CN101522327B - 用于金属材料的挤压模 - Google Patents
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Abstract
在一些优选实施方式中,用于金属材料的挤压模(10)包括:具有带有逆着挤压方向而面向后方的金属材料压力接收表面(22)的压力接收部(21)的模壳体(20)、设置在模壳体(20)中的阳模(30)和设置在模壳体(20)中的阴模(40)。压力接收部(21)形成为向后突出的凸出构型,并且在压力接收部(21)的外周内设有用于引入金属材料的孔道(24)。孔道入口部(24e)的平面状态开口面积(Sb)与压力接收部(21)的平面状态面积(Sa)的比率设定为0.15至0.80。所述挤压模构造成使得压在金属材料压力接收表面(22)上的金属材料经孔道(24)被引入到模壳体(20)中并且通过挤压孔(11)。
Description
本申请要求2006年10月3日提交的日本专利申请No.2006-271726、2006年10月6日提交的日本专利申请No.2006-275031、2007年3月7日提交的日本专利申请No.2007-56953、2007年3月7日提交的日本专利申请No.2007-57124和2007年1月29日提交的美国临时申请S.N.60/887,044的优先权,这些文献的所有公开内容都全部引用于此作为参考。
相关申请的交叉引用
本申请是依照35U.S.C.§111(a)提交的申请,按照35U.S.C.§119(e)(1)要求按35U.S.C.§111(b)于2007年1月29日提交的S.N.60/887,044的申请日的权益。
技术领域
本发明涉及一种用来挤压(挤出)金属材料的用于金属材料的挤压模及其相关技术。
背景技术
作为用于制造金属中空挤压产品(例如用在汽车空调用热交换器内的铝制热交换管)的挤压模,存在如图44A所示的多孔分流挤压模(孔道模,porthole die)、如图44B所示的异型孔挤压模(舌形模,spider die)和如图44C所示的桥式孔型挤压模(舌形组合模,bridge die)。
在这些挤压模中,阳模1和阴模2组合在这样的状态下,在该状态下阳模1的芯棒(型芯,mandrel)1a设置在阴模2的相应模孔2a中以由芯棒1a和模孔2a限定以及在芯棒1a和模孔2a之间限定环形挤压孔。挤压模构造成使得压在阳模1的坯料压力接收表面(金属材料压力接收表面1b)上的金属坯料(金属材料)经材料引入部1c引入到模具1和2中,然后在穿过挤压孔的同时发生塑性变形,从而形成具有与挤压孔的截面形状对应的截面形状的挤压部件。
在这种挤压模中,由于因金属坯料的推压而产生的大的应力施加在阳模1的坯料压力接收表面1b上,该应力可能导致在模具的压力接收部的周缘产生裂纹,这有时导致难以获得足够长的模具寿命。
在这种情况下,传统上已提出如由下列专利文献1和2公开的用于金属材料的挤压模。在该模具中,阳模的坯料压力接收表面形成为沿与坯料挤压方向相反的方向突出(即,向后突出)的凸出形状,使得金属坯料的将施加给坯料压力接收表面的压力能被阳模的桥接部接收。
专利文献1:公开待审的日本实用新型S53-102938号公报(见权利要求书、图3-5)。
专利文献2:已审定公开的日本专利H06-81644号公报(见权利要求书、附图)。
在上述专利文献1和2中公开的传统挤压模中,由于坯料压力接收表面形成为凸出构型,所以尽管能在一定程度上提高阳模的强度(例如对金属坯料的耐压性),但桥接部的强度仍然不足。因此,为了确保桥接部的充足强度,必须增大阳模的尺寸(如桥接部的厚度),这不仅导致尺寸增大和重量增加,而且导致成本增加。
尤其是在使用挤压模来挤压具有复杂构型的挤压物品的情况下,必须稳定且平顺地将金属材料从阳模的材料引入部引入到挤压孔中。但是,在上述传统挤压模中,从阳模的材料引入部流入阳模和阴模之间的空间中的金属材料由阳模的桥接部来分配。这阻止了金属材料的平顺引入,从而使挤压物品的尺寸精度降低,这又使得难以获得高质量。
在本文中对在其它公开文献中公开的各种特征、实施方式、方法和装置的优点和缺点的说明决非限制本发明。实际上,本发明的某些特征能够克服某些缺点,同时保留在那些文献中公开的一些或所有的特征、实施方式、方法和装置。
从下面的优选实施方式可清楚看到本发明的其它目的和优点。
发明内容
鉴于相关技术中的上述和/或其它问题而作出本发明的优选实施方式。本发明的优选实施方式能显著地改进现有的方法和/或装置。
本发明用于解决传统技术的上述问题,并且目的是提供一种用于金属材料的挤压模,该挤压模能够获得高质量的挤压物品,同时减少模具的成本和尺寸并确保充分的模具强度和耐久性。
本发明的目的还在于,提供能够实现上述目的的相关技术,如挤压物品的生产方法、挤压管状部件的生产方法、多通道中空部件的生产方法、用于挤压模的模壳体(模套)、金属材料的挤压方法和用于金属材料的挤压机。
本发明提供以下手段来实现上述目的。
一种用于金属材料的挤压模,包括:
模壳体,所述模壳体具有压力接收部,所述压力接收部具有用作金属材料压力接收表面的外表面,所述模壳体设置成使得所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方;
阳模,所述阳模设置在所述模壳体中;和
阴模,所述阴模设置在所述模壳体中以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔;
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的开口面积(所述孔道的入口部的平面状态开口面积)与所述压力接收部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的面积(所述压力接收部的平面状态面积)的比率设定为0.15至0.80,以及
其中,所述挤压模构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
根据上述条目1所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述金属材料压力接收部由1/6至4/6球的凸球面构成。
根据上述条目1或2所述的用于金属材料的挤压模,其中,绕所述模壳体的轴线在周向上以规则的间隔(每隔一定间隔地)形成有多个孔道。
根据上述条目1至3中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道布置成朝向所述挤压孔。
根据上述条目1至4中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道的轴线相对于所述模壳体的轴线的倾角设定为3至45°。
根据上述条目1至5中任一项所述的用于金属材料的挤压模,
其中,所述挤压孔形成为宽度比厚度大的扁平截面构型,并且
其中,所述孔道形成在与所述挤压模的厚度方向两侧对应的位置处。
根据上述条目1至6中任一项所述的用于金属材料的挤压模,
其中,所述阳模和所述阴模限定高度(厚度)比宽度小的扁平圆形挤压孔,
其中,所述阳模的与所述挤压孔对应的部分形成为具有布置在宽度方向上的多个通道形成突出部的梳状构型,并且
其中,所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成具有布置在宽度方向上的多个通道的多通道中空部件。
根据上述条目1至6中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述阳模和所述阴模限定圆形挤压孔,并且所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成截面为圆形的管状部件。
根据上述条目1至8中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述金属材料是铝或铝的合金。
一种挤压物品的生产方法,包括使用根据上述条目1至9中任一项所述的挤压模来形成挤压物品的步骤。
一种多通道中空部件的生产方法,包括使用根据上述条目7所述的挤压模来形成多通道挤压物品的步骤。
一种挤压管状部件的生产方法,包括使用根据上述条目8所述的挤压模来形成挤压物品的步骤。
一种用于挤压模的模壳体,包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,所述模壳体构造成在内部安装阳模和阴模,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的开口面积(所述孔道的入口部的平面状态开口面积)与所述压力接收部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的面积(所述压力接收部的平面状态面积)的比率设定为0.15至0.80,以及
其中,所述模壳体构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过挤压孔。
根据上述条目13所述的用于挤压模的模壳体,其中,所述金属材料压力接收部由1/6至4/6球的凸球面构成。
一种用于金属材料的挤压方法,包括以下步骤:
制备模壳体,其中所述模壳体包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,制备安装在所述模壳体中的阳模和安装在所述模壳体中的阴模以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,其中所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,并且其中所述孔道的入口部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的开口面积(所述孔道的入口部的平面状态开口面积)与所述压力接收部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的面积(所述压力接收部的平面状态面积)的比率设定为0.15至0.80;以及
将压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道引入到所述模壳体中以通过所述挤压孔。
一种用于金属材料的挤压机,该挤压机配备有挤压筒(container)和设置在所述挤压筒中的挤压模并构造成将所述挤压筒中的金属材料供应给所述挤压模,
其中所述挤压模包括:
模壳体,所述模壳体具有压力接收部,所述压力接收部具有用作金属材料压力接收表面的外表面,所述模壳体设置成使得所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方;
阳模,所述阳模设置在所述模壳体中;和
阴模,所述阴模设置在所述模壳体中以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的开口面积(所述孔道的入口部的平面状态开口面积)与所述压力接收部的由从轴向上游侧看去的平面图限定的面积(所述压力接收部的平面状态面积)的比率设定为0.15至0.80,以及
其中,所述挤压模构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
一种用于金属材料的挤压模,包括:
模壳体,所述模壳体具有压力接收部,所述压力接收部具有用作金属材料压力接收表面的外表面,所述模壳体设置成使得所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方;
阳模,所述阳模设置在所述模壳体中;和
阴模,所述阴模设置在所述模壳体中以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,并且所述孔道的入口部的开口面积设定成比所述孔道的内部的通道截面积大,以及
其中,所述挤压模构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
根据上述条目17所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道构造成使得通道截面积从所述入口部朝所述孔道的内部逐渐减小。
根据上述条目17或18所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道构造成使得所述入口部的径向长度(厚度)设定成比所述孔道的内部的厚度大。
根据上述条目17至19中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道构造成使得所述孔道的入口部的周向长度(宽度)设定成比所述孔道的内部的宽度大。
根据上述条目17至20中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,在所述孔道的入口部的周缘的外侧部形成有斜切部。
根据上述条目17至21中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,在所述孔道的入口部的周缘的内侧部形成有斜切部。
根据上述条目17至22中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述孔道的内周表面的外侧表面相对于所述挤压模的轴线的倾角设定成比所述孔道的内周表面的内侧表面相对于所述挤压模的轴线的倾角大。
根据上述条目17至23中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述金属材料压力接收部由1/6至4/6球的凸球面构成。
根据上述条目17至24中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,绕所述模壳体的轴线在周向上以规则的间隔形成有多个孔道。
根据上述条目17至25中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述挤压孔形成为宽度比厚度大的扁平截面构型,并且
其中,所述孔道形成在与所述挤压模的厚度方向两侧对应的位置处。
根据上述条目17至26中任一项所述的用于金属材料的挤压模,
其中,所述阳模和所述阴模限定高度(厚度)比宽度小的扁平圆形挤压孔,
其中,所述阳模的与所述挤压孔对应的部分形成为具有布置在宽度方向上的多个通道形成突出部的梳状构型,并且
其中,所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成具有布置在宽度方向上的多个通道的多通道中空部件。
根据上述条目17至26中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述阳模和所述阴模限定圆形挤压孔,并且所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成截面为圆形的管状部件。
根据上述条目17至28中任一项所述的用于金属材料的挤压模,其中,所述金属材料是铝或铝的合金。
挤压物品的生产方法,包括使用根据上述条目17至28中任一项所述的挤压模来形成挤压物品的步骤。
多通道中空部件的生产方法,包括使用根据上述条目27所述的挤压模来形成多通道中空部件的步骤。
一种挤压管状部件的生产方法,包括使用根据上述条目28所述的挤压模来形成挤压管状部件的步骤。
一种用于挤压模的模壳体,包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,所述模壳体构造成在内部安装阳模和阴模,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,并且所述孔道的入口部的开口面积设定成比所述孔道的内部的通道截面积大,以及
其中,所述模壳体构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过挤压孔。
根据上述条目33所述的用于挤压模的模壳体,其中,所述金属材料压力接收部由1/6至4/6球的凸球面构成。
一种用于金属材料的挤压方法,包括以下步骤:
制备模壳体,其中所述模壳体包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,制备安装在所述模壳体中的阳模和安装在所述模壳体中的阴模以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,其中所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,并且其中所述孔道的入口部的开口面积设定成比所述孔道的内部的通道截面积大;以及
将压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道引入到所述模壳体中以通过所述挤压孔。
一种用于金属材料的挤压机,该挤压机配备有挤压筒和设置在所述挤压筒中的挤压模并构造成将所述挤压筒中的金属材料供应给所述挤压模,
其中所述挤压模包括:
模壳体,所述模壳体具有压力接收部,所述压力接收部具有用作金属材料压力接收表面的外表面,所述模壳体设置成使得所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方;
阳模,所述阳模设置在所述模壳体中;和
阴模,所述阴模设置在所述模壳体中以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的开口面积设定成比所述孔道的内部的通道截面积大,以及
其中,所述挤压模构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
发明效果
根据如在前述条目[1]中所述的用于金属材料的挤压模,由于所述压力接收表面形成为凸表面构型,所以当金属材料被压在该压力接收表面上时,金属材料的压力能被压力接收表面以分散的方式接收,这能减小压力接收表面的各部分上的沿法线方向的压力。结果,能增大抵抗金属材料压力的强度,这能获得足够的耐久性。就是说,当金属材料压在形成为凸表面构型的压力接收表面上时,朝压力接收部轴线的压缩力将施加给压力接收表面的各部分,这减小了在挤压过程中在模壳体上产生的剪力。结果,在暴露于模壳体的中空部分的将产生最大剪力的部分,能减小在该部分上产生的剪力,这又增大了模具抵抗金属材料压力的强度。
此外,在本发明中,用于引入材料的孔道形成在模壳体的覆盖阳模和阴模的压力接收部中。换言之,压力接收部的前端(下游侧)壁部以周向连续的方式一体形成。该连续周壁的存在能进一步增大模壳体的强度,这又能进一步增大整个挤压模的强度。这样,在本发明的挤压模中,不存在强度弱的部分,如传统的桥接部,且因此不需要通过不必要地增大尺寸例如厚度来增加强度,这能减小尺寸和重量以及降低成本。
此外,在本发明中,如在前述条目[1]中所述,由于孔道入口部的平面状态开口面积与压力接收部的平面状态面积的比率设定为特定值,所以金属材料能从孔道入口部被平顺地引入到模具内部,从而减小了金属材料对压力接收表面的挤压压力(挤压载荷)。因此,挤压过程能平顺而有效地进行,并且能获得更长的模具寿命。
根据如在前述条目[2]中所述的用于金属材料的挤压模,能更确实地以平衡的方式分散金属材料对压力接收表面的挤压压力,这又能更确实地增大抵抗金属材料压力的强度。详细说来,当金属材料压在由特定的凸球面构成的压力接收表面上时,在朝压力接收部的中央的方向上的压缩力将更确实地施加给压力接收表面的各部分,这更确实地减小了在挤压过程中将在模壳体中将产生的剪力。结果,在暴露于模壳体的中空部分的将产生最大剪力的部分,能减小在该部分上产生的剪力,这又能增大模具抵抗金属材料压力的强度。
根据如在前述条目[3]中所述的用于金属材料的挤压模,金属材料能从模具的周向朝挤压孔被均匀地引入,使得能进行稳定的挤压。
根据如在前述条目[4]和[5]中所述的用于金属材料的挤压模,金属材料能从孔道朝挤压孔被均匀地引入。
根据如在前述条目[6]中所述的用于金属材料的挤压模,能以高的尺寸精度形成扁平挤压产品。
根据如在前述条目[7]中所述的用于金属材料的挤压模,能确实地形成具有布置在宽度方向上的多个通道的多通道中空部件。
根据如在前述条目[8]中所述的用于金属材料的挤压模,能确实地形成截面为圆形的管状部件。
根据如在前述条目[9]中所述的用于金属材料的挤压模,能生产铝或铝合金挤压物品。
根据如在前述条目[10]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压物品的生产方法。
根据如在前述条目[11]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于多通道中空部件的生产方法。
根据如在前述条目[12]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压管状部件的生产方法。
根据如在前述条目[13]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压模的模壳体。
根据如在前述条目[14]中所述的本发明,由于与在前述条目[2]中所述的相同的原因,能以平衡的方式更确实地分散金属材料对压力接收表面的挤压压力,这又能更确实地增大抵抗金属材料挤压力的强度。
根据如在前述条目[15]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于金属材料的挤压方法。
根据如在前述条目[16]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于金属材料的挤压机。
根据如在前述条目[17]中所述的用于金属材料的挤压模,由于所述压力接收表面形成为凸表面构型,所以当金属材料被压在该压力接收表面上时,金属材料的压力能被压力接收表面以分散的方式接收,从而能减小压力接收表面的各部分上的沿法线方向的挤压力。结果,能增大抵抗金属材料压力的强度,从而获得足够的耐久性。详细说来,当金属材料压在由特定的凸球面构成的压力接收表面上时,在朝压力接收部的中央的方向上的压缩力将更确实地施加给压力接收表面的各部分,这更确实地减小了在挤压过程中将在模壳体中将产生的剪力。结果,在暴露于模壳体的中空部分的将产生最大剪力的部分,能减小在该部分上产生的剪力,这又能增大模具抵抗金属材料压力的强度。
此外,在如在前述条目[17]中所述的本发明中,用于引入材料的孔道形成在模壳体的覆盖阳模和阴模的压力接收部中。换言之,压力接收部的前端(下游侧)壁部以周向连续的方式一体形成。该连续周壁的存在能进一步增大模壳体的强度,这又能进一步增大整个挤压模的强度。这样,在本发明的挤压模中,不存在强度弱的部分,如传统的桥接部,且因此不需要通过不必要地增大尺寸例如厚度来增加强度,这能减小尺寸和重量以及降低成本。
此外,在如在前述条目[17]中所述的本发明中,由于孔道的入口部的开口面积形成为比孔道内部的通道截面积大,所以金属材料能从入口部被平顺地引入,由此减小了金属材料对压力接收表面的压力(挤压载荷)。这又能有效且平顺地进行挤压过程。
此外,由于孔道内部的通道截面积小,所以由孔道引起的模壳体的空隙率变小,这能进一步增大模壳体的强度,这又能进一步增大整个模具的强度。
根据如在前述条目[18]中所述的用于金属材料的挤压模,由于孔道构造成使得通道截面积从入口部朝孔道内部逐渐减小,所以通过孔道的金属材料的流动阻力不会突然改变,这能使金属材料更平顺地通过孔道。
根据如在前述条目[19]至[23]中所述的用于金属材料的挤压模,能更确实地获得上述效果。
根据如在前述条目[24]中所述的用于金属材料的挤压模,能更确实地以平衡的方式分散金属材料对压力接收表面的挤压压力,这又能更确实地增大抵抗金属材料挤压力的强度。详细说来,当金属材料压在由特定的凸球面构成的压力接收表面上时,在朝压力接收部的中央的方向上的压缩力将更确实地施加给压力接收表面的各部分,这更确实地减小了在挤压过程中将在模壳体中将产生的剪力。结果,在暴露于模壳体的中空部分的将产生最大剪力的部分,能减小在该部分上产生的剪力,这又能增大模具抵抗金属材料压力的强度。
根据如在前述条目[25]中所述的用于金属材料的挤压模,金属材料能从模具的周向朝挤压孔被均匀地引入,使得能进行稳定的挤压。
根据如在前述条目[26]中所述的用于金属材料的挤压模,能以高的尺寸精度形成扁平挤压产品。
根据如在前述条目[27]中所述的用于金属材料的挤压模,能确实地形成具有布置在宽度方向上的多个通道的多通道中空部件。
根据如在前述条目[28]中所述的用于金属材料的挤压模,能确实地形成截面为圆形的管状部件。
根据如在前述条目[29]中所述的用于金属材料的挤压模,能生产铝或铝合金挤压物品。
根据如在前述条目[30]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压物品的生产方法。
根据如在前述条目[31]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于多通道中空部件的生产方法。
根据如在前述条目[32]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压管状部件的生产方法。
根据如在前述条目[33]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于挤压模的模壳体。
根据如在前述条目[34]中所述的本发明,由于与在前述条目[24]中所述的相同的原因,能以平衡的方式更确实地分散金属材料对压力接收表面的挤压压力,这又能更确实地增大抵抗金属材料挤压力的强度。
根据如在前述条目[35]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于金属材料的挤压方法。
根据如在前述条目[36]中所述的本发明,能提供一种具有与上述相同效果的用于金属材料的挤压机。
从下面结合附图所作的说明可进一步认识到各种实施方式的上述和/或其它的方面、特征和/或优点。各种实施方式在适用时可包括和/或排除不同的方面、特征和/或优点。另外,各种实施方式在适用时能组合其它实施方式的一个或多个方面或特征。对特定实施方式的各方面、特征和/或优点的说明不应解释为对其它实施方式或权利要求的限制。
附图说明
作为示例而非限制在附图中示出本发明的优选实施方式,在图中:
图1是示出根据本发明第一实施方式的挤压模的透视图;
图2是示出根据第一实施方式的挤压模的分解透视图;
图3是示出根据第一实施方式的挤压模的后视图(顶视图);
图4是示出根据第一实施方式的挤压模的剖切透视图;
图5是示出根据第一实施方式的挤压模的剖视图;
图6是示出根据第一实施方式的挤压模的另一剖视图;
图7是示出根据第一实施方式的挤压模的内部的放大剖切透视图;
图8是根据第一实施方式的挤压模的压力接收部的平面状态面积和孔道入口部的平面状态开口面积的平面说明图;
图9是应用了第一实施方式的挤压模的挤压机的主要部分的剖切透视图;
图10是示出挤压机中的第一实施方式的挤压模及其附近区域的剖视图;
图11是示出挤压机中的第一实施方式的挤压模及其附近区域的另一剖视图;
图12是示出用根据第一实施方式的挤压机挤压的多通道中空部件的透视图;
图13是示出用第一实施方式的挤压机挤压的多通道中空部件的放大的前剖视图;
图14是示出根据本发明第一变型的挤压模的剖视图;
图15是示出根据本发明第二变型的挤压模的剖切透视图;
图16是示出根据本发明第二变型的挤压模的剖视图;
图17是示出根据本发明第三变型的挤压模的剖视图;
图18是示出根据本发明第四变型的挤压模的剖视图;
图19是示出根据本发明第二实施方式的挤压模的透视图;
图20是示出根据第二实施方式的挤压模的分解透视图;
图21是示出根据第二实施方式的挤压模的剖切透视图;
图22是示出根据第二实施方式的挤压模的剖视图;
图23是示出根据第二实施方式的挤压模的另一剖视图;
图24是示出根据第二实施方式的挤压模的内部的放大剖切透视图;
图25是示出应用了根据第二实施方式的挤压模的挤压机的主要部分的剖切透视图;
图26是示出安装在挤压机中的根据第二实施方式的模具及其附近区域的剖视图;
图27是示出安装在挤压机中的根据第二实施方式的模具及其附近区域的另一剖视图;
图28是示出用第二实施方式的挤压机挤压的多通道中空部件的透视图;
图29是用第二实施方式的挤压机挤压的多通道中空部件的放大前视图;
图30是示出根据本发明第三实施方式的挤压模的透视图;
图31是示出根据第三实施方式的挤压模的分解透视图;
图32是示出根据第三实施方式的挤压模的剖切透视图;
图33是示出根据第三实施方式的挤压模的剖视图;
图34是示出根据本发明第四实施方式的挤压模的透视图;
图35是示出根据第四实施方式的挤压模的分解透视图;
图36是示出根据第四实施方式的挤压模的剖切透视图;
图37是示出根据第四实施方式的挤压模的剖视图;
图38是示出根据第四实施方式的挤压模的模壳体的剖视图;
图39是示出根据本发明第五实施方式的挤压模的透视图;
图40是示出根据第五实施方式的挤压模的分解透视图;
图41是示出根据第五实施方式的挤压模的剖切透视图;
图42是示出根据第五实施方式的挤压模的剖视图;
图43是示出根据第五实施方式的挤压模的模壳体的剖视图;
图44A是示出作为传统挤压模的多孔分流挤压模的透视分解图;
图44B是示出作为传统挤压模的异型孔挤压模的透视分解图;以及
图44C是示出作为传统挤压模的桥式孔型挤压模的透视分解图。
具体实施方式
在下列段落中,通过示例而非限制来说明本发明的一些优选实施方式。基于本公开应当理解,本领域技术人员基于所示的这些实施方式能作出各种其它变型。
<第一实施方式>
图1至13是示出根据本发明第一实施方式的用于金属材料的挤压模的说明图。
根据第一实施方式的用于金属材料的该挤压模10设计成挤压如图12和13所示的多通道中空部件(多通道扁平管)60。
中空部件60是金属部件。在此实施方式中,该中空部件60构成由铝或铝合金制成的热交换管。
该中空部件60是用在热交换器(例如汽车空调用冷凝器)中的宽度比厚度大的扁平部件。该中空部件60的中空部61沿管长度方向延伸并被多个彼此平行布置的分隔部62分成多个热交换通道63。这些通道63沿管长度方向延伸并且彼此平行布置。
在对本实施方式的下列说明中,与管长度方向垂直相交并且通道63沿着其布置的方向将被称为“宽度方向”或“横向”,而与管长度方向垂直相交并且与宽度方向垂直相交的方向将被称为“高度方向(厚度方向)”或“竖直方向”。此外,在对本实施方式的下列说明中,相对于挤压方向的“上游侧”将被称为“后侧”,而其“下游侧”将被称为“前侧”。
图1至7示出该第一实施方式的挤压模10。如这些图中所示,本实施方式的挤压模10配备有模壳体20、阳模30、阴模40和流动控制板50。
模壳体20具有中空结构,该中空结构具有相对于作为金属材料的金属坯料的挤压方向设置在上游侧(后侧)的穹顶形压力接收部21和设置在下游侧(前侧)的基部25。
压力接收部21的与金属坯料的挤压方向相对的表面(后表面)形成为用作金属材料压力接收表面的坯料压力接收表面22。该坯料压力接收表面22形成为朝与挤压方向相反的方向(亦即朝后方)突出的凸表面构型。具体地,该压力接收表面22形成为半球形凸出构型。这样,压力接收表面22形成为向后突出。
在压力接收部21的周壁中央,沿模壳体20的轴线A1形成有与内中空部分(焊接腔室12)连通的阳模保持槽缝23。该阳模保持槽缝23形成为与阳模30的截面构型对应的扁平的矩形截面构型。此外,如图6所示,在阳模保持槽缝23的后端侧的两个侧部形成有用于与阳模30接合的接合台阶部23a和23a,下文将对其说明。
在压力接收部21的周壁中,在轴线A1的两侧形成有一对孔道24和24。每个孔道24的入口部24e形成为从轴向的上游侧看去近似为梯形的构型。
所述一对孔道24和24布置成使得其出口部(前端部)面向下述的挤压孔11。
如图5所示,每个孔道24设置成使得其轴线A2在朝下游侧前进时靠近压力接收部21的轴线A1并以倾斜的状态与压力接收部21的轴线A1相交。孔道24的详细结构、例如轴线A2的倾角θ和孔道24的面积将在下面详细说明。
在本实施方式中规定,模壳体20的轴线A1与压力接收部21的轴线彼此重合。
基部25与压力接收部21一体地形成,并且形成为以轴线A1为中心的环形。基部25具有比压力接收部21的直径大的直径。
在本发明中,基部25和压力接收部21无需一体地形成,而是可分开地形成。能考虑维护性能等而任意选择这两个部件21和25是应当一体地形成还是分开地形成。
在基部25中,形成有与焊接腔室12连通并与阴模40的截面形状对应的筒形阴模保持孔26。该阴模保持孔26的轴线设置成与模壳体20的轴线A1对齐。
如图4-6示例性所示,在阴模保持孔26的内周表面的后端侧形成有用于经流动控制板50与阴模40接合的接合台阶部26a,下文将对其说明。
阳模30的主要前部构造成芯棒31。如图6和7所示,芯棒31的前端部构造为形成中空部件60的中空部61并具有多个通道形成突出部33,每个突出部与中空部件60的每个通道对应。所述多个通道形成突出部33以一定的间隔布置在芯棒31的宽度方向上。形成在相邻的通道形成突出部33和33之间的间隙构造为用于形成中空部件60的分隔部62的分隔部形成凹槽32。
如图2所示,在阳模30的后端部的两个宽度方向侧端,与模壳体20的阳模保持槽缝23的接合台阶部23a和23a对应的接合突出部33a和33a一体地形成为向侧面突出。
阳模30从坯料压力接收表面22一侧插入到模壳体20的阳模保持槽缝23内并固定在其中。在该插入状态下,阳模30定位成使阳模30的接合突出部33a和33a与接合台阶部23a和23a接合。这样,阳模30的芯棒31以芯棒31从芯棒保持槽缝23向前突出一定长度的状态保持在芯棒保持槽缝23中。
阳模30的基端表面(后端表面)形成为与模壳体20的坯料压力接收表面22对应的部分半球形凸表面。阳模30的基端表面(后端表面)与坯料压力接收表面22协作地形成指定的平滑半球形凸表面。
阴模40形成为柱状并且在其外周表面上的两侧设有与轴线A1平行地布置的键状突起47和47。
阴模40设置有与阳模30的芯棒31对应并在后端表面侧敞开的模孔(钻孔41)和与该模孔41连通并在前端表面侧敞开的释放孔42。
模孔41沿内周缘部设置有向内突出的部分,从而能限定中空部件60的外周部分。释放孔42形成为厚度(高度)朝前端侧(下游侧)逐渐增加的锥形并在下游侧敞开。
流动控制板50形成为外周与模壳体20的阴模保持孔26的截面形状对应的环绕形状(圆形)。与阴模40的模孔41对应地,在流动控制板50的中央形成有中央通孔51。
流动控制板50在其外周缘部的两侧形成有与阴模40的键状突起47和47对应的键状突起57和57。
如图3-6所示,阴模40经流动控制板50容纳和固定在模壳体20的阴模保持孔26中。在该状态下,阴模40的一个端部表面(后端表面)的外周面经流动控制板50的外周缘部与阴模保持孔26的接合台阶部26a接合,使得阴模40和流动控制板50在轴向上定位。此外,阴模40的键状突起47和47及流动控制板50的键状突起57和57与形成在阴模保持孔26的内周面上的键槽(未示出)接合,使得阴模40和流动控制板50在围绕轴线的周向上定位。
这样,阳模30的芯棒31和阴模40的模孔41设置成与流动控制板50的中央通孔51对应。在此状态下,阳模30的芯棒31设置在阴模40的模孔41中,以在芯棒31和模孔41之间形成扁平圆形挤压孔11。此外,芯棒31的多个分隔部形成凹槽32在宽度方向上平行地布置在挤压孔11中,从而形成与中空部件60的截面形状对应的截面形状。
在本实施方式中,如图5所示,各孔道24和24形成为使得孔道24的轴线A2相对于模壳体20的轴线A1倾斜。在本实施方式中,优选的是,孔道24的轴线A2相对于模壳体20的轴线A1的倾角θ设定为3至45°,更优选为10至35°,进一步优选为15至30°。当倾角θ被设定成落在上述指定范围内时,金属材料以稳定的方式流过孔道24和24及焊接腔室12,然后以平衡的方式绕挤压孔11的整个周边平顺地通过。结果,能形成尺寸精度很好的高质量挤压模制物品(挤压物品)。换言之,如果倾角θ过小,则流过孔道24和24及焊接腔室12的金属材料不能平顺地引入到挤压孔11中,这有时可能导致难以稳定地获得高质量挤压模制物品。反之,如果倾角θ过大,则孔道24的材料流动方向倾斜较大,这会增大金属材料挤压阻力,因此并不优选。
在本实施方式中,如图8所示,当压力接收部21的由从轴向的上游侧看去的平面图限定的面积被定义为“压力接收部21的平面状态面积Sa”并且孔道入口部24e的由从轴向的上游侧看去的平面图限定的开口面积被定义为“孔道入口部24e的平面状态开口面积Sb”时,压力接收部21的平面状态面积Sa由图示的左斜线阴影面积指定,而孔道入口部24e的平面状态开口面积Sb由图示的右斜线阴影面积指定。在本实施方式中,要求将孔道入口部24e的平面状态开口面积(2×Sb)与压力接收部21的平面状态面积Sa之比(2×Sb/Sa)设定成落在0.15至0.80的范围内。优选设定为0.25至0.75,更优选设定为0.3至0.75。就是说,当面积比(2×Sb/Sa)设定在上述范围内时,作为金属材料的坯料能从孔道入口部24e稳定地引入到模具中,同时保持孔道入口部24e的充分的平面状态开口面积,这能获得高质量的挤压产品。
换言之,如果面积比(2×Sb/Sa)过大,则模壳体20的开口面积变大,这可能引起模壳体20的强度变差。反之,如果面积比(2×Sb/Sa)过小,则坯料向孔道24中的引入量变小,从而导致坯料对模具的过大压力(挤压载荷),这可能导致难以进行平顺的挤压。
在本实施方式中,优选的是,模壳体20的坯料压力接收表面22由1/6至4/6球的凸球面构成。当坯料压力接收表面22由上述特定的凸球构型构成时,金属坯料的压力能以良好平衡分散的方式更确实地由坯料压力接收表面22接收,从而导致充足的强度,这又能更确实地延长模具寿命。就是说,当坯料压在具有特定凸球构型的压力接收表面22上时,朝向压力接收部21的中央的压缩力更确实地施加给压力接收表面22的各部分。结果,在挤压时将在模壳体20上产生的剪力将被确实地减小。结果,模壳体20的暴露于其中空部分的部分(即,将产生最大剪力的部分)能被确实地减小。这样,能更确实地提高模具10抵抗坯料压力的强度。除此之外,还能简化模具构型、减小尺寸和重量以及降低成本。换言之,如果坯料压力接收表面22形成为由比1/6球小的球的凸球面(例如由1/8球构成的凸球面)构成的构型,则不能获得抵抗坯料压力的充足强度,这可能由于产生裂纹而使模具寿命缩短。反之,如果坯料压力接收表面22形成为由超过4/6球的球的凸球面构成的构型如5/6球的凸球面构型,则由于复杂的构型可能增加成本。
在本实施方式中,比率例如为1/8球、1/6球或4/6球的球由通过用与理想球体的轴线垂直的平面切割该理想球体而获得的部分球来限定。就是说,在本实施方式中,“n/m球(“m”和“n”是自然数,并且n<m)”由通过用与理想球体的轴线垂直的平面在从理想球体的表面到理想球体的某一内部位置在轴线(直径)上的距离为n/m(其中理想球体的轴线(直径)的长度为“1”)的位置处切割该理想球体而获得的部分球来限定。
如图5所示,在本实施方式中,孔道24的内周中的内侧表面24a和外侧表面24b彼此大致平行并且还与孔道24的轴线A2大致平行地布置。此外,孔道内周的内侧表面24a和外侧表面24b分别构成为相对于模壳体20的轴线A1倾斜的倾斜表面(锥形表面)。
具有上述结构的挤压模10设置在如图9至11所示的挤压机中。就是说,本实施方式的挤压模10配设给挤压筒6,其中挤压模10固定在形成于板5的中央的模具安装孔5a中。挤压模10由板5在垂直于挤压方向的方向上固定,并且还由支架(未示出)在挤压方向上固定。
插入到挤压筒6中的金属坯料(金属材料)例如铝坯料经挤压垫7被压向图9中的右侧方向(挤压方向)。由此,金属坯料被压在组成挤压模10的模壳体20的坯料压力接收表面22上而发生塑性变形。结果,金属材料在通过所述一对孔道24和24的同时发生塑性变形,然后到达模壳体20的焊接腔室12。随后,金属材料被向前挤压通过挤压孔11而形成与挤压孔11的开口构型对应的截面构型。这样便制造出了金属挤压物品(中空部件60)。
根据本实施方式的挤压模10,由于坯料压力接收表面22形成为凸球构型,所以当金属坯料被压在坯料压力接收表面22上时,压力能被压力接收表面22以分散的方式接收。因此,能减小将在法线方向上施加给坯料压力接收表面22的各部分的压力,从而增大抵抗金属材料压力的强度,这导致充分的耐久性。
在本实施方式中,由于孔道入口部24e的平面状态开口面积Sb相对于压力接收部21的平面状态面积Sa被设定为一特定比值,所以能将坯料平顺地从孔道入口部24e引入到模具内部。这样,坯料对压力接收表面22的压力(挤压载荷)能适当地减小,从而产生有效且平顺的挤压。这样便能制造出高质量的挤压产品。
此外,在本实施方式中,用于引入材料的孔道24形成在覆盖阳模30和阴模40的压力接收部21中。换言之,压力接收部21的前端壁部和基部25的壁部在周向上一体地和连续地形成。该连续周壁部的存在能进一步增大模壳体20的强度,这又能进一步增大整个挤压模的强度。因而,不存在强度弱的部分,如传统的桥接部,且因此不需要通过不必要地增大尺寸例如厚度来增加强度,这能减小尺寸和重量以及降低成本。
此外,在本实施方式中,孔道24和24形成在离开压力接收部21的轴线A1的位置处,亦即形成在压力接收部21的外周,并且各孔道24的轴线A2相对于模壳体20的轴线A1倾斜成朝下游侧逐渐靠近模壳体20的轴线A1。因此,通过孔道24和24的金属材料能在朝轴线A1即挤压孔11被平顺地引入的同时被稳定地挤出。此外,在本实施方式中,由于孔道24和24的下游侧端部(出口)面向挤压孔11,所以金属材料能被更平顺地引入至挤压孔11。
此外,在本实施方式中,由于孔道24和24布置在扁平挤压孔11的高度方向(厚度方向)的两侧,所以金属材料能以稳定的方式被更平顺地引入到挤压孔11中。因此,金属材料在以良好平衡的方式均匀地通过挤压孔11的整个区域的同时被挤出,从而获得高质量的挤压中空部件60。
特别是在本实施方式中,即使是在挤压具有复杂构型例如扁平口琴管构型的中空部件60的情况下,金属材料也能以良好平衡的方式被引入到挤压孔11的整个区域内,这能确实地维持高质量。
作为参考,对于设有多个截面为矩形、高度为0.5mm、宽度为0.5mm的通道63的铝制热交换管(中空部件),在传统的挤压模中,由于强度不足,所以会在阳模30中产生的裂纹成为影响模具寿命的一个因素。另一方面,在根据本发明的挤压模10中,由于强度充分,在模具中不会产生裂纹。因此,模具的磨损成为影响模具寿命的一个因素,这能显著改善模具寿命。
例如,根据由本发明人进行的关于模具寿命的实验结果,在根据本发明的挤压模中,与传统模具相比,模具寿命延长约三倍。
另外,在本发明中,由于具有足够的耐压性(强度),所以能显著提高挤压限制速度。例如,在传统的挤压模中,挤压速度的上限为60m/min。另一方面,在根据本发明的挤压模中,挤压速度的上限能提高到150m/min,即挤压限制速度能提高约2.5倍,且因此能进一步提高生产效率。
<变型>
在第一实施方式中,压力接收部21(压力接收表面22)形成为半球凸出构型(半球凸表面)。但是,在本发明中,压力接收部21(压力接收表面22)的构型并不限于上述形式。
例如,在本发明中,压力接收表面22能形成为由一定数量的表面构成的多面构型。就是说,压力接收表面22能形成为例如多面构型,诸如多个侧表面布置在周向上的金字塔构型,或多个侧表面布置在径向上的多面构型。在此情况下,构成压力接收表面22的各个侧表面可例如是平面或曲面。
此外,在本发明中,压力接收部21能形成为在长度方向上比在横交叉方向上长的侧向伸长的构型,其中长度方向和横交叉方向与轴向垂直。例如,压力接收部21能形成为从轴向上游侧看去时侧向伸长的椭圆形构型,或从轴向上游侧看去时侧向伸长的卵形构型。
此外,在本发明中,压力接收部21能形成为轴向突出尺寸比与轴向垂直的径向尺寸长的构型,例如半椭圆形构型。
此外,在上述实施方式中,模壳体20一体地形成。但是,本发明不限于上述形式,模壳体也能划分为两个或更多个部分。例如,模壳体20能由两个部件构成,即用于保持阳模30的阳模壳体和用于保持阴模40的阴模壳体。
此外,在上述实施方式中,阳模30、阴模40、流动控制板50与模壳体20分开地形成。但是,本发明不限于上述形式,阳模30、阴模40和流动控制板50中的至少一个能与模壳体20一体地形成。此外,在本发明中,在必要时可省去流动控制板50。
此外,在上述实施方式中,是针对用于挤压扁平多通道管状部件的模具进行说明的。但是,在本发明中,挤压产品的构型(挤压孔的构型)不受特定限制。例如,在本发明中可规定:阳模设有截面为圆形的芯棒而阴模设有截面为圆形的模孔,从而在芯棒和模孔之间限定出圆环形的挤压孔以挤压圆管状部件。
此外,在上述实施方式中,是针对在轴线A1的两侧形成有两个孔道24的情况进行说明的。但是,本发明不限于上述形式,而是允许形成一个孔道24或者三个或更多个孔道24。
此外,在本发明中,孔道入口部24e的构型不受特定限制。在形成有多个孔道24的情况下,各个孔道入口部24e的构型可不同,各个孔道入口部的平面状态开口面积可不同。总之,将孔道入口部24e的平面状态开口总面积与压力接收部21的平面状态面积之比设定成落在前述范围内即足以。
特别是在挤压圆截面管状部件的情况下,优选以相等的周向间隔形成三个或更多个孔道24。
此外,在本发明中可构造成:孔道入口部24e的开口面积形成得比孔道24内部的通道截面积大。
就是说,在本发明中,例如如图14所示的第一变型那样,可这样构造,使得孔道内周表面的内侧表面24a相对于压力接收部21的轴线A1的倾角θa设定为小于孔道内周表面的外侧表面24b相对于压力接收部21的轴线A1的倾角θb,从而孔道入口部24e的厚度(径向长度)大于孔道24的内部的厚度。此外,如图15和16所示的第二变型那样,当孔道内周表面中的两个侧缘之间的距离被定义为“宽度”时,孔道入口部24e的宽度能形成为大于孔道24的内部的宽度。
在本发明中,如图17所示的第三变型那样,可构造成这样,即通过切割孔道内周表面的外侧表面24b和压力接收部21(压力接收表面22)的外侧表面之间的角部而形成外斜切部242,使得孔道入口部24e的开口面积比孔道24的内部的通道截面积大。或者,如图18所示的第四变型那样,可构造成这样,即通过切割孔道内周表面的内侧表面24a和压力接收部21(压力接收表面22)的外侧表面之间的角部而形成内斜切部241,使得孔道入口部24e的开口面积比孔道24的内部的通道截面积大。此外,还可构造成这样,即形成外斜切部242和内斜切部241两者,使得孔道入口部24e的开口面积比孔道24的内部的通道截面积大。
此外,在上述实施方式中,基部25设置在模壳体20的前端部上。但是,在本发明中,不必总是设置基部25。
此外,在上述实施方式中,是针对在挤压筒中仅设置单个挤压模的情况进行说明的。但是,本发明不限于上述形式。在根据本发明的挤压机中,可构造成在挤压筒中设置两个或更多个挤压模。
在本发明中,优选的是,阳模30的后端面(基端面)形成为与压力接收部21的坯料压力接收表面22对应的凸表面(球面)的一部分,并且阳模30的后端面和坯料压力接收表面22构成规定的平滑凸表面(球面)。但是,在本发明中,阳模30的后端面(基端面)的构型不限于上述形式,而是可例如形成为以下构型。就是说,在本发明中,在阳模30的后端面的表面积例如为模具10的坯料压力接收表面22的表面积的1/3或更少的情况下,阳模30的后端面能由柱形外周面的一部分构成,在该柱形外周面中后端面在宽度方向(纵向)上是与坯料压力接收表面22对应的圆形,而在厚度方向(与纵向垂直的方向)上由于以下原因是直的。就是说,在阳模30的后端面的表面积如上所述那样小的情况下,由于阳模30的后端面不是形成为凸表面(球面)的一部分而是形成为圆柱形外周面的一部分所导致的对模具寿命和挤压载荷的影响较小,并且能降低阳模30的后端面的加工处理成本。
示例
表1
孔道面积/压力接收部面积 | 模具寿命(吨/模具) | 模具寿命限制因素 | 挤压载荷(×104N) |
示例1 | 0.1 | 2.0 | 阳模磨损,阳模小裂纹 | 1,800 |
示例2 | 0.15 | 2.5 | 阳模磨损 | 1,600 |
示例3 | 0.25 | 3.0 | 阳模磨损 | 1,450 |
示例4 | 0.30 | 3.2 | 阳模磨损 | 1,400 |
示例5 | 0.40 | 3.5 | 阳模磨损 | 1,400 |
示例6 | 0.60 | 3.7 | 阳模磨损 | 1,350 |
示例7 | 0.65 | 3.8 | 阳模磨损 | 1,300 |
示例8 | 0.75 | 3.8 | 阳模磨损 | 1,300 |
示例9 | 0.80 | 2.5 | 阳模磨损,壳体小裂纹 | 1,250 |
比较示例1 | - | 0.7 | 阳模裂纹 | 1,500 |
<示例1>
如表1所示,制备根据第一实施方式的挤压模10。模具10的模壳体20的压力接收部21具有形成在挤压孔11的两个厚度方向侧的两个孔道24。孔道24的倾角θ调节为10°。
坯料压力接收表面22形成为半径为30mm的1/2球构型(凸球构型)。
孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.1(每个孔道的面积比率设定为0.05)。
阳模30调整为:芯棒31的高度(厚度)为2.0mm、芯棒31的宽度为19.2mm、通道形成突出部33的高度为1.2mm、通道形成突出部33的宽度为0.6mm以及分隔部形成凹槽32的宽度为0.2mm。
阴模40调整为:模孔41的高度为1.7mm以及模孔41的宽度为20.0mm。
如图9至11所示,挤压模10被配设给与在第一实施方式中所示的挤压机类似的挤压机,并且进行挤压以生产如图12和13所示的多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
测量模具寿命(在产生裂纹或磨损前所引入的材料量(吨))和挤压载荷并研究模具寿命限制因素。结果也在表1中示出。
在表1中,“孔道面积”表示“孔道入口部24e的平面状态开口面积”,而“压力接收部面积”表示“压力接收部21的平面状态面积”。
<示例2>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.15(每个孔道的面积比率设定为0.075)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例3>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.25(每个孔道的面积比率设定为0.125)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例4>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.30(每个孔道的面积比率设定为0.15)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例5>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.40(每个孔道的面积比率设定为0.20)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例6>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.60(每个孔道的面积比率设定为0.30)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例7>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.65(每个孔道的面积比率设定为0.325)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例8>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.75(每个孔道的面积比率设定为0.375)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<示例9>
如表1所示,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.80(每个孔道的面积比率设定为0.40)。
除上之外,制备具有相同结构的挤压模10,并以与上述相同的方式进行挤压来以与上述相同的方式评价。
<比较示例1>
如表1所示,制备半径为30mm、高度(挤压方向上的长度)为50mm的桥式挤压模30,其中压力接收部最终加工成与挤压方向垂直的平表面。其它结构与上述示例的相同。
该挤压模以与上述相同的方式被配设给挤压机以生产挤压产品,并以与上述相同的方式进行评价。
<评价>
如表1所示,在比较示例1中,阳模的裂纹是寿命限制因素,并且模具寿命短。
另一方面,在示例1至9中,与比较示例1相比确保了较长的模具寿命。
尤其是,在面积比率(2×Sb/Sa)设定为0.15至0.75的示例2至8中,阳模30的磨损是寿命限制因素,并且模具寿命足够长。面积比率(2×Sb/Sa)设定为0.25至0.75的示例3至8的模具、尤其是面积比率调节为0.30至0.75的示例4至8的模具的寿命更长。
在示例1和9的模具中,尽管阳模30的小裂纹和模壳体20的小裂纹是寿命限制因素,但阳模30的磨损是主要的寿命限制因素,这能确保一定的模具寿命。寿命至少比比较示例1的寿命长。
表2
坯料压力接收表面的球形尺寸 | 模具寿命(吨/模具) | |
示例10 | 1/8 | 1.2 |
示例11 | 1/6 | 2.0 |
示例12 | 1/3 | 2.6 |
示例13 | 1/2 | 3.2 |
示例14 | 4/6 | 3.2 |
示例15 | 5/6 | 3.2 |
<示例10>
如表2所示,制备对应于第一实施方式(见图1至8)的挤压模10。模具10的压力接收部21具有形成在挤压孔11的两个厚度方向侧的两个孔道24。孔道24的倾角θ调节为10°。
坯料压力接收表面22由半径为45.4mm的1/8凸球面(凸球构型)构成。该压力接收部21的直径调节为60mm。
孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.30(每个孔道的面积比率设定为0.15)。
阳模30调整为:芯棒31的高度(厚度)为2.0mm、芯棒31的宽度为19.2mm、通道形成突出部33的高度为1.2mm、通道形成突出部33的宽度为0.6mm以及分隔部形成凹槽32的宽度为0.2mm。
阴模40调整为:模孔41的高度为1.7mm以及模孔41的宽度为20.0mm。
如图9至11所示,挤压模10配设给与在第一实施方式中所示的挤压机类似的挤压机,并且进行挤压以生产如图12和13所示的多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
测量模具寿命(吨/模具)。结果在表2中示出。
<示例11>
制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/6凸球面构成并且球半径设定为40.3mm(如表2所示)之外,该挤压模与示例10的挤压模类似。挤压模10配设给与在第一示例中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
<示例12>
制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/3凸球面构成并且球半径设定为32.0mm(如表2所示)之外,该挤压模与示例10的挤压模类似。挤压模10配设给与在第一示例中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
<示例13>
制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/2凸球面构成并且球半径设定为30.0mm(如表2所示)之外,该挤压模与示例10的挤压模类似。挤压模10配设给与在第一示例中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
<示例14>
制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由4/6凸球面构成并且球半径设定为32.0mm(如表2所示)之外,该挤压模与示例10的挤压模类似。挤压模10配设给与在第一示例中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
<示例15>
制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由5/6凸球面构成并且球半径设定为40.3mm(如表2所示)之外,该挤压模与示例10的挤压模类似。挤压模10配设给与在第一示例中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
<评价>
在坯料压力接收表面22的球半径大而其突出量较小的模具(示例10)中,模具寿命稍微缩短。
在坯料压力接收表面22的球半径小而其突出量较大的模具(示例15)中,尽管能确保长的模具寿命,但被认为有点难以加工处理坯料压力接收表面22。
另一方面,在坯料压力接收表面22形成为适当的凸表面构型即1/6至4/6凸球面的模具(示例11至14)中,可延长模具寿命并且可降低模具生产成本。尤其是,在具有1/2球面的模具(示例13)中,可确保足够长的模具寿命并且可降低模具生产成本,这是很好的结果。
与示例13的模具相比,在坯料压力接收表面22形成为4/6球面的模具(示例14)中,模具生产成本稍微增加,这在示例11至14的结果中稍差。
<第二实施方式>
图19至29是示出根据本发明第二实施方式的用于金属材料的挤压模的说明图。
根据第二实施方式的用于金属材料的该挤压模10设计成挤压如图28和29所示的多通道中空部件(多通道扁平管)60。
中空部件60是金属部件。在此第二实施方式中,该中空部件60构成由铝或铝合金制成的热交换管。
该中空部件60是用在热交换器(例如汽车空调用冷凝器)中的宽度比厚度大的扁平部件。该中空部件60的中空部61沿管长度方向延伸并被多个彼此平行布置的分隔部62分成多个热交换通道63。这些通道63沿管长度方向延伸并且彼此平行布置。
在对该第二实施方式的下列说明中,与管长度方向垂直相交并且通道63沿着其布置的方向将被称为“宽度方向”或“横向”,而与管长度方向垂直相交并且与宽度方向垂直相交的方向将被称为“高度方向(厚度方向)”或“竖直方向”。此外,在对该第二实施方式的下列说明中,相对于挤压方向的“上游侧”将被称为“后侧”,而其“下游侧”将被称为“前侧”。
图19至24示出该第二实施方式的挤压模10。如这些图中所示,该第二实施方式的挤压模10配备有模壳体20、阳模30、阴模40和流动控制板50。
模壳体20具有中空结构,该中空结构具有相对于作为金属材料的金属坯料的挤压方向设置在上游侧(后侧)的穹顶形压力接收部21和设置在下游侧(前侧)的基部25。
压力接收部21的与金属坯料的挤压方向相对的表面(后表面)形成为用作金属材料压力接收表面的坯料压力接收表面22。该坯料压力接收表面22形成为朝与挤压方向相反的方向(亦即朝后方)突出的凸出构型。具体地,该压力接收表面22形成为半球形凸出构型。这样,压力接收表面22形成为向后突出。
在压力接收部21的周壁中央,沿模壳体20的轴线A1形成有与内中空部分(焊接腔室12)连通的阳模保持槽缝23。该阳模保持槽缝23形成为与阳模30的截面构型对应的扁平的矩形截面构型。此外,如图23所示,在阳模保持槽缝23的后端侧的两个侧部形成有用于与阳模30接合的接合台阶部23a和23a,下文将对其说明。
在压力接收部21的周壁中,在轴线A1的两侧形成有一对孔道24和24。每个孔道24的入口部24e形成为从轴向的上游侧看去近似为梯形的构型。
如图22所示,每个孔道24设置成使得其轴线A2在朝下游侧前进时靠近压力接收部21的轴线A1并以倾斜的状态与压力接收部21的轴线A1相交。孔道24的详细结构、例如轴线A2的倾角θ将在下面说明。
此外,各孔道24这样形成,使得通道截面积从入口部24e朝内部逐渐减小,因而入口部24e的开口面积比内部的通道截面积大。在该第二实施方式中,孔道24这样形成,使得内周表面中的内侧表面24a相对于轴线A1的倾角θa设定成小于外侧表面24b相对于轴线A1的倾角θb(即,θa<θb)。
所述一对孔道24和24布置成使得其出口部(前端部)面向下述的挤压孔11。
在该第二实施方式中规定,模壳体20的轴线A1与压力接收部21的轴线彼此重合。
基部25与压力接收部21一体地形成,并且形成为以轴线A1为中心的环形。基部25具有比压力接收部21的直径大的直径。
在本发明中,基部25和压力接收部21无需一体地形成,而是可分开地形成。能考虑维护性能等而任意选择这两个部件21和25是应当一体地形成还是分开地形成。
在基部25中,形成有与焊接腔室12连通并与阴模40的截面形状对应的筒形阴模保持孔26。该阴模保持孔26的轴线设置成与模壳体20的轴线A1对齐。
如图22示例性所示,在阴模保持孔26的内周表面的后端侧形成有用于经流动控制板50与阴模40接合的接合台阶部26a,下文将对其说明。
阳模30的主要前部构造成芯棒31。如图20和23所示,芯棒31的前端部构造为形成中空部件60的中空部61并具有多个通道形成突出部33,突出部33与中空部件60的通道对应。所述多个通道形成突出部33以一定的间隔布置在芯棒31的宽度方向上。形成在相邻的通道形成突出部33和33之间的间隙构造为用于形成中空部件60的分隔部62的分隔部形成凹槽32。
在阳模30的后端部的两个宽度方向侧端,与模壳体20的阳模保持槽缝23的接合台阶部23a和23a对应的接合突出部33a和33a一体地形成为向侧面突出。
阳模30从坯料压力接收表面22一侧插入到模壳体20的阳模保持槽缝23内并固定在其中。在该插入状态下,阳模30定位成使阳模30的接合突出部33a和33a与接合台阶部23a和23a接合。这样,阳模30的芯棒31以芯棒31从芯棒保持槽缝23向前突出一定长度的状态保持在芯棒保持槽23中。
阳模30的基端表面(后端表面)形成为与模壳体20的坯料压力接收表面22对应的部分半球形凸表面。阳模30的基端表面(后端表面)与坯料压力接收表面22协作地形成指定的平滑半球形凸表面。
如图20所示,阴模40形成为柱状并且在其外周表面上的两侧设有与轴线A1平行地布置的键状突起47和47。
阴模40设置有与阳模30的芯棒31对应并在后端表面侧敞开的模孔(钻孔41)和与该模孔41连通并在前端表面侧敞开的释放孔42。
模孔41沿内周缘部设置有向内突出的部分,从而能限定中空部件60的外周部分。释放孔42形成为厚度(高度)朝前端侧(下游侧)逐渐增加的锥形并在下游侧敞开。
流动控制板50形成为外周与模壳体20的阴模保持孔26的截面形状对应的环绕形状(圆形)。与阳模30的芯棒31和阴模40的模孔41对应地,在流动控制板50的中央形成有中央通孔51。
如图20所示,流动控制板50在其外周缘部的两侧形成有与阴模40的键状突起47和47对应的键状突起57和57。
如图21-23所示,阴模40经流动控制板50容纳和固定在模壳体20的阴模保持孔26中。在该状态下,阴模40的一个端部表面(后端表面)的外周面经流动控制板50的外周缘部与阴模保持孔26的接合台阶部26a接合,使得阴模40和流动控制板50在轴向上定位。此外,阴模40的键状突起47和47及流动控制板50的键状突起57和57与形成在阴模保持孔26的内周面上的键槽(未示出)接合,使得阴模40和流动控制板50在轴线旋转方向上定位。
这样,阳模30的芯棒31和阴模40的模孔41设置成与流动控制板50的中央通孔51对应。在此状态下,阳模30的芯棒31设置在阴模40的模孔41中,以在芯棒31和模孔41之间形成扁平圆形挤压孔11。此外,芯棒31的多个分隔部形成凹槽32在宽度方向上平行地布置在挤压孔11中,从而形成与中空部件60的截面形状对应的截面形状。
在该第二实施方式中,如图22所示,优选的是,外侧表面24b的倾角θb和内侧表面24a的倾角θa之间的角度差(θb-θa)设定为3至37°,更优选为5至25°。当该角度差(θb-θa)设定成落在上述指定范围内时,孔道入口部24e的开口面积能保持得足够大,这能将作为金属材料的坯料稳定地引入到模具内部。结果,能形成高质量的挤压产品。
换言之,如果角度差(θb-θa)过大,则孔道24的内部的通道截面积与入口部24e相比变得很小,使得在坯料通过孔道24时压力突然变化,这有时难以将坯料稳定地引入到模具中。反之,如果角度差(θb-θa)过小,则入口部24e的开口面积不能保持得足够大,从而使得坯料对模具的压力(挤压载荷)过大,这有时可能导致难以平顺地进行挤压过程。不优选的是使入口部24e的开口面积保持较大而上述角度差(θb-θa)保持较小,这是因为孔道24本身变大,由孔道24增大了模具中的空隙率,这会使模具强度降低。
如将参照第三至第五实施方式说明的那样,在本发明中,能通过将角度差(θb-θa)设定为0°来增大入口部24e的开口面积。
另外,在第二实施方式中,优选的是,孔道24的内侧表面24a的倾角θa设定为3至30°,更优选为5至25°。外侧表面24b的倾角θb优选设定为10至40°,更优选为20至30°。就是说,在内侧表面24a的倾角θa过大或外侧表面24b的倾角θb过小的情况下,不能确保入口部24e的足够的开口面积,造成坯料的挤压载荷过大,这有时可能导致难以平顺地进行挤压过程。在内侧表面24a的倾角θa过小或外侧表面24b的倾角θb过大的情况下,孔道24的通道截面积与孔道24的入口部24e相比有时可能变得过小,这使得难以使坯料以稳定的方式通过。
如上所述,各孔道24和24形成为使得轴线A2相对于模壳体20的轴线A1倾斜。在该第二实施方式中,优选的是,孔道24的轴线A2相对于模壳体20的轴线A1的倾角θ设定为3至45°,更优选为10至35°,进一步优选为15至30°。当倾角θ被设定成落在上述指定范围内时,金属材料以稳定的方式流过孔道24和24及焊接腔室12,然后以平衡的方式绕挤压孔11的整个周边平顺地通过。结果,能形成尺寸精度很好的高质量挤压产品。换言之,如果倾角θ过小,则流过孔道24和24及焊接腔室12的金属材料不能平顺地引入到挤压孔11中,这有时可能导致难以稳定地获得高质量的挤压产品。反之,如果倾角θ过大,则孔道24的材料流动方向倾斜较大,这会增大金属材料挤压阻力,因此并不优选。
在该第二实施方式中,优选的是,模壳体20的坯料压力接收表面22由1/6至4/6球的凸球面构成。当坯料压力接收表面22由上述特定的凸球构型构成时,金属坯料的压力能以良好平衡分散的方式更确实地由坯料压力接收表面22接收,从而导致充足的强度,这又能更确实地延长模具寿命。就是说,当坯料压在具有特定凸球构型的压力接收表面22上时,朝向压力接收部21的中央的压缩力更确实地施加给压力接收表面22的各部分。结果,在挤压时在模壳体20上产生的剪力将被确实地减小。结果,模壳体20的暴露于其中空部分的部分(即,将产生最大剪力的部分)能被确实地减小。这样,能更确实地提高模具10抵抗坯料压力的强度。除此之外,还能简化模具构型、减小尺寸和重量以及降低成本。换言之,如果坯料压力接收表面22形成为由比1/6球小的球的凸球面(例如由1/8球构成的凸球面)构成的构型,则不能获得抵抗坯料压力的充足强度,这可能由于产生裂纹而使模具寿命缩短。反之,如果坯料压力接收表面22形成为由超过4/6球的球的凸球面构成的构型如5/6球的凸球面构型,则由于复杂的构型可能增加成本。
在本实施方式中,比率例如为1/8球、1/6球或4/6球的球由通过用与理想球体的轴线垂直的平面切割该理想球体而获得的部分球来限定。就是说,在本实施方式中,“n/m球(“m”和“n”是自然数,并且n<m)”由通过用与理想球体的轴线垂直的平面在从理想球体的表面到理想球体的某一内部位置在轴线(直径)上的距离为n/m(其中理想球体的轴线(直径)的长度为“1”)的位置处切割该理想球体而获得的部分球来限定。
具有上述结构的挤压模10设置在如图25至27所示的挤压机中。就是说,本实施方式的挤压模10配设给挤压筒6,其中挤压模10固定在形成于板5的中央的模具安装孔5a中。挤压模10由板5在垂直于挤压方向的方向上固定,并且还由支架(未示出)在挤压方向上固定。
插入到挤压筒6中的金属坯料(金属材料)例如铝坯料经挤压垫7被压向图25中的右侧方向(挤压方向)。由此,金属坯料被压在组成挤压模10的模壳体20的坯料压力接收表面22上而发生塑性变形。结果,金属材料在通过所述一对孔道24和24的同时发生塑性变形,然后到达模壳体20的焊接腔室12。随后,金属材料被向前挤压通过挤压孔11而形成与挤压孔11的开口构型对应的截面构型。这样便制造出了金属挤压物品(中空部件60)。
根据该第二实施方式的挤压模10,由于坯料压力接收表面22形成为凸球构型,所以当金属坯料被压在坯料压力接收表面22上时,压力能被压力接收表面22以分散的方式接收。因此,能减小将在法线方向上施加给坯料压力接收表面22的各部分的压力,从而增大抵抗金属材料压力的强度,这导致充分的耐久性。
此外,在该第二实施方式中,由于孔道24形成为使得入口部24e的开口面积大于孔道24的内部的通道截面积,所以能将坯料从入口部24e平顺地引入,使得坯料对压力接收表面22的压力(挤压载荷)适当地减小。结果,能有效且平顺地进行挤压过程,这又能生产出高质量的挤压产品。
特别是在该第二实施方式中,由于孔道24形成为从入口部24e朝内部逐渐减小,所以通过孔道24的坯料的流动阻力不会突然变化,这能使坯料更平顺地通过孔道24,产生更有效的挤压过程。
此外,由于孔道24的内部的通道截面积小,所以能将孔道24的容积(尺寸)保持得较小,从而孔道24使得模壳体20的空隙率小,这能充分增大模壳体20的强度。这继而又能充分增大整个模具的强度。
此外,在该第二实施方式中,用于引入材料的孔道24形成在覆盖阳模30和阴模40的压力接收部21中。换言之,压力接收部21的前端壁部和基部25的壁部在周向上一体地和连续地形成。该连续周壁部的存在能进一步增大模壳体20的强度,这又能进一步增大整个挤压模的强度。因而,不存在强度弱的部分,如传统的桥接部,且因此不需要通过不必要地增大尺寸例如厚度来增加强度,这能减小尺寸和重量以及降低成本。
此外,在该第二实施方式中,孔道24和24形成在离开压力接收部21的轴线A1的位置处,亦即形成在压力接收部21的外周,并且各孔道24的轴线A2相对于模壳体20的轴线A1倾斜成朝下游侧逐渐靠近模壳体20的轴线A1。因此,通过孔道24和24的金属材料能在朝轴线A1即挤压孔11被平顺地引入的同时被稳定地挤出。此外,在该第二实施方式中,由于孔道24和24的下游侧端部(出口)面向挤压孔11,所以金属材料能被更平顺地引入至挤压孔11。
此外,在该第二实施方式中,由于孔道24和24布置在扁平挤压孔11的高度方向(厚度方向)的两侧,所以金属材料能以稳定的方式被更平顺地引入到挤压孔11中。因此,金属材料在以良好平衡的方式均匀地通过挤压孔11的整个区域的同时被挤出,从而获得高质量的挤压中空部件60。
特别是在该第二实施方式中,即使是在挤压具有复杂构型例如扁平口琴管构型的中空部件60的情况下,金属材料也能以良好平衡的方式被引入到挤压孔11的整个区域内,这能确实地维持高质量。
作为参考,对于设有多个截面为矩形、高度为0.5mm、宽度为0.5mm的通道63的铝制热交换管(中空部件),在传统的挤压模中,由于强度不足,所以会在阳模30中产生的裂纹成为影响模具寿命的一个因素。另一方面,在根据本发明的挤压模10中,由于强度充分,在模具中不会产生裂纹。因此,模具的磨损成为影响模具寿命的一个因素,这能显著改善模具寿命。
例如,根据由本发明人进行的关于模具寿命的实验结果,在根据本发明的挤压模中,与传统模具相比,模具寿命延长约三倍。
另外,在本发明中,由于具有足够的耐压性(强度),所以能显著提高挤压限制速度。例如,在传统的挤压模中,挤压速度的上限为60m/min。另一方面,在根据本发明的挤压模中,挤压速度的上限能提高到150m/min,即挤压限制速度能提高约2.5倍,且因此能进一步提高生产效率。
<第三实施方式>
图30至33示出根据本发明第三实施方式的挤压模10。如在这些图中所示,根据第三实施方式的该挤压模10与根据第二实施方式的挤压模10的不同之处在于孔道24的构型(结构)。
就是说,在根据第三实施方式的挤压模10中,在压力接收部21的两个周侧与扁平挤压孔11两侧的厚度对应地形成有一对孔道24和24。每个孔道24形成为从轴向的上游侧看去近似为梯形的构型。该孔道24具有形成为周向尺寸(宽度)大而径向尺寸(厚度)小的扁平细长构型的入口部24e。
如图32和33所示,该孔道24形成为近似扇状,其中入口部24e的宽度比其内部的宽度大。详细说来,孔道24的宽度从入口部24e朝内部逐渐减小,并且入口部24e的开口面积比孔道24的内部的通道截面积大。
在第三实施方式中,孔道24的内周表面的内侧表面24a与其外侧表面24b大致彼此平行地布置。内侧表面24a相对于轴线A1的倾角θa和外侧表面24b相对于轴线A1的倾角θb近似相等。
如图33所示,当孔道24的内周表面的两个侧缘24c和24c之间的夹角(宽度方向的张角)定义为“θw”时,优选的是该张角θw设定为5至45°,更优选为10至40°。当张角θw设定在上述范围内时,作为金属材料的坯料能从孔道24的入口部24e被稳定地引入到其内部,同时保持孔道入口部24e的开口面积足够大。结果,能获得高质量的挤压产品。
换言之,如果上述张角θw过大,则孔道24的通道截面积与孔道24的入口部24e的通道截面积相比变得极小,使得当坯料通过孔道24时压力产生突然变化,这有时可能难以将坯料稳定地引入到模具中。反之,如果上述张角θw过小,则不能确保入口部24e的开口面积,使得坯料对模具的压力(挤压载荷)过大,这有时又可能使得难以平顺地进行挤压过程。如果入口部24e的开口面积保持得大,同时上述张角θw保持得小,则孔道本身变大。这增大了由孔道24引起的模具空隙率,导致模具强度降低。因此,这是不优选的。
在该第三实施方式中,由于其它结构基本上与第二实施方式的结构相同,所以将通过赋予相同或相应的部分以相同的附图标记而省去重复说明。
根据第三实施方式的该挤压模10也配设给如图25至27所示的用在第二实施方式中的相同的挤压机,以进行挤压。
在该第三实施方式中还能获得与在第二实施方式中相同的功能和效果。
<第四实施方式>
图34至38示出根据本发明第四实施方式的挤压模10。如在这些图中所示,该第四实施方式的挤压模10与第二和第三实施方式的挤压模10的不同之处在于孔道24的构型(结构)。
在第四实施方式的该挤压模10中,在压力接收部21的周壁的两侧,一对孔道24和24形成为位于扁平挤压孔11的厚度两侧。该孔道24的入口部24e以与第二实施方式相同的方式形成为从轴向的上游侧看去近似为梯形的构型。
此外,在该孔道24中,通过切除内周表面的外侧表面24b和压力接收表面22之间的角部而形成外斜切部242。
当外斜切部242相对于轴线A1的倾角定义为θ2(如图38所示)时,优选将该倾角θ2设定为25至50°,更优选30至45°。
当斜切部的长度L2与在形成外斜切部242之前孔道内周表面的外侧表面24b的长度Lb的比率被定义为外斜切部242的斜切比率时,该斜切比率(L2/Lb)优选设定为0.2/1至0.9/1,更优选地设定为0.4/1至0.8/1。
就是说,当外斜切部242的倾角θ2和斜切比率(L2/Lb)被设定成落在上述范围内时,挤压载荷能被孔道入口部24e的增大的开口面积抑制,因此能将坯料从孔道24的入口部24e稳定地引入到模具的内部。
在该第四实施方式中,在在孔道24的内周表面的外侧表面24b上形成外斜切部242之前的状态下,孔道24的内周表面的内侧表面24a与其外侧表面24b大致彼此平行地布置,使得内侧表面24a相对于轴线A1的倾角θa和外侧表面24b相对于轴线A1的倾角θb大致相同。
在该第四实施方式中,其它结构基本上与第二和第三实施方式的结构相同。另外,在第四实施方式的该挤压模10中,挤压也能以与上述相同的方式进行,并且能获得相同的功能和效果。
<第五实施方式>
图39至43示出根据本发明第五实施方式的挤压模10。如在这些图中所示,在第五实施方式的该挤压模10中,在压力接收部21的周壁的两侧形成有一对孔道24和24。此外,在该孔道24中,通过切除内周表面的内侧表面24a和压力接收表面22之间的角部而形成内斜切部241。
当内斜切部241相对于轴线A1的倾角定义为“θ1”(如图43所示)时,优选将该倾角θ1设定为-10至+10°,更优选为-3至+5°。
当斜切部的长度L1与在形成内斜切部241之前孔道内周表面的内侧表面24a的长度La的比率定义为内斜切部241的斜切比率时,该斜切比率(L1/La)优选设定为0.2/1至0.9/1,更优选地设定为0.4/1至0.8/1。
就是说,当内斜切部241的倾角θ1和斜切比率(L1/La)设定为落在上述范围内时,挤压载荷能被孔道入口部24e的增大的开口面积抑制,因此能将坯料从孔道24的入口部24e稳定地引入到模具的内部。
在该第五实施方式中,在在孔道24的内周表面的内侧表面24a上形成内斜切部241之前的状态下,孔道24的内周表面的内侧表面24a与其外侧表面24b大致彼此平行地布置,使得内侧表面24a相对于轴线A1的倾角θa和外侧表面24b相对于轴线A1的倾角θb大致相同。
在该第五实施方式中,其它结构基本上与第二和第三实施方式的结构相同。另外,在第五实施方式的该挤压模10中,挤压也能以与上述相同的方式进行,并且能获得相同的功能和效果。
<变型>
在第二至第五实施方式中,压力接收部21(压力接收表面22)形成为半球凸出构型(半球凸表面)。但是,在本发明中,压力接收部21(压力接收表面22)的构型并不限于上述形式。
例如,在本发明中,压力接收表面22能形成为由一定数量的侧表面构成的多面构型。就是说,压力接收表面22能形成为例如多面构型,诸如多个侧表面布置在周向上的金字塔构型,或多个侧表面布置在径向上的多面构型。在此情况下,构成压力接收表面22的各个侧表面可例如是平面或曲面。
此外,在本发明中,压力接收部21能形成为在长度方向上比在横交叉方向上长的侧向伸长的构型,其中长度方向和横交叉方向与轴向垂直。例如,压力接收部21能形成为从轴向上游侧看去时侧向伸长的椭圆形构型,或从轴向上游侧看去时侧向伸长的卵形构型。
此外,在本发明中,压力接收部21能形成为轴向尺寸比与轴向垂直的径向尺寸长的构型,例如半椭圆形构型。
此外,在上述第二至第五实施方式中,模壳体20一体地形成。但是,本发明不限于上述形式,模壳体20也能划分为两个或更多个部分。例如,模壳体20能由两个部件构成,即用于保持阳模30的阳模壳体和用于保持阴模40的阴模壳体。
此外,在上述第二至第五实施方式中,阳模30、阴模40、流动控制板50与模壳体20分开地形成。但是,本发明不限于上述形式,阳模30、阴模40和流动控制板50中的至少一个能与模壳体20一体地形成在一起。此外,在本发明中,在必要时可省去流动控制板50。
此外,在上述第二至第五实施方式中,是针对用于挤压扁平多通道管状部件的模具进行说明的。但是,在本发明中,挤压产品的构型(挤压孔的构型)不受特定限制。例如,在本发明中可规定:阳模设有截面为圆形的芯棒而阴模设有截面为圆形的模孔,从而在芯棒和模孔之间形成圆环形的挤压孔以挤压圆管状部件。
此外,在上述第二至第五实施方式中,是针对在轴线A1的两侧形成有两个孔道24的情况进行说明的。但是,本发明不限于上述形式,而是允许形成一个孔道24或者三个或更多个孔道24。
特别是在通过挤压过程形成截面为圆形的管状部件的情况下,优选在周向上以规则的间隔布置三个或更多个孔道。
此外,在上述第二至第五实施方式中,基部25设置在模壳体20的前端部。但是,在本发明中,并不必总是设置基部25。
此外,在上述第二至第五实施方式中,是针对在挤压筒中仅设置单个挤压模的情况进行说明的。但是,本发明不限于上述形式。在根据本发明的挤压机中,可构造成在挤压筒中设置两个或更多个挤压模。
此外,在本发明中,可构造为形成外斜切部242和内斜切部241两者,使得孔道入口部24e的开口面积比孔道24的内部的通道截面积大。
此外,在本发明中,如上述第二至第五实施方式那样,优选的是,阳模30的后端面(基端面)形成为与压力接收部21的坯料压力接收表面22对应的凸表面(球面)的一部分,并且阳模30的后端面和坯料压力接收表面22构成规定的平滑凸表面(球面)。但是,在本发明中,阳模30的后端面(基端面)的构型不限于上述形式,而是可例如形成为以下构型。就是说,在本发明中,在阳模30的后端面的表面积例如为模具10的坯料压力接收表面22的表面积的1/3或更少的情况下,阳模30的后端面能由柱形外周面的一部分构成,在该柱形外周面中后端面在宽度方向(纵向)上是与坯料压力接收表面22对应的圆形,而在厚度方向(与纵向垂直的方向)上由于以下原因是直的。就是说,在阳模30的后端面的表面积如上所述那样小的情况下,由于阳模30的后端面不是形成为凸表面(球面)的一部分而是形成为圆柱形外周面的一部分所导致的对模具寿命和挤压载荷的影响较小,并且能降低阳模30的后端面的加工处理成本。
示例
表3
孔道入口部的扩大方向 | 模具寿命(吨/模具) | 模具寿命限制因素 | 挤压载荷(×104N) | |
示例16 | 厚度方向 | 4.0 | 阳模磨损 | 1,330 |
示例17 | 宽度方向 | 3.5 | 阳模磨损 | 1,370 |
示例18 | 厚度方向(外侧表面被斜切) | 4.5 | 阳模磨损 | 1,300 |
示例19 | 厚度方向(内侧表面被斜切) | 3.8 | 阳模磨损 | 1,350 |
基准示例 | 未扩大 | 3.2 | 阳模磨损 | 1,400 |
比较示例2 | - | 0.7 | 阳模产生裂纹 | 1,500 |
<示例16>
如表3所示,制备对应于第二实施方式(见图19至23)的挤压模10。模具10的模壳体20的压力接收部21具有形成在挤压孔11的两个厚度方向侧的两个孔道24。在每个孔道24中,内侧表面24a的倾角θa调节为10°,外侧表面24b的倾角θb调节为25°。因此,该孔道入口部24e在厚度方向上扩大。此外,每个孔道24的宽度尺寸设定为从入口部24e朝模具内部恒定。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.70(每个孔道24的面积比率为0.35)。
坯料压力接收表面22形成为半径为30mm的1/2球面构型(凸球构型)。阳模30调整为:芯棒31的高度为2.0mm、芯棒31的宽度为19.2mm、通道形成突出部33的高度为1.2mm、通道形成突出部33的宽度为0.6mm以及分隔部形成凹槽32的宽度为0.2mm。
阴模40调整为:模孔41的高度为1.7mm以及模孔41的宽度为20.0mm。
如图25至27所示,挤压模10配设给与在第二实施方式中所示的挤压机类似的挤压机,并进行挤压以生产如图28和29所示的多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
然后,测量模具寿命(在产生裂纹或磨损前所引入的材料量(吨))和挤压载荷,还研究模具寿命限制因素。结果也在表3中示出。
<示例17>
如表3所示,制备对应于第三实施方式(见图30至33)的挤压模10。就是说,压力接收部21的孔道24形成为使得其宽度从入口部24e朝其内部逐渐减小。宽度方向张角θw设定为15°。因此,该孔道入口部24e在宽度方向上扩大。孔道内周表面的内侧表面24a及其外侧表面24b设定为倾角θa和θb为10°并且彼此平行地布置。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.60(每个孔道24的面积比率为0.30)。
除上述结构之外,制备与示例16相同的挤压模10,并通过进行挤压过程以与上述相同的方式进行评价。
<示例18>
如表3所示,制备对应于第四实施方式(见图34至38)的挤压模10。就是说,压力接收部21的孔道内周表面的内侧表面24a和外侧表面24b设定成倾角θa和θb为10°并且彼此平行地布置。此外,在孔道24的入口部24e的外侧形成有斜切部242。该外斜切部242设定成倾角为45°、长度为5mm,并且该斜切部242的斜切比率(L2/Lb)为0.23/1。因此,孔道入口部24e在厚度方向上扩大。
此外,孔道24的宽度尺寸设定为从入口部24e朝模具内部恒定。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.76(每个孔道24的面积比率为0.38)。
除上述结构之外,制备与示例16相同的挤压模10,并通过进行挤压过程以与上述相同的方式进行评价。
<示例19>
如表3所示,制备对应于第五实施方式(见图39至43)的挤压模10。就是说,压力接收部21的孔道内周表面的内侧表面24a和外侧表面24b设定成倾角θa和θb为10°并且彼此平行地布置。此外,在孔道24的入口部24e的内侧形成有斜切部241。该内斜切部241设定成倾角为0°(平行于轴线A1)且长度L1为10mm,并且该斜切部241的斜切比率(L1/La)为0.35/1。因此,孔道入口部24e在厚度方向上扩大。
此外,孔道24的宽度尺寸设定成从入口部24e朝模具内部恒定。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.60(每个孔道24的面积比率为0.30)。
除上述结构之外,制备与示例16相同的挤压模10,并通过进行挤压过程以与上述相同的方式进行评价。
<基准示例>
如表3所示,压力接收部21形成为半径为30mm、高度(轴向长度)为15mm的半球构型。
压力接收部21的孔道内周表面的内侧表面和外侧表面设定成倾角θa和θb为10°并且彼此平行布置,孔道24的宽度尺寸设定成从入口部24e朝模具内部恒定。因此,孔道入口部24e未扩大。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口总面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.30(每个孔道24的面积比率为0.15)。
除上述结构之外,制备与示例16相同的挤压模10,并通过进行挤压过程以与上述相同的方式进行评价。
<比较示例2>
如表3所示,制备半径为30mm、高度(挤压方向上的长度)为50mm的桥式挤压模30,其中压力接收表面最终加工成与挤压方向垂直相交的平表面。金属材料引入方向的倾角基本上设定为0°。其它结构与上述实施方式相同。
该挤压模10以与上述相同的方式被配设给挤压机以生产挤压产品,并以与上述相同的方式进行评价。
<评价>
如表3所示,在示例16至19中,阳模30的磨损是寿命限制因素,并且它们具有足够长的模具寿命。此外,在这些示例中,挤压载荷较低,因此挤压能平顺地进行。
另一方面,在比较示例2中,在阳膜中产生裂纹是寿命限制因素。该模具寿命短、挤压载荷大。
在基准示例中,阳模的磨损是寿命限制因素,模具寿命较长。但是,挤压载荷比示例16至19的大。
表4
坯料压力接收表面的球形尺寸 | 模具寿命(吨/模具) | |
示例20 | 1/8 | 1.7 |
示例21 | 1/6 | 3.0 |
示例22 | 1/3 | 3.6 |
示例23 | 1/2 | 4.0 |
示例24 | 4/6 | 4.0 |
示例25 | 5/6 | 3.8 |
<示例20>
如表4所示,制备对应于第二示例(见图19至24)的挤压模10。模具10的模壳体20的压力接收部21具有形成在挤压孔11的两个厚度方向侧的两个孔道24。在每个孔道24中,内侧表面24a的倾角θa调节为10°,外侧表面24b的倾角θb调节为25°。此外,每个孔道24的宽度尺寸设定为从入口部24e朝模具内部恒定。
此外,孔道入口部24e的平面状态开口面积Sb与压力接收部21的平面状态面积Sa的比率(2×Sb/Sa)设定为0.70(每个孔道24的面积比率为0.35)。
坯料压力接收表面22形成为半径为45.4mm的1/8凸球面(凸球构型)。阳模30调整成直径为60mm。
使用这样调整的阳模30:芯棒31的高度(厚度)为2.0mm、芯棒31的宽度为19.2mm、通道形成突出部33的高度为1.2mm、通道形成突出部33的宽度为0.6mm以及分隔部形成凹槽32的宽度为0.2mm。
使用这样调整的阴模40:模孔41的高度为1.7mm以及模孔41的宽度为20.0mm。
如图25至27所示,挤压模10配设给与在第二实施方式中所示的挤压机类似的挤压机,并且进行挤压以生产如图28和29所示的多通道扁平管状部件60(热交换管状部件)。
然后,测量模具寿命(吨/模具)。结果在表4中示出。
<示例21>
如表4所示,制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/6球的凸球面构成并且球直径设定为40.3mm之外,该挤压模与示例20的挤压模类似,并且该挤压模10配设给与上述挤压机类似的挤压机。通过以与上述相同的方式进行挤压来生产多通道扁平中空部件60。
<示例22>
如表4所示,制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/3球的凸球面构成并且球直径设定为32.0mm之外,该挤压模与示例20的挤压模类似,并且该挤压模10配设给与上述挤压机类似的挤压机。通过以与上述相同的方式进行挤压来生产多通道扁平中空部件60。
<示例23>
如表4所示,制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由1/2球的凸球面构成并且球直径设定为30.0mm之外,该挤压模与示例14的挤压模类似,并且该挤压模10配设给与上述挤压机类似的挤压机。通过以与上述相同的方式进行挤压来生产多通道扁平中空部件60。
<示例24>
如表4所示,制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由4/6球的凸球面构成并且球直径设定为32.0mm之外,该挤压模与示例20的挤压模类似,并且该挤压模10配设给与上述挤压机类似的挤压机。通过以与上述相同的方式进行挤压来生产多通道扁平中空部件60。
<示例25>
如表4所示,制备挤压模10,除了坯料压力接收表面22由5/6球的凸球面构成并且球直径设定为40.3mm之外,该挤压模与示例20的挤压模类似,并且该挤压模10配设给与上述挤压机类似的挤压机。通过以与上述相同的方式进行挤压来生产多通道扁平中空部件60。
<评价>
如表4所示,在坯料压力接收表面22的球半径大而突出量较小的模具(示例20)中,模具寿命略微缩短。
在坯料压力接收表面22的球半径小而突出量较大的模具(示例25)中,尽管能保持长的模具寿命,但似乎有些难以对坯料压力接收表面22进行加工处理。
另一方面,在坯料压力接收表面22形成为适当的凸表面构型、即1/6至4/6球的凸球面的模具(示例21至24)中,可延长模具寿命并且可降低模具生产成本。尤其是,在坯料压力接收表面22形成为1/2球的凸球面的模具(示例23)中,在保持足够长的模具寿命的同时可保持低的模具生产成本,这是很好的结果。
与根据示例23的模具相比,在坯料压力接收表面22形成为4/6球的凸球面的模具(示例24)中,模具生产成本增大,这是示例21至24中较差的结果。
应当理解,本文所用的术语和表述用于说明而非用于以限制的方式来解释,不排除本文所示和所述的特征的任意等同物,并且允许处在本发明要求保护的范围内的各种变型。
尽管能以多种不同的形式实施本发明,但在本文中对多个示例性实施方式进行说明是基于这样的认识,即本公开内容应被认为只是提供了本发明原理的示例而这些示例并非意图将本发明限制于本文说明和/或本文例示的优选实施方式。
尽管在此对本发明的示例性实施方式进行了说明,但本发明并非限制于此处说明的各种优选实施方式,而是包括具有在本公开内容的基础上能被本领域的技术人员所理解的等同的要素、修改、省略、组合(例如不同实施方式的不同方面的组合)、改进和/或更改的任意和所有实施方式。权利要求中的限定应基于权利要求中所使用的语言做广义解释,而非限制于在本说明书或在本申请的实践中所说明的示例,这些示例应解释为是非独占性的。例如,在本公开内容中,术语“优选”是非独占性的,其意义是“优选地,但不限制于”。在本公开中和本申请的实践过程中,装置加功能或步骤加功能的限定方式只在这样的情况下采用,即对某一特定的权利要求限定,下列所有条件都在该限定中存在:a)清楚地叙述了“用于...的装置”或“用于...的步骤”;b)清楚地叙述了相应的功能;且c)未叙述结构、材料或支持该结构的动作。在本公开中和本申请的实践过程中,术语“本发明”或“发明”是可用作对本公开中的一个或多个方面的引语。术语“本发明”或“发明”不应被不恰当地解释为对临界状态的判定,不应被不恰当地解释为适用于所有的方面或实施方式(即应当理解本发明具有许多方面和实施方式),且不应被不恰当地解释为限制本申请或权利要求的范围。在本公开中和本申请的实践过程中,术语“实施方式”可用于说明任何方面、特征、方法或步骤以及它们的任何组合,和/或它们的任何部分,等等。在某些示例中,不同的实施方式可包括重复的特征。在本公开中和本案的实践过程中,可采用下列缩写的术语:“e.g.”指“例如”;“NB”指“注意”。
工业适用性
根据本发明的用于金属材料的挤压模可用于制造挤压产品,例如中空管,例如用在汽车空调、蒸发器或家用热水供给设备中的热交换管。
Claims (15)
1.一种用于金属材料的挤压模,包括:
模壳体,所述模壳体具有压力接收部,所述压力接收部具有用作金属材料压力接收表面的外表面,所述模壳体设置成使得所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方;
阳模,所述阳模设置在所述模壳体中;和
阴模,所述阴模设置在所述模壳体中以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的开口面积与所述压力接收部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的面积的比率设定为0.15至0.80,以及
其中,所述挤压模构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
2.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道构造成使得所述入口部的开口面积比所述孔道的内部的通道截面积大。
3.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道构造成使得通道截面积从所述入口部朝所述孔道的内部逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道构造成使得所述入口部在所述模壳体的径向上的长度设定成比所述孔道的内部在所述模壳体的径向上的长度大。
5.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道构造成使得所述入口部在所述模壳体的周向上的长度设定成比所述孔道的内部在所述模壳体的周向上的长度大。
6.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述金属材料压力接收表面由1/6至4/6球的凸球面构成。
7.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,绕所述模壳体的轴线在周向上以规则的间隔形成有多个孔道。
8.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道布置成朝向所述挤压孔。
9.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述孔道的轴线相对于所述模壳体的轴线的倾角设定为3°至45°。
10.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,
其中,所述挤压孔形成为宽度比厚度大的扁平截面构型,并且
其中,所述孔道形成在与所述挤压模的厚度方向两侧对应的位置处。
11.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,
其中,所述阳模和所述阴模限定高度比宽度小的扁平圆形挤压孔,
其中,所述阳模的与所述挤压孔对应的部分形成为具有布置在宽度方向上的多个通道形成突出部的梳状构型,并且
其中,所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成具有布置在宽度方向上的多个通道的多通道中空部件。
12.根据权利要求1所述的用于金属材料的挤压模,其特征在于,所述阳模和所述阴模限定圆形挤压孔,并且所述挤压模构造成使得所述金属材料通过所述挤压孔以形成截面为圆形的管状部件。
13.一种用于挤压模的模壳体,包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,所述模壳体构造成在内部安装阳模和阴模而在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,
其中,所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,
其中,所述孔道的入口部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的开口面积与所述压力接收部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的面积的比率设定为0.15至0.80,以及
其中,所述模壳体构造成使得压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道被引入到所述模壳体中并且通过所述挤压孔。
14.根据权利要求13所述的用于挤压模的模壳体,其特征在于,所述金属材料压力接收表面由1/6至4/6球的凸球面构成。
15.一种用于金属材料的挤压方法,包括以下步骤:
制备模壳体,其中所述模壳体包括具有用作金属材料压力接收表面的外表面的压力接收部,所述金属材料压力接收表面逆着所述金属材料的挤压方向而面向后方,制备安装在所述模壳体中的阳模和安装在所述模壳体中的阴模以在所述阳模和所述阴模之间限定挤压孔,其中所述压力接收表面形成为向后突出的凸出构型,并且在所述压力接收部的外周内设有用于引入所述金属材料的孔道,并且其中所述孔道的入口部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的开口面积与所述压力接收部的由从所述模壳体的轴线的方向上的上游侧看去的平面图限定的面积的比率设定为0.15至0.80;以及
将压在所述金属材料压力接收表面上的金属材料经所述孔道引入到所述模壳体中以通过所述挤压孔。
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Patent Citations (2)
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