[实用新型]一种阶梯式预应力模具结构

说明书

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种阶梯式预应力模具结构。

背景技术

镶套式预应力模具结构是压力加工常用的成形模具之一，镶套的目的是利用模具外套及内芯在装配时因过盈配合而产生的应力来提高模具的径向抗压能力，主要用于径向受力或径向及轴向同时受力的场合。

镶套式预应力模具结构应用广泛，是塑性成形工艺常见的模具结构，主要在热镦成形工艺、冷镦成形工艺、温镦成形工艺以及冷挤压成形工艺等塑性成形的模具中应用。

然而，这种镶套式预应力模具的使用寿命不够长，不足以满足行业生产的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服前述困难而提供一种使用寿命至少比现有结构高5倍的阶梯式预应力模具结构。

本实用新型的一种阶梯式预应力模具结构，包括外套及内芯，所述外套具有单一圆柱孔，所述内芯的外圆为阶梯式圆柱面，具有阶梯式圆柱面的所述内芯嵌在所述外套的单一圆柱孔内。

上述的一种阶梯式预应力模具结构，其中：所述阶梯式圆柱面为过渡面为5-10°锥半角的三级阶梯式圆柱面。

上述的一种阶梯式预应力模具结构，其中：所述三级阶梯式圆柱面中，各圆柱面之间的过盈量分布分别为最大圆柱面处为总过盈量的100%、中间圆柱面处为总过盈量的60-70%、最小圆柱面处为总过盈量的30-40%。

上述的一种阶梯式预应力模具结构，其中：所述三级阶梯式圆柱面中，各圆柱面的长度分别为最大圆柱面为阶梯式预应力模具结构长度的25%、中间圆柱面为阶梯式预应力模具结构长度的55%、最小圆柱面为阶梯式预应力模具结构长度的20%。

本实用新型与现有技术相比，具有明显有益效果，从以上技术方案可知：本实用新型区别于现有的镶套式预应力模具结构，现有模具结构外套的内孔和内芯的外圆均为单一圆柱面，内芯外圆直径尺寸略大于外套内孔直径尺寸以过盈配合装配得到，而本实用新型中仅有模具外套为单一圆柱面，内芯的外圆为阶梯式圆柱面，该结构使得预应力模具结构嵌合力更强，且具有更长的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型阶梯式预应力模具结构的外套；

图2为本实用新型阶梯式预应力模具结构的内芯1；

图3为本实用新型阶梯式预应力模具结构另一开口形式的模具内芯2。

图中标记：

1、外套，2、内芯，3、圆柱孔，4、内芯外圆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1-3所示，本实用新型的阶梯式预应力模具结构，包括外套1及内芯2，所述外套具有单一圆柱孔3，所述内芯的外圆4为阶梯式圆柱面，具有阶梯式圆柱面的所述内芯2嵌在所述外套的单一圆柱孔3内。

在模具制造前，先确定预应力模具的工作状况，进而确定载荷（受力）分布情况，计算出预应力模具所需的过盈量，然后分别计算出各个阶梯式圆柱面的过盈量和长度，再按照计算出的各个阶梯式圆柱面的过盈量于外套配制出直径的尺寸数值及计算好的长度尺寸制造出阶梯式内芯（见图2、图3），最后将阶梯式内芯用压力机压入外套（见图1）中即得到所需阶梯式预应力模具。

具体而言：一预应力模具，其孔径d=5mm，长度L=60mm，工件在模具上变形时需要的变形力为600Mpa。

经计算，该预应力模具需要0.30mm的过盈量，则内芯外圆各阶梯的过盈量分别为最大圆柱面处为0.30mm、中间圆柱面处为0.20mm、最小圆柱面处为0.10mm，各阶梯的长度分别为最大圆柱面为15mm、中间圆柱面为33mm、最小圆柱面为12mm。

由此得出，内芯最大圆柱面长度（尺寸L1）即离端面距离0mm-15mm段的过盈量为0.30mm，最小圆柱面（尺寸L2）即离端面距离48mm-60mm段的过盈量为0.1mm，中段即离端面距离15mm-48mm段的过盈量为0.20mm。

选取内芯外圆直径和外套内孔直径的基本尺寸为15mm，则制造时，外套内孔的尺寸为15.00mm，内芯阶梯式圆柱面的直径d1、d2、d3分别为15.30mm、15.20mm、15.10mm。

综合上述数据可制得图1所示的外套及图2所示的内芯，将内芯压入外套中，即得相应过盈量的预应力模具。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。