專利名稱：有十字形鍵的分形旋壓模具及該十字形鍵的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋壓成形加工領(lǐng)域，具體是一種有十字形鍵的分形旋壓模具及該十字形鍵的確定方法。
背景技術(shù)：
分形旋壓是成形整體車輪、輪轂以及整體式V形槽皮帶輪的先進工藝方法。在目前的分形旋壓工藝中，主動芯模大端與機床主軸通過機械方式聯(lián)接，從動芯模大端與尾頂也通過機械方式聯(lián)接,尾頂中心線與主軸中心線重合,毛坯的一個表面與主動芯模小端面配合，毛坯的另一個表面與從動芯模小端面配合。旋壓成形時，僅僅通過主動芯模施加給工件的摩擦力和工件施加給從動芯模的摩擦力，實現(xiàn)主動芯模、工件和從動芯模隨主軸的轉(zhuǎn)動。隨著分形旋壓過程的進行，旋輪的徑向進給深度不斷增加，而通過機床尾頂和主軸施加作用于主動芯模和從動芯模的壓力基本不變，因而主動芯模和從動芯模與工件間的摩擦力也基本不變，而工件所受旋輪力不斷增大，工件轉(zhuǎn)動的阻力也不斷增大，因此導(dǎo)致摩擦力難以繼續(xù)帶動工件與從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，并使工件產(chǎn)生滑動和偏心，甚至卡死不能轉(zhuǎn)動，從而影響旋壓加工過程的正常進行。迄今為止，對于分形旋壓成形技術(shù)的研究較少。報道的只有部分國外學(xué)者在二維的平面變形和大量簡化的三維變形基礎(chǔ)上，對分形旋壓成形機理、分形旋壓力能參數(shù)計算和材料流動規(guī)律等分形旋壓成形過程中的問題進行了少量研究，主要研究的失效方式為開裂及凸緣失穩(wěn)，對于分形旋壓工件滑動和偏心現(xiàn)象的提出及問題解決方法尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的摩擦力難以繼續(xù)帶動工件與從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，并使工件產(chǎn)生滑動和偏心，甚至卡死不能轉(zhuǎn)動，從而影響旋壓加工過程的正常進行的不足，本發(fā)明提出了一種有十字形鍵的分形旋壓模具及該十字形鍵的確定方法。本發(fā)明包括主動芯模和從動芯模。所述主動芯模和從動芯模為回轉(zhuǎn)體，其縱截面呈梯形。所述主動芯模的小端面與從動芯模的小端面分別與毛坯的一個表面配合。在主動芯模與毛坯配合的小端面中心有十字形鍵，該十字形鍵的幾何中心與該端面的幾何中心重合；在從動芯模與毛坯配合的小端面中心亦有十字形鍵，并且該十字形鍵的幾何中心與該端面的幾何中心重合。在主動芯模的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿。本發(fā)明還提出了一種用于所述分形旋壓模具中十字形鍵的確定方法，其過程包括以下步驟步驟一，確定作用在十字形鍵上的外力偶；根據(jù)公式(I)確定作用在十字形鍵上的外力偶Mej Me = 9549—(I)
nk公式⑴中，Me為作用在十字形鍵上的外力偶，Me的單位為N *m,Pk為旋壓機主軸、額定功率，Pk的單位為KW，nk為旋壓機主軸轉(zhuǎn)速，nk的單位為r/min。步驟二，確定十字形鍵的許用剪切強度；根據(jù)公式(2)確定十字形鍵的許用剪切強度T i :T1= (0. 5-0. 7) O b (2)公式(2)中，h為十字形鍵材料的許用剪切強度，Ob為十字形鍵材料的抗拉強度。步驟三，確定十字形鍵的許用擠壓強度；根據(jù)公式(3)確定十字形鍵的許用擠壓強度O i :O x = (I. 5-2. 5) O b (3)公式(3)中，O I為十字形鍵材料的許用擠壓強度，Ob為十字形鍵材料的抗拉強度。步驟四，確定十字形鍵的尺寸；根據(jù)不等式組(4)和(5)確定十字形鍵寬度b、半長度I和高度h
權(quán)利要求
1.一種有十字形鍵的分形旋壓模具，包括主動芯模I和從動芯模3 ;所述主動芯模I和從動芯模3均為縱截面呈倒梯形的回轉(zhuǎn)體，該主動芯模I和從動芯模3的圓周表面均為輪轂的成形面；在所述主動芯模I的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿；其特征在于，在主動芯模I小端面中心有十字形鍵，該十字形鍵幾何中心與該端面幾何中心重合；在從動芯模3小端面中心有十字形鍵，十字形鍵幾何中心與該端面幾何中心重合。
2.一種如權(quán)利要求I所述有十字形鍵的分形旋壓模具的十字形鍵的確定方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，確定作用在十字形鍵上的外力偶；根據(jù)公式(I)確定作用在十字形鍵上的外力偶Me
全文摘要
一種有十字形鍵的分形旋壓模具及該十字形鍵的確定方法。所述的分形旋壓模具包括主動芯模和從動芯模。在主動芯模和從動芯模與毛坯配合的端面有十字形鍵。使用時，主動芯模上的十字形鍵與從動芯模上的十字形鍵分別插入毛坯的兩表面與主動芯模和從動芯模端面的十字形鍵配合的鍵槽中，使機床主軸施加給主動芯模的轉(zhuǎn)矩通過主動芯模上的十字形鍵傳遞給工件，再通過工件和從動芯模配合的十字形鍵實現(xiàn)工件與從動芯模隨主軸的轉(zhuǎn)動，從而使主動芯模、工件和從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，防止工件相對芯模滑動；由于主動芯模和從動芯模上的十字形鍵插入毛坯上分布的鍵槽中，對毛坯可以起到定位作用，防止偏心。
文檔編號B21D37/00GK102632137SQ20121011836
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月21日
發(fā)明者楊合, 王巧玲, 翟華東, 詹梅 申請人:西北工業(yè)大學(xué)