高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是：包括依次连接的分流模、成型模和支撑模，所述成型模中央设有内芯模腔，所述内芯模腔由变形区和定形区构成，所述内芯模腔定形区内腔横截面形状由多段圆弧之间通过圆弧线吻接成保护线卡型材的ω形，所述变形区由包容保护线卡型材的ω形区域及引入口区域构成，所述支撑模中央设有与内芯模腔相同形状的支撑模腔。有益效果：采用分流模、成型模和支撑模整体配合挤压过程产品的几何尺寸变化较小，前后几何尺寸的一致性较好，适合加工几何尺寸要求较严的异型产品。该种模具加工既缩短了加工时间，又提高了产品质量。该加工工艺原料损耗少，生产效率高。
【专利说明】高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于挤压模具，尤其涉及一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具。
【背景技术】
[0002]高速铁路的信号传输需要非常准确，不得有任何干扰，因此，其传输用信号线需要有严格的屏蔽保护，以保证信号传输的准确性。虽然信号线在加工制作过程中本身带有屏蔽保护。为了保证信号线能够将信号安全准确地传输到位，在信号线外又增加了一层屏蔽保护作用异型保护线卡，以利确保其信号传输的良好性和准确性。保护线卡使用的材质要求非常严格，其材质要求为TU2以上，导电率多100%。目前使用的TU2上引无氧铜杆，其化学成分和导电率经国家有色研宄总院的检验均高于国家标准TU2无氧铜的要求，基本接近TUl无氧铜的标准。目前，TU2异型信号线保护线采用铜材连续挤压技术进行挤制无氧铜生产型材。铜材连续挤压加工工艺生产的产品属于软态组织，其内部结构经过高压挤制晶粒密度较好(晶粒度在20?40 μm之间)。并且在连续挤压加工时，产品的出口设有防氧化保护管和防氧化冷却水(一般情况防氧化冷却水含3?8%工业酒精等)对产品进行直接冷却，较好地保护了挤出产品的质量。但是由于铜在半熔融状态下的流动性较差，尤其在挤制异型产品时铜材的填充效果很不好，在远离挤压中心的部位填充不满的现象比较严重。同时异型模具在挤压过程中受较大挤压力和较高挤压温度的影响，成型模具在高温高压下容易变形，很难保证挤压过程中产品尺寸的一致性。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，采用分流模、成型模和支撑模的三种形式协同作用进行连续挤压加工型材，解决了原料在半熔融状态下的填充及流动问题。保证远离挤压中心的部位同样可以填满。
[0004]本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案:一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:包括依次连接的分流模、成型模和支撑模，所述成型模中央设有内芯模腔，所述内芯模腔由变形区和定形区构成，所述内芯模腔定形区内腔横截面形状由多段圆弧之间通过圆弧线吻接成保护线卡型材的ω形，所述变形区由包容保护线卡型材的ω形区域及引入口区域构成，所述支撑模中央设有与内芯模腔相同形状的支撑模腔。
[0005]所述分流模模腔大于成型模内芯模腔的变形区，分流模模腔与变形区的最小边缘距离不低于10mm。
[0006]所述分流模、成型模和支撑模分别设有定位孔并通过定位销定位，所述定位孔的直径为 Φ 12mm- Φ 14mm。
[0007]所述成型模内芯模腔变形区的引入口设有入口角，相对ω型材截面积较大的位置变形区引入口的入口角为5° -6°，ω型材的尖点部位变形区引入口的入口角为12?15。。
[0008]所述支撑模模腔尺寸大于成形模模腔尺寸，支撑模模腔尺寸与成形模模腔尺寸周边边缘增大1.0?1.5mm。
[0009]有益效果:分流模主要是增加连续挤压时变形区域的宽度，即在成型模前增加分流模以扩展挤压腔体变形区域的容积，用以解决原料在半熔融状态下的填充及流动问题。成型模具采用了不等边定型区和便于流动填充的原则，即根据异型材的形状，截面积相对大的部分采用加长定径带形式，降低挤出时的流动速度；截面积相对小的部分采用短定径带形式，提高挤出时的流动速度，以减少产品在挤出后的扭拧问题。产品在加工制作过程中相对以前的加工方法即缩短了加工时间，又提高了生产效率；从而相应地即降低了产品制作成本等。该加工工艺原料损耗少，生产效率高。由于连续挤压时原料处在半熔融状态，在挤压过程中产品的几何尺寸变化较小，前后几何尺寸的一致性较好，适合加工几何尺寸要求较严的异型产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型成型模的结构示意图；
[0011]图2是图1的A-A剖视图；
[0012]图3是图1的C-C剖视图；
[0013]图4是图1的B-B剖视图；
[0014]图5是分流模的结构示意图；
[0015]图6是支撑模的结构示意图；
[0016]图7是模具的装配形式。
[0017]图中:1、分流模，2、成型模，3、支撑模，3-1、支撑模模腔，4、内芯模腔，4-1、变形区，4-2、定形区，5、分流模模腔，6、定位孔，7、引入口，8、入口角。
【具体实施方式】
[0018]下面结合较佳实施例详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0019]实施例
[0020]详见附图，本实施例提供一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，包括依次连接的分流模1、成型模2和支撑模3，所述成型模中央设有内芯模腔4，所述内芯模腔由变形区4-1和定形区4-2构成，所述内芯模腔定形区内腔横截面形状由多段圆弧之间通过圆弧线吻接成保护线卡型材的ω形，所述变形区由包容保护线卡型材的ω形区域及引入口 7区域构成，所述支撑模中央设有与内芯模腔相同形状的支撑模腔。所述分流模模腔5大于成型模内芯模腔的变形区，分流模模腔与变形区的最小边缘距离不低于10mm。所述分流模、成型模和支撑模分别设有定位孔6并通过定位销(图中未示)定位，所述定位孔的直径为Φ12πιπι-Φ14πιπι。所述成型模内芯模腔变形区的引入口设有入口角8，相对ω型材截面积较大的位置变形区引入口的入口角为5° -6°，ω型材的尖点部位变形区引入口的入口角为12?15°。所述支撑模模腔3-1尺寸大于成形模模腔尺寸，支撑模模腔尺寸与成形模模腔尺寸周边边缘增大1.0?1.5_。
[0021]详见附图1-6，本实施例包括依次连接的分流模、成形模和支撑模，三种模具之间采用Φ 12mm定位孔用定位销连接，依靠挤压腔体的模腔和腔体盖进行固定，以保证模具装配的准确性。图7为模具的装配形式。分流模的设计，一方面采用型材最大外接圆直径和便于加工的原则进行的，另一方面是扩展挤压腔体的容积，使金属材料在挤压过程中足以保证型材的成型温度，便于型材的挤出。因此，分流模的模腔设计形状能够把成型模具的所有变形区域加工尺寸全部包容到分流模模腔内。综合考虑金属在半熔融状态下的流动原因，尤其是边缘部分的温度相对中间位置的温度低，流动性能较差。所以，分流模模腔的设计与成形模变形区域的最小边缘距离不低于10mm。
[0022]为便于材料的成形和保证材料成形后的尺寸精度，成形模具设置在分流模与支撑模中间，成形模模腔由变形区和定形区构成，成形模的变形区由包容保护线卡型材全部加工尺寸在内的不同入口角度的区域组成，其主要功能是便于金属的流动与填充；定形区的横截面形状由多段圆弧之间通过圆弧线吻接形成保护线卡型材的ω形状。成形模的定形区依据挤压模具的设计理念，采用不等边定径带长度设计，即控制材料在不同形状下成形时的流动速度，以控制型材在挤出后的扭拧问题，提高产品精度。为便于型材的成形及尺寸精度，成型模内芯模腔的变形区域设有引入口。根据型材的形状，成形模的变形区域引入口分别设计了不同的入口角度，如图3所示，相对该型材截面积较大的位置变形区域引入口的入口角度设计为5° ;如图，4、图5所示，由于ω形状型材的尖点部位在挤压过程中金属的流动性较差且很难填充，为保证其形状，将该位置的变形区域引入口的入口角度设计为12 ?15° 。
[0023]支撑模的设计是中央设有与成形模模腔形状相同的支撑模模腔。由于型材在挤出时有一定的热膨胀，支撑模模腔尺寸的设计比成形模模腔设计尺寸边缘大1.0?1.5mm，防止型材在挤出后的表面刮蹭而影响型材表面质量。支撑膜的主要作用是保证成形模在挤压过程中的刚度和强度，减少成形模的挤压变形，从而保证型材在挤制过程中的形状，并能够控制型材在挤压过程中的扭拧现象。
[0024]实际生产过程:利用铜材连续挤压技术进行挤制无氧铜(TUl或TU2)动触头型材。铜材连续挤压加工工艺生产的产品属于软态组织，导电率较硬态产品高，其内部结构经过高压挤制晶粒密度(晶粒度在20?40 μ m之间)较铸造和轧制状态的晶粒密度要好。该挤压形式与卧式热挤压形式完全不同，该挤压方法是采用截面积较小的原料，生产截面积较大的异型产品。连续挤压技术是通过被挤金属与挤压工具(挤压轮、挡料块等)的摩擦产生的热量，通过挤压轮的连续转动，把原料带到挤压腔体与挡料块之间的变形区域内进行堆积、填充，在此区域内原料的变形压力可达到100Mpa以上，变形区温度可达到500°C以上，使铜原料达到半熔融状态，基本达到了原料从模具中挤出的压力和温度。这样就能够将截面积较小的原料通过模具挤制出截面积较大、形状不同的异型产品。
[0025]由于铜在半熔融状态下的流动性较差，尤其在挤制异型产品时铜材的填充效果很不好，在远离挤压中心的部位填充不满的现象比较严重。为了克服其流动性差和填充不好的问题，分流模增加连续挤压时变形区域的宽度，即在成型模前增加分流模以扩展挤压腔体变形区域的容积，用以解决原料在半熔融状态下的填充及流动问题。分流模采用最大外接圆直径和便于加工的原则进行设计，即把成型模具的所有加工尺寸全部包容到变形区内。
[0026]考虑到金属流动的不均匀性，成型模具的设计采用了不等边定型区域和便于流动填充的原则，即根据异型材的形状，截面积相对大的部分采用加长定径带形式，降低挤出时的流动速度；截面积相对小的部分采用短定径带形式，提高挤出时的流动速度，以减少产品在挤出后的扭拧问题。
[0027]成型模具入口的设计采用了不同夹角的设计方式，一方面保证该异型的尖点处的填充问题，另一方面便于促进金属在该处的流动与成型问题。
[0028]在设计过程中考虑到异型模具在挤压过程中受较大挤压力和较高挤压温度的影响，成型模具在高温高压下容易变形，很难保证挤压过程中产品尺寸的一致性。因此，在模具设计时增加了相同形状的模支撑，以保证型材产品在连续挤压过程中前后尺寸的一致性。
[0029]该产品在TLJ400铜材连续挤压机上挤出后，经过生产厂家的检测，产品形状及几何尺寸基本与试样吻合，产品形状达到了预期的设计目的和技术要求。该产品经检测其导电率为103% IACS，氧含量为lOppm，完全低于国家标准的要求，符合保护线卡使用的材质要求。
[0030]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:包括依次连接的分流模、成型模和支撑模，所述成型模中央设有内芯模腔，所述内芯模腔由变形区和定形区构成，所述内芯模腔定形区内腔横截面形状由多段圆弧之间通过圆弧线吻接成保护线卡型材的ω形，所述变形区由包容保护线卡型材的ω形区域及引入口区域构成，所述支撑模中央设有与内芯模腔相同形状的支撑模腔。
2.根据权利要求1所述的高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:所述分流模模腔大于成型模内芯模腔的变形区，分流模模腔与变形区的最小边缘距离不低于1mm0
3.根据权利要求1或2所述的高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:所述分流模、成型模和支撑模分别设有定位孔并通过定位销定位，所述定位孔的直径为 Φ12mm~Φ14mm。
4.根据权利要求3所述的高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:所述成型模内芯模腔变形区的引入口设有入口角，相对ω型材截面积较大的位置变形区引入口的入口角为5° -6°，ω型材的尖点部位变形区引入口的入口角为12?15°。
5.根据权利要求4所述的高速铁路信号线用保护线卡型材的连续挤压模具，其特征是:所述支撑模模腔尺寸大于成形模模腔尺寸，支撑模模腔尺寸与成形模模腔尺寸周边边缘增大1.0?1.5mm。
【文档编号】B21C25/02GK204220658SQ201420639691
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】王希臣, 王世全, 任亮, 储娟, 梁洪章, 李耀程, 贾玉庆, 李华 申请人:中色（天津）特种材料有限公司