CN103962406B - 一种分流模成型管材挤胀组合模具 - Google Patents

Abstract

一种分流模成型管材挤胀组合模具。分流模挤压存在着分流后两股金属流能否在高温高挤压力下，高质量地重新挤压焊合在一起的难点。而该领域的研究大多以计算机模拟为基础，通过模拟参数来论证焊合质量。为了填补该领域实践研究上的空白，本发明设计了一种可以在分流模挤压出管材后立刻进行胀形实验的挤胀组合模具形式，包括分流挤压模具部分与胀形模具部分。利用此模具进行不同参数下的挤压胀形实验，通过对管材的胀形来检验分流模挤压出管材焊合带的焊合质量，并进一步通过变换挤压参数来探索不同的挤压参数（挤压力、温度、速度、摩擦系数等）下对分流模挤压焊合的影响。

Description

一种分流模成型管材挤胀组合模具

技术领域

本发明属于检验分流模管材成型焊合带质量领域。应用于检验分流模挤压焊合质量的研究。通过该种模具形式能较方便的在热挤压出管材后立刻进行胀形实验，探索分流模挤压焊合质量。

背景技术

分流模挤压以生产效率高、周期短，并能生产断面复杂、壁厚差大的型材等优点在近年来获得了迅速的发展，并广泛地应用于不带独立穿孔系统的挤压机上生产各种规格的民用及军用管材和空心型材。但分流模挤压存在着分流后两股金属流能否在高温高挤压力下，高质量地重新挤压焊合在一起的难点。而该领域的研究大多以计算机模拟为基础，通过模拟参数来论证焊合质量。

为了填补该领域实践研究上的空白，我们专门设计了一种可以在分流模挤压出管材后立刻进行胀形实验的挤胀组合模具形式，并利用此形式的模具进行不同参数下的挤压胀形实验，通过对管材的胀形来检验分流模挤压出管材焊合带的焊合质量，并进一步通过变换挤压参数来探索不同的挤压参数(挤压力、温度、速度、摩擦系数等)下对分流模挤压焊合的影响。

发明内容

本发明的目的是设计一种分流挤压与胀形的组合模具，使用该模具进行分流模管材成型焊带质量检验实验，节省挤压后再胀形之间的准备工序，使管材通过分流模挤压出来后直接进入胀形模具进行胀形。

而以往用胀形方法检验分流模管材的焊合带质量，都是在挤出管材后，切下管材，再进行独立的胀形实验。这样做既不方便又使管材在高温高挤压力下挤出后还要做很多胀形工序的准备工作，且在准备工作期间，用于实验的截取管材会经历不同的环境，无法对分组实验提供一个较稳定的实验环境，对分组实验的结果也无法提供可靠的对比依据。

而使用此次发明的挤胀组合模具，由于管材刚刚被挤压出来就直接进入胀形模具，可以保证一个相对良好、稳定的实验环境，排除了挤压后切断管材再进入胀形模具胀形的一些不利的外在可变因素，使变换参数的分组实验的实验结果更加准确。对于高温挤压的管材，也利用了挤压热作为热胀的热源，一举多得。而该种挤胀模具形式也可以直接用于一些需要挤压并胀形的异型管材的制造。

本发明的技术方案

一种分流模成型管材挤胀组合模具，包括分流挤压模具部分与胀形模具部分，通过设计一种独特的胀形模具结构使得在挤压出管材后，能直接对管材进行胀形，将挤压工艺与胀形工艺有效的联系起来；该挤胀组合模具的胀形模具部分包括固定在分流挤压模具中模座外侧的凹模固定板，凹模固定板的一面开有一个T型导滑槽，T型导滑槽内安装有左右两块凹模板，左右两块凹模板在相对端面之间形成胀形腔，左右两块凹模板上各开有一个和斜导柱配合的倾斜导向孔，且倾斜导向孔的轴线靠近模座一端均向外倾斜，左右两块凹模板的前表面(以管材挤出方向为前)各开有与导柱挡块配合的定位孔，左右两块凹模板的外侧端面各固定有一个定位挡块；胀形模具部分还包括依次设置的胀形凸模固定板、凸模固定板垫板、导柱固定板、导柱固定板垫板、顶杆固定板及顶杆固定板垫板；胀形凸模固定板上朝向凹模板一侧固定安装有两个斜导柱并分别与凹模板上的倾斜导向孔配合，胀形凹模固定板的中部固定安装有一个胀形组件，胀形组件的上端正对左右两块凹模板之间形成的胀形腔；胀形凸模固定板上同时安装有起限位作用的锁紧块，在胀形组件达到胀形位置后，锁紧块与凹模板表面阶梯状部分接触并卡住凹模板防止凹模板滑动；导柱固定板及导柱固定板垫板固定安装在胀形模具支架上，两个导柱固定安装在导柱固定板上，导柱上端各固定有一个起限位作用的导柱挡块；胀形凸模固定板与凸模固定板垫板沿导柱与导柱固定板对齐固定好。顶杆固定板与顶杆固定板垫板在导柱固定板垫板与胀形模板的空隙之间运动，顶杆固定在顶杆固定板上并穿过导柱固定板与导柱固定板垫板，作用是推动凸模固定板与凸模固定板垫板运动，使胀形组件进入管材内部进行胀形。

所述的胀形组件包括一个锥面导向轴，锥面导向轴的小端面中央固定有一个定位柱，胀形分体凸模中的各分瓣凸模以圆弧形接触面环绕定位柱一圈，并通过弹性卡圈固定在锥面导向轴上。

所述的胀形分体凸模由6至12块分瓣凸模构成。

本发明的优点和有益效果：

1.利用胀形的原理对刚刚挤出的空心型材的焊合带部分进行胀形，可以很好的检测焊合带的强度等力学性能。也可以很好的观察焊合带受胀形破裂的情况。

2.使用挤压胀形组合模具来检验分流模挤压焊合质量，节省了挤压后截取一段管材再进行热胀等工序。也同样节省了设备和模具成本。

3.分流模刚刚挤压出的管材温度很高，直接对其进行胀形，解决了胀形时加热的问题，这使得在胀形工序中不必再另外加热。

4.刚刚从分流模挤压出来就进行胀形工序，保证了一个较稳定的实验环境，避免了很多其他的因素。在更换其他实验参数或者优化分流模后，仍然是挤出后直接进入胀形，相比挤压后截取管材再放入胀形模具进行胀形，此实验方法避免了很多其他干扰实验结果的外在因素，有益于分组实验环境的一致性及分组实验结果的可靠性。

附图说明

图1是挤压胀形模具总装配图。

图2是分流挤压模具部分装配图。

图3是胀形模具部分装配图。

图4是图3中导柱部分放大图。

图5是胀形运动过程示意图。

图6是胀形组件主视图。

图7是胀形组件俯视图。

图8是凹模固定板与凹模板装配的俯视图。

图9是凹模固定板与凹模板装配的侧视示意图。

图中，1-锭坯；2-挤压筒；3-销钉；4-分流桥；5-导流模；6-芯棒；7-支撑环；8-焊合模；9-分流模；10-螺钉；11-挤压垫；12-挤压轴；13-模座；14、29-定位挡块；15-凹模固定板；16、30-拉杆；17、33-凹模板；18、32导柱；19、34斜导柱；20-胀形凸模固定板；21、36-锁紧块；22-胀形凸模固定板垫板；23-导柱固定板；24-导柱固定板垫板；25、39-支架；26-螺钉；27、40-顶杆；28-顶杆固定板；31-导柱挡块；35-导套；37-胀形分体凸模；38-锥面导向轴；41-顶杆固定板垫板；42-胀形模具模板；43定位柱；44弹簧卡圈。

具体实施方式

实施例1、一种分流模成型管材挤胀组合模具

如图1所示，一种分流模成型管材挤胀组合模具，包括分流挤压模具部分(见图2，为现有技术)与胀形模具部分(见图3至图5)。胀形模具部分包括固定在分流挤压模具中模座13外侧的凹模固定板15，凹模固定板的前表面(此处规定朝向挤压管材挤出方向的一面为前表面，反之为后表面)开有一个T型导滑槽(呈水平方向)，T型导滑槽内安装有左右两块凹模板17、33，左右两块凹模板在相对端面之间形成胀形腔，左右两块凹模板上各开有一个和斜导柱19、34配合的倾斜导向孔，且倾斜导向孔的轴线靠近模座一端均向外倾斜，左右两块凹模板的前表面各开有与导柱挡块配合的定位孔，左右两块凹模板的外侧端面各固定有一个定位挡块14、29；

胀形模具部分中的其他部件依次设置有胀形凸模固定板20、胀形凸模固定板垫板22、导柱固定板23、导柱固定板垫板24、顶杆固定板28与顶杆固定板垫板41；胀形凸模固定板20上朝向凹模板一侧固定安装有两个斜导柱19、34并分别与凹模板上的倾斜导向孔配合，胀形凸模固定板的中部固定安装有一个胀形组件，胀形组件的上端正对左右两块凹模板之间形成的胀形腔；胀形凸模固定板上同时安装有起限位作用的锁紧块21、36；导柱固定板23及导柱固定板垫板24通过支架25、39固定安装在胀形模具模板42上，两个导柱18、32固定安装在导柱固定板23上，导柱上端各固定有一个起限位作用的导柱挡块31；胀形凸模固定板20和胀形凸模固定板垫板22通过通孔套装在导柱上，通孔内对应安装有导套35；顶杆固定板28与顶杆固定板垫板41在导柱固定板垫板与胀形模具模板42的空隙之间运动，顶杆27、40固定在顶杆固定板28上并穿过导柱固定板23与导柱固定板垫板24，顶杆的顶端与胀形凸模固定板垫板22相接触，作用是推动凸模固定板与凸模固定板垫板运动，使胀形组件进入管材内部进行胀形；

所述的胀形组件包括一个锥面导向轴，锥面导向轴的小端面中央固定有一个定位柱，胀形分体凸模中的各分瓣凸模(由6至12块构成)以圆弧形接触面环绕定位柱一圈，并通过弹性卡圈固定在锥面导向轴上。下面结合模具工作流程详述如下。

本发明的工作流程：

锭坯在经过分流、导入、焊合、挤出四个阶段后，以成型管材的形式挤出了分流挤压模具。紧接着管材挤出一段长度后，进入了胀形模具型腔，进行胀形工序(参见图1)。

附图2为分流挤压模具部分图。如附图2所示，锭坯1在挤压轴12及挤压垫11的作用下进入分流模9的型腔中，在分流桥4的作用下，锭坯被分割为两股金属流。而后，两股金属流经过导流模5进入焊合模8中，在焊合室内高温高压下焊合为空心管材，经过支撑环7和模座13，进入胀形模具型腔。

附图3为胀形模具部分，模具逐渐合模后，导柱挡块31率先顶在凹模固定板上(参见图4)。该导柱挡块用螺钉固定在导柱端部，起到限位作用。导柱挡块31定位后，在推力作用下顶杆固定板28与顶杆固定板垫板41将带动顶杆27、40向凹模板一侧运动。继而推动胀形凸模固定板20及胀形凸模固定板垫板22沿导柱向前运动，斜导柱19、34分别逐渐进入凹模板17、33的倾斜导向孔中(与凹模板内安装孔采用H7/m6配合)，导致两块凹模板17、33沿凹模固定板15上的导轨逐渐向中间靠拢，最终胀形凸模固定板20表面与凹模板17、33表面接触，由锁紧块21、36锁紧，凹模板17、33达到指定工作位置。

其中锥面导向轴38固定在胀形凸模固定板20上，和凸模固定板一起运动，逐渐进入管材孔内。当锥面导向轴表面逐渐运动直至接触芯棒表面时，锥面导向轴上的定位柱43(参见图6、图7)也会逐渐插入芯棒上开的配合孔中，由于在推力下要继续运动，分体凸模在凸模上弹性卡圈44箍紧力的作用下向四周张开，实现胀形工艺(参见图5)。

其中，胀形分体凸模37的分瓣数为6到12瓣，可以根据不同的管材直径变换，分体凸模依靠弹性卡圈的箍紧力固定在锥面导向轴上。

在胀形结束后，随着模具逐渐开模，斜导柱19、34会逐渐退出配合孔，并带动凹模板17、33向外张开，使管材的胀形部分与凹模型腔表面分离。

凹模固定板15的结构是在板中铣一个T型导滑槽，将两块凹模板从侧面装入，而后用挡块14、29挡住，用螺钉固定挡块(参见图2、图8、图9)。凹模板与导滑槽之间的配合采用H8/f7。

Claims (3)

1.一种分流模成型管材挤胀组合模具，包括分流挤压模具部分与胀形模具部分，其特征在于通过设计一种独特的胀形模具结构使得在挤压出管材后，能直接对管材进行胀形，将挤压工艺与胀形工艺有效的联系起来；该挤胀组合模具的胀形模具部分包括固定在分流挤压模具中模座外侧的凹模固定板，凹模固定板的一面开有一个T型导滑槽，T型导滑槽内安装有左右两块凹模板，左右两块凹模板在相对端面之间形成胀形腔，左右两块凹模板上各开有一个和斜导柱配合的倾斜导向孔，且倾斜导向孔的轴线靠近模座一端均向外倾斜，左右两块凹模板的前表面各开有与导柱挡块配合的定位孔，左右两块凹模板的外侧端面各固定有一个定位挡块；胀形模具部分还包括依次设置的胀形凸模固定板、凸模固定板垫板、导柱固定板、导柱固定板垫板、顶杆固定板及顶杆固定板垫板；胀形凸模固定板上朝向凹模板一侧固定安装有两个斜导柱并分别与凹模板上的倾斜导向孔配合，胀形凹模固定板的中部固定安装有一个胀形组件，胀形组件的上端正对左右两块凹模板之间形成的胀形腔；胀形凸模固定板上同时安装有起限位作用的锁紧块，在胀形组件达到胀形位置后，锁紧块与凹模板表面阶梯状部分接触并卡住凹模板防止凹模板滑动；导柱固定板及导柱固定板垫板固定安装在胀形模具支架上，两个导柱固定安装在导柱固定板上，导柱上端各固定有一个起限位作用的导柱挡块；胀形凸模固定板与凸模固定板垫板沿导柱与导柱固定板对齐固定好；顶杆固定板与顶杆固定板垫板在导柱固定板垫板与胀形模板的空隙之间运动，顶杆固定在顶杆固定板上并穿过导柱固定板与导柱固定板垫板，作用是推动凸模固定板与凸模固定板垫板运动，使胀形组件进入管材内部进行胀形。

2.根据权利要求1所述的分流模成型管材挤胀组合模具，其特征在于所述的胀形组件包括一个锥面导向轴，锥面导向轴的小端面中央固定有一个定位柱，胀形分体凸模中的各分瓣凸模以圆弧形接触面环绕定位柱一圈，并通过弹性卡圈固定在锥面导向轴上。

3.根据权利要求2所述的分流模成型管材挤胀组合模具，其特征在于所述的胀形分体凸模由6至12块分瓣凸模构成。