一种用于生产薄壁大圆管的挤压模的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于生产薄壁大圆管的挤压模，包括上模及下模，所述上模设有多个上模分流孔，各个上模分流孔之间设有对应数目的上模分流桥，所述下模设有焊合腔；还包括与上模相连的前置分流板，所述前置分流板设有至少两级前置分流孔，各前置分流孔之间设有对应数目的前置分流桥，所述前置分流孔的数目是上模分流孔数目的一半。本实用新型可极大地减小金属在模具内挤压流动时的挤压力，提高模具的强度，且便于加工制造，可提高模具使用寿命。
【专利说明】—种用于生产薄壁大圆管的挤压模
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及模具【技术领域】，尤其涉及一种用于生产薄壁大圆管的挤压模。
【背景技术】
[0002]随着现代科技的进步和经济持续高速的发展，特别是制造业的日益发展和现代加工技术的进步，而铝合金由于具有良好的抗腐蚀性、轻量性、可焊接性等，以及人们对铝合金越来越深的了解和认识，使得铝合金型材的应用更加广泛。在一些结构件中，由铝合金代替钢已经成为趋势和必然。大型圆管铝材就是常见的一种结构材料，广泛用于工业与民用建筑及装饰、装璜上。其典型断面如图I所示。
[0003]但薄壁大圆管挤压生产用的挤压模具一直是困扰铝型材挤压模具行业的难题。因为这类型材的模芯面积大而壁厚薄，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。事实上，在实践中，模具采用传统的设计结构，很难生产出合格产品，往往模具一上机就会出现裂桥，模具报废率极高，不仅大大增加生产成本而且延误交货周期。特别是试图采用“小机出大料”的情况下。而采用大机则模具及生产成本上升很大。
[0004]传统的二件组合结构主要存在如下缺陷：
[0005](I)模具结构设计不合理。
[0006]采用传统的二件组合结构，即模具由上模与下模组成。这样一来，为保证强度，上模的厚度必须取得超过250mm以上，这给加工带来了很大的难度，会有很多部位加工不到位，不顺畅或过渡不圆滑，这在热处理过程中就会产生应力集中，造成模具强度的降低。同时，上模尺寸大，热处理时的淬透性会降低。这对模具的强度都是不利的。同时，采用传统的二件组合结构，无法设计出有效的降低挤压力的结构。
[0007](2)模具设计中，没有采用有效的方法来降低模具承受的挤压力。
[0008](3)没有在模具结构中设计出可以提高模具的热处理性能从而提高模具强度的工艺结构。
[0009]所以，虽然用铝合金大圆管作为结构件材料具有一定的优越性，但模具方面的问题阻碍和限制了它的使用和推广。
[0010]有鉴于此，急需一种新的模具设计来解决上述问题。
实用新型内容
[0011]针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于生产薄壁大圆管的挤压模，可极大地提高模具的强度，便于加工，提高模具使用寿命。
[0012]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0013]一种用于生产薄壁大圆管的挤压模，包括上模及下模，所述上模设有多个上模分流孔，各个上模分流孔之间设有对应数目的上模分流桥，所述下模设有焊合腔，该用于生产薄壁大圆管的挤压模还包括与上模相连的前置分流板，所述前置分流板设有至少两级前置分流孔，各前置分流孔之间设有对应数目的前置分流桥，所述前置分流孔的数目是上模分流孔数目的一半。
[0014]进一步地，所述前置分流板在金属进入的一侧开设有压力缓冲室，该压力缓冲室与所述前置分流孔连通。
[0015]进一步地，所述前置分流桥和上模分流桥在它们受力时将要贴合的平面之间设有应力间隙。
[0016]进一步地，所述上模的模芯开设有工艺孔。
[0017]进一步地，所述前置分流孔的孔壁和上模分流孔的孔壁均设置有沿着挤压方向向外张开的扩展角，所述扩展角的范围为5-10°。
[0018]进一步地，所述前置分流桥和上模分流桥的头尾两端均设置倒角。
[0019]进一步地，所述上模分流桥靠近下模的一端设为圆弧形。
[0020]进一步地，所述下模的外周缘设有与上模分流桥对应数目和位置的数个桥墩，所述桥墩是在下模外周表面向内凹陷形成。
[0021]进一步地，所述前置分流孔的数目设为三个，该三个前置分流孔呈中心对称地分布于前置分流板；所述上模分流孔的数目设为六个，该六个上模分流孔呈中心对称地分布于上模。
[0022]如上所述，本实用新型通过将模具设为由前置分流板、上模和下模三件组合的结构，可避免传统二件组合模具中上模厚度过大的问题，且便于加工制造；通过设置前置分流板，可使金属在进入上模之前经过一次预变形和预分配，降低变形程度，减小模具的受压力，提高模具使用寿命；上模模芯上设置工艺孔，有利于提高模具热处理的淬透性，提高模具的综合力学性能.通过将前置分流孔的数目设置为上模分流孔数目的一半，实现挤压力的有梯度变化，有利于金属的均匀变形及成型稳定，从而确保产品的成形质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图I为本实用新型一种用于生产薄壁大圆管的挤压模的装配图；
[0024]图2为图I中A处局部放大图；
[0025]图3为本实用新型的前置分流板的结构示意图；
[0026]图4为图3所示的前置分流板A-A向剖视图；
[0027]图5为本实用新型的上模的结构示意图；
[0028]图6为本实用新型中前置分流桥和上模分流桥的衔接示意图；
[0029]图7为图6中B处局部放大图；
[0030]图8为本实用新型的下模的结构示意图。
[0031]其中：10、前置分流板；11、前置分流孔；12、前置分流桥；13、压力缓冲室；20、上模；21、上模分流孔；22、上模分流桥；23、工艺孔；30、下模；31、桥墩；40、应力间隙。
【具体实施方式】
[0032]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本实用新型做进一步描述：
[0033]请参阅图1，本实用新型提供一种用于生产薄壁大圆管的挤压模，包括上模20、下模30及与上模20相连的前置分流板10。
[0034]请参阅图I、图5及图8，所述上模20呈圆板状，其上设有多个上模分流孔21，各个上模分流孔21之间设有对应数目的上模分流桥22，具体在本实施例中，上模分流孔21和上模分流桥22均设有六个，且上模分流孔21和上模分流桥22呈中心对称地分布于上模20上；所述下模30呈圆板状，其上设有与上模分流孔21连通的焊合腔，金属在该焊合腔内焊合形成需要的产品。
[0035]请参阅图I、图3及图4,所述前置分流板10呈圆板状,其上设有至少两个前置分流孔11，各前置分流孔11之间设有对应数目的前置分流桥12，且所述前置分流孔11的数目是上模分流孔21数目的一半，具体在本实施例中，前置分流孔11和前置分流桥12的数目均设为三个。
[0036]本实用新型在工作时，金属从前置分流板10 —侧进入模具，金属大圆棒经过前置分流板10上的三个前置分流孔11而分成三股较小金属圆棒，实现将金属均匀分配，这样的做法可降低分流比，减小金属对模具的挤压力；接着，金属经前置分流板10进入上模20，每一个较小金属圆棒再一分为二而进入后模30的焊合腔中，并在焊合腔内形成需要的产品；上模20中由两个上模分流孔21接洽前置分流板10的一个前置分流孔进入的金属，使得上模分流桥22的厚度可取得较小，从而减小了金属在进入下模时间隙，减小焊合力，从而降低了整体挤压力。
[0037]本实用新型将模具设为由前置分流板10、上模20和下模30三件组合的结构，可避免传统二件组合模具中上模厚度过大的问题，且便于加工制造；通过设置前置分流板10，可使金属在进入上模20之前经过一次预变形和预分配，降低变形程度，减小模具的受压力；通过将前置分流孔11的数目设置为上模分流孔21数目的一半，实现挤压力的梯度变化，有利于金属的均匀变形及成型的稳定，从而确保产品成形质量。
[0038]请参阅图I及图6，具体地，所述前置分流板10在金属进入的的一侧开设有压力缓冲室13，该压力缓冲室13与所述前置分流孔11连通，该压力缓冲室13设置在前置分流板10的中部；金属在从前置分流板10进入模具内时，先进入该压力缓冲室13，有利于对金属的形状进行初步控制。
[0039]请参阅图I、图6及图7，作为进一步的改进，所述前置分流桥12和上模分流桥22在它们受力时将要贴合的平面之间设有应力间隙40，具体在本实施例中，该应力间隙40设为1_ ;金属在模具内挤压流动前进时，会对模具产生一定的压力，从而使前置分流桥12和上模分流桥22在合模方向上发生形变，设置该应力间隙40，可使前置分流桥12与上模分流桥22之间存在一个形变缓冲区，即前者的形变不会立刻传递给后者，这可达到减小上模20的受压力的作用。
[0040]请参阅图1，作为进一步的改进，所述上模20靠近下模30的一侧开设有工艺孔23，该工艺孔23位于上模20的中部，具体地尺寸为Φ40Χ60πιπι，该工艺孔23的设计可提高模具在热处理时的淬透性，从而提高模具的机械性能与强度。
[0041]请参阅图I、图3及图4，作为进一步的改进，所述前置分流孔11的孔壁和上模分流孔21的孔壁均设置有沿着合模方向向外张开的扩展角（图中未标示），所述扩展角的范围为5-10°，该扩展角的设置可降低挤压力20%以上，从而进一步减轻模具的受压力。
[0042]请参阅图3、图5、图6及图7，具体地，所述前置分流桥12和上模分流桥22的头尾两端均设置倒角，这样的设计是一方面可降低挤压时金属进入的阻力，另一方面，可使分流桥断面中性层基本维持不变或向下偏移，从而减小模具的拉应力，延缓了分流桥的断裂，从而提高模具的强度；尤其是，所述上模分流桥22靠近下模30的一端设为圆弧形，其截面视图呈水滴状，这种设计可以提高金属在进入下模30焊合腔的融合度和焊合度，提高产品的表面质量。
[0043]请参阅图8，作为进一步的改进，所述下模30的外周缘设有与上模分流桥22对应数目和位置的数个桥墩31，具体在本实施例中，所述桥墩31的数目设为六个，并均匀分布于下模30外周缘，所述桥墩31是由下模30外周表面向内凹陷形成。
[0044]综上所述，本实用新型通过将模具设为由前置分流板10、上模20和下模30三件组合的结构，可避免传统二件组合模具中上模厚度过大的问题，且便于加工制造；通过设置前置分流板10，可使金属在进入上模20之前经过一次预变性和预分配，降低分流比，减小模具的受压力，提高模具使用寿命；通过将前置分流孔11的数目设置为上模分流孔21数目的一半，实现挤压力的梯度变化，有利于金属的均匀形变及受热，从而确保产品成形质量。
[0045]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于生产薄壁大圆管的挤压模，包括上模及下模，所述上模设有多个上模分流孔，各个上模分流孔之间设有对应数目的上模分流桥，所述下模设有焊合腔，其特征在于:还包括与上模相连的前置分流板，所述前置分流板设有至少两级前置分流孔，各前置分流孔之间设有对应数目的前置分流桥，所述前置分流孔的数目是上模分流孔数目的一半。
2.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述前置分流板在金属进入的一侧开设有压力缓冲室，该压力缓冲室与所述前置分流孔连通。
3.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述前置分流桥和上模分流桥在它们受力时将要贴合的平面之间设有应力间隙。
4.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述上模的模芯上开设有工艺孔。
5.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述前置分流孔的孔壁和上模分流孔的孔壁均设置有沿着挤压方向向外张开的扩展角，所述扩展角的范围为 5-10。。
6.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述前置分流桥和上模分流桥的头尾两端均设置倒角。
7.如权利要求6所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述上模分流桥靠近下模的一端设为圆弧形。
8.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述下模的外周缘设有与上模分流桥对应数目和位置的数个桥墩，所述桥墩是在下模外周表面向内凹陷形成。
9.如权利要求1所述的用于生产薄壁大圆管的挤压模，其特征在于:所述前置分流孔的数目设为三个，该三个前置分流孔呈中心对称地分布于前置分流板；所述上模分流孔的数目设为六个，该六个上模分流孔呈中心对称地分布于上模。
【文档编号】B21C25/02GK204108016SQ201420576039
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】曾蕾 申请人:广州科技职业技术学院