一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，包括圓形內(nèi)套，內(nèi)套中部設(shè)有擠壓扁孔，擠壓扁孔軸線與內(nèi)套軸線共線，內(nèi)套外設(shè)有外套，外套與內(nèi)套之間過盈配合，外套外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓圓弧構(gòu)成，其幾何形狀為扁橢圓形。將外套設(shè)計為扁橢圓形結(jié)構(gòu)，由兩條平行直線與兩個圓弧構(gòu)成，內(nèi)套與外套配合的過盈量值2～3.5‰，該結(jié)構(gòu)能很好地降低整個扁筒工作時的最大應(yīng)力，能有效的將內(nèi)套上的最大等效應(yīng)力和等效應(yīng)變降低10?20％，從而在惡劣條件下能夠使擠壓筒實現(xiàn)更多次數(shù)擠壓，降低使用成本。
【專利說明】
一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于擠壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒O
【背景技術(shù)】
[0002]扁擠壓筒是擠壓大型扁寬薄壁板材的最有效的工具。與圓擠壓筒相比，扁擠壓筒具有幾何形狀上的優(yōu)越性，由于扁擠壓筒形狀與壁板類型材類似，這樣使得金屬的流動速度平緩勻稱，產(chǎn)品質(zhì)量高，擠壓過程中使得擠壓筒結(jié)構(gòu)也更加緊湊，模具耗損度有效的降低。但由于扁擠壓筒形狀不對稱，容易在內(nèi)套內(nèi)側(cè)圓弧頂端出現(xiàn)應(yīng)力集中，并且要在高溫、高壓、高摩擦的惡劣條件下工作，應(yīng)力分布極不均勻，容易開裂。扁擠壓筒擠壓壁板型材最大的問題就是扁筒內(nèi)套的強度。
[0003]目前國內(nèi)主要研究的扁擠壓筒內(nèi)套內(nèi)腔結(jié)構(gòu)多由直線和過渡圓弧曲線連接而成，因此在使用過程中由于幾何不對稱性造成內(nèi)套內(nèi)孔圓弧頂端處和外套內(nèi)表面長軸附近成為扁擠壓筒使用過程中的危險斷面，實際生產(chǎn)中大型扁擠壓筒的內(nèi)套失效基本都發(fā)生在這個位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，解決了現(xiàn)有扁擠壓筒應(yīng)力集中、容易開裂的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，包括圓形內(nèi)套，內(nèi)套中部設(shè)有擠壓扁孔，擠壓扁孔軸線與內(nèi)套軸線共線，內(nèi)套外設(shè)有外套，外套與內(nèi)套之間過盈配合，外套外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓圓弧構(gòu)成，其幾何形狀為扁橢圓形，外套的中心軸線與內(nèi)套的中心軸線共線。
[0006]本發(fā)明的特征還在于，
[0007]擠壓扁孔的幾何形狀為扁橢圓形，其外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓弧構(gòu)成:上下兩條平行線與左右兩個圓弧線連接而成，左右兩個圓弧線分別與上下兩條平行線相切;擠壓扁孔內(nèi)，與兩條平行直線垂直的對稱軸為短軸，與兩條平行直線平行的對稱軸為長軸，橢圓弧度為I?1.4。
[0008]外套外輪廓的兩條平行直線間的寬度與外套內(nèi)徑比為1.4?1.8。
[0009]外套外輪廓的直線與擠壓扁孔外輪廓的直線相互垂直。
[0010]外套外徑與內(nèi)套外徑之比為2?3。
[0011]內(nèi)套與外套配合的過盈量值為2?3.5%0。
[0012]擠壓扁孔在長軸方向的長度與內(nèi)套外徑之比為0.6?0.8。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，將外套設(shè)計為扁橢圓形結(jié)構(gòu)，由兩條平行直線與兩個圓弧構(gòu)成，內(nèi)套與外套配合的過盈量值2?3.5%。，該結(jié)構(gòu)能很好地降低整個扁筒工作時的最大應(yīng)力，能有效的將內(nèi)套上的最大等效應(yīng)力和等效應(yīng)變降低10-20%，從而在惡劣條件下能夠使擠壓筒實現(xiàn)更多次數(shù)擠壓，降低使用成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為現(xiàn)有扁擠壓筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的扁擠壓筒工作應(yīng)力分布圖；
[0017]圖4為本發(fā)明一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒工作應(yīng)力分布圖。
[0018]圖中，1.內(nèi)套，2.擠壓扁孔，3.外套。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020]本發(fā)明一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括圓形內(nèi)套I，內(nèi)套I中部設(shè)有擠壓扁孔2，擠壓扁孔2軸線與內(nèi)套I軸線共線，內(nèi)套I外設(shè)有外套3，外套3與內(nèi)套I之間過盈配合，外套3外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓圓弧構(gòu)成，其幾何形狀為扁橢圓形，其外輪廓由兩條平行直線與兩個圓弧構(gòu)成:上下兩條平行線與左右兩個圓弧線連接而成，左右兩個圓弧線分別與上下兩條平行線相切；外套3的中心軸線與內(nèi)套I的中心軸線共線，外套3外輪廓的兩條平行直線間的寬度與外套內(nèi)徑比為1.4?1.8。其中，擠壓扁孔2的幾何形狀為扁橢圓形，橢圓度為I?1.4，其外輪廓由兩條平行直線與兩個圓弧構(gòu)成:上下兩條平行線與左右兩個圓弧線連接而成，左右兩個圓弧線分別與上下兩條平行線相切;擠壓扁孔2內(nèi)，與兩條平行直線垂直的對稱軸為短軸，與兩條平行直線平行的對稱軸為長軸。外套3外輪廓的直線與擠壓扁孔外輪廓的直線相互垂直。外套3外徑與內(nèi)套I外徑之比為2?3。內(nèi)套I與外套3配合的過盈量值為2?3.5%。。擠壓扁孔2在長軸方向的長度與內(nèi)套3外徑之比為0.6?0.8。
[0021]圖2為現(xiàn)有扁擠壓筒的結(jié)構(gòu)示意圖(內(nèi)孔尺寸為160mmX80mm)，在裝配過盈量為2.6%。時，該結(jié)構(gòu)的扁擠壓筒的工作應(yīng)力分布圖見圖3，可以看出其最大工作應(yīng)力為881MPa，集中在工作孔圓弧頂端。內(nèi)套工作應(yīng)力由孔向外表面逐漸降低，內(nèi)套外表面左右頂端附近應(yīng)力值最小，外套裝配應(yīng)力由內(nèi)表面向外表面逐漸降低，外表面左右頂端附近應(yīng)力值最小，內(nèi)套工作孔圓弧頂端附近區(qū)域為第一危險處，外套內(nèi)表面長軸附近區(qū)域為第二危險處，兩處都是容易產(chǎn)生破壞造成扁筒失效的區(qū)域。
[0022]圖4是在裝配過盈量為2.6%。時本發(fā)明扁擠壓筒的工作應(yīng)力分布圖，新結(jié)構(gòu)最大工作應(yīng)力值為794MPa，分布在外套內(nèi)表面，內(nèi)套工作應(yīng)力由孔向外表面逐漸降低，內(nèi)套外表面應(yīng)力值最小，外套裝配應(yīng)力由內(nèi)表面向外表面逐漸降低，外表面直線圓弧過渡區(qū)域應(yīng)力值最小，外套內(nèi)表面長軸附近區(qū)域為第一危險處，內(nèi)套工作孔圓弧頂端附近區(qū)域為第二危險處，兩處都是容易產(chǎn)生破壞造成扁筒失效的區(qū)域。由此能夠看出扁筒新型結(jié)構(gòu)有效的將扁筒上的最大等效應(yīng)力和等效應(yīng)變至少降低10%。
[0023]以上僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何限制，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，包括圓形內(nèi)套(I)，內(nèi)套(I)中部設(shè)有擠壓扁孔(2)，擠壓扁孔(2)軸線與內(nèi)套(I)軸線共線，內(nèi)套(I)外設(shè)有外套(3)，外套(3)與內(nèi)套(I)之間過盈配合，外套(3)外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓圓弧構(gòu)成，其幾何形狀為扁橢圓形，外套(3)的中心軸線與內(nèi)套的中心軸線共線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述擠壓扁孔(2)的幾何形狀為扁橢圓形，其外輪廓由兩條平行直線與兩個橢圓弧線構(gòu)成:上下兩條平行線與左右兩個橢圓弧線連接而成，左右兩個橢圓弧線分別與上下兩條平行線相切；擠壓扁孔(2)內(nèi)，與兩條平行直線垂直的對稱軸為短軸，與兩條平行直線平行的對稱軸為長軸，橢圓弧度為I?1.4。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述擠壓扁孔(2)在長軸方向的長度與內(nèi)套外徑之比為0.6?0.8。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述外套(3)外輪廓的直線與擠壓扁孔(2)外輪廓的直線相互垂直。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述外套(3)外輪廓的兩條平行直線間的寬度與外套(3)外徑比為1.4?1.8。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述外套(3)外徑與內(nèi)套(I)外徑之比為2?3。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可降低擠壓筒應(yīng)力集中的扁擠壓筒，其特征在于，所述內(nèi)套(I)與外套(3)配合的過盈量值為2?3.5%0。
【文檔編號】B21C25/00GK106064182SQ201610658053
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月11日
【發(fā)明人】成小樂, 尹君, 胥光申, 屈銀虎, 符寒光, 楊建 , 岳鵬
【申請人】西安工程大學(xué)