本發(fā)明涉及一種基于新型沖頭的機械自緊裝置及其工作方法。

背景技術(shù)：

1、機械自緊又稱擠擴自緊，即通過液壓或頂桿的方式使一個比身管內(nèi)徑稍大的沖頭強行擠擴身管。沖頭對機械自緊具有重要影響，而傳統(tǒng)沖頭形狀為兩頭小、中間大的雙錐面柱體，用特殊處理高性能的高速鋼或碳化鎢硬質(zhì)合金經(jīng)等靜壓工藝制成。

2、在機械自緊沖頭的材料選擇上，常用的碳化鎢材料存在一些性能和使用上的問題。首先，碳化鎢具有極高的硬度和耐磨性，但其韌性相對較低。在高硬度材料的沖壓中，如果遇到較大的沖擊力或復(fù)雜的受力情況，碳化鎢沖頭可能會出現(xiàn)脆性斷裂的情況，影響沖壓工作的連續(xù)性。其次，碳化鎢材料的加工難度較大，需要特殊的加工工藝和設(shè)備。這不僅增加了制造成本，還可能導(dǎo)致沖頭的制造周期延長，影響生產(chǎn)進度。且碳化鎢材料本身價格較高，再加上加工難度大帶來的制造成本增加，使得碳化鎢沖頭的總體成本相比其他材料來說更高。

3、另外，在機械自緊裝置中，通常所用的傳統(tǒng)雙錐面柱體沖頭，常常存在一些問題和缺陷。傳統(tǒng)雙錐面柱體沖頭由于其形狀原因，往往采用頂桿推動沖頭實現(xiàn)擠擴目的，但不太適用于某些需要拔出沖頭的工作場景。在制造過程中，由于其形狀的復(fù)雜性，加工難度較大，難以保證高精度。這可能導(dǎo)致沖頭與模具之間的配合不夠緊密，在沖壓時出現(xiàn)偏差，影響沖壓件的質(zhì)量，在設(shè)計上可能存在強度不足的問題。加之沖壓環(huán)境的高壓力、高頻率，沖頭就容易出現(xiàn)變形甚至斷裂的情況，影響沖壓工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時，由于其加工難度大，制造成本也相對較高，一旦雙錐面柱體沖頭出現(xiàn)磨損或損壞，維修起來相對困難，這對于生產(chǎn)的規(guī)模性、連續(xù)性和經(jīng)濟性來說都是非常不利的。

4、綜上所述，傳統(tǒng)雙錐面柱體常用的碳化鎢材料韌性低極易出現(xiàn)脆性斷裂，經(jīng)濟性能差，沖頭形狀又存在加工難度大、精度不夠高、制造成本高、維修難度大的問題，且因此研究基于新型沖頭的機械自緊裝置具有重要的研究和應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于新型沖頭的機械自緊裝置及其工作方法，不僅結(jié)構(gòu)合理，而且操作簡單，維護成本較低。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，包括底座，所述底座上陣列設(shè)置有若干豎向延伸的導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱頂部均貫穿固定板并與其固連，所述固定板上固設(shè)有液壓缸，所述液壓缸伸縮端底部同軸連接有沖頭，所述沖頭底端固設(shè)有直徑大于沖頭的過盈頭，過盈頭底部固設(shè)有以利伸入的錐形頭，所述底座上對稱設(shè)有兩與底座滑動連接且用于相向滑動夾固身管的夾塊。

3、進一步的，兩夾塊相對側(cè)均朝內(nèi)凹設(shè)有用以貼附身管外壁以夾持的弧槽，該弧槽均上下貫通夾塊。

4、進一步的，所述夾塊外側(cè)均可拆連接在推座上，所述推座外經(jīng)夾固液壓缸驅(qū)動水平伸縮。

5、進一步的，所述推座與夾固液壓缸驅(qū)動端之間固設(shè)有導(dǎo)向座，所述導(dǎo)向座兩端部均固連有與夾固液壓缸伸縮方向平行延伸的導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿端部均滑動安裝在夾固液壓缸外的安裝座上。

6、進一步的，所述安裝座套設(shè)在夾固液壓缸主體外且底部固連在底座側(cè)部的延伸座上。

7、進一步的，所述夾塊上于弧槽外側(cè)均貫穿開設(shè)有螺紋孔，且螺紋孔內(nèi)螺接有固定螺栓；所述推座上上下間隔開設(shè)有若干截面呈倒凸型的固定槽，固定槽縱向貫穿推座且凸部端朝夾塊側(cè)穿出，所述固定槽內(nèi)設(shè)置有定位塊并通過定位塊與固定螺栓連接以定位夾塊。

8、進一步的，所述沖頭與液壓缸之間經(jīng)導(dǎo)向板固連，所述導(dǎo)向板上端與液壓缸伸縮端固連，下端固設(shè)有上夾筒，所述上夾筒套設(shè)在沖頭上端并經(jīng)自外朝內(nèi)徑向螺接入的調(diào)節(jié)螺栓固緊。

9、進一步的，所述導(dǎo)向板上開設(shè)有供導(dǎo)柱貫穿以豎向?qū)蚧瑒拥膶?dǎo)孔。

10、進一步的，所述底座中部固設(shè)有支撐臺，支撐臺上設(shè)置有用以同軸墊設(shè)在身管內(nèi)的內(nèi)芯。

11、一種基于新型沖頭的機械自緊裝置的工作方法，按以下步驟進行：首先固定身管，在支撐臺上放置內(nèi)芯，并將身管豎向插至內(nèi)芯處，將夾塊通過固定螺栓固定在推座上，接著通過驅(qū)動兩夾固液壓缸相向推動兩夾塊橫移夾設(shè)在身管外，然后安裝沖頭，將沖頭頂部插入上夾筒內(nèi)并經(jīng)調(diào)節(jié)螺栓旋緊固定，最后驅(qū)動液壓缸工作帶動沖頭下行，由錐形頭先伸入身管導(dǎo)向緩沖，并經(jīng)過盈頭和身管內(nèi)壁接觸過盈配合實現(xiàn)機械自緊的目的，當(dāng)達到預(yù)定的沖壓深度后，液壓缸停止工作并反向運動，帶動沖頭向上復(fù)位；之后夾固液壓缸復(fù)位可以取出加工完成的工件，準(zhǔn)備下一次沖壓操作。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：基于新型沖頭的機械自緊裝置構(gòu)造簡單，加工成本較低，解決了傳統(tǒng)沖頭常用碳化鎢材料韌性低極易出現(xiàn)脆性斷裂，將其更換為dc53模具鋼；以及針對沖頭形狀加工難度大、精度不夠高、維修難度大的問題，設(shè)計了“三段式復(fù)合結(jié)構(gòu)”沖頭的結(jié)構(gòu)，同時降低了沖頭生產(chǎn)制造及維護的成本。

13、下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：包括底座，所述底座上陣列設(shè)置有若干豎向延伸的導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱頂部均貫穿固定板并與其固連，所述固定板上固設(shè)有液壓缸，所述液壓缸伸縮端底部同軸連接有沖頭，所述沖頭底端固設(shè)有直徑大于沖頭的過盈頭，過盈頭底部固設(shè)有以利伸入的錐形頭，所述底座上對稱設(shè)有兩與底座滑動連接且用于相向滑動夾固身管的夾塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：兩夾塊相對側(cè)均朝內(nèi)凹設(shè)有用以貼附身管外壁以夾持的弧槽，該弧槽均上下貫通夾塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述夾塊外側(cè)均可拆連接在推座上，所述推座外經(jīng)夾固液壓缸驅(qū)動水平伸縮。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述推座與夾固液壓缸驅(qū)動端之間固設(shè)有導(dǎo)向座，所述導(dǎo)向座兩端部均固連有與夾固液壓缸伸縮方向平行延伸的導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿端部均滑動安裝在夾固液壓缸外的安裝座上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述安裝座套設(shè)在夾固液壓缸主體外且底部固連在底座側(cè)部的延伸座上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述夾塊上于弧槽外側(cè)均貫穿開設(shè)有螺紋孔，且螺紋孔內(nèi)螺接有固定螺栓；所述推座上上下間隔開設(shè)有若干截面呈倒凸型的固定槽，固定槽縱向貫穿推座且凸部端朝夾塊側(cè)穿出，所述固定槽內(nèi)設(shè)置有定位塊并通過定位塊與固定螺栓連接以定位夾塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述沖頭與液壓缸之間經(jīng)導(dǎo)向板固連，所述導(dǎo)向板上端與液壓缸伸縮端固連，下端固設(shè)有上夾筒，所述上夾筒套設(shè)在沖頭上端并經(jīng)自外朝內(nèi)徑向螺接入的調(diào)節(jié)螺栓固緊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述導(dǎo)向板上開設(shè)有供導(dǎo)柱貫穿以豎向?qū)蚧瑒拥膶?dǎo)孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，其特征在于：所述底座中部固設(shè)有支撐臺，支撐臺上設(shè)置有用以同軸墊設(shè)在身管內(nèi)的內(nèi)芯。

10.一種基于新型沖頭的機械自緊裝置的工作方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一所述的一種基于新型沖頭的機械自緊裝置，并按以下步驟進行：首先固定身管，在支撐臺上放置內(nèi)芯，并將身管豎向插至內(nèi)芯處，將夾塊通過固定螺栓固定在推座上，接著通過驅(qū)動兩夾固液壓缸相向推動兩夾塊橫移夾設(shè)在身管外，然后安裝沖頭，將沖頭頂部插入上夾筒內(nèi)并經(jīng)調(diào)節(jié)螺栓旋緊固定，最后驅(qū)動液壓缸工作帶動沖頭下行，由錐形頭先伸入身管導(dǎo)向緩沖，并經(jīng)過盈頭和身管內(nèi)壁接觸過盈配合實現(xiàn)機械自緊的目的，當(dāng)達到預(yù)定的沖壓深度后，液壓缸停止工作并反向運動，帶動沖頭向上復(fù)位；之后夾固液壓缸復(fù)位可以取出加工完成的工件，準(zhǔn)備下一次沖壓操作。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于新型沖頭的機械自緊裝置及其工作方法，包括底座，所述底座上陣列設(shè)置有若干豎向延伸的導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱頂部均貫穿固定板并與其固連，所述固定板上固設(shè)有液壓缸，所述液壓缸伸縮端底部同軸連接有沖頭，所述沖頭底端固設(shè)有直徑大于沖頭的過盈頭，過盈頭底部固設(shè)有以利伸入的錐形頭，所述底座上對稱設(shè)有兩與底座滑動連接且用于相向滑動夾固身管的夾塊，該基于新型沖頭的機械自緊裝置構(gòu)造簡單，加工成本較低，維護便捷。

技術(shù)研發(fā)人員：劉康林,嚴(yán)若夢,陳鎮(zhèn)濤,賴騰科
受保護的技術(shù)使用者：福州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15