CN204934230U - 冷挤压芯棒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冷挤压芯棒，包括至少表面粗糙度小于工件内孔壁表面粗糙度，且硬度大于工件硬度的工作部，以及直径小于工作部直径的支承部，所述工作部与工件内孔相适应，工作部与支承部之间具有连接部。该冷挤压芯棒，结构简单，成本较低；能够有效的减少冷挤压加工过程中产生的摩擦力，提高加工效率，减少加工后波导元件内孔的变形量；并且降低波导元件内孔壁表面粗糙度，对于内孔较深的细长结构波导元件，也能保证内孔壁表面粗糙度达到Ra0.8。

Description

冷挤压芯棒

技术领域

本实用新型涉及一种特别适合但不仅限于冷挤压加工细长结构波导元件内孔的芯棒。

背景技术

对于细长结构波导元件的内孔加工，由于波导元件具有壁薄(如壁厚为1mm)、内孔较深(如孔深为250mm)等特点，为了保证内孔壁表面粗糙度较低(达到Ra0.8)，目前可采用慢走丝加工；然而，慢走丝的效率很低，加工费用昂贵。为了提高生产效率并且降低成本，可采用镗刀进行镗孔(粗镗、精镗)，但由于内孔深度较深，精镗后的内孔壁表面粗糙度通常只能达到Ra6.3，为了提高精镗后波导元件内孔壁表面粗糙度，可采用芯棒对工件内孔进行冷挤压加工。现有的冷挤压加工中采用的芯棒是与工件内孔相匹配的，芯棒与内孔的接触面积大，挤压过程中产生的摩擦力大，不可避免会产生较多的热量，导致加工后的工件内孔易产生较大的变形，从而使工件内孔精度降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够大幅减小在加工过程中的摩擦力，并且降低波导元件内孔壁表面粗糙度的冷挤压芯棒。

本实用新型的冷挤压芯棒，包括至少表面粗糙度小于工件内孔壁表面粗糙度，且硬度大于工件硬度的工作部，以及直径小于工作部直径的支承部，所述工作部与工件内孔相适应，工作部与支承部之间具有连接部。

其中，要使工作部能够对工件内孔进行冷挤压加工，并且降低工件内孔壁表面粗糙度，从而提高工件内孔精度，则必须保证工作部的硬度较大。所述工作部可以采用淬火类高硬度材料制作。所述支承部对工作部起支撑和定位作用，其直径小于工作部，是为了保证在冷挤压的过程中，支承部不会与工件内孔表面相接触，即只有工作部与工件内孔表面相接触，这样能够大幅的减小冷挤压中产生的摩擦力，尤其是对工件内孔较深的，能够极大的提高加工效率，并减少加工后工件内孔的变形。在实际应用中，只需保证与工件内孔相接触的工作部的表面粗糙度较低、硬度较大即可，对支承部的表面粗糙度要求较低，这样还可以降低大量成本。

所述工作部与支承部可以设计成一体式结构，也可以设计成可拆卸式结构。当工作部与支承部之间为一体式结构时，所述连接部指的是工作部与支承部两者之间的过渡段；当工作部与支承部之间为可拆卸式结构时，所述连接部指的是工作部与支承部之间的连接段。所述工作部对工件内孔进行冷挤压加工，使工件内孔产生冷变形而尺寸略微扩张，且经过挤压后的工件内孔壁表面粗糙度与工作部表面粗糙度接近。

由于细长结构波导元件壁厚较薄，在冷挤压加工过程中极易发生变形，故在实际使用时，还设有与所述工件外表面相适应的外模套，所述外模套起装夹定位的作用。该外模套可以是由沿轴向剖开的两个半模构成，更加方便工件的装夹。工件装夹好后，即可利用本实用新型的冷挤压芯棒对工件内孔进行冷挤压加工，所述工作部与工件内孔应始终保持在同一轴线上，并且控制工作部匀速行进，减少因工作部偏移或速度不均造成的加工误差，确保挤出的内孔壁纹路光整，表面粗糙度较低。

经测试，为了保证工件内孔壁表面粗糙度可以达到Ra0.8，所述工作部的表面粗糙度可以是Ra0.1～Ra0.4。例如，当工件内孔设计尺寸为优选直径最大处为表面粗糙度为Ra0.4的工作部，并保证挤压速度为10mm/s，即可确保达到工件内孔设计尺寸要求的同时，使工件内孔壁表面粗糙度达到Ra0.8。此外，根据实际需要，所述工作部的表面粗糙度也可以是Ra0.2。本实用新型的冷挤压芯棒，结构简单，成本较低；能够大幅减小冷挤压过程中产生的摩擦力，提高加工效率，减少加工后波导元件内孔的变形量；并且降低波导元件内孔壁表面粗糙度，对于内孔较深的细长结构波导元件，也能使内孔壁表面粗糙度达到Ra0.8。

具体的，所述工作部呈锥台状，工作部中只有直径最大处是与工件内孔接触的，这样能够大幅度的减小工作部和工件之间的接触面积，从而显著减小了相互间摩擦力，并且便于工作部进入工件内孔，避免伤及工件内孔壁。

可选的一种结构是，将工作部与支承部设置成一体式结构，所述连接部为平滑过渡的台阶，工作部与支承部之间呈阶梯状，制作方便。

另一种可选的结构是，所述连接部为工作部与支承部之间的螺纹连接段，工作部与支承部之间是可拆卸式的结构。所述工作部设有内螺纹，直径较小的支承部设有相应的外螺纹，使用时，工作部与支承部之间通过螺纹连接，方便制作和拆卸。

此外，所述工作部与支承部之间也可以是通过焊接、粘接等方式相连。

进一步的，所述工作部与工件内孔的配合处具有刃口，以最大限度的减小工作部与工件内孔之间的摩擦，使工作部对工件内孔的挤压更加容易，提高加工效率，并且使加工后的工件内孔壁更加光滑。理论上，所述刃口的宽度应尽可能小，最好为线接触，但实际很难做到，故只需保证刃口宽度较小即可。所述刃口宽度优选3mm。

具体的，所述支承部的长度大于工件内孔的深度，以确保本实用新型的冷挤压芯棒能够在工件内孔的整个轴向长度范围内移动，避免因支承部的长度不足而导致工作部无法对部分内孔进行冷挤压或冷挤压效果较差。

优选的，所述支承部呈圆柱状，制作简单方便。支承部的直径应适当，避免在冷挤压过程中，尤其是在加工内孔较深的工件时，因加工误差导致支承部发生颤动偏移而触碰到工件内孔，影响工件内孔的加工质量。

更进一步的，为了更好的控制工作部与工件内孔之间的相对位置，即确保工作部与工件内孔始终保持在同一轴线上，并且控制工作部沿工件内孔壁匀速行进，还设有与所述支承部连接的控制机构。所述控制机构可以是现有的挤压压头、液压头或者其他类似的机构。

本实用新型的冷挤压芯棒，结构简单，成本较低；能够有效的减小冷挤压过程中产生的摩擦力，提高加工效率，减少加工后波导元件内孔的变形量；并且降低波导元件内孔壁表面粗糙度，对于内孔较深的细长结构波导元件，也能保证内孔壁表面粗糙度达到Ra0.8。

以下结合实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1为本实用新型的冷挤压芯棒的结构示意图。

图2为图1所示冷挤压芯棒挤压工件内孔的使用状态图。

具体实施方式

如图1和图2所示的冷挤压芯棒，包括至少表面粗糙度小于工件6内孔壁表面粗糙度，并且硬度大于工件6硬度的工作部1，以及直径小于工作部1直径的支承部2，所述工作部1与工件6内孔相适应，工作部1与支承部2之间具有连接部3。

所述支承部2对工作部1起支撑和定位作用。所述支承部2呈圆柱状且直径小于工作部1，并且支承部2的直径应在保证操作方便的前提下根据工件6内孔大小来设置，避免在冷挤压过程中，尤其是在加工内孔较深的工件6时，因加工误差导致支承部2发生颤动偏移而触碰到工件6内孔，影响工件6内孔的加工质量；保证在冷挤压的过程中，支承部2不会与工件6内孔表面相接触，即只有工作部1与工件6内孔表面相接触，有效的减小了冷挤压中产生的摩擦力，尤其是对工件6内孔较深的，能够极大的提高加工效率，并减少加工后工件6内孔的变形。在实际应用中，只需保证与工件6内孔相接触的工作部1的表面粗糙度较低、硬度较大即可，对支承部2的表面粗糙度要求较低，这样可以降低大量成本。此外，所述支承部2的长度大于工件6内孔的深度，以确保本实用新型的冷挤压芯棒能够在工件6内孔的整个轴向长度范围内移动，避免因支承部2的长度不足而导致工作部1无法对部分内孔进行冷挤压或冷挤压效果较差。

所述工作部1可以采用淬火类高硬度材料制作，确保硬度较高，方便对工件6内孔的挤压。工作部1呈锥台状，工作部1中只有直径最大处是与工件6内孔接触的，有利于大幅度的减小工作部1和工件6之间的接触面积，从而显著减小相互间摩擦力，并且便于工作部1进入工件6内孔，避免伤及工件6内孔壁。为了进一步减小两者之间的接触面积，从而减小摩擦力，工作部1与工件6内孔的配合处设有刃口，所述刃口宽度优选为3mm，使工作部1对工件6内孔的冷挤压更加容易，提高加工效率，并且保证加工后的工件6内孔壁更加光滑。

所述工作部1与支承部2可以设计成一体式结构，也可以设计成可拆卸式结构。当工作部1与支承部2之间为一体式结构时，如图1和图2所示，所述连接部3指的是工作部1与支承部2两者之间的过渡段。例如，工作部1与支承部2之间呈阶梯状，所述连接部3可以是平滑过渡的台阶，方便制作和使用。当工作部1与支承部2之间为可拆卸式结构时，所述连接部3指的是工作部1与支承部2之间的连接段。例如，所述连接部3可以是工作部1与支承部2之间的螺纹连接段，所述工作部1设有内螺纹，直径较小的支承部2设有相应的外螺纹，使用时，工作部1与支承部2之间通过螺纹连接，方便制作和拆卸。此外，所述工作部1与支承部2之间也可以是通过焊接、粘接等方式相连的。

在实际应用时，由于细长结构波导元件壁厚较薄，在冷挤压加工过程中工件极易发生变形，为了保证冷挤压加工的顺利进行，还设有与所述工件6外表面相适应的外模套5以及与所述支承部2连接的控制机构4。所述外模套5可以是由沿轴向剖开的两个半模构成，以便于工件6的装夹。所述控制机构4可以是现有的挤压压头、液压头或其他类似机构。工作部1在控制机构4的作用下，始终与工件6内孔保持在同一轴线上，且保持匀速行进，对工件6内孔进行冷挤压加工，使工件6内孔产生冷变形而尺寸略微扩张；减少因工作部1偏移或速度不均造成的加工误差，从而确保挤出的内孔壁纹路光整，表面粗糙度较低，经过冷挤压后所得的波导元件内孔壁表面粗糙度与工作部1的表面粗糙度接近。经实验得知，为了保证波导元件内孔壁表面粗糙度可以达到Ra0.8，所述工作部1的表面粗糙度可以是Ra0.1～Ra0.4。例如，当工件6内孔设计尺寸为优选直径最大处为表面粗糙度为Ra0.4的工作部1，控制机构4控制工作部1的挤压速度为10mm/s，即可确保达到波导元件内孔设计尺寸要求的同时，使所得波导元件内孔壁表面粗糙度达到Ra0.8。根据实际需要，所述工作部1的表面粗糙度也可以是Ra0.2。

上述本实用新型的冷挤压芯棒，结构简单，成本较低；能够有效的减少冷挤压过程中产生的摩擦力，提高加工效率，减少加工后波导元件内孔的变形量；并且降低波导元件内孔壁表面粗糙度，对于内孔较深的细长结构波导元件，也能保证内孔壁表面粗糙度为Ra0.8。

Claims (9)

1.冷挤压芯棒，其特征在于包括至少表面粗糙度小于工件内孔壁表面粗糙度，且硬度大于工件硬度的工作部(1)，以及直径小于工作部(1)直径的支承部(2)，所述工作部(1)与工件内孔相适应，工作部(1)与支承部(2)之间具有连接部(3)。

2.如权利要求1所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述工作部(1)呈锥台状。

3.如权利要求1所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述连接部(3)为平滑过渡的台阶。

4.如权利要求1所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述连接部(3)为工作部(1)与支承部(2)之间的螺纹连接段。

5.如权利要求1所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述工作部(1)与工件内孔的配合处具有刃口。

6.如权利要求5所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述刃口宽度为3mm。

7.如权利要求1所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述支承部(2)的长度大于工件内孔的深度。

8.如权利要求1至7之一所述的冷挤压芯棒，其特征在于所述支承部(2)呈圆柱状。

9.如权利要求1至7之一所述的冷挤压芯棒，其特征在于还设有与所述支承部(2)连接的控制机构(4)。