一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，包括上模及下模，所述上模設(shè)有多個上模分流孔，各個上模分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的上模分流橋，所述下模設(shè)有焊合腔；還包括與上模相連的前置分流板，所述前置分流板設(shè)有至少兩級前置分流孔，各前置分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的前置分流橋，所述前置分流孔的數(shù)目是上模分流孔數(shù)目的一半。本實用新型可極大地減小金屬在模具內(nèi)擠壓流動時的擠壓力，提高模具的強(qiáng)度，且便于加工制造，可提高模具使用壽命。
【專利說明】—種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及模具【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展，特別是制造業(yè)的日益發(fā)展和現(xiàn)代加工技術(shù)的進(jìn)步，而鋁合金由于具有良好的抗腐蝕性、輕量性、可焊接性等，以及人們對鋁合金越來越深的了解和認(rèn)識，使得鋁合金型材的應(yīng)用更加廣泛。在一些結(jié)構(gòu)件中，由鋁合金代替鋼已經(jīng)成為趨勢和必然。大型圓管鋁材就是常見的一種結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于工業(yè)與民用建筑及裝飾、裝璜上。其典型斷面如圖I所示。
[0003]但薄壁大圓管擠壓生產(chǎn)用的擠壓模具一直是困擾鋁型材擠壓模具行業(yè)的難題。因為這類型材的模芯面積大而壁厚薄，在擠壓過程中，模具中心的擠壓死區(qū)所產(chǎn)生的金屬變形抗力和金屬摩擦力過大，模具在承受高溫、高壓、高摩擦阻力的情況下，會發(fā)生嚴(yán)重的變形，導(dǎo)致模具出現(xiàn)橋裂。事實上，在實踐中，模具采用傳統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，很難生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，往往模具一上機(jī)就會出現(xiàn)裂橋，模具報廢率極高，不僅大大增加生產(chǎn)成本而且延誤交貨周期。特別是試圖采用“小機(jī)出大料”的情況下。而采用大機(jī)則模具及生產(chǎn)成本上升很大。
[0004]傳統(tǒng)的二件組合結(jié)構(gòu)主要存在如下缺陷：
[0005](I)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。
[0006]采用傳統(tǒng)的二件組合結(jié)構(gòu)，即模具由上模與下模組成。這樣一來，為保證強(qiáng)度，上模的厚度必須取得超過250mm以上，這給加工帶來了很大的難度，會有很多部位加工不到位，不順暢或過渡不圓滑，這在熱處理過程中就會產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成模具強(qiáng)度的降低。同時，上模尺寸大，熱處理時的淬透性會降低。這對模具的強(qiáng)度都是不利的。同時，采用傳統(tǒng)的二件組合結(jié)構(gòu)，無法設(shè)計出有效的降低擠壓力的結(jié)構(gòu)。
[0007](2)模具設(shè)計中，沒有采用有效的方法來降低模具承受的擠壓力。
[0008](3)沒有在模具結(jié)構(gòu)中設(shè)計出可以提高模具的熱處理性能從而提高模具強(qiáng)度的工藝結(jié)構(gòu)。
[0009]所以，雖然用鋁合金大圓管作為結(jié)構(gòu)件材料具有一定的優(yōu)越性，但模具方面的問題阻礙和限制了它的使用和推廣。
[0010]有鑒于此，急需一種新的模具設(shè)計來解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，可極大地提高模具的強(qiáng)度，便于加工，提高模具使用壽命。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0013]一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，包括上模及下模，所述上模設(shè)有多個上模分流孔，各個上模分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的上模分流橋，所述下模設(shè)有焊合腔，該用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模還包括與上模相連的前置分流板，所述前置分流板設(shè)有至少兩級前置分流孔，各前置分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的前置分流橋，所述前置分流孔的數(shù)目是上模分流孔數(shù)目的一半。
[0014]進(jìn)一步地，所述前置分流板在金屬進(jìn)入的一側(cè)開設(shè)有壓力緩沖室，該壓力緩沖室與所述前置分流孔連通。
[0015]進(jìn)一步地，所述前置分流橋和上模分流橋在它們受力時將要貼合的平面之間設(shè)有應(yīng)力間隙。
[0016]進(jìn)一步地，所述上模的模芯開設(shè)有工藝孔。
[0017]進(jìn)一步地，所述前置分流孔的孔壁和上模分流孔的孔壁均設(shè)置有沿著擠壓方向向外張開的擴(kuò)展角，所述擴(kuò)展角的范圍為5-10°。
[0018]進(jìn)一步地，所述前置分流橋和上模分流橋的頭尾兩端均設(shè)置倒角。
[0019]進(jìn)一步地，所述上模分流橋靠近下模的一端設(shè)為圓弧形。
[0020]進(jìn)一步地，所述下模的外周緣設(shè)有與上模分流橋?qū)?yīng)數(shù)目和位置的數(shù)個橋墩，所述橋墩是在下模外周表面向內(nèi)凹陷形成。
[0021]進(jìn)一步地，所述前置分流孔的數(shù)目設(shè)為三個，該三個前置分流孔呈中心對稱地分布于前置分流板；所述上模分流孔的數(shù)目設(shè)為六個，該六個上模分流孔呈中心對稱地分布于上模。
[0022]如上所述，本實用新型通過將模具設(shè)為由前置分流板、上模和下模三件組合的結(jié)構(gòu)，可避免傳統(tǒng)二件組合模具中上模厚度過大的問題，且便于加工制造；通過設(shè)置前置分流板，可使金屬在進(jìn)入上模之前經(jīng)過一次預(yù)變形和預(yù)分配，降低變形程度，減小模具的受壓力，提高模具使用壽命；上模模芯上設(shè)置工藝孔，有利于提高模具熱處理的淬透性，提高模具的綜合力學(xué)性能.通過將前置分流孔的數(shù)目設(shè)置為上模分流孔數(shù)目的一半，實現(xiàn)擠壓力的有梯度變化，有利于金屬的均勻變形及成型穩(wěn)定，從而確保產(chǎn)品的成形質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖I為本實用新型一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模的裝配圖；
[0024]圖2為圖I中A處局部放大圖；
[0025]圖3為本實用新型的前置分流板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3所示的前置分流板A-A向剖視圖；
[0027]圖5為本實用新型的上模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本實用新型中前置分流橋和上模分流橋的銜接示意圖；
[0029]圖7為圖6中B處局部放大圖；
[0030]圖8為本實用新型的下模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中：10、前置分流板；11、前置分流孔；12、前置分流橋；13、壓力緩沖室；20、上模；21、上模分流孔；22、上模分流橋；23、工藝孔；30、下模；31、橋墩；40、應(yīng)力間隙。

【具體實施方式】
[0032]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進(jìn)一步描述：
[0033]請參閱圖1，本實用新型提供一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，包括上模20、下模30及與上模20相連的前置分流板10。
[0034]請參閱圖I、圖5及圖8，所述上模20呈圓板狀，其上設(shè)有多個上模分流孔21，各個上模分流孔21之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的上模分流橋22，具體在本實施例中，上模分流孔21和上模分流橋22均設(shè)有六個，且上模分流孔21和上模分流橋22呈中心對稱地分布于上模20上；所述下模30呈圓板狀，其上設(shè)有與上模分流孔21連通的焊合腔，金屬在該焊合腔內(nèi)焊合形成需要的產(chǎn)品。
[0035]請參閱圖I、圖3及圖4,所述前置分流板10呈圓板狀,其上設(shè)有至少兩個前置分流孔11，各前置分流孔11之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的前置分流橋12，且所述前置分流孔11的數(shù)目是上模分流孔21數(shù)目的一半，具體在本實施例中，前置分流孔11和前置分流橋12的數(shù)目均設(shè)為三個。
[0036]本實用新型在工作時，金屬從前置分流板10 —側(cè)進(jìn)入模具，金屬大圓棒經(jīng)過前置分流板10上的三個前置分流孔11而分成三股較小金屬圓棒，實現(xiàn)將金屬均勻分配，這樣的做法可降低分流比，減小金屬對模具的擠壓力；接著，金屬經(jīng)前置分流板10進(jìn)入上模20，每一個較小金屬圓棒再一分為二而進(jìn)入后模30的焊合腔中，并在焊合腔內(nèi)形成需要的產(chǎn)品；上模20中由兩個上模分流孔21接洽前置分流板10的一個前置分流孔進(jìn)入的金屬，使得上模分流橋22的厚度可取得較小，從而減小了金屬在進(jìn)入下模時間隙，減小焊合力，從而降低了整體擠壓力。
[0037]本實用新型將模具設(shè)為由前置分流板10、上模20和下模30三件組合的結(jié)構(gòu)，可避免傳統(tǒng)二件組合模具中上模厚度過大的問題，且便于加工制造；通過設(shè)置前置分流板10，可使金屬在進(jìn)入上模20之前經(jīng)過一次預(yù)變形和預(yù)分配，降低變形程度，減小模具的受壓力；通過將前置分流孔11的數(shù)目設(shè)置為上模分流孔21數(shù)目的一半，實現(xiàn)擠壓力的梯度變化，有利于金屬的均勻變形及成型的穩(wěn)定，從而確保產(chǎn)品成形質(zhì)量。
[0038]請參閱圖I及圖6，具體地，所述前置分流板10在金屬進(jìn)入的的一側(cè)開設(shè)有壓力緩沖室13，該壓力緩沖室13與所述前置分流孔11連通，該壓力緩沖室13設(shè)置在前置分流板10的中部；金屬在從前置分流板10進(jìn)入模具內(nèi)時，先進(jìn)入該壓力緩沖室13，有利于對金屬的形狀進(jìn)行初步控制。
[0039]請參閱圖I、圖6及圖7，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述前置分流橋12和上模分流橋22在它們受力時將要貼合的平面之間設(shè)有應(yīng)力間隙40，具體在本實施例中，該應(yīng)力間隙40設(shè)為1_ ;金屬在模具內(nèi)擠壓流動前進(jìn)時，會對模具產(chǎn)生一定的壓力，從而使前置分流橋12和上模分流橋22在合模方向上發(fā)生形變，設(shè)置該應(yīng)力間隙40，可使前置分流橋12與上模分流橋22之間存在一個形變緩沖區(qū)，即前者的形變不會立刻傳遞給后者，這可達(dá)到減小上模20的受壓力的作用。
[0040]請參閱圖1，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述上模20靠近下模30的一側(cè)開設(shè)有工藝孔23，該工藝孔23位于上模20的中部，具體地尺寸為Φ40Χ60πιπι，該工藝孔23的設(shè)計可提高模具在熱處理時的淬透性，從而提高模具的機(jī)械性能與強(qiáng)度。
[0041]請參閱圖I、圖3及圖4，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述前置分流孔11的孔壁和上模分流孔21的孔壁均設(shè)置有沿著合模方向向外張開的擴(kuò)展角（圖中未標(biāo)示），所述擴(kuò)展角的范圍為5-10°，該擴(kuò)展角的設(shè)置可降低擠壓力20%以上，從而進(jìn)一步減輕模具的受壓力。
[0042]請參閱圖3、圖5、圖6及圖7，具體地，所述前置分流橋12和上模分流橋22的頭尾兩端均設(shè)置倒角，這樣的設(shè)計是一方面可降低擠壓時金屬進(jìn)入的阻力，另一方面，可使分流橋斷面中性層基本維持不變或向下偏移，從而減小模具的拉應(yīng)力，延緩了分流橋的斷裂，從而提高模具的強(qiáng)度；尤其是，所述上模分流橋22靠近下模30的一端設(shè)為圓弧形，其截面視圖呈水滴狀，這種設(shè)計可以提高金屬在進(jìn)入下模30焊合腔的融合度和焊合度，提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
[0043]請參閱圖8，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述下模30的外周緣設(shè)有與上模分流橋22對應(yīng)數(shù)目和位置的數(shù)個橋墩31，具體在本實施例中，所述橋墩31的數(shù)目設(shè)為六個，并均勻分布于下模30外周緣，所述橋墩31是由下模30外周表面向內(nèi)凹陷形成。
[0044]綜上所述，本實用新型通過將模具設(shè)為由前置分流板10、上模20和下模30三件組合的結(jié)構(gòu)，可避免傳統(tǒng)二件組合模具中上模厚度過大的問題，且便于加工制造；通過設(shè)置前置分流板10，可使金屬在進(jìn)入上模20之前經(jīng)過一次預(yù)變性和預(yù)分配，降低分流比，減小模具的受壓力，提高模具使用壽命；通過將前置分流孔11的數(shù)目設(shè)置為上模分流孔21數(shù)目的一半，實現(xiàn)擠壓力的梯度變化，有利于金屬的均勻形變及受熱，從而確保產(chǎn)品成形質(zhì)量。
[0045]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，包括上模及下模，所述上模設(shè)有多個上模分流孔，各個上模分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的上模分流橋，所述下模設(shè)有焊合腔，其特征在于:還包括與上模相連的前置分流板，所述前置分流板設(shè)有至少兩級前置分流孔，各前置分流孔之間設(shè)有對應(yīng)數(shù)目的前置分流橋，所述前置分流孔的數(shù)目是上模分流孔數(shù)目的一半。
2.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述前置分流板在金屬進(jìn)入的一側(cè)開設(shè)有壓力緩沖室，該壓力緩沖室與所述前置分流孔連通。
3.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述前置分流橋和上模分流橋在它們受力時將要貼合的平面之間設(shè)有應(yīng)力間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述上模的模芯上開設(shè)有工藝孔。
5.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述前置分流孔的孔壁和上模分流孔的孔壁均設(shè)置有沿著擠壓方向向外張開的擴(kuò)展角，所述擴(kuò)展角的范圍為 5-10。。
6.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述前置分流橋和上模分流橋的頭尾兩端均設(shè)置倒角。
7.如權(quán)利要求6所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述上模分流橋靠近下模的一端設(shè)為圓弧形。
8.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述下模的外周緣設(shè)有與上模分流橋?qū)?yīng)數(shù)目和位置的數(shù)個橋墩，所述橋墩是在下模外周表面向內(nèi)凹陷形成。
9.如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)薄壁大圓管的擠壓模，其特征在于:所述前置分流孔的數(shù)目設(shè)為三個，該三個前置分流孔呈中心對稱地分布于前置分流板；所述上模分流孔的數(shù)目設(shè)為六個，該六個上模分流孔呈中心對稱地分布于上模。
【文檔編號】B21C25/02GK204108016SQ201420576039
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】曾蕾 申請人:廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院