专利名称：液压冷挤压力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的液压冷挤压力机。
冷挤压力机设计的一种传统形式通常可描述为“锥”型。这种形状的冷挤压力机利用一种液压驱动的活塞，该活塞具有一个凹面的截头圆锥体构造的向前的工作面。该工作面被适配为可与一系列的瓦形件协同操作，其中，每个瓦形件均带有一个面向内的型模，并且，该瓦形件具有与活塞的工作面协同工作的外截头圆锥体面。使用时，当活塞在施加的液压下向前运动时，阻止瓦形件的向前运动，结果，瓦形件和连接的型模必须向内运动以提供冷挤运动。基于这种基本锥型设计的许多变型都是可能的，其中包括双锥构造。这种设计的一些优点包括制造简单而成本低，结构紧凑，以及当由活塞于型模上施加推力时由于活塞的锥角可使机械增益达到3∶1。这种锥形设计的一些缺点包括装配“深度”以及由于活塞的截头圆锥体面与工作型模瓦形件上的部分截头圆锥体表面曲率的不匹配而造成了在结构中应力的产生。这种曲率的不匹配导致了支承实际上只沿一条实际上产生匹配的线上发生，即，在负载下，圆锥体表面发生扭变并且根据负载和相对活塞位置而产生不同程度的显著的碰撞。由于对最终冷挤直径的实际度量是在活塞中实现的，因此也会对其精度产生影响。由于在该点的支承负载是极值，这种类型的许多机器均在没有足量润滑剂作用下在负载时卡住。
为了克服这种锥型设计的一些缺点，开发出了另一种被描述为“剪”型的冷挤压力机。这种类型的冷挤压力机利用了液压驱动的活塞，该活塞具有向前的并且其支承面为平的V-形凹部，在压力下，活塞向同样具有支承面为平的V-形凹部的工作区方向运动。型模载有的瓦形件置于活塞和工作区之间，并具有平的支承面与活塞或工作区的任何一个的支承面相配合。当活塞在冷挤工作过程中向工作区运动时，瓦形件(除了位于V-形凹部角部以外)沿着支承面滑动。型模载有的瓦形件通过位于瓦形件之间的弹性件相互保持间隔。这种“剪”型设计的优点在于，其前端至后端的尺寸与锥形设计的该尺寸相比较小。另外，剪型设计由于上述的完全的表面支承接触而具有高的负载能力。但是，它的一个重要缺点主要是由于其具有的1∶1的机械增益(即，1mm活塞位移＝1mm冷挤直径的变化)而导致的高制造成本，与此相比，锥型设计的机械增益可达到3∶1。结果使剪型冷挤压机中的活塞必须比锥型冷挤压机中的大。
锥型冷挤压力机的进一步变型可以包括，在使用八型模作冷挤压时，将活塞的截头圆锥体表面加工成八边形，这样，活塞具有的8个基本上为平的但倾斜的支承面的每一个都与瓦形件上的平的但倾斜的支承面协同工作。这种八边形构造可根据冷挤压机中型模的数目而变化。这种类型的冷挤压力机需要将导向件置于瓦形件之间，并且与剪型设计中的弹性件相似，需要使用弹性件作用于瓦形件之间。这种构造的优点是不仅具有与剪型机器相似的完全接触的支承面配合，而且还具有与锥型设计相似的机械增益。但是，这种设计的缺点包括制造困难，并且在幅向负载下，该构造使瓦形件趋于滑向八边形锥体的角部，而该角部为外部最低能量的作用位置。这意味着上述瓦形件导向件必须插入到瓦形件之间而使它们保持在正确的位置。在导向件中的任何摩损将会导致不规则的冷挤运动的产生。
一般地，随着对冷挤压力机设备性能要求的增加，制造商倾向于生产剪型设计或具有较大直径而使锥体的曲率不匹配程度较小的锥型设计的冷挤压力机。
随着对冷挤压机器具有更高的冷挤负载的要求，对其灵活性的要求也在增加。在早期，冷挤直径是通过制造具有不同直径的不同型模模具并且使活塞向一个固定的位置(冲程末端)运动而加以控制。在此位置上，通过匹配锥形曲率而获得最大支承面积。这类机器中的许多花费在型模加工上的成本比冷挤压力机本身的成本还高。更先进的机器是通过控制活塞的向前运动，从而以最小量的型模就可以获得在较大范围内不同的最后完成的冷挤直径。
本发明的目的是提供一种改进的冷挤压力机，其保持了锥型冷挤压力机在制造、成本、尺寸上的优点，同时还获得了与剪型机器相似的工作性能。
在一个优选的实施例中，支承面区带的内轴向端共同形成一个具有第一曲率半径的圆，并且支承面区带的轴向外端被弯曲成具有与第一曲率半径相同曲率半径的凹部。优选的是，在以所述内端为起点的任何轴向距离处的支承面区带的曲率半径均等于所述第一曲率半径。在第二个实施例中，每个位于轴向内端的支承面区带具有的第一曲率半径均小于连接相邻的每个所述支承面的边界而形成的圆的曲率半径，其中，在所述支承面区带的内轴向端形成了有凹陷的裙边状。优选的是，在以所述内端为起点的任何轴向距离处的支承面区带的曲率半径均等于所述第一曲率半径。优选的是每个支承面区带占据凹入区带的一个预定的圆周部分，这些圆周部分可以相同或不同。但是，优选的是圆周部分在以所述内端为起点的每个轴向位置上是等距离的。
下面将说明构成本公开的并由本发明其它各个方面限定的优选的特征及方案。
以下参考附图
对照现有技术中的冷挤压力机来描述本发明中的优选的实施例。
图2表示了前面讨论过的作为剪型冷挤压力机的另一种已知类型的冷挤压力机21。在这种类型的冷挤压机中，活塞件11向工作区22运动，并且工作区22和活塞11的相对接触面是由V-形的平支承面23，24，25和26构成。该支承面23-26滑动支承着在型模瓦形件16上的平支承面，该平支承面被弹性件27所分割开。以上结构是，当活塞11沿向前方向12运动时，型模瓦形件(除了在V形角部中的瓦形件)沿支承面23-26滑动，从而有效地减小型模之间的内部区带。这种机器的工作是令人满意的，但是其制造成本高并且由于所需活塞的尺寸而使其非常大。
图3a和3b所示为在前面提到过的被称为八边形锥型冷挤压机的改进的锥型冷挤压力机。这里，型模瓦形件16具有的倾斜的平支承面与活塞11的倾斜的平支承面相配合。每一个型模瓦形件16通过引导件28和弹性件27相互间隔。
再如图4，4a，5a和5b，其表示了一种较佳型式的活塞件30，其可以用于本发明的冷挤装置中。该活塞件30在其前表面32上具有凹陷的截头圆锥体区域31，但是，该区域31被分隔为分离的圆周区带33，每个该圆周区带33均对应于一个用于冷挤压机设备中的型模瓦形件34(图6a，6b)。每个单独的区带33均形成凹部，其位于内端35处的弧线37的半径小于或等于在截头圆锥体区域31的内端35处连接每个区带33侧边缘而形成的圆线的半径。更合适的是，每个区带33在其外端39处的弧线38的半径等于在其内端35处的弧线37的半径。优选的情况是区带33的半径沿其长度方向由内端35至外端39实质上都是相同的。共同工作的型模瓦形件40具有外支承面41，在该外支承面41两端的曲率半径优选为沿其长度方向与活塞区带33的曲率半径37、38相同。如图5a和图5b所示，清楚地表明了每个区带33的支承面正好对应于型模瓦形件的外支承面41，这样在这两个件的邻接支承面之间具有至少50％，优选为70％的支承配合。
图7所示为根据本发明的一个优选的实施例的冷挤压力机的横截面视图。该冷挤压机说明了活塞30的支承截面33可以是由斜面部分44连接的两个轴向分隔的部分42和43而形成的。型模瓦形件40的支承面41也可被类似地分隔为两个也同样由斜面部分47连接的两个轴向的部分45和46，并且在它们的内端处具有一个斜面48的引导部，以便于型模瓦形件40迅速地向冷挤压位置运动。活塞30的运动是通过将加压液体由孔50引入腔体49中而实现。图7的下半部分显示了活塞30处于抽出位置，且型模瓦形件40也处于外部圆周位置。图7的上半部分显示了在加压液体被引入至腔体49后，活塞30沿轴向向前运动，且带动型模瓦形件快速向内运动而进行冷挤压作业。
结果，如图4和4a所示，形成了易于制造并能提供在活塞30的所有工作位置上、在活塞支承面33和型模瓦形件40的支承面41之间有完全的曲率匹配的“四叶”型构造。另外，与八边形锥型构造(图3a)不同，这种结构无需瓦形件引导件，即具有负载下的自然位置。这种构造兼有剪型冷挤压力机的稳定性、支承面积匹配和精度以及锥型冷挤压力机的制造简单和传统优点。这种“四叶”型设计使支承面接触最大，区带(或多个锥部)更短，从而使冷挤压力机的整体长度比传统的锥型机器短。
权利要求
1.一种冷挤压力机，其包括用于在冷挤过程中可被适配于使用来向内驱动型模瓦形件的活塞件，其特征在于所述活塞件包括截头圆锥体那样地形成的凹部，其被分为数个具有一定轴长的沿圆周排列的支承面区带，每个所述的支承面区带具有一个轴向内端，该处曲率半径的数值小于或等于所述活塞在所述支承面区带的轴向内端处截头圆锥体那样地形成的区域的曲率半径数值。
2.根据权利要求1所述的冷挤压力机，其特征在于每个所述支承区带的内轴向端的曲率半径的数值小于所述活塞在所述支承面区带的内轴端处截头圆锥体那样地形成的区域的弧线半径的数值。
3.根据权利要求1或2所述的冷挤压力机，其特征在于每个所述支承面区带的轴向外端的弧线的半径数值小于所述活塞件在所述支承面区带的轴向外端处截头圆锥体那样地形成的区域的弧线半径的数值。
4.根据权利要求3所述的冷挤压力机，其特征在于所述支承面区带的所述内端处曲率半径等于所述支承面区带的外端处曲率半径。
5.根据权利要求4所述的冷挤压力机，其特征在于每个所述支承面区带的曲率半径在所述支承面区带的沿轴向长度方向上是相同的。
6.根据权利要求1～5中任何一项所述的冷挤压力机，其特征在于每个所述支承面区带的外端都与活塞件的前端面相吻合。
7.根据权利要求1～6中任何一项所述的冷挤压力机，其特征在于所述支承面区带形成为一系列沿所述活塞件凹部周围的凹面。
8.根据权利要求1～7中任何一项所述的冷挤压力机，其特征在于在每个圆周位置，至少两个所述支承面区带被斜面沿轴向对齐地间隔开，该斜面对活塞件运动方向形成的角度大于每个所述支承面区带形成的角度。
9.根据权利要求1～7中任何一项所述的冷挤压力机，其特征在于型模瓦形件被提供用于与每个所述支承面区带协同工作，在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，每个所述的型模瓦形件具有的外支承面与邻接的所述支承面区带的实质性部分相互配合。
10.根据权利要求9所述的冷挤压力机，其特征在于在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，每个所述型模瓦形件的至少50％的外支承面与邻接的所述支承面区带保持支承配合。
11.根据权利要求10所述的冷挤压力机，其特征在于在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，每个所述型模瓦形件的至少70％的外支承面与邻接的所述支承面区带保持支承配合。
12.根据权利要求8所述的冷挤压力机，其特征在于型模瓦形件被提供用于与活塞件的各组匹配的支承面区带协同操作，每个所述的型模瓦形件具有至少两个由斜面分隔的外支承面，该外支承面在冷挤工作时与活塞件的所述支承面区带的实质性部分相互配合。
13.根据权利要求12所述的冷挤压力机，其特征在于在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，至少50％的外支承面与邻接的所述支承面区带保持支承配合。
14.根据权利要求13所述的冷挤压力机，其特征在于在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，至少70％的外支承面与邻接的所述支承面区带保持支承配合。
15.根据权利要求11或14所述的冷挤压力机，其特征在于在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，实质上所有的外支承面与邻接的所述支承面区带保持支承配合。
16.根据权利要求1所述的冷挤压力机，其特征在于其具有图4～7描述的特征。
全文摘要
本发明公开了一种冷挤压力机，其包括与多个型模瓦形件(40)协同工作的活塞件(30)，其用在冷挤作业中当活塞件(30)沿轴向运动时驱动型模瓦形件向内运动，该活塞件(30)具有凹陷的截头圆锥体区域(31)，其被分为数个具有一定轴长的沿圆周排列的支承面区带(33)，该每个支承面区带(33)具有一个内轴端(35)，该处的曲率半径的数值小于或等于形成于每个支承面区带(33)的内轴端(35)处的圆线(36)的曲率半径的数值，其中，在冷挤操作中，在整个所述活塞件运动的实质部分中，每个所述冲压瓦形件(40)外支承面(41)的至少50％与邻接的所述支承面区带(33)保持支承配合。
文档编号B21J9/06GK1443101SQ01813034
公开日2003年9月17日 申请日期2001年7月19日 优先权日2000年7月19日
发明者弗兰特·范·艾森 申请人:倍塔斯威奇有限公司