挤压机模具组件的制作方法_3

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持随后的坯体时运动。尽管针对第一和第二压力机压头压板67、68中的每一方都示出了两个压力机压头滚筒,但是应当理解,可以设置任何适当数量的压力机压头滚筒,并且在某些实施例中,压力机压头滚筒可以联接至第一和第二压力机压头压板67、68。
[0044]定心压板69接收通过压力机压头压板67、68而行进的坯体并且用于在坯体进入旋转模具70之前的挤压工艺期间保持坯体。当定心压板69安置就位以用于挤压工艺时,定心压板69基本成为挤压模具70的一部分。即,定心压板69的定心插入件基本抵接旋转模具70。然而,定心压板69自身和其中包括定心插入件的部件并不随着旋转模具70旋转。定心压板69通过夹持坯体并由此防止坯体在进入旋转模具70之前旋转而防止在模具70旋转时不再由第二压力机压头保持的坯体旋转。
[0045]返回参照图1的模具组件1,当在挤压工艺中例如在图2的挤压系统中使用该组件时,定心插入件9行进至模具本体18的前边缘,使得定心插入件9的前表面55接触模具本体18的前表面16。在图3中示出了在挤压期间模具本体18和定心插入件9的这种取向。沿着该取向,定心插入件9和模具本体18的面55和16之间的接触相应地防止在挤压工艺期间材料从模具本体18中泄漏。为了开始挤压,坯体17沿着箭头A的方向在心轴棒10上行进并且通过模具组件1,以便将坯体17压到挤压管产品中。在进入模具组件I之前,坯体17行进到定心插入件9的开口 15中,夹持件44在此接合坯体17的外表面。随着坯体17行进通过开口 15,在坯体17接触到模具本体18的旋转内表面14时,这些夹持件44防止还体17旋转。
[0046]尽管坯体17和定心插入件9在挤压工艺期间不旋转,但是模具本体18和基板8因马达驱动的转轴56而旋转,模具本体连接至所述基板8。随着坯体17行进通过定心插入件9,其穿过模具本体18的入口 11并且接触模具本体18的内表面14。因旋转模具18和坯体17之间的干涉接触而将扭转力施加到坯体17的外表面。定心插入件9的夹持件44抵抗该扭转力并且防止坯体17在进入模具本体18之前旋转从而产生摩擦和生成加热坯体17的能量。
[0047]通过中心孔的形状和取向限定模具本体18的渐缩内表面14的轮廓,所述中心孔穿过模具本体I8中的板。模具本体18由模具板堆叠体形成,其包括钢端保持件3、入口板4、第一中间板5、第二中间板6和出口板7。构成模具本体18的这一系列板堆叠在一起,通过紧固件例如图1中的螺栓2彼此固定并且连接至基板8。螺栓2安置在每一个通孔12中,所述通孔12穿过板3至8中的每一块。随后,基板8联接至马达驱动的转轴56,转轴56使板8以及模具本体18的板3-7旋转。在某些实施例中,可以采用这样的模具本体,所述模具本体包括比在模具本体I8中示出的五块板3-7更多或更少的板。
[0048]由模具本体18的板的中心孔形成的内表面14呈渐缩轮廓,所述渐缩轮廓使得通过模具本体18的内部通道从通道入口 11到出口板7处的通道出口逐渐变窄。因此,在向坯体17施加力以挤压坯体通过模具本体18时,坯体17的材料被挤压,此时迫使材料的外径减小以通过每一块板3-7。参照图4至图13在下文更加详细描述了板3-7的尺寸以及内表面14和还体17之间的相互作用。
[0049]图4至图9示出了模具本体18中的每一块板3-7和基板8,模具本体18连接至基板8。图4示出了模具本体18的钢端保持件3,所述钢端保持件3形成模具本体的正面16和模具本体的内部通道的入口 11。钢端保持件3包括中央圆孔21,当堆叠在模具本体18中时,所述中央圆孔21限定入口 11的直径。如图4所示,钢端保持件3由两种材料形成,其中,板的外周19由一种材料形成,孔21的周边20由另一种不同的材料形成。可以选择构成钢端保持件3的两种材料,以便形成钢端保持件3和定心插入件9以及入口板4两者之间的接触面。例如,外周19可以由钢例如H13钢形成,这是与形成入口板4外周的材料相同或类似的材料,而孔周边20可以由不同的材料例如铬镍铁合金钢形成,这是与用于形成定心插入件9的材料相同或类似的材料。通过使孔周边20和定心插入件9的材料匹配,孔周边20的正面23提供互补接触面,所述互补接触面在使用模具组件I时减小磨损,所述正面23接触定心插入件9的正面55。因为模具本体18旋转且定心插入件9保持静止,所以可以在面23和面55之间产生摩擦。通过由相同材料或类似材料形成孔周边20和定心插入件9,与调节表面55作用于表面16的压力相结合,就能最小化这种摩擦的磨损效果,尤其是在启动和停止挤压工艺期间模具本体18开始旋转或停止旋转时。
[0050]模具本体18中的第二板是入口板4,如图5所示。与钢端保持件3—样,入口板4由两种不同的材料形成。第一种材料形成板的外周25,第二种材料在穿过板的中心的中心孔周围形成孔周边24。外周25可以由与钢端保持件3的外周相同或类似的材料例如H13钢材料制成。孔26的周边24由耐磨损材料例如陶瓷材料制成,以在坯体例如坯体17被挤压通过孔26并且接触内表面27时抵抗退化。
[0051]模具本体18的内表面14的从模具本体入口 11至模具本体出口的渐缩开始于入口板4。周边24的内表面27成一定角度,使得中心孔26的直径在抵接钢端保持件3背面的板4的正面处较大而在抵接第一中间板5的入口板4的背面处较小。当在正面处直径等于孔26的直径的坯体17被挤压通过入口板4时,表面27的渐缩在旋转板4和坯体17之间造成摩擦。当坯体17行进到旋转模具本体18中时,这种摩擦生成加热坯体17的能量,使得通过渐缩内表面14的坯体开始变形。与预先加热的坯体和非旋转模具之间的接触产生作为副产品的热能的挤压工艺相比,由于需要将坯体加热到足以变形的温度,因此未预先加热的坯体17的摩擦生热是挤压所必须的。
[0052]图6示出了第一中间板5,所述第一中间板5位于构成模具本体18的板堆叠体中的入口板4后方。第一中间板5包括由第一种材料形成的外周29和由第二种材料形成的孔周边28。外周29可以由与堆叠体中的其它板的外周相同或类似的材料例如H13钢形成。贯穿板的中心孔30的周边28可以由耐磨材料例如陶瓷材料形成,正如参照入口板4的孔周边24所讨论的那样。孔周边28的内表面31从抵接堆叠体中的入口板4的第一中间板5的正面到抵接板堆叠体中的第二中间板6的第一中间板5的背面渐缩。内表面31的角度使中心孔30从正面到背面渐缩而且使模具本体18的内部通道和表面14渐缩,正如参照入口板4的中心孔26在上文讨论的那样。
[0053]相对于入口板4的内表面27的锥度而言,内表面31关于第一中间板5中的中心孔30的中心轴线渐缩的角度取决于正在被挤压的材料和模具板的总数量。在用于特定材料的某些实施例中,内表面31渐缩的角度可以小于入口板4的内表面27的锥度角。内表面的这种角度变化以及中心孔30相对于中心孔26的更小的直径可以将与坯体17的摩擦相互作用和使坯体17变形所需的功更加均匀地分散在入口板4和第一中间板5上,减小材料磨损并延长模具板的使用寿命,以及提高挤压产品的同心度和一致性。参照图10、图12和图13中示出的剖视图,在下文中更加充分地讨论功和摩擦力的这种分散以及在材料和表面渐缩角度之间的相互关联。
[0054]在图7中示出了在模具堆叠体中的在第一中间板5之后的第二中间板6。与板3-5类似,第二中间板6具有:外周32,所述外周32由第一材料形成;和围绕中心孔34的周边33,所述周边33由第二种材料形成。形成外周32的第一种材料可以与堆叠体中的其它板的材料相同或类似,例如H13钢,而形成孔周边33的材料可以是耐磨材料,例如陶瓷。围绕中心孔34的周边33的内表面35从板6的抵接第一中间板5的正面到板6的抵接出口板7的背面成一定角度地延伸。
[0055]板堆叠体中构成模具本体18的最后一块板是在图8中示出的出口板7。与板3-6类似,出口板7的外周36由第一种材料例如H13钢形成,围绕中心孔38的周边37由第二种材料例如耐磨陶瓷形成。出口板7的直径远小于图4中示出的钢端保持件3处的开口 11的直径,原因在于内表面14从钢端保持件3到出口板7渐缩。包围出口板7的中心孔38的内表面39相对于中心孔38的中心轴线成一角度。中心孔38的最窄段限定贯穿模具本体18的通道的最窄部分,并且因此设定在坯体17被挤压通过模具本体18时生产的挤压管的外径。以下将参照图13更详细地讨论使用模具组件I产生的挤压产品的直径和尺寸。
[0056]图9示出了基板8,所述基板8将形成模具本体18的堆叠板联接至旋转动力源。例如,如图1和图3所示,模具组件I中的基板8将模具本体18联接至转轴56。转轴56由马达驱动旋转,所述马达以设定的转速驱动转轴56旋转。转轴56通过螺栓连接至基板8,所述螺栓穿过基板8的周边周围的外通孔43并将转轴56的旋转力传递到基板8。基板8还通过螺栓例如图1中示出的螺栓2旋转联接至模具本体18中的板,所述螺栓穿过模具本体18中的通孔12并且进入基板8的孔42中。
[0057]基板8包括中心孔40,所述中心孔40具有内表面41。孔40和内表面41限定基板8中的开口,所述开口的直径可以大于出口板7中的孔的直径。基板孔40的更大的直径允许挤压材料离开模具本体18且不直接接触内表面41,并且可以允许冷却组分例如流体源部分地进入基板8并在模具本体18的出口附近将冷却流体施加至离开出口板7的挤压材料。出口板7还可以包括板的背
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