[發明專利]金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法及其工具

有效

• 申請號: 201610548389.2
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106216539B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 石廣豐;林峰;許穎;薛常喜;史國權
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B21D41/04
• 分類號: B21D41/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工件加工技術領域，尤其涉及一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法。

背景技術

具有縮頸孔的工件在微導流應用中具有重要作用。目前已有的方法加工高精度、微型的縮頸孔十分困難，尚未有相關報道。在工件單面實現超微孔成形方法方面，已有的單金剛石圓錐壓頭納米印壓成孔技術，需要在工件底面的硬基底材料作用下復合成形，而且加工后在底面的成孔強度不夠，同時孔邊沿的裂紋問題使得孔腔壽命受影響。

發明內容

針對上述缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法。

本發明的技術方案為：

一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法，包括：

1)、將待加工工件通過夾具固定，留出待加工縮頸孔位置；

2)、在待加工縮頸孔位置的上方設置第一金剛石圓錐壓頭，在待加工縮頸孔位置的下方設置第二金剛石圓錐壓頭；

3)、第一金剛石圓錐壓頭和第二金剛石圓錐壓頭對待加工工件上下表面同時進行印壓，第一金剛石圓錐壓頭和第二金剛石圓錐壓頭進入待加工工件深度分別為h1和h2，形成預成形的上、下錐孔，其中，h1與h2之和小于H，H為待加工工件的厚度；

4)、將第二金剛石圓錐壓頭下移到初始位置，然后第一金剛石圓錐壓頭繼續下壓到深度h處，穿透預成形的下錐孔尖端，使縮頸孔孔徑達到d；

5)、第一金剛石圓錐壓頭上移，返回壓入前初始位置，最終實現縮頸孔孔徑d、大口端直徑D1，小口端直徑D2的縮頸孔成形加工。

所述第一金剛石圓錐壓頭和第二金剛石圓錐壓頭的軸線與待加工工件的表面垂直設置，且第一金剛石圓錐壓頭與第二金剛石圓錐壓頭的軸線重合設置。

一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔的工具，包括：第一金剛石圓錐壓頭、第二金剛石圓錐壓頭以及固定待加工工件的夾具，所述夾具包括上夾具以及下夾具，上夾具和下夾具分別位于待加工工件上下表面，且上夾具和下夾具為中空結構。

所述第一金剛石圓錐壓頭與第二金剛石圓錐壓頭的軸線與待加工工件的表面垂直，且第一金剛石圓錐壓頭與第二金剛石圓錐壓頭的軸線重合。

與現有技術比較，本發明的有益效果為：

本發明提供了一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法及其工具，采用雙金剛石圓錐壓頭在工件預加工孔的位置處的共同印壓成形作用實現雙向印壓，根據各自印壓的工藝參數而最終實現工件內部縮頸孔的成形加工。主成形孔成形過程中在反方向預成形孔的基礎上進行尖端應力拓展，進而通過金剛石錐形刀尖及其鈍圓作用更有利于實現縮頸孔處成形的超微化，而且縮頸孔的口徑可控化更高、加工精度高，此外，在孔的中段實現縮頸孔加工，既能實現微孔的導流功能要求，也能增加成孔后的強度要求，進而提高縮頸孔工件的服役期。

附圖說明

圖1是本發明中加工工具結構示意圖；

圖2是本發明中金剛石圓錐壓頭的幾何參數角度圖；

圖3是本發明中金剛石圓錐壓頭加工過程圖一；

圖4是本發明中金剛石圓錐壓頭加工過程圖二；

圖5是本發明中金剛石圓錐壓頭加工過程圖三；

圖6是本發明中金剛石圓錐壓頭加工過程圖四。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明做詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

本發明提供了一種金剛石圓錐壓頭雙向納米印壓縮頸孔成形方法，包括以下步驟：

1)、將待加工工件3通過夾具固定，留出待加工縮頸孔位置；

2)、在待加工縮頸孔位置的上方設置第一金剛石圓錐壓頭1，在待加工縮頸孔位置的下方設置第二金剛石圓錐壓頭2；如圖1所示，金剛石圓錐壓頭1和金剛石圓錐壓頭2的兩刀尖相對，軸線共線。待加工工件3的邊沿采用中空形的上夾具4和中空形的下夾具5進行夾緊、緊固。

3)、第一金剛石圓錐壓頭1和第二金剛石圓錐壓頭2對待加工工件3上下表面同時進行印壓，第一金剛石圓錐壓頭1和第二金剛石圓錐壓頭2進入待加工工件3深度分別為h1和h2，形成預成形的上、下錐孔，其中，h1與h2之和小于H，H為待加工工件3的厚度；如圖2、3、4所示第一金剛石圓錐壓頭1、第二金剛石圓錐壓頭2的幾何參數包括錐角A，刀尖鈍圓半徑R，和鈍圓包角a，錐角、刀尖鈍圓大小和壓入深度分別根據加工需要而定。