[实用新型]一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具

说明书

技术领域

本实用新型主要适用于金属冷挤压成形领域，尤其涉及一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具。

背景技术

在金属的冷挤压成形过程中，模具受到很大的载荷，产生的内应力接近甚至超过了模具材料的强度极限，易造成模具型腔过度磨损导致失效，或者模具出现裂纹，产生破坏造成失效。采用预应力模具结构，通过在模具外圆柱表面上施加强大的径向预紧力，可有效减少甚至消除模具内部的切向拉应力或最大剪切应力，提高模具的使用寿命和产品精度。传统预应力模具采用年轮式预应力环结构，由多层预应力环过盈配合而成，其模具结构尺寸大，生产成本高，制造及装配复杂，难以满足生产要求。

为了解决传统预应力环模具的不足，本专利申请人曾申请了一种名为“钢带缠绕预应力模具”的实用新型专利（申请号：200920028263.8），可在超高压、高温工作条件下使用，适用于金属精密塑性成形、人工合成超硬材料、超高压试验等领域，是一种能显著提高模具寿命的有效设计。但它只是给出了一种具体的模具结构，未提出钢带起头、钢带收尾及夹紧的具体措施，另外未解决模芯的固定、模具拆装方法的问题，钢带缠绕预应力模具的结构方式还有很多。本实用新型针对金属冷挤压成形时的技术要求，提出具体方案措施，解决了上述不足。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具，它具有结构紧凑，拆装方便，使用寿命长，模具型腔变形小等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具，它包括可拆卸式模芯，模芯外部设有衬套，衬套外部设有钢带缠绕层，钢带缠绕层外有锥形夹紧套，锥形夹紧套外部设有保护套，在模芯的下部设有环形垫块、内固定环和外固定环。

所述衬套采用高强度模具钢或者硬质合金，为锥形筒状结构，内锥角为0.5-1.5°。

所述模芯与衬套之间为过盈配合。

所述钢带缠绕层采用高强度薄钢带，按照设定的缠绕张力变化模式缠绕在衬套的外圆柱表面。所述锥形夹紧套通过与保护套配合，可以为钢带缠绕层提供夹紧力，锥形夹紧套与钢带缠绕层、衬套共同置于保护套内。

所述内固定环定位模芯，外固定环定位锥形夹紧套。

所述外固定环与保护套螺纹连接，为锥形夹紧套提供轴向压力。

所述内固定环与外固定环螺纹连接，调整并固定环形垫块的轴向位置。

所述环形垫块用于将模芯在冷挤压过程中所受到的轴向载荷传递到下模座。

本实用新型的有益效果是：模具承载能力强，结构紧凑，使用寿命长，模芯型腔变形小，工件的尺寸精度高，拆卸方便。

附图说明

图1是本实用新型一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模座实施例结构示意图；

图2是本实用新型一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模座装配过程示意图；

图3是本实用新型一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模座拆卸过程示意图。

其中，1、保护套；2、衬套；3、模芯；4、钢带缠绕层；5、锥形夹紧套；6、外固定环；7、内固定环；8、环形垫块。

具体实施方式

一种用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具，如图1所示。它包括可拆卸式模芯3，模芯3外部设有衬套2；衬套2外部设有钢带缠绕层4，钢带缠绕层4外有锥形夹紧套5维持钢带张力；锥形夹紧套5外部设有保护套1，在模芯3的下部设有环形垫块8用于将模芯在冷挤压过程中所受到的轴向载荷传递到模座；外固定环6用于定位锥形夹紧套5；内固定环7通过调整环形垫块8的轴向位置来定位模芯3。

钢带缠绕层4采用高强度薄钢带作为缠绕材料，按照一定的张力变化模式对衬套进行缠绕，张力变化模式根据模芯材料、工作载荷、外形尺寸、强度理论的条件确定。

用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具装配过程如图2所示。首先将缠绕钢带的衬套2放入锥形夹紧套5内，然后将装有衬套2的锥形夹紧套5倒着放入保护套1内，如图2(201)所示。将保护套1放在液压机工作平台上，用液压机通过一个压块将锥形夹紧套5压紧在保护套1内，液压机的压力根据实际情况进行大小调整，从而利用锥形夹紧套5提供的夹紧力夹紧缠绕钢带以维持钢带张力，再将外固定环6拧紧，防止撤除液压机压力后锥形夹紧套5发生移动，以维持锥形夹紧套5提供的夹紧力，如图2(202)所示。撤掉液压机的压力，再将模芯3和环形垫块8按顺序放入，如图2（203）所示。再用液压机通过一个特制压块压紧环形垫块8，将模芯3压入到合适的位置，将内固定环7拧紧，过程如图2(204)所示。撤掉压力，最终得到用于冷挤压的钢带缠绕预应力模具。