CN206763625U (zh) 一种卧式挤压机清理废料的套筒
CN104690206A (zh) 一种轴套类零件生产用模具及其生产方法
CN104226708A (zh) 一种花键冷挤压模具
CN104175079A (zh) 一种煤气表管道用球阀制造工艺

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