复动化变截面挤型装置及挤型方法与流程

本发明有关于一种变截面挤型装置及挤型方法，特别是关于一种具有复动化挤型模具的复动化变截面挤型装置及挤型方法。

背景技术：

挤型是指将材料通过挤压方式成型，其原理是将挤压材/挤锭借由适度加热并加压，等速挤入模具来制成所需形状、尺寸及物理性质的产品，因此适合易塑形的金属及塑料成品之加工。铝挤型与人类生活息息相关，从餐具、电子产品到汽车工业与建筑等都被大量使用。

然而，现有的挤型制程中，只能生产相等截面的挤型件，若需要不等截面的挤型件则需要进行多次的加工。例如，先借由挤型制程挤出的均匀截面型材，然后需要复杂的二次成形与焊接才能获得不规则的变化截面，以导致工时的增加与成本的提高，丧失挤型制程该有的良好性能。再者，目前变截面挤型技术无法生产圆形变截面的挤型件。

技术实现要素：

有鉴于此，便有需要提供一种复动化变截面挤型装置及挤型方法，来解决前述的问题。

本发明的主要目的在于提供一种具有复动化挤型模具的复动化变截面挤型装置及挤型方法，用以制造变截面挤型件。

本发明提供的复动化变截面挤型装置，包括：

一盛锭桶，具有一容置空间，用以容置一挤锭；

一固定式挤型模具，固接于该盛锭桶，并包括一原尺寸模穴，该原尺寸模穴连通该盛锭桶的容置空间；

一复动化第一挤型模具，设置于该固定式挤型模具的一侧，并包括多个第一模块，该些第一模块用以分别沿其径向方向移动至一开放位置或一闭合位置；以及

一挤压柱塞，用以相对于该盛锭桶而移动，并对该挤锭进行挤压，其中：

当该些第一模块移动至该闭合位置时，则该些第一模块形成有一第一尺寸模穴，且此时该挤压柱塞使该挤锭先经过该原尺寸模穴且再经过该第一尺寸模穴而流出，以形成一第一尺寸挤型件；以及

当该些第一模块移动至该开放位置时，则该些第一模块没有形成有该第一尺寸模穴，且此时该挤压柱塞使该挤锭只经过该原尺寸模穴而流出，以形成一原尺寸挤型件，其中该第一尺寸模穴小于该原尺寸模穴，使该第一尺寸挤型件的截面小于该原尺寸挤型件的截面，且该原尺寸挤型件连接于该第一尺寸挤型件，使该原尺寸挤型件及第一尺寸挤型件组合成一变截面挤型件。

上述的复动化变截面挤型装置，更包括至少一复动化第二挤型模具，其设置于该复动化第一挤型模具的一侧，并包括多个第二模块，该些第二模块用以分别沿其径向方向移动至一开放位置或一闭合位置：

当该些第一模块及第二模块皆移动至该闭合位置时，则该些第二模块亦形成有一第二尺寸模穴，且此时该挤压柱塞使该挤锭先经过该原尺寸模穴及该第一尺寸模穴且再经过该第二尺寸模穴而流出，以形成一第二尺寸挤型件，其中该第二尺寸模穴小于该第一尺寸模穴，使该第二尺寸挤型件的截面小于该第一尺寸挤型件的截面，且该第二尺寸挤型件连接于该第一尺寸挤型件，使该原尺寸挤型件、第一尺寸挤型件及第二尺寸挤型件组合成另一变截面挤型件。

其中，当该些第二模块移动至该开放位置，且该些第一模块移动至该闭合位置时，则该些第二模块没有形成有该第二尺寸模穴，该些第一模块仍形成有该第一尺寸模穴，且此时该挤压柱塞使该挤锭先经过该原尺寸模穴且再经过该第一尺寸模穴而流出，以形成该第一尺寸挤型件。

其中，当该些第一模块及第二模块皆移动至该开放位置时，则该些第一模块及第二模块没有分别形成有该第一尺寸模穴及第二尺寸模穴，且此时该挤压柱塞使该挤锭仍只经过该原尺寸模穴而流出，以形成该原尺寸挤型件。

其中，该原尺寸挤型件、该第一尺寸挤型件及第二尺寸挤型件的截面分别对应于该原尺寸模穴、该第一尺寸模穴及第二尺寸模穴的外形，且该原尺寸模穴、该第一尺寸模穴及第二尺寸模穴的外形选自圆形、椭圆形、方形及菱形所构成的群组。

其中，该至少一复动化第二挤型模具为多个复动化第二挤型模具，该些复动化第二挤型模具沿该挤压柱塞的一轴向而依序设置，且该些复动化第二挤型模具的该些第二尺寸模穴沿该挤压柱塞的该轴向而依序变小。

其中，该固定式挤型模具、该复动化第一挤型模具及该复动化第二挤型模具彼此之间的表面皆设有一平滑抛光面。

其中，该第一尺寸模穴及第二尺寸模穴分別具有第一内表面及第二内表面，该第一内表面与该轴向之间的夹角为第一角度，该第二内表面与该轴向之间的夹角为第二角度，且该第一角度及第二角度皆不等于0度。

本发明还提供一种复动化变截面挤型方法，包括下列步骤：

提供一固定式挤型模具，其包括一原尺寸模穴；

提供一复动化第一挤型模具，其包括多个第一模块，该些第一模块用以分别沿其径向方向移动至一开放位置或一闭合位置；

将该些第一模块移动至该闭合位置，使该些第一模块形成有一第一尺寸模穴，且挤压该挤锭使该挤锭先经过该原尺寸模穴且再经过该第一尺寸模穴而流出，以形成一第一尺寸挤型件；以及

将该些第一模块移动至该开放位置，使该些第一模块没有形成有该第一尺寸模穴，且挤压该挤锭使该挤锭只经过该原尺寸模穴而流出，以形成一原尺寸挤型件，其中该第一尺寸模穴小于该原尺寸模穴，使该第一尺寸挤型件的截面小于该原尺寸挤型件的截面，且该原尺寸挤型件连接于该第一尺寸挤型件，使该原尺寸挤型件及第一尺寸挤型件组合成一变截面挤型件。

其中，上述的复动化变截面挤型方法，更包括下列步骤：

提供至少一复动化第二挤型模具，其包括多个第二模块，该些第二模块用以分别沿其径向方向移动至一开放位置或一闭合位置；以及

将该些第一及第二模块皆移动至该闭合位置，使该些第二模块亦形成有一第二尺寸模穴，且挤压该挤锭使该挤锭先经过该原尺寸模穴及该第一尺寸模穴且再经过该第二尺寸模穴而流出，以形成一第二尺寸挤型件，其中该第二尺寸模穴小于该第一尺寸模穴，使该第二尺寸挤型件的截面小于该第一尺寸挤型件的截面，且该第二尺寸挤型件连接于该原尺寸挤型件或第一尺寸挤型件，使该原尺寸挤型件、第一尺寸挤型件及第二尺寸挤型件组合成另一变截面挤型件。

本发明的复动化变截面挤型装置具有下述优点：一、突破性的模具与制程开发，改变传统挤型制程只能生产相同截面型材的固有模式。二、可模块化安装于现有部分传统挤型设备。三、互相搭配而得到不同曲度的变截面型材，其外形可为圆形、矩形等不规则外形。四、可依挤型装置的规格与产品尺寸需求，多个复动化挤型模具相互搭配而得多截面变化的挤型件产品。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置的立体示意图；

图2为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置的前视示意图；

图3为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置的侧视示意图；

图4为沿图3的剖线A-A的复动化变截面挤型装置的剖面示意图，其显示步骤C；

图5为沿图3的剖线A-A的复动化变截面挤型装置的剖面示意图，其显示步骤A；

图6为沿图3的剖线A-A的复动化变截面挤型装置的剖面示意图，其显示步骤B；

图7为本发明的第一实施例的变截面挤型件的剖面示意图；

图8为本发明的第一实施例的另一变截面挤型件的剖面示意图；

图9为本发明的第一实施例的又一变截面挤型件的剖面示意图；

图10为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置的前视示意图，其显示原尺寸模穴、第一及第二尺寸模穴的外形为圆形；

图11为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置的前视示意图，其显示原尺寸模穴、第一及第二尺寸模穴之外形为方形；

图12为本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置之剖面示意图，其显示该复动化变截面挤型装置更包括一车壁及多个模块驱动单元；

图13为本发明的第二实施例的复动化变截面挤型装置的剖面示意图，其显示步骤A；

图14为本发明的第二实施例的复动化变截面挤型装置的剖面示意图，其显示步骤B；

图15为本发明的第三实施例的复动化变截面挤型装置的剖面示意图。

【符号说明】：

100 复动化变截面挤型装置； 100’ 复动化变截面挤型装置；

100’’ 复动化变截面挤型装置； 102 挤锭；

110 盛锭桶； 112 容置空间；

120 固定式挤型模具； 120a 表面；

122 原尺寸模穴； 130 复动化第一挤型模具；

130a 表面； 132 第一模块；

134 径向方向； 136 第一尺寸模穴；

136a 第一内表面； 140 复动化第一挤型模具；

140’ 复动化第一挤型模具； 140’’ 复动化第一挤型模具；

140a 表面； 142 第一模块；

144 径向方向； 146 第二尺寸模穴；

146a 第二内表面；

150 挤压柱塞； 152 轴向；

160 车壁； 160a 表面；

170 模块驱动单元；

190 变截面挤型件； 190’ 变截面挤型件；

190’’ 变截面挤型件；

190a 第一尺寸挤型件； 190b 第二尺寸挤型件；

190z 原尺寸挤型件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参考图1至图4，其显示本发明的第一实施例的复动化变截面挤型装置100。该复动化变截面挤型装置100包括一盛锭桶(Container)110、一固定式挤型模具120、一复动化第一挤型模具130、一复动化第二挤型模具140及一挤压柱塞(Stem)150。该盛锭桶110具有一容置空间112，用以容置一挤锭(Billet)102。该挤锭102的材质可为铁、铝、镁、钛等金属材质或其合金材质。该固定式挤型模具120固接于该盛锭桶110，并包括一原尺寸模穴122，该原尺寸模穴122连通该盛锭桶110的容置空间112。该挤压柱塞150用以相对于该盛锭桶110而移动，并沿一轴向152(亦即挤压方向)对该挤锭102进行挤压。该挤压柱塞150可借由一油压动力源(图未示)驱动而前后移动，进而使该挤压柱塞150对该挤锭102进行挤压或不挤压。

该固定式挤型模具120、该复动化第一挤型模具130及该复动化第二挤型模具140的材质可为模具钢、碳钢、不锈钢或其他金属材料与非金属材料，上述中的模具钢是指可用来制造冷冲模、热锻模或压铸模等模具的钢种。

该复动化第一挤型模具130设置于该固定式挤型模具120的一侧，并包括多个第一模块132，该些第一模块132用以分别沿其径向方向134移动至一开放位置(向外移动)或一闭合位置(向内移动)。该复动化第二挤型模具140设置于该复动化第一挤型模具130的一侧，并包括多个第二模块142，该些第二模块142用以分别沿其径向方向144移动至一开放位置(向外移动)或一闭合位置(向内移动)。在本实施例中，该复动化第一及第二挤型模具130、140皆以包括四个模块为例说明如后。然而，该复动化第一挤型模具130及第二挤型模具140包括四个模块并非用以限制本发明，在其他实施例中，该复动化第一挤型模具130及第二挤型模具140可视设计需求而包括二个、三个或多个模块。不论该复动化第一及第二挤型模具130、140的模块数量为二个、三个、四个模块或多个，皆可独立作动并可程序化控制。该些第一模块132彼此的形状可以选择为相同或不相同，该些第二模块142彼此的形状可以选择为相同或不相同。

在本实施例中，请参考图5，该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146可分别具有第一内表面136a及第二内表面146a，该第一内表面136a与该轴向152之间的夹角为第一角度，该第二内表面146a与该轴向152之间的夹角为第二角度，且该第一角度及第二角度皆不等于0度。

请再参考图5，在步骤A：当该些第一模块132及第二模块142皆移动至该闭合位置时，则该些第一模块132及第二模块142分别形成有第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146 (亦即该些第一模块132及第二模块142的闭合外形分别具有第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146)。此时，该挤压柱塞150挤压该挤锭102使该挤锭102先经过该原尺寸模穴122及该第一尺寸模穴136且再经过该第二尺寸模穴146而流出，以形成一第二尺寸挤型件190b。该第二尺寸模穴146须小于该第一尺寸模穴136且该第一尺寸模穴136须小于该原尺寸模穴122。

请参考图6，在步骤B：当该些第二模块142移动至该开放位置，且该些第一模块132移动至该闭合位置时，则该些第二模块142没有形成有该第二尺寸模穴146，该些第一模块132仍形成有该第一尺寸模穴136。此时，该挤压柱塞150挤压该挤锭102使该挤锭102先经过该原尺寸模穴122且再经过该第一尺寸模穴136而流出，以形成一第一尺寸挤型件190a。该第二尺寸模穴146小于该第一尺寸模穴136，使该第二尺寸挤型件190b的截面小于该第一尺寸挤型件190a的截面。

请再参考图4，在步骤C：当该些第一模块132及第二模块142皆移动至该开放位置时，则该些第一模块132及第二模块142没有分别形成有该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146。此时，该挤压柱塞150挤压该挤锭102使该挤锭102只经过该原尺寸模穴122而流出，以形成一原尺寸挤型件190z。该第一尺寸模穴136小于该原尺寸模穴122，使该第一尺寸挤型件190a的截面小于该原尺寸挤型件190z的截面。

请参考图7，在一实施例中，若依序执行步骤B及步骤C，则该原尺寸挤型件190z连接于该第一尺寸挤型件190a，使该原尺寸挤型件190z及第一尺寸挤型件190a组合成一变截面挤型件190。

请参考图8，在另一实施例中，若依序执行步骤A、步骤B及步骤C，则该第二尺寸挤型件190b、该第一尺寸挤型件190a及该原尺寸挤型件190z依序连接，如此使该第二尺寸挤型件190b、该第一尺寸挤型件190a及该原尺寸挤型件190z组合成另一变截面挤型件190’。

请参考图9，在又一实施例中，若依序执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤B及步骤A，则该第二尺寸挤型件190b、该第一尺寸挤型件190a、该原尺寸挤型件190z、该第一尺寸挤型件190a及该第二尺寸挤型件190b依序连接，如此使该第二尺寸挤型件190b、该第一尺寸挤型件190a、该原尺寸挤型件190z、该第一尺寸挤型件190a及该第二尺寸挤型件190b组合成又一变截面挤型件190’’。

请参考图10及图8，该原尺寸挤型件190z、该第一尺寸挤型件190a及第二尺寸挤型件190b的截面分别对应于该原尺寸模穴122、该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146的外形。在本实施例中，该原尺寸模穴122、该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146的外形为圆形。请参考图11，在另一实施例中，该原尺寸模穴122、该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146的外形亦可为方形。因此，该原尺寸模穴122、该第一尺寸模穴136及第二尺寸模穴146的外形依设计需求，可选自圆形、方形、椭圆形、菱形及多角形的所构成的群组。

请参考图12，在本实施例中，该复动化变截面挤型装置100更包括一车壁160及多个模块驱动单元170。该车壁160用以限制该复动化第一挤型模具130及该第二挤型模具140沿该轴向152移动。该些模块驱动单元170(例如，油压伺服驱动单元或导螺杆电控伺服驱动单元)用以分别驱动该复动化第一挤型模具130及第二挤型模具140的第一模块132及第二模块142沿其径向方向移动至该开放位置或该闭合位置。为了避免该固定式挤型模具120、该复动化第一挤型模具130及第二挤型模具140及该车壁160彼此之间的摩擦力过大，该固定式挤型模具120、该复动化第一挤型模具130及第二挤型模具140及该车壁160彼此之间的表面120a、130a、140a、160a皆可设有一平滑抛光面。

另外，该复动化变截面挤型装置100亦可同时搭配具有一心轴的复动机构(图未示)，使该变截面挤型件成形为一变截面中空挤型件。

请参考图13及图14，其显示本发明的第二实施例的复动化变截面挤型装置。第二实施例的复动化变截面挤型装置100’大体上类似于第一实施例的复动化变截面挤型装置100，相同的组件标示相同的标号。第二实施例的复动化变截面挤型装置100’与第一实施例的复动化变截面挤型装置100不同的地方在于：该复动化变截面挤型装置100’没有包括复动化第二挤型模具140。

本发明的复动化变截面挤型方法包括下列步骤：请参考图13，在步骤B，将该些第一模块132移动至该闭合位置，使该些第一模块132形成有一第一尺寸模穴136，且挤压该挤锭102使该挤锭102先经过该原尺寸模穴122且再经过该第一尺寸模穴136而流出，以形成一第一尺寸挤型件190a。请参考图14，在步骤A，将该些第一模块132移动至该开放位置，使该些第一模块132没有形成有该第一尺寸模穴136，且挤压该挤锭102使该挤锭102只经过该原尺寸模穴122而流出，以形成一原尺寸挤型件190z，其中该第一尺寸模穴136小于该原尺寸模穴122，使该第一尺寸挤型件190a之截面小于该原尺寸挤型件190z的截面，且该原尺寸挤型件190z连接于该第一尺寸挤型件190a，使该原尺寸挤型件190z及第一尺寸挤型件190a组合成一变截面挤型件190。

请参考图15，其显示本发明的第三实施例的复动化变截面挤型装置。第三实施例的复动化变截面挤型装置100’’大体上类似于第一实施例的复动化变截面挤型装置100，相同的组件标示相同的标号。第三实施例的复动化变截面挤型装置100’’与第一实施例的复动化变截面挤型装置100不同的地方在于：该复动化变截面挤型装置100’’包括有多个复动化第二挤型模具140(例如该些复动化第二挤型模具140’、140’’)，该些复动化第二挤型模具140沿该挤压柱塞150之一轴向152而依序设置，且该些复动化第二挤型模具140的该些第二尺寸模穴146(例如该些第二尺寸模穴146’、146’’)沿该挤压柱塞之该轴向152而依序变小。

本发明的复动化变截面挤型装置具有下述优点：一、突破性的模具与制程开发，改变传统挤型制程只能生产相同截面型材的固有模式。二、可模块化安装于现有部分传统挤型设备。三、互相搭配而得到不同曲度的变截面型材，其外形可为圆形、矩形等不规则外形。四、可依挤型装置的规格与产品尺寸需求，多个复动化挤型模具相互搭配而得多截面变化的挤型件产品。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。