[发明专利]有十字形键的分形旋压模具及该十字形键的确定方法

权利要求书

1.一种有十字形键的分形旋压模具，包括主动芯模1和从动芯模3；所述主动芯模1和从动芯模3均为纵截面呈倒梯形的回转体，该主动芯模1和从动芯模3的圆周表面均为轮毂的成形面；在所述主动芯模1的大端面中心有与机床主轴固联的连接插杆；其特征在于，在主动芯模1小端面中心有十字形键，该十字形键几何中心与该端面几何中心重合；在从动芯模3小端面中心有十字形键，十字形键几何中心与该端面几何中心重合。

2.一种如权利要求1所述有十字形键的分形旋压模具的十字形键的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定作用在十字形键上的外力偶；根据公式(1)确定作用在十字形键上的外力偶M_e：

Me=9549Pknk---(1)]]>

公式(1)中，M_e为作用在十字形键上的外力偶，P_k为旋压机主轴额定功率，n_k为主轴转速；

步骤二，确定十字形键的许用剪切强度；根据公式(2)确定十字形键的许用剪切强度τ_l：

τ_l＝(0.5-0.7)σ_b    (2)

公式(2)中，τ_l为十字形键材料的许用剪切强度，σ_b为十字形键材料的抗拉强度；步骤三，确定十字形键的许用挤压强度；根据公式(3)确定十字形键的许用挤压强度σ_l：

σ_l＝(1.5-2.5)σ_b    (3)

公式(3)中，σ_l为键材料的许用挤压强度，σ_b为键材料的抗拉强度；

步骤四，确定十字形键的尺寸；根据不等式组(4)和(5)确定十字形键的宽度b、半长度l和高度h：

b<l≤d/2b(l2-b2/4)≥Me/τl---(4)]]>

h(l2-b2/4)≥Me/σlh≤t0/3h<l---(5)]]>

公式(4)和公式(5)中，b、l、h分别为十字形键的宽度、半长度和高度，d为芯模小端面直径，M_e为旋压外力偶，τ_l为十字形键的许用剪切强度，σ_l为十字形键的许用挤压强度，t₀为毛坯厚度；

确定十字形键宽度、半长度和高度的具体步骤如下：

第一步，确定半长度l与宽度b的最小比值m_min；根据公式(6)确定m_min

mmin=8Me/τld3+1/4---(6)]]>

第二步，确定半长度l与宽度b比值的初始值m；在m≥1且m≥m_min的范围内取任意值作为m的初始值；

第三步，确定十字形键宽度b的最小值b_min；根据公式(7)确定十字形键宽度b的最小值b_min：

bmin=Me/τl(m2-1/4)3---(7)]]>

第四步，确定十字形键宽度b的初始值；在b≥b_min范围内取任意值作为初始值；第五步，确定十字形键半长度l；根据公式(8)确定十字形键半长度l：

l＝mb                    (8)

第六步，判断十字形键半长度l是否满足条件l＜d/2；如果满足，则继续进行下一步；若不满足，则b＝b-Δb且使b≥b_min，并转至第五步，直至满足l＜d/2；其中Δb为b的减小步距；

第七步，确定十字形键高度的最小值h_min；根据公式(9)确定十字形键高度的最小值h_min：

h_min＝M_e/σ_l(l²-b²/4)    (9)

第八步，判断十字形键高度的最小值h_min是否满足条件h_min＜t₀/3；如果满足，则继续进行下一步，若不满足，则l＝l+Δl，并转至第六步；其中Δl为l的增加步距；

第九步，确定十字形键高度h；在h_min≤h＜t₀/3的范围内取值作为十字形键高度h。