薄型气缸筒挤压模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种薄型气缸筒模具，包括导流板、上模和下模，导流板、上模和下模依次叠加组装成一体；导流板设有多个导流孔，上模设有多个分流孔，分流孔的数量是导流孔数量的N倍，N为正整数且N≥2，且每两个或两个以上的分流孔与一个导流孔对应连通。利用导流板进行分流，使金属经过一次预变形和预分配，通过多个一样的导流孔将金属均匀分配，分流比大，挤压力将下降，减小了模具的受力，增强模具的强度；金属经导流板进入上模后再被分配，通过多个分流孔而进入下模成型，多个分流孔之间的宽度较窄，使金属成型流速趋于一致；焊合室内设置的阻流板更进一步防止金属流速过快，使金属流速更加均匀，避免型材产生椭圆现象。
【专利说明】 薄型气缸筒挤压模具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模具，特别涉及薄型气缸筒挤压模具。
【背景技术】
[0002]由于铝合金具有良好的抗腐蚀性、轻量性和可焊接性等优良性质而得到广泛应用，如铝合金型材渐渐代替钢材来生产气缸筒，薄型气缸筒是一种在气动系统中常用的一种元件，图8为铝合金薄型气缸筒的截面图，如图所示，铝合金薄型气缸筒的截面为方形，其中心具有大孔41，四角具有小孔42。
[0003]然而，在铝合金薄型气缸筒挤压生产过程中，常常因为模具的原因，易使铝合金薄型气缸筒的大孔41和小孔42出现椭圆的情况，或者出现内孔偏心现象，即壁厚不均匀现象。传统的挤压模具，采用的是上模和下模的组合，在挤压过程中，模具中心的挤压死区所产生的金属变形抗力和金属摩擦力过大，模具在承受高温、高压、高摩擦阻力的情况下，会发生严重的变形，导致模具出现桥裂，模具强度低。为了保证模具强度，上模的厚度必须取得超过130毫米以上，但这给加工带来了很大的难度，会有很多部位出现加工不到位，不顺畅或过渡不圆滑的情况，这样在热处理过程中就会产生应力集中，模具受压力过大，造成模具强度的降低。同时，模具的分流桥宽度比较宽，金属供应阻力会增大，金属成型流速不一致，易造成型材孔出现椭圆现象，同时加工也复杂。
实用新型内容
[0004]基于此，有必要针对薄型气缸筒挤压模具的挤压力过大、金属流速不一致的问题，提供一种减小挤压力、金属流速趋于一致的薄型气缸筒挤压模具。
[0005]—种薄型气缸筒挤压模具，包括上模和下模，所述薄型气缸筒挤压模具还包括导流板，所述导流板、上模和下模依次叠加组装成一体；所述导流板设有多个导流孔，所述上模设有多个分流孔，所述分流孔的数量是所述导流孔数量的N倍，N为正整数且N > 2，且所述导流板的每个导流孔分别与所述上模的每两个或者两个以上的分流孔对应连通；所述下模上设有靠近所述上模的焊合室以及与所述焊合室连通的出料孔，所述焊合室靠近所述出料孔的底面上设置有阻流板。
[0006]在其中一个实施例中，所述导流孔的数量为4个，所述分流孔的数量为8个，每一个导流孔与每两个分流孔对应连通。
[0007]在其中一个实施例中，所述阻流板设置在所述焊合室底面对应所述薄型气缸筒挤压模具的成型区域面积较大的位置，所述阻流板为多块，均设置在所述焊合室与所述出料孔交界的边缘处。
[0008]在其中一个实施例中，所述导流板与所述上模固定的一端设有应力间隙。
[0009]在其中一个实施例中，所述导流板的导流孔之间形成导流桥，所述导流板的导流桥的入口与出口采用倒角设计。
[0010]在其中一个实施例中，所述导流孔与所述分流孔分别与模具的轴线构成90的宽展角。
[0011]在其中一个实施例中，所述上模靠近所述下模的一端设有大模芯，所述上模还包括小模芯，所述上模分流孔之间形成分流桥，所述分流桥包括与所述导流桥位置对应的第一分流桥以及与所述导流孔位置对应的第二分流桥；所述第二分流桥上开设有镶嵌孔，所述小模芯远离所述下模的一端伸入所述镶嵌孔使所述小模芯与所述上模配合，从而使所述小模芯可拆卸的固定在所述上模上。
[0012]在其中一个实施例中，所述下模还设有与所述分流桥位置相对应的支撑墩。
[0013]在其中一个实施例中，所述大模芯和所述小模芯靠近所述下模的一端均穿过所述焊合室并伸入所述下模的出料孔，所述大模芯和所述小模芯与所述出料孔靠近所述焊合室的一部分配合形成成型孔，所述成型孔的截面形状与待加工的薄型气缸筒的截面形状相对应。
[0014]在其中一个实施例中，所述大模芯上开设有工艺孔，所述工艺孔与所述出料孔连通。
[0015]使用上述模具，金属经过导流板的多个导流孔预变形分成多股金属，通过导流孔将金属液化体均匀分配。而上模的两个或者两个以上的分流孔与导流板的I个导流孔连通，金属通过导流孔分流后进入上模更多的分流孔，因此，分流孔之间的宽度变窄，使型材各部位的金属流速容易趋于一致，且减小了金属在进入下模时的焊合力，从而降低了整个模具的压力，阻流板更进一步限定了金属流入下模的速度，使金属流速趋于一致。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型薄型气缸筒挤压模具的较佳实施例的剖面结构示意图；
[0017]图2为图1中导流板的俯视图；
[0018]图3为图2中B-B的剖面图；
[0019]图4为图2中A-A的剖面图；
[0020]图5为图1中上模的俯视图；
[0021]图6为图5中C-C的剖面图；
[0022]图7为图1中下模的俯视图；
[0023]图8为薄型气缸筒型材的截面图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]请参阅图1，一种薄型气缸筒挤压模具100包括导流板10、上模20和下模30，导流板10、上模20和下模30依次叠加组装成一体。具体地，上模20和导流板10上设有位置相对应的安装孔，通过销钉将导流板10固定在上模20上，上模20与下模30设有位置相对应的安装孔，通过销钉将上模20和导流板10固定在下模30上，使他们形成一个整体，增大薄型气缸筒挤压模具100的强度。
[0026]请参阅图2，导流板10设有多个导流孔11，导流板10的导流孔11之间形成导流桥12，。请参阅图5，上模20设有多个分流孔21，分流孔21的数量是导流孔11数量的N倍，N为正整数且N ^ 2，将导流板10固定在上模20上时，导流板10的每个导流孔11分别与上模20的每两个或者两个以上的分流孔21对应连通。下模30上开设有靠近上模20的焊合室31以及与焊合室31连通的出料孔33，请参阅图7，焊合室31靠近出料孔33的底面上设置有阻流板36。
[0027]在本实施例中，导流板10上的导流孔11数量为4个，N取值为2，则上模20的分流孔21数量为8个，将导流板10固定在上模20上时，每个导流孔11分别与每两个分流孔21对应连通。
[0028]通过利用导流板10的分流，使金属经过一次预变形和预分配，金属经过导流板10的多个导流孔11预变形分成多股金属，通过分流孔21将金属液体均匀分配。而上模20中两个或两个以上的分流孔21接洽对应连通的导流板10的I个导流孔11进入的金属，因此，金属的挤压力将下降，减小了模具的受力，分流孔21较多，使得分流孔21之间的宽度变小，使金属从分流孔21进入下模30的流速趋于一致。
[0029]通过在焊合室31底面上设置阻流板36对金属液体进行阻碍，防止金属液体流速过快，使金属流速趋于一致。在本实施例中，阻流板36自焊合室31底面向上具有一定的高度，优选为8毫米。请参阅图7，阻流板36设置在焊合室31底面对应成型区域面积较大的位置，这种结构的设计，避免了金属在薄型气缸筒挤压模具100的成型面积较大的区域流速过快，使金属流入该区域的流速更合理均匀，使金属能顺利流入成型死角处，防止产品出现椭圆现象。具体地，阻流板36为多块，均设置在焊合室31与出料孔33交界的边缘处。
[0030]浇灌金属的过程中，由于金属具有较高的温度，这种高温会使导流板10有一定程度的变形而产生一定的应力，这种应力将增加与导流板10接触的上模20的受压力，为了减小上模20的受压力，导流板10与上模20固定的一端设有应力间隙13，导流板10与上模20装配后，这个应力间隙13对导流板10在浇灌金属的过程中的变形和产生的应力有一定的缓冲，从而能够减小上模20的受压力。在本实施例中，应力间隙13的宽度为1.0毫米。
[0031]请参阅图3，为减少金属的流动阻力，在导流板10的导流孔11的入口和出口处采用倒角设计，这就使得导流孔11的入口和出口处形成倾斜的导向结构，该导向结构能够确保材料的流动速度，从而减少金属的流动阻力，提闻广品品质。
[0032]请参阅图4，导流孔11与模具的轴线构成9°的宽展角14，金属液体通过导流孔11时，具有倾斜角度的导向结构保证液体流动速度，可降低压力20%以上，从而减轻模具的承受压力。同样地，分流孔21与模具的轴线也构成9°的宽展角。
[0033]请参阅图5，上模20分流孔21之间形成分流桥，分流桥包括与导流板10的导流桥12位置对应的第一分流桥210以及与导流板10的导流孔11位置对应的第二分流桥220。传统模具分流桥宽度比较大，金属液体流入下模30时的焊合力较大，从而整个挤压力较大，所以挤压形成的产品的大孔41和小孔42之间的金属供应阻力会增大，会因金属供应而造成产品发生椭圆现象。在本实施例中，由于设有较多的分流孔21，减少了分流桥的宽度，使各部位的金属成形流速容易趋于一致，避免生产出的型材的大孔41和小孔42出现椭圆现象。
[0034]优选的，第一分流桥210的宽度为14毫米。第二分流桥220尺寸小于第一分流桥210尺寸大小，一方面，能够降低挤压时金属进入的阻力，减小了金属在进入下模30时的焊合力，从而降低了整个模具的压力；另一方面，可减小模具的拉应力，延缓了第一分流桥210和第二分流桥220的断裂，从而提高模具的强度。
[0035]上模20靠近下模30的一端设有大模芯22，上模20还包括小模芯23，请参阅图6，第二分流桥220上开设有镶嵌孔25,小模芯23远离下模30的一端伸入镶嵌孔25使小模芯23与上模20配合，从而使小模芯23可拆卸的固定在上模20上。小模芯23与上模20可拆卸固定的方式有多种，例如，小模芯23远离下模30的一端为螺纹端，镶嵌孔25具有内螺纹，通过螺纹配合将小模芯23可拆卸的固定在镶嵌孔25内。
[0036]在本实施例中，镶嵌孔25的数量为4个，小模芯23的数量与镶嵌孔25的数量对应为4个。大模芯22和小模芯23靠近下模30的一端均穿过焊合室31并伸入下模30的出料孔33，大模芯22和小模芯23与出料孔33靠近焊合室31的一部分配合形成成型孔32，成型孔32的截面形状与待加工的薄型气缸筒的截面形状相对应。金属经导流板10和上模20的分流进入下模30的焊合室31，经焊合室31聚拢缩小流通直径再进入成型孔32成型，成型后的产品从出料孔33排出。成型得到的薄型气缸筒截面图如图8所示，大模芯22对应于薄型气缸筒中的大孔41位置，四个小模芯23对应于薄型气缸筒中的四个小孔42位置。为了更好地阻止金属流入下模30的速度过快，传统的模具通常通过加长下模30的工作带来阻碍金属的流速，工作带是铝材挤压模具中垂直于模具工作端面用来保证挤压成品的形状、尺寸和表面质量的区段。工作带取得很长，往往超过16毫米，则模芯的工作带长度也随之很长，使产品表面质量差，且增加了模具材料。工作带越长，越容易造成型材的大孔41和小孔42出现椭圆现象。为了解决这个问题，在本实施例中，下模30的成型孔32工作带长度最长选择为8毫米，避免相邻工作带过渡突然，防止型材的大孔41和小孔42发生椭圆现象。
[0037]由于小模芯23采用镶嵌方式固定在上模20上，当小模芯23折断后，可以进行更换。从而提高模具的寿命。另一方面，将小模芯23改成镶件后,大模芯22和小模芯23可以采用精车的方式进行加工而成，这样大模芯22和小模芯23的表面可获得较高的精度和表面质量。
[0038]上模20的大模芯22上开设有直径为24毫米的工艺孔24，工艺孔24与出料孔33连通，工艺孔24的设计可以增加模具的热处理时的淬透性，从而提高模具的机械性能与强度。上模20的大模芯22与小模芯23之间设有金属导流槽，用于将金属液体导向小模芯23对应的焊合室31，保证小模芯23处的金属供应。上模20的分流孔21和金属导流槽采用铣削的机加工方法加工，这可以使加工简单而且到位，且金属供应可以得到保证。
[0039]请参阅图7，下模30还设有与上模20的分流桥位置相对应的支撑墩35，支撑墩35可以对分流桥起到支撑作用，从而提高分流桥的强度，保证模具的稳定性，保证模具的强度，提高模具寿命。且通过设置支撑墩35，可减小分流桥的跨度，从而提高分流桥的强度。
[0040]对于下模30成型孔32的加工，首先采用先精车出直径为106毫米工艺模孔，然后以此工艺模孔为基准线切割加工出下成型孔32。这保证了生产出的薄型气缸筒型材内外尺寸的同心度，同时大大提高了效率。
[0041]金属经导流板10和上模20的分流进入焊合室31，经焊合室31聚拢缩小流通直径再进入成型孔32，成型后的产品从出料孔33排出。采用本实用新型的薄型气缸筒模具100生产型材时，利用导流板10进行分流，使金属经过一次预变形和预分配，第一次变形通过导流孔11将金属均匀分配，分流比大，挤压力将下降，减小了模具的受力；金属经导流板10进入上模20后，每一个导流孔11的金属再分别通过两个或两个以上的分流孔21进入成型孔32，由于分流孔21的数量比导流孔11数量要多，使得分流孔21之间的宽度比导流孔11之间的宽度窄，使金属成型流速趋于一致。阻流板36的设置防止金属流速过快，使金属流速更加均匀，避免型材产生椭圆现象。
[0042]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种薄型气缸筒挤压模具，包括上模和下模，其特征在于，所述薄型气缸筒挤压模具还包括导流板，所述导流板、上模和下模依次叠加组装成一体；所述导流板设有多个导流孔，所述上模设有多个分流孔，所述分流孔的数量是所述导流孔数量的N倍，N为正整数且N ^ 2，且所述导流板的每个导流孔分别与所述上模的每两个或者两个以上的分流孔对应连通；所述下模上设有靠近所述上模的焊合室以及与所述焊合室连通的出料孔，所述焊合室靠近所述出料孔的底面上设置有阻流板。
2.根据权利要求1所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述导流孔的数量为4个，所述分流孔的数量为8个，每一个导流孔与每两个分流孔对应连通。
3.根据权利要求1所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述阻流板设置在所述焊合室底面对应所述薄型气缸筒挤压模具的成型区域面积较大的位置，所述阻流板为多块，均设置在所述焊合室与所述出料孔交界的边缘处。
4.根据权利要求1所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述导流板与所述上模固定的一端设有应力间隙。
5.根据权利要求1所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述导流板的导流孔之间形成导流桥，所述导流板的导流桥的入口与出口采用倒角设计。
6.根据权利要求1所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述导流孔与所述分流孔分别与模具的轴线构成9°的宽展角。
7.根据权利要求1至6任一项所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述上模靠近所述下模的一端设有大模芯，所述上模还包括小模芯，所述上模分流孔之间形成分流桥，所述分流桥包括与所述导流桥位置对应的第一分流桥以及与所述导流孔位置对应的第二分流桥；所述第二分流桥上开设有镶嵌孔，所述小模芯远离所述下模的一端伸入所述镶嵌孔使所述小模芯与所述上模配合，从而使所述小模芯可拆卸的固定在所述上模上。
8.根据权利要求7所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述下模还设有与所述分流桥位置相对应的支撑墩。
9.根据权利要求7所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述大模芯和所述小模芯靠近所述下模的一端均穿过所述焊合室并伸入所述下模的出料孔，所述大模芯和所述小模芯与所述出料孔靠近所述焊合室的一部分配合形成成型孔，所述成型孔的截面形状与待加工的薄型气缸筒的截面形状相对应。
10.根据权利要求7所述的薄型气缸筒挤压模具，其特征在于，所述大模芯上开设有工艺孔，所述工艺孔与所述出料孔连通。
【文档编号】B21C25/02GK204135100SQ201420649807
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】邓汝荣 申请人:广州科技职业技术学院