[發明專利]多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法

在審

• 申請號: 202210176076.4
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114523063A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 王欣;徐瀟;胡紅磊;劉釗;李志松;劉鵬
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J13/03
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發明提供一種多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法，S1：加工多層擠壓模具，所述多層擠壓模具包括一冷擠壓凹模、一第一層預緊環、一第二層預緊環和一第三層預緊環；S2：采用熱套法將所述第二層預緊環壓入所述第三層預緊環內，所述第二層預緊環與所述第三層預緊環內壁之間的預緊力上大下小；S3：采用熱套法將所述第一層預緊環壓入所述第二層預緊環內，所述第一層預緊環與所述第二層預緊環內壁之間的預緊力上小下大；S4：采用熱套法將所述冷擠壓凹模壓入所述第二層預緊環內。本發明的一種多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法，可在一定程度上抵消擠壓過程中模具上的剪切應力，避免模具發生應力集中和斷裂。

技術領域

本發明涉及法蘭件復合擠壓模具的裝配領域，尤其涉及一種多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法。

背景技術

法蘭是使管子與管子、閥門附件等相互連接的重要零件，具有連接不同部件和傳遞扭矩的重要功能，其質量好壞是決定整個連接系統或傳動系統性能的重要環節。目前，法蘭生產方法有鑄造、鍛造以及機加工等。鑄造法蘭成本低，但其機械性能較差，內部易產生縮孔、縮松以及偏析等缺陷，不能滿足法蘭實際使用過程中復雜的工況條件要求。機械加工法蘭材料利用率低、工藝復雜且材料內部流線被切斷，同樣會大幅降低法蘭機械性能。鍛造法蘭機械性能顯著提高，可承受較大剪切力或拉伸力，但當鍛造工藝參數或模具結構不合理時，法蘭件內部也會出現晶粒粗大、硬化裂紋等現象。近幾年來，隨著低碳綠色制造理念深入人心，復合擠壓工藝成為鍛造行業中研究的熱點之一，復合擠壓法蘭具有機械性能好、成形精度高、鍛件內部組織均勻、表面質量好、節約原材料和減少工藝流程等諸多顯著優勢，因此采用復合擠壓工藝生產法蘭件已經成為行業趨勢。

然而，擠壓過程中工作應力極大，擠壓模具磨損嚴重且常產生模具開裂問題。例如在黑色金屬的擠壓過程中，由于單位擠壓力相當大，導致模具材料的切向拉應力較大，易發生模具的縱向開裂。為此，人們在擠壓黑色金屬時常采用多層預緊的組合式擠壓模具結構，即通過熱套法或壓配法裝配擠壓模具，通過過盈配合使模具產生徑向壓應力，從而可產生切向壓應力，部分抵消模具工作過程中承受的切向拉應力，該方法可以有效提高模具的使用壽命。

在近幾年的研究和生產實踐中發現，預應力模具的裝配方法對模具壽命影響較大。且模具沿軸向預緊力的分布是不均勻的，通常來說，多層嵌套式擠壓模具存在端部效應，其預緊力中間最大并向兩端逐漸減小。目前，擠壓模具裝配時仍采用上下壓套比一致的傳統熱套方法，仍會造成較大概率的模具開裂現象。為此，需要開發新型的擠壓模具裝配方法，進一步細化預緊力分布，提高多層預緊模具的使用壽命。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法，可在一定程度上抵消擠壓過程中模具上的剪切應力，避免模具發生應力集中和斷裂。

為了實現上述目的，本發明提供一種多層預緊擠壓模具的軸向變壓套比裝配方法，包括步驟：

S1：加工多層擠壓模具，所述多層擠壓模具包括一冷擠壓凹模、一第一層預緊環、一第二層預緊環和一第三層預緊環，所述冷擠壓凹模、所述第一層預緊環、所述第二層預緊環和所述第三層預緊環裝配后配合形成擠壓凹模；

所述第三層預緊環的內徑沿軸向一致；

所述第二層預緊環的上端形成外徑不變的第一圓柱段，所述第一圓柱段的下部至所述第二層預緊環的底端外徑逐漸減小，所述述第二層預緊環的內徑沿軸向一致；

所述第一層預緊環的上端形成外徑不變的第二圓柱段，所述第一層預緊環的中部和下部形成外徑大于所述第二圓柱段的第三圓柱段，所述第二圓柱段和所述第三圓柱段之間形成一圓滑過渡段，所述第一層預緊環的內徑沿軸向一致；

所述冷擠壓凹模的外徑一致；

S2：采用熱套法將所述第二層預緊環壓入所述第三層預緊環內，所述第二層預緊環與所述第三層預緊環內壁之間的預緊力上大下小；