内自下而上依次叠置有开有中心孔，且下端穿出模套8中心孔的截面为T型的垫块7，和设有与垫块7同轴、下端圆周设有外凸肩、上大异形孔与下小圆孔的镦挤型腔2，所述上大异形孔的上端设有倒角，大小孔转接处设有圆弧过渡，下小孔沿轴线设有角度为2?3度的喇叭形，所述型腔2外圆上采用过盈配合套装有与之相配合的挤压筒4，所述挤压筒4的外圆壁上对应模套8螺纹孔位置处设有截面形状为矩形的环形凹槽，其上端面上设有一盲孔，盲孔中安置有热电偶3 ;所述顶杆9自下而上插配在垫块7的中心孔中。其中所述的挤压筒4和垫块7的端面上还各自分别设有用于吊装的两个螺纹孔。
[0038]所述的挤压筒4和垫块7的外圆与所述的模套8的内圆之间还设有0.03-0.05mm的单边间隙，以保证各组件间的同轴精度。所述的上模1、型腔2和挤压筒4的材质采用H13热作模具钢，热处理硬度为HRC48-52，所述的垫块7、模套8和顶杆9的材质采用普通碳素结构钢，硬度HRC30-40。
[0039]本发明的铝合金等温热镦挤复合成形模具，根据镦挤后坯料形状设计，考虑铝合金材料的热膨胀系数，计算出相应的上模I的刃口部分尺寸、型腔2的成形腔体部分尺寸。型腔2的头部腔体总高度应为成形制件头部高度再加15mm ;杆部型腔按照制件杆部尺寸设计并在高度上保持约10mm，以下部分是2°?3°的喇叭口；型腔2的头部腔体与杆部腔体之间的转接区域采用圆弧自然过渡。
[0040]使用本发明的铝合金等温热镦挤复合成形模具镦挤复合成形制件的方法，包括以下步骤:
[0041](I)成形前，将模具固定在压力机工作台上，顶杆9与压力机顶出系统连接，并根据设计要求调整至合适的顶出高度。将热电偶3与加热器5与外置的控温系统相连，实时监测挤压筒内部温度并反馈给控温系统，控温系统根据温度设定值决定加热器5是否给模具加热，进而保证模具温度保持在设定范围内(430°C?460°C )。
[0042](2)每次成形前均需采用二硫化钼润滑剂润滑型腔2的模腔部分与上模I的刃口部分，将铝合金棒料加热至始锻温度范围(430°C?460°C )，保温一定时间(按1.5分钟/_计算)。将加热后的铝合金棒料迅速放入镦挤模具的型腔2中，保温I?2分钟后，操控压力机带动上模I下行，镦挤棒料使其端头部分达到设计高度尺寸后，上模I回程，坯料完成变形过程。
[0043](3)待上模I停在压力机行程上位后，操作顶出装置并驱动顶杆9，将镦挤成形制件从型腔2中顶出后取出。
[0044]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种铝合金等温热镦挤复合成形模具，包括上模和下模，其特征在于，所述下模包括顶杆和模套，所述模套为下端圆周设有外凸肩的桶状形，底端面开有中心孔，侧壁上部沿圆周均布有多个螺纹通孔，自凸肩沿轴向的侧壁上套装有加热器，模套内自下而上依次叠置开有中心通孔、截面为T型、下端穿出模套中心孔的垫块，和设有与垫块同轴的上大下小阶梯孔，且下端圆周设有外凸肩的型腔，所述型腔外圆上套装有与之相配合的挤压筒，所述挤压筒的外圆壁上对应模套螺纹孔位处设有一环形凹槽，上端面上设有一盲孔，盲孔中安置有热电偶；所述顶杆自下而上插配在垫块的中心孔中。2.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的挤压筒和垫块的端面上还各自分别设有用于吊装的两个螺纹孔。3.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的挤压筒和垫块的外圆与所述的模套的内圆之间还设有单边间隙，间隙值优选为0.03-0.05mm。4.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的环形凹槽的截面形状为矩形。5.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的多个螺纹通孔的优选数为3个，螺纹通孔还设有沉孔。6.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的上大下小阶梯孔的上端设有倒角，大小孔之间转接处设有圆弧过渡，下小圆孔端为喇叭形，角度优选为2?3°。7.根据权利要求1或5所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的上大下小阶梯孔的上大孔为异形孔或非异形孔中的任一种，下小孔为圆孔。8.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的型腔与挤压筒的配合为过盈配合。9.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述的加热器由加热电阻丝和保温石棉材料构成。10.根据权利要求1所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具，其特征在于，所述上模的型腔和挤压筒的材质为H13热作模具钢，热处理硬度为HRC48?52，所述的垫块、模套和顶杆的材质为普通碳素结构钢，硬度HRC30?40。11.一种使用权利要求1?9任一项所述的铝合金等温热镦挤复合成形模具镦挤复合成形制件的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将模具固定在压力机工作台上，顶杆与压力机顶出系统连接，根据设计要求调整顶杆的顶出高度；将热电偶和加热器与外置的控温系统相连，设定加热器温度范围为.430 cC ?460。。； (2)采用二硫化钼润滑剂润滑型腔的模腔部分与上模的刃口部分，先将铝合金棒料加热至始锻温度范围为430°C?460°C，按1.5分钟/_计算铝合金棒料的保温时间进行保温，再将加热后的铝合金棒料放入模具的型腔中，保温I?2分钟后，操控压力机带动上模I下行，镦挤铝合金棒料使其端头部分达到设计高度尺寸后，操控上模回程，完成铝合金棒料的成形过程； (3)待上模停在压力机行程上位后，操控压力机顶出系统驱动顶杆，将成形制件从型腔中顶出。
【专利摘要】一种铝合金等温热镦挤复合成形模具，包括上模和下模，下模包括顶杆和模套，模套为下端圆周设有外凸肩的桶状形，底端面开有中心孔，侧壁上部沿圆周均布有多个螺纹通孔，自凸肩沿轴向侧壁上套装有加热器，模套内自下而上依次叠置开有中心通孔、截面为T型、下端穿出模套中心孔的垫块，和设有与垫块同轴的上大下小阶梯孔，且下端圆周设有外凸肩的型腔，型腔外圆上套装有与之相配合的挤压筒，挤压筒外圆壁上对应模套螺纹孔设有环形凹槽，上端面上设有安置热电偶的盲孔；所述顶杆插配在垫块的中心孔中。本发明的模具结构简单，简化了成形工序，降低了成本，改善了制件组织，提高了制件尺寸精度与表面质量。本发明还公开了使用本模具镦挤制件的方法。
【IPC分类】B21J5/02, B21J5/08, B21K29/00, B21J13/02
【公开号】CN105033140
【申请号】CN201510259792
【发明人】邵勇, 郭平义, 黄忠富, 石凤健
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月20日