專利名稱：橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)孔形狀為扁橢圓形的扁擠壓筒，是為大型擠壓機(jī)配套的擠壓工具，用于有色金屬材料擠壓的扁擠壓筒。
背景技術(shù)：
扁擠壓筒是擠壓大型、扁寬、薄壁、復(fù)雜空心和實(shí)心型材必不可少的重要工具，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣。由于大型扁擠壓筒工作時(shí)，內(nèi)孔受到很大的內(nèi)壓，因此大型扁擠壓筒采用多層筒體、預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)。它由內(nèi)套、中套、外套組成，一般的扁擠壓筒內(nèi)套的內(nèi)孔形狀為扁圓柱形，故稱扁擠壓筒(見圖1)。扁擠壓筒各層筒體之間存在過盈量，通過熱裝而成。冷卻后，形成過盈配合，即筒體內(nèi)部就形成預(yù)應(yīng)力。由于扁擠壓筒內(nèi)孔形狀的復(fù)雜，加之預(yù)應(yīng)力的作用，使得扁擠壓筒體內(nèi)部應(yīng)力分布極不均勻，不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。近年來，國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)與科研單位通過優(yōu)化扁擠壓簡(jiǎn)的各層筒體結(jié)構(gòu)尺寸以及它們之間的過盈配合量，或改善筒體的溫度分布等措施來改善筒體的應(yīng)力分布，提高扁擠壓筒的使用性能。但，這些措施的改善效果還是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，其扁擠壓筒的內(nèi)孔形狀，能有效的降低應(yīng)力峰值，使擠壓筒的應(yīng)力分布較為均勻，從而提高扁擠壓筒的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種用于大型擠壓機(jī)配套使用的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，它包括外套、內(nèi)套，在內(nèi)套的中部設(shè)有擠壓筒扁孔，其特征在于所述的擠壓筒扁孔的幾何形狀是由扁孔上下兩條平行的直線與左右兩段橢圓弧線連接組成扁橢圓形。
所述的左右兩段的橢圓弧線與扁孔上下兩條平行的直線相切。
所述的橢圓弧線的橢圓度為1.1～2.0，橢圓弧線沿兩條平行的直線方向?yàn)槎贪胼S。
所述的外套和內(nèi)套之間可設(shè)有中套，形成多層筒體。
應(yīng)用這種扁橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，可以明顯改善扁擠壓筒體的受力分布、緩解扁擠壓筒內(nèi)壁的應(yīng)力集中、降低應(yīng)力峰值，從而延長(zhǎng)扁擠壓筒的使用壽命。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是其扁擠壓筒的扁橢圓形內(nèi)孔形狀，能有效的降低應(yīng)力峰值，使擠壓筒的應(yīng)力分布較為均勻，從而提高扁擠壓筒的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。


圖1為已有技術(shù)中的一種扁擠壓筒結(jié)構(gòu)。
其中1為扁擠壓筒的外套，2為中套，3為內(nèi)套，4、5為各層套之間的配合面，均為圓柱面過盈配合，6為擠壓筒扁孔。
圖2為本實(shí)用新型的一種扁擠壓筒結(jié)構(gòu)，不同于圖1的內(nèi)孔形狀，其中L為內(nèi)孔的長(zhǎng)軸，W為內(nèi)孔的短軸，A為橢圓弧線的短半軸，B為橢圓弧線的長(zhǎng)半軸。
具體實(shí)施方式
一種用于大型擠壓機(jī)配套使用的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，它包括外套7、內(nèi)套9，在內(nèi)套9的中部設(shè)有擠壓筒扁孔11，其所述的擠壓筒扁孔11的幾何形狀是由扁孔上下兩條平行的直線12與左右兩段橢圓弧10線連接組成扁橢圓形。
所述的左右兩段的橢圓弧線10與扁孔11上下兩條平直線12相切。
所述的橢圓弧線10的橢圓度為1.1～2.0。
所述的外套7和內(nèi)套9之間可設(shè)有中套8，形成多層筒體。各層筒體均為圓柱面過盈配合。
本實(shí)用新型的構(gòu)成由內(nèi)套、外套或內(nèi)套、外套再加1～2層中套組成(見圖2)。橢圓度e=BA;]]>B取 A的大小由 計(jì)算求出，則內(nèi)孔的幾何方程可表示為(x-xo)2A2+(y-yo)2B2=1,]]>其中XO=L2-A,]]>y0＝0。當(dāng)e＝1時(shí)表示過渡圓弧為半圓。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用扁橢圓形內(nèi)孔取代扁圓形內(nèi)孔(圖2)，形狀優(yōu)化后的組合等效應(yīng)力沿內(nèi)壁的變化幅度減?。谎h(huán)應(yīng)力的峰值明顯降低(降低幅度達(dá)14％)；最大應(yīng)力集中點(diǎn)偏離內(nèi)孔角點(diǎn)。
組合等效應(yīng)力沿內(nèi)壁的變化幅度減小表明應(yīng)力分布更加均勻，這樣能更加充分的發(fā)揮材料的利用率。而最大應(yīng)力集中點(diǎn)偏離內(nèi)孔角點(diǎn)則有效的避免了應(yīng)力集中點(diǎn)與筒體薄弱點(diǎn)的重疊，是應(yīng)力分布更趨合理。扁擠壓筒在擠壓工作時(shí)，受力情況是反復(fù)加載和卸載的過程，加載時(shí)扁擠壓筒內(nèi)壁受拉應(yīng)力，卸載時(shí)內(nèi)壁受裝配壓應(yīng)力，所以扁擠壓筒處于拉壓交變循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)。因此，筒體材料的抗疲勞循環(huán)次數(shù)是循環(huán)應(yīng)力的函數(shù)。即循環(huán)應(yīng)力的峰值越高則材料的抗疲勞循環(huán)次數(shù)越少，相反，循環(huán)應(yīng)力的峰值越低則材料的抗疲勞循環(huán)次數(shù)越多。可見循環(huán)應(yīng)力的峰值的降低，能有效提高材料的抗疲勞能力，延長(zhǎng)材料的持久極限。從而延長(zhǎng)扁擠壓筒的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種用于大型擠壓機(jī)配套使用的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，它包括外套、內(nèi)套，在內(nèi)套的中部設(shè)有擠壓筒扁孔，其特征在于所述的擠壓筒扁孔的幾何形狀是由扁孔上下兩條平行的直線與左右兩段橢圓弧線連接組成扁橢圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，其特征在于所述的左右兩段的橢圓弧線與扁孔上下兩條平行的直線相切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，其特征在于所述的橢圓弧線的橢圓度為1.1～2.0，橢圓弧線沿兩條平行的直線方向?yàn)槎贪胼S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，其特征在于所述的外套和內(nèi)套之間可設(shè)有中套，形成多層筒體。
專利摘要一種用于大型擠壓機(jī)配套使用的橢圓內(nèi)孔的扁擠壓筒，它包括外套、內(nèi)套，在內(nèi)套的中部設(shè)有擠壓筒扁孔，其所述的擠壓筒扁孔的幾何形狀是由扁孔上下兩條平行的直線與左右兩段橢圓弧線連接組成扁橢圓形。所述的左右兩段的橢圓弧線與扁孔上下兩條平直線相切。所述的橢圓弧線的橢圓度為1.1～2.0，橢圓弧線沿兩條平行的直線方向?yàn)槎贪胼S。所述的外套和內(nèi)套之間可設(shè)有中套，形成多層筒體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是其扁擠壓筒的扁橢圓形內(nèi)孔形狀，能有效的降低應(yīng)力峰值，使擠壓筒的應(yīng)力分布較為均勻，從而提高扁擠壓筒的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21C25/02GK2637017SQ0327564
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者謝水生, 劉靜安, 賀金宇, 徐盈輝, 張學(xué)軍 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院