CN103826768B - 中空型材成形用挤压模具 - Google Patents

Abstract

提供一种中空型材成形用挤压模具，即便在对由挤压加工力较大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能防止十字轴断裂来实现长寿化。挤压模具(10)构成为包括：阳模(20)，该阳模(20)将从坯料(B)从上游侧朝下游侧挤压，来对中空型材的内侧形状进行成形；以及阴模(30)，该阴模(30)对所述阳模(20)进行保持，并对中空型材的外侧形状进行成形，阳模(20)由十字轴(22)和对该十字轴(22)进行保持的保持件(25)构成，十字轴(22)由心轴(23)和多个桥部(24)形成，其中，多个所述桥部(24)对所述心轴(23)进行支承且前端外周面(24C)与桥保持面(25C)卡合，通过热压嵌合将各桥部(24)的前端外周面(24C)与保持件(25)的桥保持面(25C)接合。

Description

中空型材成形用挤压模具

技术领域

本发明涉及一种对由高强度类合金、尤其是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的中空型材进行成形的中空型材成形用挤压模具。

背景技术

一般来说，铝合金等的挤压加工因截面形状的自由度高、获得挤压成形后的中空型材方面优异，因此，现在被广泛地采用。

特别是近年来，通过挤压加工获得的产品被广泛地使用作为结构件、机械零件等的强度构件，因此，增加了由高强度类合金、尤其是7075、7N01、7003等所谓7000系的高强度铝合金构成的挤压构件的需求。

作为用于对中空型材进行成形的现有挤压模具的一例，已知有如下的中空件的挤压用模具，该挤压用模具由在模环的内部安装有阳模及阴模的、所谓异型孔挤压模具(日文：スパイダーダイス)构成(例如参照专利文献1)。

如图20所示，上述专利文献1所公开的异型孔挤压模具100构成为包括：阳模101，该阳模101具有对中空型材的内侧形状进行成形的型芯(心轴)110；以及阴模102，该阴模102对中空型材的外侧形状进行成形。

阳模101构成为包括上述型芯110和对该型芯110进行保持的阳模环112。另外，型芯110由成形用凸部113和对该成形凸部113进行保持的桥脚111构成。

此外，桥脚111的前端部115的前端部周侧部115b为随着朝向挤压方向的前侧而扩大的倾斜面。该前端部周侧面115b与阳模环112的内周面112a嵌合。

型芯110在其下部具有对上述中空型材的内侧形状进行成形的部位，在型芯110的外周设有朝向阳模环112的内周倾斜面112a呈例如X字状、即在四个方向上延伸的上述桥脚111。此外，由四根桥脚111和阳模环112的内周面112a围成的空间为由作为材料的铝合金构成的坯料的导入空间S。

阳模101在箭头A所示的挤压方向前侧被上述阴模102保持。在该阴模102上形成有成形孔部106，该成形孔部106供上述型芯110的下部插通，并且对中空型材的外侧形状进行成形。另外，在阴模102的外周侧上表面上，形成有对上述阳模101的桥脚111的底面进行保持的保持面116。

如以上所说明的，在专利文献1所公开的异型孔挤压模具100中，各桥脚111为前端部115的前端部周侧面115b随着朝向挤压方向的前侧而扩大的倾斜面，因此，在坯料挤压中轴力会作用在各桥脚111上，并且能减少作用在各桥脚111上的弯曲应力。因此，形成为使各桥脚111的挠曲得到抑制、且挤压中的型芯110的保持状态稳定的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平7－124633号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在使用高强度类合金、尤其是所谓7000系的高强度铝来作为中空型材成形用的材料，且形成具有所谓截面呈目字形等的多个中空部的挤压型材来作为由该合金成形出的例如汽车保险杠用构件的情况下，由于其变形阻力比其它合金种类高，因此，挤压加工力变大，施加到模具工具类的载荷也较大，因此，难以提高挤压速度并提高模具的寿命。

例如，在上述专利文献1所公开的中空件的挤压用模具100中，将阳模环112的内周倾斜面112a和桥脚111的前端部周侧面115b压入，并在桥脚111上产生与挤压方向正交的方向上的压缩应力，使该压缩应力与进行挤压加工而施加在各桥脚111的上表面上的挤压力、即在成形用凸部113上产生的朝挤压方向前侧拉伸的拉伸力抵消，藉此，能防止桥脚111的破损，进而能防止型芯110的破损。

然而，在上述挤压用模具100中，桥脚111的前端部115朝着向挤压方向的前侧扩大的方向倾斜，因此，在桥脚111的前端部115中保持在阴模102的保持面116上的基端部P1与桥脚111和成形用凸部113的交点、即可能因拉伸力而断裂的作用点P2之间的距离L变大，从而使力矩变大。

因此，当挤压力施加到型芯100上时，在上述作用点P2上施加有很大的负重，从而产生桥脚111发生断裂这样的问题。

为了解决上述问题，可考虑增大桥脚111的尺寸来加强桥脚111的强度、或是减小基端部P1与作用点P2的距离L来减小力矩。

然而，在增大桥脚111的尺寸的情况下，对坯料进行引导并加以收容的坯料的导入空间S会变小，因此，无法确保坯料的设定量。为了确保坯料的设定量，需要增大阳模环112的内径部，这样，模具会大型化，并且距离L会变长，其结果是，无法减小力矩。

另外，在减小基端部P1与作用点P2间的距离L的情况下，会产生阳模环112与各桥脚111之间的空间、即坯料的导入空间S变小，坯料的挤压量变少等问题，因而，在减小距离L时本身便存在限制。

如上所述，在想要通过压缩应力与拉伸应力间的抵消来解决问题的异型孔挤压模具100中，桥脚111、进而是型芯110有可能会断裂，因此，在实现模具的长寿化上也存在限制。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种中空型材成形用挤压模具，即便在对由挤压加工力大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料(挤压材料)进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能防止心轴的断裂来实现长寿化。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的中空型材成形用挤压模具包括：阳模，该阳模将从上游侧输送来的、由铝合金构成的坯料朝下游侧挤压，来对中空型材的内侧形状进行成形；以及阴模，该阴模对上述阳模进行保持，并对上述中空型材的外侧形状进行成形，其特征是，上述阳模由十字轴和保持件构成，其中，上述十字轴成形出上述内侧形状，上述保持件对上述十字轴进行保持，上述十字轴由心轴和多个桥部形成，其中，上述心轴与上述中空型材的内侧形状相对应，多个上述桥部与上述心轴一体设置，并从上述心轴的周围朝外侧突出，通过热压嵌合将各上述桥部的前端外周面与上述保持件的内周面部接合。

发明效果

本发明的中空型材成形用挤压模具由于采用了上述结构，因此，十字轴的各桥部的前端外周面与保持件的内周面部通过热压嵌合接合并一体化，因而能通过十字轴和保持件承受施加到模具上的应力，藉此，可缓和各桥部的应力集中部的应力，因此，能防止十字轴的桥部断裂。

其结果是，即便在对由挤压加工力较大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料(挤压材料)进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能实现模具的长寿化。

另外，即便挤压坯料时的压力施加到十字轴的心轴及各桥部，由于十字轴的各桥部的前端外周面和保持件的内周面部通过热压嵌合接合并一体化，因此，不会有仅十字轴的各桥部发生微小地移动，因而能稳定地得到保持。其结果是，能将中空型材加工成期望的高精度。

附图说明

图1是表示本发明的中空型材成形用挤压模具的第一实施方式的整体俯视图。

图2是沿图1的II－II线的纵剖视图。

图3是表示将上述实施方式的阳模和阴模组合后的状态的整体剖视立体图。

图4是表示将上述实施方式的保持件与十字轴热压嵌合之前的状态的分解纵剖视图。

图5是表示上述实施方式的在保持件与十字轴进行热压嵌合时将十字轴插入加热后的保持件的状态的纵剖视图。

图6是表示上述实施方式的十字轴的平面的俯视图。

图7是表示上述实施方式的十字轴的整体立体图。

图8是沿图6的VIII－VIII线的纵剖视图。

图9是沿图6的IX－IX线的纵剖视图。

图10是表示上述实施方式的阴模的整体俯视图。

图11是沿图10的XI－XI线的纵剖视图。

图12是表示由上述实施方式的中空型材成形用挤压模具成形出的截面呈目字形的中空型材的立体图。

图13是表示由上述实施方式的中空型材成形用挤压模具成形出的截面呈口字形的中空型材的立体图。

图14是表示本发明的中空型材成形用挤压模具的第二实施方式的图，其是表示将保持件与十字轴热压嵌合而一体化后的状态的纵剖视图，该图14是沿图15的XIV－XIV线的纵剖视图。

图15是表示将上述第二实施方式的保持件与十字轴热压嵌合时的对位状态的俯视图。

图16是表示将上述第二实施方式的保持件与十字轴热压嵌合时的对位状态的立体图。

图17是表示本发明的中空型材成形用挤压模具的第三实施方式的图，其是表示将保持件与十字轴热压嵌合而一体化后的状态的纵剖视图。

图18是表示上述第三实施方式的十字轴的一个桥部与保持件的承受面部的关系的俯视图。

图19是表示本发明明的十字轴的变形形态的俯视图。

图20是表示现有的中空件的挤压用模具的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图11，对本发明的中空型材成形用挤压模具(以下仅称为挤压模具)10的第一实施方式进行说明。

本第一实施方式的挤压模具10是异型孔挤压模具型(spiderdietype)的模具，其是对由高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的中空型材进行成形的模具，使用本实施方式的挤压模具10，能成形出例如图12所示这样的截面呈目字形的中空型材1。

如图2所示，挤压模具10包括：阳模20，该阳模20将从挤压方向的上游侧输送来的、由铝合金构成的坯料B朝下游侧挤压来成形出中空型材1的内侧形状；阴模30，该阴模30成形出中空型材1的外侧形状；以及背模40，该背模40对上述阴模30进行保持。

坯料B收容在由配置在阴模20上游侧的腔室等构成的坯料挤压装置60内，且构成为通过上述坯料挤压装置60进行挤压。

阳模20、阴模30及背模一体连接。

即，如图1、图2所示，在利用例如止动销47及两根定位销46对阳模20和阴模30进行定位之后，上述阳模20、阴模30及背模40能够被例如两根连接螺栓45连接并固定。

如图1～图3所示，阳模20由十字轴22和保持件25构成，其中，上述十字轴22成形出中空型材1的内侧形状，上述保持件25对上述十字轴22的外周进行保持，通过热压嵌合将上述保持件25与十字轴22牢固地接合而一体化。

另外，十字轴22的上表面部22A在整个面的范围内形成为平坦面。

在十字轴22与保持件25一体地组装时，如图2所示，构成十字轴22的心轴23及桥部24的上述上表面22A配置在从保持件25的上端面(密封面)25A朝挤压方向下游侧后退规定尺寸的位置处。

十字轴22由与中空型材1的内侧形状相对应的上述心轴23、对该心轴23进行支承并从该心轴23的周围朝外侧呈大致X字状突出的多个桥部24、以及第一桥部24a、第二桥部24b、第三桥部24c及第四桥部24d这四个桥部构成，各桥部24a～24d之间的空间为坯料B的导入空间S。

此外，上述四个第一桥部24a、第二桥部24b、第三桥部24c、第四桥部24d各自的前端外周面24C与保持件25的内周面部、即桥保持面25C相互卡合，且通过热压嵌合而接合。

在上述第一桥部24a～第四桥部24d的、距上述上表面部22A为规定高度的范围内，形成有随着朝向上述下游侧而变大的倾斜状的坯料引导面24E，从而能使从上游侧挤压出的坯料B顺利地得到挤压。

在本第一实施方式的挤压模具10中，如上所述，形成为构成十字轴22的桥部24的第一桥部24a～第四桥部24d的前端外周面24C与保持件25的桥保持面25C的一部分通过热压嵌合而牢固地接合。

在此，热压嵌合是指利用热量获得强力接合的方法，其是指对开有孔的圆板等构件进行加热以使其膨胀，将制作成比孔的直径稍大的轴嵌入其中，然后使其冷却来进行固定的嵌合方法，上述热压嵌合能用作紧固型的接合。此外，通过热压嵌合使两者(在上述例子中为圆板和轴)处于固接状态。

为了在热压嵌合时进行加热，虽然能够使用任何方法，但较为理想的是，例如通过使用固态电源的感应加热来进行加热。这种加热方法可靠性、再现性优异且能在短时间内以非接触的方式进行能效高的加热。

在图2、图3中，示出了将十字轴22与保持件25热压嵌合来进行接合的状态。

在上述图2、图3中，示出了十字轴22的、例如第二桥部24b的前端外周面24C与保持件25的桥保持面25C通过热压嵌合而牢固地接合的状态。另外，在上述图2、图3中，示出了第二桥部24b的前端外周面24C与保持件25的桥保持面25C接合后的状态，但除了上述第二桥部24b以外的第一桥部24a、第三桥部24c及第四桥部24d各自的前端外周面24C与保持件25的桥保持面25C的接合状态也与图2、图3相同。

在图4中，示出了十字轴22与保持件25被热压嵌合之前的状态。该图4是表示在图1的沿II－II线的纵剖视图中示出的图2的阳模30放大，并且将十字轴22与保持件25分解后的状态的图。

保持件25形成为具有规定厚度的整体圆板状，该桥保持面25C由倾斜面部25m和直线部24n形成，其中，上述倾斜面部25m形成为从保持件25的上端面25A的前端内径端部朝上述阴模30一侧扩大的规定倾斜角度α°，上述直线部24n与上述倾斜面部25m的前端连续并以直线的方式延伸到下表面25B。

此外，上述倾斜面部25m的倾斜角度α°设定为例如0.5°～1°。

另外，构成桥保持面25C的倾斜面部25m的上端面25A的前端内径端部的内径尺寸N是在热压嵌合之前、即在保持件25被加热之前的内径尺寸。

与此相对的是，十字轴22的第二桥部24b的前端外周面24C形成为与上述桥保持面25C相对应。

即，十字轴22的前端外周面24C由倾斜面部24m和直线部24n形成，其中，上述倾斜面部24m形成为从上表面部22A的外周端部朝上述阴模30一侧扩大的规定倾斜角度α°，上述直线部24n与上述倾斜面部24m的前端连续且以直线的方式延伸到前端。此外，倾斜面部24m与上述桥保持面25C的倾斜面部25m相对应，直线部24n与桥保持面25C的直线部25n相对应。

另外，倾斜面部24m的倾斜角度α°设定为与桥保持面25C的倾斜面部25m的倾斜角度α°相同的0.5°～1°。

如上所述，在保持件25的桥保持面25C和十字轴22的前端外周面24C形成有彼此相互对应的倾斜面部25m和倾斜面部24m，因此，在将十字轴22插入保持件25时，处于倾斜面部24m被引导至倾斜面部25m的状态，藉此，可容易地进行插入作业。

然而，在整个面为倾斜面时，倾斜面部25m和倾斜面部24m彼此倾斜，因此，产生与插入方向相反的方向的力、即十字轴22从保持件25脱离的力。

因此，为了防止十字轴22从保持件25脱离，在本第一实施方式中，在各倾斜面部25m和倾斜面部24m的前端侧分别设有直线部25n和直线部24n。因此，在该直线部25n与直线部24n彼此之间会产生摩擦力，藉此，能防止十字轴22从保持件25脱离。

十字轴22的外形尺寸、即与第一桥部24a～第四桥部24d的前端接触的外接圆设定为外形尺寸M，该外形尺寸M形成为比上述保持件25中的桥保持面25C的上述加热前的内径尺寸N大规定尺寸。

换言之，保持件25的桥保持面25C的加热前的前端内径尺寸N形成为比十字轴22的第一桥部24a～第四桥部24d中的各前端外周面24C的外接圆的外径尺寸M小的尺寸。

十字轴22和保持件25的尺寸如上所述设定，因此，在热压嵌合时，如图5所示，首先，对保持件25进行加热以使保持件25的桥保持面25C膨胀，在使桥保持面25C的上述前端内径端部的内径尺寸N扩大为比十字轴22的外径尺寸M大之后，在利用未图示的十字轴把持元件将十字轴22把持的状态下，沿着图4、图5中箭头I所示的十字轴22的插入方向、即从下游侧朝上游侧，将第一桥部24a～第四桥部24d插入保持件25的桥保持面25C。

接着，只要确认在两者的正确位置等处的嵌合情况，然后进行冷却，则保持件25的桥保持面25C便会恢复到加热前的内径尺寸N，因此，第一桥部24a～第二桥部24d的各前端外周面24C便与保持件25牢固地接合。其结果是，十字轴22和保持件25以固接状态而一体化。

另外，在图4中，十字轴22以假想线(双点划线)的方式表示在保持件25上，但该图4是保持件25没有被加热的状态，上述假想线表示的是这种情况下的保持件25和十字轴22的大小。

实际上，如图5所示，在对保持件25进行加热来使其膨胀，并在将桥保持面25C的内径尺寸N设定为比第一桥部24a～第四桥部24d的各前端外周面24C的外接圆的外形尺寸大之后进行冷却，因此，热压嵌合后的保持件25的桥保持面25C的内径尺寸便成为与第一桥部24a～第四桥部24d的外接圆的外形尺寸M相同大小的内径尺寸。

在此，如图5所示，例如能通过将保持件25载置在热压嵌合作业台90上，来进行十字轴22与保持件25的热压嵌合作业。

在这种情况下，通过使十字轴22的下表面部22B与热压嵌合用作业台90的上端面90A抵接，就能进行十字轴22与保持件25在厚度方向上的定位。

在热压嵌合时，将十字轴22插入加热后的保持件25的内周面，然后，在进行冷却时，构成十字轴22的第一桥部24a～第四桥部24d容易朝缩小的方向变形。

因此，在本第一实施方式中，为了不使第一桥部24a～第四桥部24d朝缩小的方向变形，在两个桥部24的彼此相对的侧面的、靠下游侧的前端一部分处，设置桥横向抖动防止部24D。

即，如图6、图7所示，以平面形状为X字的方式配置的第一桥部24a～第四桥部24d中的第一桥部24a与第四桥部24d以及第二桥部24d与第三桥部24c彼此相对的侧面靠上述下游侧的前端一部分设有上述桥横向抖动防止部24D。因此，桥横向抖动防止部24D隔着上述心轴23设置在彼此相反侧的两个部位处。

桥横向抖动防止部24D形成为与第一桥部24a～第四桥部24d的前端外周面24C的上述直线部24n的高度大致相同的高度尺寸。另外，桥横向抖动防止部24D形成为与上述前端外周面24C的直线部24n平行的直线状。

此外，上述桥横向抖动防止部24D载置在形成后面详细说明的坯料积存部30B的边缘部上。

第一桥部24a～第四桥部24d与上述心轴23连续且如上所述以平面形状呈大致X字的方式配置，但如图6所示，将各桥部24a～24d的宽度方向中心连接的交点P位于与十字轴22的中心O不同的位置处，X字为变形的X字。因此，第一桥部24a与第四桥部24d间、第二桥部24b与第三桥部24c间的距离和第一桥部24a与第二桥部24d间、第三桥部24c与第四桥部24d间的距离相差规定尺寸。

在本实施方式中，第一桥部24a与第四桥部24d间的距离比第一桥部24a与第二桥部24b间的距离长。

在此，第一桥部24a～第四桥部24d中的、相邻的桥间的距离较长的部分容易变形，即，有容易缩小的趋势。因此，在本实施方式中，在相邻的桥间的距离较长的第一桥部24a与第四桥部24d之间以及第二桥部24b与第三桥部24c之间，分别设有上述桥横向抖动防止部24D。

十字轴22和保持件25如上所述构成，因此，当热压嵌合时，将十字轴22插入加热后的保持件25的桥保持面25C，并将第一桥部24a～第四桥部24d固定在规定位置处，因此，在一边旋转一边按压十字轴22时，在第一桥部24a与第四桥部24d之间以及第二桥部24b与第三桥部24c之间分别设有桥横向抖动防止部24D，上述桥横向抖动防止部24D以突出的状态对各桥部24a、24d等的各侧面部进行保持，因此，能防止第一桥部24a～第四桥部24d的变形。

如图1、图3等所示，在各桥部24a～24d的下部形成有空间连接孔26，该空间连接孔26将形成在上述各桥部24a～24d之间的上述坯料导入空间S彼此连接。因此，在从上游侧输送来的坯料B被导入坯料导入空间S内之后，该坯料B经由上述空间连接孔26而与彼此相邻的坯料导入空间S内的坯料B混合。

如图2、图3、图8等所示，在构成十字轴22的上述心轴23上设有内侧成形突起部23A，该内侧成形突起部23A形成在上述坯料B的流动的下游侧端部。

上述内侧成形突起部23A以从各桥部24a～24d的前端外周面24C的下端朝阴模30一侧突出的方式形成。此外，这样的内侧成形突起部23A由第一内侧块体部23B、第二内侧块体部23C、第三内侧块体部23D构成，上述第一内侧块体部23B、第二内侧块体部23C、第三内侧块体部23D分别形成图8中假想线(双点划线)所示的、截面呈目字形的中空型材1的三个空间1S、1S、1S。

在此，如图8、图9中假想线所示，截面呈目字形的中空型材1具有：一对长边壁1A、1A；短边壁1B、1B，这些短边壁1B、1B将上述长边壁1A、1A的长边方向端部彼此连接；以及两个分隔壁1C、1C，这两个分隔壁1C、1C均等地配置在上述短边壁1B、1B之间。

如上所述，内侧成形突起部23A从各桥部24a～24d的前端外周面24C的下端朝阴模30一侧突出，但如图2所示，上述内侧成形突起部23A插通到形成于阴模30的坯料积存部30B及与该坯料积存部30B连续的型材成形用孔部50内。

此外，如图2所示，坯料积存部30B形成为与上述桥横向抖动防止部24D的内径部的大小大致相等的内径尺寸，并形成为规定的深度。

如图10、图11所示，在上述阴模30的上表面(上游侧的面)形成有中央部凹陷的保持件承受面30A，该保持件承受面30A与上述保持件25的上述下表面25B抵接来使上述保持件25得到保持。

另外，在上述保持件承受面30A上形成有上述坯料积存部30B。

上述型材成形用孔部50形成在坯料积存部30B的大致中央部，其由设定在内侧成形突起部23A的外侧形状与形成于坯料积存部30B的外侧成形开口部30C之间的规定尺寸的间隔形成。接着，利用从上述型材成形用孔部50挤压出的坯料B，来形成图8、图9中假想线(双点划线)所示的中空型材1的外形形状。

如图11所示，上述型材外形用开口部30C具有从微小尺寸的直线部朝阴模30的外周方向扩大的退让部30a。

因此，从型材成形用孔部50挤压出的坯料B以不与周围的任何位置接触的方式被挤压。

构成上述内侧成形突起部23A的第一内侧块体部23B、第二内侧块体部23C及第三内侧块体部23D分别形成为大致四棱柱形状，如上所述，其设置在心轴23的挤压方向下游侧的端部。

在上述各块体部23B、23C、23D中的挤压方向上游侧，以卷绕各块体部23B、23C、23D的各外周的方式分别设置有从各自外周朝外侧突出的带状的突起框23E。

第一内侧块体部23B及第三内侧块体部23D的外周三个部位的突起框23E和第二内侧筐体部23C的外周两个部位的突起框23E分别与上述阴模30的型材外形用开口30C相对，各自的间隙构成用于形成长边壁1A、1A及短边壁1B、1B的上述型材形成用孔部50。

接着，通过从上述型材形成用孔部50挤压出的坯料B，来形成上述中空型材1的长边壁1A、1A及短边壁1B、1B。

另外，相对的第一内侧块体部23B的突起框23E与第二内侧块体部23C的突起框23E间的间隙以及相对的第二内侧块体部23C的突起框23E与第三内侧块体部23D的突起框23E间的间隙构成用于形成上述分隔壁1C、1C的型材形成用孔部51。

接着，通过从该型材形成用孔部51挤压出的坯料B来形成中空型材1的分隔壁1C、1C。

坯料引导孔部24F分别与第一内侧块体部23B的突起框23E和第二内侧块体部23C的突起框23E间的间隙、第二内侧块体部23C的突起框23E和第三内侧块体部23D的突起框23E间的间隙连通。

如图6中虚线所示，上述坯料引导孔部24F沿着将第一桥部24a与第二桥部24b连接以及将第三桥部24c与第四桥部24d连接的连线方向形成，如图8所示形成为大致四边形的通道状。

接着，在上述坯料引导孔部24F中，坯料B被从上述坯料的导入空间S如箭头n所示挤压来进行引导，并经由型材形成用孔部51被挤压出。

另外，在第一内侧块体部23B及第三内侧块体部23D的突起框23E与阴模30的型材外形用开口部30C间的间隙、即上述型材形成用孔部50中，坯料B被从坯料导入空间S如箭头m所示挤压来进行引导，并经由型材形成用孔部50被挤压出。

图12示出了通过如上构成的模具10挤压成形而成的中空型材1。

即，如图12所示，上述中空型材1形成为用短边部1B将一对长边部1A的两端侧连接，并且在上述短边部1B之间形成两根分隔壁部1C，来将其连接到上述一对长边部1A之间，藉此，形成为在内部具有三个空间1S、1S、1S的、截面呈目字形的形状。

接着，这样的截面呈目字形的中空型材1以与坯料B的供给量相对应的方式从挤压模具10的上述型材形成用孔部50、51连续地被挤压成形。

接着，对以上这种结构的挤压模具10成形出的中空型材1的成形方法进行说明。

当将坯料B从相对于阳模20配置在坯料B的挤压方向上游侧的坯料挤压装置60挤压出时，上述坯料B首先从保持件25的桥保持面25C的入口导入由构成十字轴22的各桥部24a～24d与保持件25的间隙形成的坯料导入空间S。

导入坯料导入空间S的坯料B在从第一桥部24a～第四桥部24d的上表面经由各自的坯料引导面24E及心轴23的侧面之后，被引导至型材成形用孔部50，并从该型材成形用孔部50、51挤压出而成形。

此外，挤压成形后的中空型材1在从形成于背模40的型材送出用孔40A送出之后，被未图示的保持机构保持，并且搬入规定的堆料场。

由于本实施方式的挤压模具10采用了以上结构，因此，能获得如下效果。

(1)构成十字轴22的桥部24的第一桥部24a～第四桥部24d的前端外周面24C和保持件25的桥保持面25C的卡合面通过热压嵌合牢固地接合并一体化，能使用十字轴22和保持件25来承受施加到模具上的应力，藉此，可缓和各桥部24a～24d的应力集中部的应力，因此，能防止十字轴22的桥部24断裂。其结果是，即便在对由挤压加工力较大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料B进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能实现模具的长寿化。

(2)即便挤压坯料B时的压力施加到十字轴22的心轴23及各桥部上，十字轴22的各桥部24a～24d的前端外周面与保持件25的桥保持面25C也可通过热压嵌合接合而一体化，因此，不会有仅十字轴22的各桥部24a～24d发生微小地移动，因而能稳定地得到保持。其结果是，能将中空型材1加工成期望的高精度。

(3)第一桥部24a～第四桥部24d的各自的前端外周面24C由倾斜面部24m和直线部24n形成，保持件25的桥保持面25C由倾斜面部25m和直线部25n形成，因此，在将十字轴22插入保持件25之后，冷却时桥保持面25C会发生收缩，而作用有要将十字轴22朝挤压方向挤压的力，但在彼此的直线部25n与直线部24n之间会产生摩擦力，藉此，能防止十字轴22从保持件25脱离。

(4)第一桥部24a～第四桥部24d的各自的前端外周面24C由倾斜面部24m和直线部24n形成，保持件25的桥保持面25C由倾斜面部25m和直线部25n形成，因此，当将十字轴22插入保持件25时，处于倾斜面部24m被引导至倾斜面部25m的状态，因此，可容易进行插入作业，其结果是，能容易地进行热压嵌合作业，并能实现操作性的提高。

(5)在十字轴22的心轴23及第一桥部24a～第四桥部24d的规定高度范围内，形成有从各桥部24a～24d的上表面部22a朝下游缓慢变大的、规定高度的倾斜状的坯料引导面24E，因此，从上游侧挤压出的坯料B被顺利地挤压至坯料导入空间S内。其结果是，能使坯料B均匀地流动，因此，能形成均匀的中空型材1。

(6)第一桥部24a～第四桥部24d中的、相邻的桥部间的距离较长的部分容易发生变形，但在第一桥部24a与第四桥部24d间及第二桥部24b与第三桥部24c间分别设有桥横向抖动防止部24D，上述桥横向抖动防止部24D以突出的状态对各桥部24a、24d等的各侧面部进行保持，因此，能防止第一桥部24a～第四桥部24d的变形。

接着，根据图14～图16，对本发明的挤压模具的第二实施方式进行说明。

本第二实施方式的挤压模具10A在相当于上述第一实施方式的挤压模具10中的第一桥部24a～第四桥部24d的前端外周面24C的第一桥部74a～第四桥部74d的前端外周面部74C与保持件75的桥保持面部75C的范围内，设有凹凸结构77及台阶结构78。

另外，在本第二实施方式中，仅上述凹凸结构77及台阶结构78的部位与上述第一实施方式不同，其它结构完全相同，因此，对相同结构及相同构件标注相同符号，仅对不同部分进行说明。

如图14、图15所示，本第二实施方式的挤压模具10A构成为包括相当于上述阳模20的阳模70。另外，该阳模70包括相当于上述十字轴22的十字轴72和相当于上述保持件25的保持件75。

如图14、图15所示，十字轴72由相当于上述心轴23的心轴73和对该心轴进行支承并从该心轴73的周围朝外侧呈大致X字状突出的多个桥部74、即第一桥部74a、第二桥部74b、第三桥部74c及第四桥部74d这四个桥部构成。

此外，上述第一桥部74a、第二桥部74b、第三桥部74c、第四桥部74d的前端外周面部74C与保持件75的桥保持面部75C相互卡合，且第一桥部74a～第四桥部74d的各前端外周面部74C与保持件75的桥保持面部75C通过热压嵌合而接合。

上述凹凸结构77由设于第一桥部74a和第四桥部74d各自的前端外周面部74C上的突出面部74e和形成于保持件75的桥保持面部75C并与上述突出面部74e相对应的凹面部75a构成。

桥保持面部75C相当于上述第一实施方式的桥保持面部25C，与该桥保持面部25C同样地由倾斜面部75m和直线部75n形成。此外，在保持件75的桥保持面部75C中，在该桥保持面部75C的倾斜面部75m的中途形成有与两个桥部74a、74d各自的突出面部74e相对应的上述凹面部75a。

另外，前端外周面部74C相当于上述第一实施方式的前端外周面24C，与该前端外周面24C同样地由倾斜面部74m和直线部74n形成，在上述倾斜面部74m的中途形成有上述突出面部74e。

另外，上述台阶结构78由设于第二桥部74b和第三桥部74c各自的前端外周面部74C上的台阶面部74f和形成于保持件75的桥保持面部75C并与上述台阶面部74f相对应的台阶承受面部75b构成，上述台阶承受面部75b形成为直线形状面。

如图15所示，构成上述凹凸结构77的保持件75的凹面部75C形成于俯视观察阳模70时例如连接90°与270°的下半部分。

另外，构成上述台阶结构78的保持件75的台阶承受面部75b形成于连接90°与270°的上半部分。

因此，当将十字轴72与保持件75热压嵌合时，必须将第一桥部74a和第四桥部74d以位于上述图15中连接90°与270°的下半部分的方式插入，并将第二桥部74b和第三桥部74c以位于图15中连接90°与270°的上半部分的方式插入，藉此来进行定位。

此外，在本实施方式中，为了确认各桥部74a～74d分别配置在上述范围内，在十字轴72和保持件75上标注位置确认标记65。

即，如图16中详细所示，位置确认标记65由标注在保持件75上的固定侧标记66和标注在构成十字轴72的桥部74的第一桥部74a上的移动侧标记67构成。

固定侧标记66由标注在保持件75的上表面且标注在第一桥部74a的中心线CL的延长线上的直线标记66a和从该直线标记66a的前端朝保持件75的内周面垂直地延伸的垂直标记66b形成。

上述移动侧标记67标注在第一桥部74a的前端外周面且上表面上，并标注在该第一桥部74a的中心线CL上。

此外，上述固定侧标记66及移动侧标记67最好通过印刻等方式标注。

本第二实施方式的挤压模具10采用了以上结构，因此，除了具有与上述(1)、(4)、(5)相同的效果之外，还能获得以下效果。

(6)由于在十字轴72的各桥部74a～74d各自的前端外周面部74C和保持件75的桥保持面部75C的范围内，设有凹凸结构77及台阶结构78，因此，当在将十字轴72与保持件75热压嵌合时保持件75被冷却而收缩的情况下，各结构77、78在脱离方向上起到限位件的作用。其结果是，能防止十字轴72从保持件25脱离，藉此，能进一步可靠地将两者72、75接合，并能进行更高精度的中空型材的加工。

(7)在十字轴72的第一桥部74a和保持件25上形成有由固定侧标记66和移动侧标记67构成的位置确认标记65，当将十字轴22插入加热、膨胀后的保持件25时，只要使固定侧标记66与移动侧标记67对齐即可，因此，能容易地将各桥部74a～74d配置在规定的位置上。

接着，根据图17、图18，对本发明的挤压模具的第三实施方式进行说明。

本第三实施方式的挤压模具10B是通过使承受压力的面靠近可能产生龟裂的位置，来实现压力抵消的目的而提出的。

另外，在本第三实施方式中，对与上述第一实施方式的挤压模具10相同的结构及相同的构件标注相同的符号，仅说明不同的部分。

图17是表示第二桥部84b的前端外周面84C与保持件85的接合的图。

如该图17所示，十字轴82构成为包括心轴83和桥部84，并被保持件85保持。

此外，构成桥部84的第一桥部84a～第四桥部84d各自的前端外周面84C(图17中为第二桥部84b)由倾斜面部84m和倒倾斜面部84q形成，其中，上述倾斜面部84m从上游侧朝下游侧扩大，上述倒倾斜面部84q形成于上述倾斜面部84m的下游侧的端部，且具有朝保持件85的中心侧缩小的形状。

与此相对的是，保持件85的桥保持面85C由倾斜面部85m和倒倾斜面部85q形成，其中，上述倾斜面部85m与各桥部84a～84d的倾斜面部84m相对应，上述倒倾斜面部85q形成于上述倾斜面部85m的前端，且与上述倒倾斜面部84q相对应。

此外，由上述倒倾斜面部85q形成的部位形成承受上述倒倾斜面部84q的桥承受面部85A，并起到防止十字轴82从保持件85脱离的作用。

如上述图17、图18所示，形成第二桥部84b的前端外周面84C的倒倾斜面部84q以尺寸H朝保持件85的中心侧缩小，与此相对的是，保持件85的上述倒倾斜面部85q为尺寸H的突出量，且如图18所示形成为规定宽度尺寸W。如上所述，上述倒倾斜面部85q形成为与各桥部84a～84d的倒倾斜面部84q相对应的形状。

保持件85的倒倾斜面部85q以相对于桥保持面85C的倾斜面部85m为角度α1°的方式朝桥部84的倒倾斜面部84q一侧倾斜。此外，上述角度α1°设定为例如30°左右。

另外，第一桥部84a、第三桥部84c、第四桥部84d也呈相同的形状。

在此，保持件85的倒倾斜面部85q中的桥部84的基端部P1和从上述基端部P1到心轴83中的与挤压方向正交的方向的作用点P2的距离为尺寸L，并使承受压力的面靠近可能产生龟裂的位置。

因此，能减小在心轴83的作用点P2上产生的力矩，因此，能增大桥部84的强度，藉此，能防止构成十字轴82的桥部84的断裂。其结果是，即便在对由挤压加工力较大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能实现模具的长寿化。

如上所述，倒倾斜面部85q设置成与各桥部84a～84d各自的倒倾斜面部84q相对应，因此，当将十字轴82插入保持件85时，必须使两者的位置对齐。

因此，在本第三实施方式中，在四个部位的桥部84a～84d中的、例如上述第二桥部84b和保持件85上，设置有上述位置确认标记65。

其结果是，在将十字轴82插入加热、膨胀的保持件85时，只要使固定侧标记66和移动侧标记67对齐即可，因此，能容易地将各桥部84a～84d配置在规定的位置处。

本第三实施方式的挤压模具10采用了以上结构，因此，除了具有与上述(1)、(4)、(5)、(7)相同的效果之外，还能获得以下效果。

(8)从保持件85的倒倾斜面部85q中的桥部84的基端部P1到心轴83上的、与挤压方向正交的方向的作用点P2的距离为尺寸L，并使承受压力的面靠近可能产生龟裂的位置处。

因此，能减小在心轴83的作用点P2上产生的力矩，因此，能增强桥部84的强度，从而能防止上述第一桥部24a～第四桥部24d的断裂。其结果是，即便在对由挤压加工力较大的高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的坯料B进行挤压成形的情况下，也能进行高速挤压并能实现模具的长寿化。

以上，参照上述各实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施方式。关于本发明的结构及细节，能增加本领域技术人员所能理解的各种变更。另外，在本发明中，也包括了将上述各实施方式的结构的一部分或全部彼此适当组合的情况。

例如，在上述实施方式中，将由挤压模具10成形而成的中空型材1设为截面呈目字形的中空型材，但并不局限于此。在对图13所示的截面呈口字形的中空型材2进行成形时也能够进行利用。

在这种情况下，首先，以形成截面呈口字形的中空型材2的内部空间2S的方式将大致四棱柱状的一个块体部设置在心轴的端部，以代替上述实施方式的十字轴22中的心轴23的第一内侧块体部23B、第二内侧块体部23C及第三内侧块体部23D。

然后，只要将与上述大致四棱柱状的一个块体部相对应的大致四边形的型材外形用开口设置在阴模上即可，以代替阴模30的外侧型材开口部30C。

此时，十字轴22的桥前端外周面24C与保持件25的桥保持面25C的卡合状态及倾斜角度只要与上述呈目字形的中空型材1用的结构相同即可，能照搬使用保持件25，因此，能以较少的使用构件来挤压成形出截面形状不同的多种中空型材。

另外，在上述第一实施方式中，采用了在构成十字轴22等的第一桥部24a与第四桥部24d间、及第二桥部24b与第三桥部24c等间分别设有桥横向抖动防止部24D的形状，但桥横向抖动防止部24D的形状并不局限于此，例如，也可以采用图19所示的结构。

在上述图19所示的变形形态中，采用了在第一桥部24a～第四桥部24d之间全部设有桥横向抖动防止部24D的形状。此外，在这种变形形态中，由于设有将四个桥部24a～24d连接的四个桥横向抖动防止部24D，因此，能获得更进一步的横向抖动防止效果。

此外，在上述第一实施方式中，由倾斜面部24m和直线面部24n形成各桥部24a～24d的前端外周面24C，由倾斜面部25m和直线面部25n形成桥保持面25C，但并不局限于此。例如，也可将前端外周面24C及桥保持面25C的整个面分别形成为直线面部。此外，即便这样，也可在热压嵌合时对保持件25进行加热以使其膨胀，来使桥保持面25C内周面内径变大，因此，能将十字轴22的各桥部24a～24d插入保持件25的桥保持面25C内。

在这种变形形态中，能容易地进行各桥部24a～24d的前端外周面24C的加工及桥保持面25C的加工。

另外，在上述第二实施方式中，在第一桥部74a及第四桥部74d和保持件75上设有凹凸结构77，在第二桥部74b及第三桥部74c和保持件75上设有台阶结构78，但并不局限于此。

例如，也可在全部桥部74a～74d上设置与上述凹凸结构77相同形状的凹凸结构77，或者在全部桥部74a～74d上设置与上述台阶结构78相同形状的台阶结构78。

此外，在全部的桥部74a～74d上设有与凹凸结构77相同的凹凸结构77的情况下，只要使保持件75的桥保持面部75C的全周与该凹凸结构77相对应即可。

在这种结构中，只要在第一桥部74a～第四桥部74d的前端外周形成构成凹凸结构77的同一种类的突出面部77a，并在保持件75的桥保持面部75C的全周上形成同一种类的凹面部77b即可，因此，与上述第二实施方式相比，加工容易。

另外，在设有与台阶结构78相同形状的台阶结构78的情况下，只要使保持件75的桥保持面部75C的全周与该台阶结构78相对应即可。

在这种结构中，只要在第一桥部74a～第四桥部74d的前端外周形成台阶面部74f，并在保持件75的桥保持面部75C上形成台阶承受面部75b即可，因此，与上述第二实施方式相比，加工容易。

另外，在上述第二实施方式中，全部桥部74a～74d的前端外周面部74C在倾斜面部74m的中途形成有凹凸结构77、台阶结构78，在其前端形成有直线部74n，但并不局限于此。

在各桥部74a～74d的前端外周面部74C上形成有凹凸结构77、台阶结构78，上述凹凸结构77、台阶结构78通过热压嵌合而与保持件75的桥保持面部75Ca接合，因此，当挤压出坯料B时，十字轴72不会从保持件75的桥保持面部75C脱离。因此，也可像第二实施方式这样不在桥部74a～74d的前端外周面部74C的前端形成直线部74n。

工业上的可利用性

本发明的挤压模具能在对由高强度类合金、特别是所谓7000系这样的高强度铝合金构成的中空型材进行成形时进行利用。

符号说明

1截面呈目字形的中空型材

10中空型材成形用挤压模具(第一实施方式)

10A中空型材成形用挤压模具(第二实施方式)

10B中空型材成形用挤压模具(第三实施方式)

20阳模

22十字轴

23心轴

23B内侧成形突起部

24桥部

24a～24d第一桥～第四桥

24m倾斜面部

24n直线部

24C桥前端外周面

25保持件

25C桥保持面

25m倾斜面部

25n直线部

30阴模

30B型材外形用开口

50型材形成用孔部

51型材形成用孔部

70中空型材成形用挤压模具(第二实施方式)

80中空型材成形用挤压模具(第三实施方式)

A坯料的挤压方向

B坯料

S坯料的导入空间

Claims (4)

1.一种中空型材成形用挤压模具，包括：

阳模，该阳模将从上游侧输送来的、由铝合金构成的坯料朝下游侧挤压，来对中空型材的内侧形状进行成形；以及

阴模，该阴模对所述阳模进行保持，并对所述中空型材的外侧形状进行成形，

其特征在于，

所述阳模由十字轴和保持件构成，其中，所述十字轴成形出所述内侧形状，所述保持件对所述十字轴进行保持，

所述十字轴由心轴和多个桥部形成，其中，所述心轴与所述中空型材的内侧形状相对应，多个所述桥部与所述心轴一体设置，并从所述心轴的周围朝外侧突出，

各所述桥部的前端外周面由倾斜面部和直线面部形成，其中，所述倾斜面部从所述上游侧朝下游侧扩大，所述直线面部形成于所述倾斜面部的下游侧端部，且沿着所述坯料的挤压方向形成，

所述保持件的内周面部由与所述桥部的前端外周面的倾斜面部和直线面部分别对应的倾斜面部和直线面部形成，

通过热压嵌合将各所述桥部的前端外周面与所述保持件的内周面部接合。

2.一种中空型材成形用挤压模具，包括：

阳模，该阳模将从上游侧输送来的、由铝合金构成的坯料朝下游侧挤压，来对中空型材的内侧形状进行成形；以及

阴模，该阴模对所述阳模进行保持，并对所述中空型材的外侧形状进行成形，

其特征在于，

所述阳模由十字轴和保持件构成，其中，所述十字轴成形出所述内侧形状，所述保持件对所述十字轴进行保持，

所述十字轴由心轴和多个桥部形成，其中，所述心轴与所述中空型材的内侧形状相对应，多个所述桥部与所述心轴一体设置，并从所述心轴的周围朝外侧突出，

各所述桥部形成为四个，各所述桥部分别配置成平面形状呈X字状，

在四个所述桥部中相邻的两个桥部彼此间的、靠所述下游侧的端部处，沿着所述保持件的内周面部设置有用于防止横向抖动的桥横向抖动防止部，

将所述桥横向抖动防止部隔着所述心轴设置在至少两个部位处，

各所述桥部的前端外周面由倾斜面部和直线面部形成，其中，所述倾斜面部从所述上游侧朝下游侧扩大，所述直线面部形成于所述倾斜面部的下游侧端部，且沿着所述坯料的挤压方向形成，

所述保持件的内周面部由与所述桥部的前端外周面的倾斜面部和直线面部分别对应的倾斜面部和直线面部形成，

通过热压嵌合将各所述桥部的前端外周面与所述保持件的内周面部接合。

3.如权利要求2所述的中空型材成形用挤压模具，其特征在于，

在四个所述桥部中的两个桥部的所述前端外周面的所述倾斜面部的中途位置处，设置有朝所述保持件的内周面部侧突出的突出面部，

在四个所述桥部中的剩余的两个桥部的所述前端外周面的所述倾斜面部的中途位置处，设置有朝所述保持件的内周面部侧突出的台阶面部，

所述保持件的内周面部整体由与所述桥部的前端外周面的倾斜面部和直线面部分别对应的倾斜面部和直线面部形成，并在所述倾斜面部的中途形成有与所述两个桥部的突出面部相对应的凹面部和与所述剩余的两个桥部的台阶面部相对应的台阶承受面部。

4.一种中空型材成形用挤压模具，包括：

阳模，该阳模将从上游侧输送来的、由铝合金构成的坯料朝下游侧挤压，来对中空型材的内侧形状进行成形；以及

阴模，该阴模对所述阳模进行保持，并对所述中空型材的外侧形状进行成形，

其特征在于，

所述阳模由十字轴和保持件构成，其中，所述十字轴成形出所述内侧形状，所述保持件对所述十字轴进行保持，

所述十字轴由心轴和多个桥部形成，其中，所述心轴与所述中空型材的内侧形状相对应，多个所述桥部与所述心轴一体设置，并从所述心轴的周围朝外侧突出，

各所述桥部的前端外周面由倾斜面部和倒倾斜面部形成，其中，所述倾斜面部从所述上游侧朝下游侧扩大，所述倒倾斜面部形成于所述倾斜面部的所述下游侧的端部，且具有朝所述保持件的中心侧缩小的形状，

所述保持件的内周面部由倾斜面部和桥保持面部形成，其中，所述倾斜面部与所述桥部的前端外周面的倾斜面部相对应，所述桥保持面部与所述倒倾斜面部相对应，且对所述倒倾斜面部进行保持，

通过热压嵌合将各所述桥部的前端外周面与所述保持件的内周面部接合。