一种变截面铝合金型材挤压模具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种变截面铝合金型材挤压模具，包括：两端贯通的腔体，且腔体由一端至另一端依次为材料挤压腔、模芯移动腔、成型腔和出料腔；可滑动地设置在材料挤压腔的施压装置；可滑动地设置于模芯移动腔内，且开设有分流孔的模芯，模芯上固定设置有朝向成型腔延伸且用于与成型腔配合的成型凸起，且成型凸起由与模芯相连的一端向另一端依次为多段横截面形状相同，且面积依次减小的成型区段；用于定位模芯位置的锁紧装置。该变截面铝合金型材挤压模具在实现闭口铝合金型材生产的同时，还有效提高了铝合金型材的质量。
【专利说明】一种变截面铝合金型材挤压模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及型材制造【技术领域】，特别涉及一种变截面铝合金型材挤压模具。
【背景技术】
[0002]铝合金型材是各种产品轻量化所应用的主要材料，然而随着技术的发展，变截面的铝合金型材在越来越多的场合得到了应用，但是目前的铝合金型材挤压设备主要限于等截面铝合金型材的挤压，而对于变截面铝合金型材的挤压，只能限于开口型的铝合金型材，或者仅能是简单的圆管或者方管型材。
[0003]从铝合金型材的变截面挤压技术来看，铝合金型材的变截面挤压主要采用阶段变截面的方法，即在变截面时需要停机去掉分块的模瓣，再加上更大截面的分块模瓣组成的模具，但是该种方法只适用于粗放型的实心铝合金挤压，例如飞机的机翼等；圆管变截面挤压主要采用挤压针和挤压模的方法，即在挤压筒中穿入细长的挤压针至挤压模，挤压针的末端有针尖，移动挤压针即可挤压出不同管径的圆管，但是由于挤压针需要穿过一半以上的模具长度，因而细长的挤压针容易在挤压的过程中产生偏移或者形变，从而对挤压出的圆管质量造成影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种变截面铝合金型材挤压模具，以便于能够生产出质量合格的变截面铝合金闭口型材。
[0005]为达到上述目的，本发明提供的变截面铝合金型材挤压模具，包括:
[0006]两端贯通的腔体，且所述腔体由一端至另一端依次为材料挤压腔、模芯移动腔、成型腔和出料腔；
[0007]可滑动地设置在所述材料挤压腔的施压装置；
[0008]可滑动地设置于所述模芯移动腔内，且开设有分流孔的模芯，所述模芯上固定设置有朝向所述成型腔延伸且用于与所述成型腔配合的成型凸起，且所述成型凸起由与所述模芯相连的一端向另一端依次为多段横截面形状相同，且面积依次减小的成型区段；
[0009]用于定位所述模芯位置的锁紧装置。
[0010]优选的，所述腔体由依次对接的挤压筒、上模、下模和垫模的内腔构成。
[0011]优选的，还包括驱动所述模芯滑动的驱动总成。
[0012]优选的，所述驱动总成包括:
[0013]固定设置在所述垫模上的活塞缸；
[0014]固连在所述活塞缸的活塞杆上的推盘；
[0015]一端与所述模芯固连，另一端与所述推盘固连的连杆。
[0016]优选的，所述驱动总成包括:
[0017]固定设置在所述垫模上，且具有内螺纹的螺纹筒；
[0018]与所述螺纹筒相配合的螺杆；
[0019]推盘，所述推盘上设置有用于驱动所述螺杆转动的电机，且所述电机的输出端与所述螺杆相连；
[0020]一端与所述模芯固连，另一端与所述推盘固连的连杆。
[0021]优选的，在所述成型凸起中，相邻两个所述成型区段之间还设置有过渡区段，且所述过渡区段为横截面与所述成型区段的横截面形状相同的锥状过渡区段。
[0022]优选的，所述模芯上设置有多个所述成型凸起，多个所述成型凸起的外边缘与所述成型腔的内边缘构成型材壁面通道，相邻两个所述成型凸起之间的间隙构成型材的筋板通道。
[0023]优选的，所述成型凸起中包括两节相连的成型区段。
[0024]优选的，所述模芯的外沿上还设置有导向凸起，所述模芯移动腔的内表面还设置有与所述导向凸起适配的导向槽，所述导向凸起嵌入所述导向槽内。
[0025]优选的，所述材料挤压腔和所述模芯移动腔之间还设置有导流腔。
[0026]本发明中所公开的变截面铝合金型材挤压模具的工作原理为:
[0027]加热的铸锭在材料挤压腔内被挤压发生塑性变形，发生变形后的塑性铝合金材料将被向前推动，并经过模芯上的分流孔进入到模芯移动腔一侧，模芯通过左右滑动，使成型凸起中的不同区段与成型腔相配合，不同区段与成型腔配合将产生不同的间隙，从而使生产出来的铝合金型材的截面(即壁厚)发生变化，塑性铝合金通过成型凸起与成型腔所构成的间隙后由出料腔输出，从而形成闭口铝合金型材。
[0028]并且由于本发明中，用于与成型腔相配合的成型凸起设置在可滑动的模芯上，而模芯与成型腔之间的距离较近，这就使得成型凸起的长度较短，从而有效避免了成型凸起在工作过程中发生偏移或者形变的情况出现，提高了成品铝合金型材的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例中所提供的变截面铝合金型材挤压模具的剖视示意图；
[0030]图2为本发明实施例中所提供的模芯结构的主视示意图；
[0031]图3为本发明实施例中所提供的成型凸起的结构示意图。
[0032]其中，I为材料挤压腔，2为模芯移动腔，3为成型腔，4为施压装置，5为模芯，6为挤压筒，7为上模，8为下模，9为垫模，10为活塞缸，11为推盘，12为连杆，13为铝合金型材，41为挤压杆，42为挤压垫，51为导向凸起，52为连杆连接孔，53为成型凸起，54为分流桥，55为分流孔，531为成型区段，532为过渡区段。
【具体实施方式】
[0033]本发明的核心是提供一种变截面铝合金型材挤压模具，以便于能够生产出质量合格的变截面铝合金闭口型材。
[0034]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0035]请参考图1至图3，图1为本发明实施例中所提供的变截面铝合金型材挤压模具的剖视示意图，图2为本发明实施例中所提供的模芯结构的主视示意图，图3为本发明实施例中所提供的成型凸起的结构示意图。
[0036]本发明所提供的轨道车辆的变截面铝合金型材挤压模具包括腔体、施压装置4、模芯5和锁紧装置，其中腔体的两端贯通，并且腔体由一端至另一端依次为材料挤压腔1、模芯移动腔2、成型腔3和出料腔；施压装置4可滑动地设置在材料挤压腔I内，并且施压装置4具体包括挤压杆41和挤压垫42，如图1中所示，模芯5可滑动地设置在模芯移动腔2内，并且模芯5上开设有供塑性铝合金材料通过的分流孔55，模芯5上还固定设置有朝向成型腔3延伸并且可与成型腔3配合的成型凸起53，成型凸起53由与模芯5相连的一端向另一端依次为多段横截面形状相同，并且面积依次减小的成型区段531，锁紧装置用于定位模芯5的位置。
[0037]通常情况下，成型凸起53由分流桥54固定连接在模芯5上，如图2中所示，在压力作用下，分流桥54为成型凸起53提供足够的支撑强度，分流桥54与分流孔55配合来对塑性铝合金材料的流量和流速进行调配。
[0038]请参考附图1，以下对本发明中所公开的变截面铝合金型材挤压模具的工作原理进行介绍:
[0039]经过加热的铝合金铸锭在材料挤压腔I内被施压装置4挤压发生塑性变形，发生变形后的塑性铝合金材料将被施压装置4向前推进，并经过模芯5上的分流孔55进入到模芯移动腔2 —侧，模芯移动腔2与成型腔3之间的空间构成焊合室，在该位置经过分流孔55分隔的塑性铝合金材料将重新融合，模芯5通过左右滑动，使成型凸起53中的不同区段与成型腔3相配合，不同区段与成型腔3配合将产生不同的间隙，从而使生产出来的铝合金型材13的截面(即壁厚)发生变化，塑性铝合金通过成型凸起53与成型腔3所构成的间隙后由出料腔输出，从而形成闭口的铝合金型材13。
[0040]由上述实施例中可以看出，用于与成型腔3相配合的成型凸起53设置在可滑动的模芯5上，而模芯5与成型腔3之间的距离较近，这就使得成型凸起53的长度较短，从而有效避免了成型凸起53在工作过程中偏移或者形变的情况出现，提高了铝合金型材13的质量。由此可见本发明中所公开的变截面铝合金型材挤压模具可以生产出高质量的闭口铝合金型材。
[0041]闭口铝合金型材在轨道车辆的生产中具有广泛的应用，并且闭口铝合金型材可能会有多种截面形状，如圆筒形、方管型、六边形等等，在进行不同截面的铝合金型材挤压时，仅需对模芯5上的成型凸起53以及成型腔3的形状进行适应性设计即可。
[0042]铝合金型材13内部可能为空心结构，也可能为带筋板结构，若铝合金型材13的内部为空心结构，模芯5上成型凸起53的设计相对而言较为简单，成型凸起53的截面形状与铝合金型材13的空心截面形状一致即可，而对于带筋板结构的铝合金型材13而言，模芯5上的成型凸起53就需要设计多个，多个成型凸起53需间隔设置，多个成型凸起53的外边缘与成型腔3的内边缘构成型材壁面通道，相邻两个成型凸起53之间的间隙构成型材的筋板通道，请参考图2，图2中所展示的是方管型铝合金型材的成型凸起53和成型腔3结构，其中图2中虚线代表成型腔3的轮廓，三个成型凸起53之间留有间隙，塑性铝合金材料由相邻两个成型凸起53之间的间隙流过后将形成铝合金型材13内部的筋板结构，当然，若是进行其他截面形状的铝合金型材13的挤压，仅需将成型凸起53和成型腔3进行适应性设计即可，成型凸起53的多少将决定成品铝合金型材13内部筋板数量的多少。
[0043]请参考图1，腔体具体由依次对接的挤压筒6、上模7、下模8和垫模9构成，为了进一步优化上述实施例中的技术方案，在材料挤压腔I和模芯移动腔2之间还设置有导流腔，以便于使塑性铝合金材料尽快流入到模芯5位置。
[0044]更进一步的，本实施例中所提供的变截面铝合金型材挤压模具中还包括用于驱动模芯5滑动的驱动总成，具体的驱动总成包括:活塞缸10、推盘11和连杆12，请参考图1，活塞缸10固定设置在垫模9上，推盘11固连在活塞缸10的活塞杆上，连杆12的一端与模芯5固连，另一端与推盘11固定相连，活塞杆的伸缩将带动模芯5在模芯移动腔2内进行滑动，从而实现成型凸起53上不同的成型区段与成型腔3进行配合。活塞缸10可以为油缸或者气缸，若油缸或者气缸本身具有锁紧功能，也可以不再进行模芯锁紧装置的设置。
[0045]本发明实施例中还提供了另外一种驱动总成的实现形式，该驱动总成包括:螺纹筒、螺杆、推盘11和连杆12，其中螺纹筒固定设置在垫模9上，并且螺纹筒内开设有内螺纹，螺杆与螺纹筒内的螺纹相配合，推盘11上设置有用于驱动螺杆进行转动的电机，并且电机的输出端与螺杆相连，连杆12的一端与模芯5固连，另一端与推盘11固定相连。
[0046]电机的转动将带动螺杆进行转动，螺杆将在螺纹筒内进行轴向移动，从而带动推盘11进行移动，推盘11的运动将通过连杆12传递到模芯5，从而实现模芯5在模芯移动腔2内的滑动。当然，若该驱动总成本身具有锁紧功能，也可以不再进行模芯锁紧装置的设置。
[0047]更进一步的，上述实施例中的连杆12均包括多根，并且多根连杆12均沿垫模9的周向均匀设置，以便能够使模芯5移动的过程中周向受力平衡，避免其产生倾斜或者变形，保证铝合金型材13的精度。
[0048]在实际生产过程中，需要在不停机的情况下进行模芯5的移动，为了避免型材截面产生突然变化，本实施例中的成型凸起53中，相邻两个成型区段531之间还设置有过渡区段532，并且过渡区段532为横截面与成型区段531的横截面形状一致的锥状过渡区段。
[0049]具体的请参考图3，图3中给出了一种带有过渡区段532的成型凸起的具体实施例，当生产两端壁薄而中间壁厚的铝合金型材时，先使横截面较大的成型区段531与成型腔3相配合，当需要进行变截面时，降低挤压速度，通过模芯5带动成形凸起53进行移动，使过渡区段532与成型腔3相配合，然后再重新恢复正常挤压速度，最后逐渐移动至横截面最小的成型区段531，这时生产出的铝合金型材13的壁厚最大，当铝合金型材13挤压到另一端需要壁变薄时，成型凸起53反向移动，依次使过渡区段532和横截面较大的成型区段531与成型腔3相配合，该种成型凸起53这可以避免铝合金型材13的横截面发生突变。
[0050]成型凸起53的轴向尺寸过长将有可能在挤压过程中发生形变，为此，本实施例中所提供的变截面铝合金型材挤压模具中，成型凸起53中包括两节相连的成型区段531，如图3中所示。
[0051]为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中在模芯5的外沿上还设置有导向凸起51，如图2中所示，模芯移动腔2的内表面上设置有与导向凸起51适配的导向槽，导向凸起51嵌入导向槽内。导向凸起51与导向槽的配合将有效提高模芯5移动时的稳定性。
[0052]可以理解的是，该设备容易实现自动化，通过控制器控制施压装置4的挤压速度以及驱动总成的动作时间即可。
[0053]以上对本发明所提供的变截面铝合金型材挤压模具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，包括: 两端贯通的腔体，且所述腔体由一端至另一端依次为材料挤压腔(I)、模芯移动腔(2)、成型腔(3)和出料腔； 可滑动地设置在所述材料挤压腔(I)的施压装置(4)； 可滑动地设置于所述模芯移动腔(2)内，且开设有分流孔(55)的模芯(5)，所述模芯(5)上固定设置有朝向所述成型腔(3)延伸且用于与所述成型腔(3)配合的成型凸起(53)，且所述成型凸起(53)由与所述模芯(5)相连的一端向另一端依次为多段横截面形状相同，且面积依次减小的成型区段(531)； 用于定位所述模芯(5)位置的锁紧装置。
2.根据权利要求1所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述腔体由依次对接的挤压筒(6)、上模(7)、下模(8)和垫模(9)的内腔构成。
3.根据权利要求2所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，还包括驱动所述模芯(5)滑动的驱动总成。
4.根据权利要求3所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述驱动总成包括: 固定设置在所述垫模(9)上的活塞缸(10)； 固连在所述活塞缸(10)的活塞杆上的推盘(11)； 一端与所述模芯(10)固连，另一端与所述推盘(11)固连的连杆(12)。
5.根据权利要求3所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述驱动总成包括: 固定设置在所述垫模(9)上，且具有内螺纹的螺纹筒； 与所述螺纹筒相配合的螺杆； 推盘(11)，所述推盘(11)上设置有用于驱动所述螺杆转动的电机，且所述电机的输出端与所述螺杆相连； 一端与所述模芯(5)固连，另一端与所述推盘(11)固连的连杆(12)。
6.根据权利要求1所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，在所述成型凸起(53)中，相邻两个所述成型区段(531)之间还设置有过渡区段(532)，且所述过渡区段(532)为横截面与所述成型区段(531)的横截面形状相同的锥状过渡区段。
7.根据权利要求6所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述模芯(5)上设置有多个所述成型凸起(53)，多个所述成型凸起(53)的外边缘与所述成型腔(3)的内边缘构成型材壁面通道，相邻两个所述成型凸起(53)之间的间隙构成型材的筋板通道。
8.根据权利要求6所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述成型凸起(53)中包括两节相连的成型区段(531)。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的变截面铝合金型材挤压模具，其特征在于，所述模芯(5)的外沿上还设置有导向凸起(51)，所述模芯移动腔(2)的内表面还设置有与所述导向凸起(51)适配的导向槽，所述导向凸起(51)嵌入所述导向槽内。
10.根据权利要求1所述的变截面铝合金型材挤压模具，特征在于，所述材料挤压腔(I)和所述模芯移动腔(2)之间还设置有导流腔。
【文档编号】B21C25/02GK104070080SQ201410327749
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】王先锋, 蒋忠城, 杨颖 , 袁文辉, 刘亚妮, 罗显光 申请人:南车株洲电力机车有限公司