用于挤压机的挤压垫的制作方法

本发明总的涉及挤出，并且更具体地，涉及用于挤压机的挤压垫。

背景技术：

金属挤压机在本领域是已知的，其被用于形成截面形状与所使用的挤出模的形状基本一致的挤出金属产品。通常的金属挤压机包括基本圆柱形的挤压筒，该挤压筒具有外部罩体和内部管状衬套。在挤出期间，该挤压筒用作坯料的温度控制罩。挤出活塞邻近挤压筒的一个端部定位。挤出活塞的端部邻接挤压垫，挤压垫则邻接坯料，从而允许坯料通过挤压筒前进。挤出模邻近挤压筒的相对端部定位。

在操作期间，一旦坯料被加热到期望的挤出温度(对于铝，通常是800-900°F)，则其就被递送到挤压机。然后，使挤出活塞和挤压垫前进，以便推动坯料通过挤压筒并且朝向挤出模。在通过前进的挤出活塞和挤压垫而施加的压力作用下，坯料被挤出穿过设置在挤出模中的轮廓，直至所有或大部分的坯料材料被推出挤压筒，从而形成挤出的产品。

用于挤压机的挤压垫前面已进行了介绍。例如，授予罗宾斯(Robbins)的美国专利No.US5,918,498公开了一种挤压垫，该挤压垫具有挤压垫基座、用于将挤压垫基座连接至挤出机的杆部的连接件、被连接到挤压垫基座的向前的周向部分的可替换的耐磨环、用于将耐磨环可释放地固定到挤压垫基座的装置、以及用于在挤出期间使该耐磨环扩展以使其接合挤压机的挤压筒的内壁的装置。耐磨环是金属套环，其具有朝向挤压垫基座会聚的圆锥形内部表面。用于使耐磨环扩展的装置包括金属柱塞，该金属柱塞具有柱塞头，柱塞头带有圆锥形表面，用以在挤出期间随着柱塞头被压入到套环中而接合套环的圆锥形表面，以使套环扩展。套环的会聚表面与柱塞头延伸足够的距离，以允许柱塞头一定程度地伸缩到套环中，由此该套环被扩展，以接合挤压筒的内壁。

改进通常是期望的。因此，本发明的目的至少是提供一种新颖的用于挤压机的挤压垫。

技术实现要素：

在一方面，提供了一种用于金属挤压机的挤压垫，包括：基座，该基座具有第一表面；可扩展的套环，该套环座靠在基座上；可移动的柱塞，该柱塞被联接到基座且被套环容纳，该柱塞具有被构造为邻靠在基座的第一表面上的第二表面；以及外部的连接环，该连接环将套环联接到基座，该连接环包括接合基座的至少一个特征部以及接合套环的多个指状部。

在一个实施例中，每个指状部被套环的对应的凹口接纳。

所述至少一个特征部可以是向内延伸的周向肋。该周向肋可以被基座的外表面上的沟槽接纳。

柱塞包括被构造为在使用期间邻靠在坯料上的凸形面。

基座包括被构造用以接纳螺柱的一部分的凹部。该螺柱可以包括内部通道，该内部通道被构造用以将流体输送到凹部中，用以冷却挤压垫。

连接环可以包括贯穿连接环延伸的切口。

挤压垫可以在金属挤压机中使用，用以执行金属挤出。

还提供了一种包括挤压垫的挤压机。

附图说明

下面将参考附图更加全面地描述实施例，其中：

图1是金属挤压机的示意性透视图；

图2是形成图1的金属挤压机的组成部分的挤压垫的透视图；

图3是图2的挤压垫的分解透视图；

图4是图2的挤压垫的沿着所指示的剖面线截取的侧视剖视图；

图5是图4的由附图标记5所标示的挤压垫的放大的局部视图。

具体实施方式

图1是用于金属挤出的挤压机的简化示意图。该挤压机包括挤压筒(container)20，挤压筒20具有围绕内部管状衬套24的外部罩体22。在坯料挤出期间，该挤压筒20用作坯料26的温度控制罩。挤出活塞28邻近挤压筒20的一个端部定位。挤出活塞28的远端具有与其联接的挤压垫30，挤压垫30被构造为邻接坯料26，用以使坯料穿过挤压筒20前进。挤出模32邻近挤压筒20的模具端34定位。

在操作期间，一旦坯料26被加热到期望的挤出温度(对于铝，通常是800-900°F)，其就被递送到挤压机。然后，使挤出活塞28与联接到挤出活塞28的挤压垫30前进，以便推动坯料26穿过挤压筒20并且朝向挤出模32。在通过前进的挤出活塞28和挤压垫30而施加的压力作用下，坯料26被挤出穿过设置在挤出模32中的轮廓，直至所有或大部分的坯料材料被推出挤压筒20，从而形成挤出的产品36。

在图2至图5中可以更好地显示挤压垫30。挤压垫30包括：挤压垫基座40；可替换的套环42，可替换的套环42座靠在挤压垫基座40上并且通过外部的连接环44联接到挤压垫基座40；以及可移动的柱塞46，可移动的柱塞46定位在挤压垫基座40的前方且定位在套环42内。柱塞46被构造成当挤压垫30在使用期间邻接坯料26时向后移动，该向后移动则导致套环42扩展。

挤压垫基座40包括具有平面的前表面48的大体圆柱形的形体。挤压垫基座40还包括从平面的前表面48延伸到中心凹部52的中心孔50。挤压垫基座40具有多个螺纹54，所述多个螺纹54形成在限定中心凹部52的内表面上，并且构造用以与形成在螺柱60或其它伸长突出部的杆部58的外表面上的互补外螺纹56接合。螺柱60或其它伸长突出部被安装在挤出活塞28的前端，并且包括被构造用以将冷却流体从冷却流体源输送到中心凹部52的内部通道62。在该实施例中，冷却流体是空气。杆部58具有用于容纳弹簧66的中心凹部64，该弹簧66被构造用以提供推压柱塞46远离挤压垫基座40的平面的前表面48的偏压力。挤压垫基座40还具有形成在其外表面上的用于接合连接环44的周向沟槽68。

套环42包括大体环形的形体，该大体环形的形体具有第一圆锥形内表面70和与该第一圆锥形内表面70相邻的第二圆锥形内表面72。第一和第二圆锥形内表面70和72相对于挤压垫30的中心轴线74倾斜，使得第一圆锥形内表面70和第二圆锥形内表面72每个分别与中心轴线74限定出第一角度和第二角度。套环42具有形成在其外表面上的用于接合连接环44的多个凹部76。在该实施例中，套环42具有五(5)个凹部76。

柱塞46具有凸形的前面78，该凸形的前面78被构造为邻接坯料26。柱塞46还具有与凸形面78相邻的第一圆锥形外表面80以及与该第一圆锥形外表面80相邻的第二圆锥形外表面82。该第一和第二圆锥形外表面80和82相对于挤压垫30的中心轴线74倾斜，使得第一圆锥形外表面80和第二圆锥形外表面82每个分别与中心轴线74限定出第三角度和第四角度。该柱塞还具有平面的后表面84，该平面的后表面84构造为邻接在挤压垫基座40的前表面48上。立柱86从后表面84向后延伸，该立柱86被成形为延伸穿过中心孔50并延伸到挤压垫基座40的中心凹部52中。连接件88被紧固到在中心凹部52内的立柱86的远端，用以将可移动的柱塞46联接到挤压垫基座40，并且用以提供由弹簧66邻接的表面。如图5所示，柱塞46被成形为使得当可移动的柱塞46没有被压靠在挤压垫基座40上时，平面的后表面84与平面的前表面48以距离“d”隔开。

由第一圆锥形外表面80和中心轴线74限定的第三角度稍微大于由第一圆锥形内表面70和中心轴线74限定的第一角度，以便确保柱塞46与套环42不会在使用期间变得堵塞。在所示出的实施例中，第三角度和第一角度之间的差为约1.5度。如将理解的是，如果第一圆锥形外表面80的倾斜角与第一圆锥形内表面70的倾斜角相等或者小于第一圆锥形内表面70的倾斜角，则这些表面会在柱塞向后移动到套环42中时堵塞，使得当挤压垫从挤压筒移除时，弹簧66将不具有足够的力来使柱塞46返回至其初始位置。

连接环44具有大体环形的形状，并且具有贯穿的切口92，用以允许连接环44在与挤压垫30的组装或拆卸期间扩展，并且用以允许连接环44在使用期间按照需要来扩展。连接环44包括向内延伸的肋94，其构造用以接合挤压垫基座40的周向沟槽68。连接环44还包括多个向内延伸的指状部98，其中每个指状部98被成形用以接合套环42的外表面上的相应的凹部76。在该实施例中，连接环44包括五(5)个向内延伸的指状部98。

在使用期间，上面安装有组装好的挤压垫30的挤出活塞28穿过挤压筒20前进，以压迫坯料26穿过挤出模32。由挤出活塞28经由挤压垫30将向前的力施加至坯料26。反过来，坯料26将相反的力施加至挤压垫30，这导致柱塞46朝向挤压垫基座40向后移动。在该向后运动期间，柱塞46将压力施加到套环42的第一圆锥形内表面70和第二圆锥形内表面72上，从而导致套环42向外扩展，以容纳柱塞46。连接环44则从轴向切口92沿周向扩展，以适应扩展的套环42。柱塞46继续朝向挤压垫基座40向后移动并且使套环42扩展，直到柱塞46的平面的后表面84邻靠在挤压垫基座40的平面的前表面48上为止。在挤压垫40和柱塞46以这种方式邻接的情况下，由挤出活塞28施加的力能够直接通过挤压垫30的芯部传递到坯料。在行程的结束处，上面安装有挤压垫30的挤出活塞28返回至其在挤压筒20中的开始位置，以接纳下一个坯料。由于由坯料26先前施加的相反的力现在移除，所以弹簧66将柱塞46向前推动至其初始位置，这则使套环42和连接环44收缩至其原始尺寸。

如将理解的是，挤压垫30的结构，特别是挤压垫基座40和套环42通过连接环44的联接，消除了对大体积特征部的需要，否则的话，对于常规的卡口式连接，大体积特征部是需要。结果，在挤压垫基座40和柱塞46之间的接触区域(有时被称为“衬垫区域(pad area)”)有利地得到增加，与具有卡口式连接的常规挤压垫相比，这允许挤出活塞28施加的更大的力通过挤压垫30的芯部传递到坯料26。

此外，且如将理解的是，连接环44的指状部98的“皇冠”形构造有利地在连接环44和柱塞46之间提供了更大的截面面积，与常规的挤压垫相比，这则增加了挤压垫30的断裂强度(column strength)，并且允许挤压垫30在操作期间经受挤出活塞28施加的更大的力而不变形。

此外，且如将理解的是，连接环44的指状部98的“皇冠”形构造有利地允许接合套环42的特征部具有增加的在轴向方向上的厚度，用以增加连接环44的轴向强度，同时允许连接环44能够为了挤压垫30的组装和拆卸而在周向方向上保持柔性。

这些特征部有利地使挤压垫30能够在与常规的挤压垫相比更高的挤出压力下操作。

尽管在上述实施例中，连接环44具有五(5)个指状部，并且套环42具有五(5)个对应的凹部，但是指状部和对应的凹部数量不限于五(5)个，并且在其它实施例中，可以替代地使用更少或更多的指状部和对应的凹部，同时提供挤压垫的增加的断裂强度并且允许连接环能够为了挤压垫的组装和拆卸而保持柔性。

尽管已经参考附图描述了实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离所附权利要求书限定的本发明范围的情况下进行作出变型和修改。