CN1045265C - 挤压加工用的组合模具 - Google Patents

Abstract

在模芯12侧面加工出支承孔16，支承销13以其二端向外伸穿过该支承孔16，该销13二端部13a、13a支承在模芯模支承14的定位孔21中的支承台阶部23、23上，再把模芯12插入并定位于模支承14中而构成一阳模。模芯12加工容易，同时，可缓和模芯支承部的应力集中，使其强度可靠性提高。

Description

挤压加工用的组合模具

本发明涉及到例如从铝材制造热交换器用的多孔扁平管材等开始，广泛用于各种小型、中型或大型挤压型材的挤压加工的阴阳组合模。

例如，图12所示的空调器的热交换器用的铝制管材1的制造。过去曾使用各种方法制造，其中用挤压法制造由于有可提供耐压性能等方面优质的管材等优点，而引人注意。

在挤压法中，一般说，模具是由形成管材1空心部分的阳模与形成管材1外周部分的阴模所构成的组合模具，例如孔道模等。

对于这种组合模具，由于热交换器管材1宽度，例如为10-20mm，高度，例如为3～7mm的非常小型精巧的多孔空心扁平型材，当然，要采用提高模具强度与改善模具整体材质等种种措施，进而为了降低因磨损而引起更换模具成本，也为了使小型化模具制造容易，模具采用如图14a中所示的结构，与阴模51结合的阳模52，分成具有前端空心成形部53的模芯54和使该模芯54定位的模支承55的改良式结构。中、大型材的挤压模具也同样地考虑。

这种分割构成阳模的组合模具中，过去已提出了各种使模芯54定位在模支承55中的措施。

在图14a所示的结合模具的阳模52中，平板形的模芯54的底端，沿其厚度方向上突出成一体的作支承用的肩部60、60，此二肩部60、60支承在模芯模支承55的定位孔58内的支承台阶部上，从而使模芯54被定位在模支承55中。

在图14b所示的模具的阳模52中，模芯54的底端，沿其宽度方向上突出成一体的作支承用肩部57、57，此二向外肩部57、57支承在模支承55的定位孔58内的支承台阶部上。

进而，在图14c所示模具的阳模52中，模芯54前端变细成一斜度，同时模芯模支承55的定位孔58也制成相应的前端变细的斜度，二者斜度相互配合。

但，在图14a所示结构中，特别是由于模芯54的作支承用的肩部60、60，是沿模芯54厚度方向伸出，从而使模芯54立体结构复杂，加工甚为困难，具有加工成本高的缺点，同时，在挤压过程中易产生应力集中，在向外伸出的肩部60、60的根部有产生裂纹危险，于是，强度可靠性下降。

在图1b所示结构中，由于模芯54是用平板材料加工制成，加工难度较小，由于向外伸出的肩部57、57的根部易产生由应力集中引起的裂纹等，故其强度可靠性相当低，也有导致模芯54更换次数多缺点。

还有，在图14c所示结构中，为了正确地确定在挤压方向上相对于模支承55的模芯54的相对位置，在模具制造上，尤其是模芯54的斜度加工，要求有高度的精度，从而也导致模具加工成本高等不利因素。

本发明主要目的是消除上述已有的缺点，以将阳模分为模芯与模支承相结合的型式的组合模具为前提，提供阳模，特别是模芯制造容易，不需要象过去那样很高精度的加工，并且，强度可靠性可提高的挤压加工用的组合模具。

为了达到上述目的，本发明提供一种挤压加工用的组合模具，它由形成一空心型材外表部分的阴模，和形成该空心型材空心部分的阳模组合而成，其特征在于，上述阳模包括：

其前端具有空心成形部分、其侧面设有支承孔或支承凹座的模芯；

在该模芯的支承孔或支承凹座内插入并向外伸出的支承件；

具有面向挤压方向的后方作支承用台阶部的模芯定位孔的模芯模支承，上述模芯支承件的向外伸出部分支承在该支承台阶部上。

在上述组合模具中上述支承销，最好自模芯定位孔的基端开口位置向外伸出，或接近开口位置设置。

还有，最好上述模芯的支承孔或支承凹槽，至少在挤压方向的后方的内表面是一圆弧表面，同时，在上述支承销插入支承孔或支承凹槽的部分，至少在挤压方向的后方的外表面上，也形成与支承孔或支承凹槽的上述圆弧表面对应的圆弧表面。

此时，最好上述支承销上的在挤压方向的后方的圆弧外表面，是超过半圆周的圆弧。

并且，模芯最好采用硬质合金等超硬材料制成。

还有，上述模芯定位孔，是在横切模芯模支承的材料流动通道中的桥部上形成，最好该桥部后端面与该桥部后端面设置的盖板的前端面，设有互相配合的凹凸结构，由该凹槽与凸出的配合，配置的盖板便决定其在桥部后端面位置。

本发明的组合模具中，阳模为结合型式，制造容易、不需高精度加工，而且强度可靠性可提高。

本发明其他目的与优点，可通过下面描述实施例更为清楚，应认为，下面描述的实施例仅是说明本发明最佳实施例，因此，本发明并不限定于此，根据本发明的精神与范围，可做出其他各种设计上的变动。

图1a是关于第一实施例的组合模具的水平剖视图；

图1b是沿图1a中I-I线的剖视图；

图2是图1中模具的分解透视图；

图3a是第二实施例的组合模具水平剖视图；

图3b是沿图3a中3-3线剖视图；

图4是图3模具分解透视图；

图5是图3模具取走盖板后的后视图；

图6是图3模具模芯支承状态局部透视图；

图7a是沿图5中5-5线剖视图，图7b是沿图5中6-6线剖视图，图7c是沿图5中7-7线的剖视图；

图8a～8g是沿图2，4中8-8线各种形式模芯形状的剖视图；

图9是支承销截面图；

图10是第三实施例中模芯与支承销分离后的剖视图；

图11是第四实施例，其模芯与支承销分开后透视图；

图12是作为一种制造对象实施的热交换器用管材的断面立体图；

图13a是说明第二实施例用的，表示桥部后端部平面图，图13b是沿图13a中13-13线剖视图；

图14a是现有技术的模具分解立体图，图14b是现有技术的模芯立体图，图14c是现有技术的模芯立体图。

下面，以适用于图12所示热交换器用的铝制管材1的挤压加工所用的组合模具的实施例来说明本发明。

然而，不言而喻，本发明还广泛地适用于热交换器管材以外其它小型、中型、大型的各种挤压型材的挤压加工，重要的是，阳模广泛适用于将模芯模支承分开而构成的各种阴阳模组合成的组合模具。

第一实施例：

图1和图2所示的组合模具2中，3是阴模，4是阳模。

在阳模4中，12是模芯，13是作为支承件用的支承销，14是模芯模支承，25是盖板。

模芯12由模具钢，硬质合金或陶瓷等平板材料制成。即在其前端部上，形成管材1的空心部分1a……的梳状空心成形部分15，通常是用例如放电加工制成，而其侧面的靠近宽度方向的中央处的圆形支承孔16，是用线切割放电穿透制成。

进一步，图8a所示，模芯12的中间部分横截面的四个角，虽可加工为直角，但，如果按图8b～8e所示，相应加工为钝角或圆角，则有利于防止因应力集中而使模芯12等破坏，而且，也可加工为如图8f，图8g所示的形状。

如图1a，图1b及图2所示支承销13，用与模芯12相同的材料，先加工为圆柱形，然后在其一侧全长上，加工一平面部分17，其长度大于模芯12的厚度，以贯通设置在模芯12的支承孔16中，其二端部向外伸出孔外一定长度，而其直径大致与模芯12的支承孔16的直径一致，支承销13以适当方式插入模芯支承孔16中。

模芯模支承14，在横断其轴心部位的挤压材料流通孔19内，设有一桥部20，它将流通孔19分为左右二个材料流通孔18、18，从而构成一体的模具，而且在桥部20上，设有在挤压方向贯通桥部的作为模芯12定位的模芯定位孔21。

模芯定位孔21，形成一个与模芯12横截面形状大体上一致的内横截面形状，模芯12以适当方式插入模芯定位孔21中。

于是，在模芯定位孔21的宽度方向上，其内表面的中央部位，以相互对称的配置关系，分别加工成自尾端向前端延伸一定深度的导向用的沟槽22、22，在它们里面的底部，形成一平坦支承用的台阶部23、23，此沟槽22、22宽度与支承销13的长度一致，支承销13以其二端部伸出于沟槽22、22中，于是它便处于定位孔21中。

另外，模芯模支承14的桥部20的后端面，缩进模支承14中，形成嵌合配置盖板25的凹部26，为了防止盖板25的转动，在凹部26的两端处加工出凹槽27、27，盖板25以所预定的方向位置，准确地嵌合到凹部26内。

盖板25为长圆形元件，其后面一侧加工成三角形，以便使挤压材料，在模支承14的二个材料流通孔18，18上平滑地分流。

阳模4的组装是这样，先将支承销13贯通地插入模芯12的支承孔16中，此时，支承销13的平面17在支承孔16内，并面向挤压方向的前方。这样，将模芯12从模支承14的后面插到定位孔21中，同时，使支承销13二端部13a、13a的平面17与定位孔21内的支承台阶部23接触。由于这种接触，便正确地确定了模芯12与模支承14的前后方向相对位置。模芯12前端的成形部分15，便定位在离模支承14前端面只伸出一规定的长度，然后，将盖板25嵌合到设置在模芯模支承14后部的嵌合用的凹部26中，并且，利用焊接等方法把该盖板25固定在模支承14上。

用上述装配方法，将组装成的阳模4，使之与阴模3进行组装，于是，便构成一挤压用的组合模具2，这样，便形成了对应于模芯12前端成形部15与阴模3成形孔5之间的管材1的横断面形状的成形间隙29。将此组合模具2装到挤压机上，使成段的铝坯金属等挤压材料通过而进行挤压，在模具前方便挤出多孔扁平管材1。

阴模3是这样构成，它由一个在轴心部位开有形成管材1外表面的长扁圆状的成形孔5的阴模本体6，一个靠在阴模本体6上，在其挤压方向后部设置的，形成使通过阳模4而被分开的挤压材料合流，并焊合的焊合室7的焊合室形成模8，以及由容纳二个模具6，8的筒状的收容模9所构成。阴模本体6与焊合室形成模8在收容模9内，用凸筋10、10与凹槽11、11进行配合，以防止转动并由此定位。

在上述结构的挤压模具2中，为使阳模4的模芯定位在模支承14中，由于只是对平板材料加工出支承孔16，故模芯制作很容易，可降低成本，进而可降低模具和挤压加工成本。尤其是，即使对由硬质合金，陶瓷等超硬材料制作的模芯，也易加工而发挥其优越性。

并且，由于不需要如图14c所示的过去的用斜度配合方式达到模芯定位那种结构所要求很高精度加工，更进一步发挥在成本方面优点。

同时，由于把模芯12用支承销13的支承的结构，易做到使强度可靠性提高，可使模芯更换次数大为减少。

尤其是支承孔16制成圆孔，挤压时，由于支承孔16的圆弧形内表面适宜地支承在圆柱形销13的圆弧形表面上，故，挤压时作用在模芯12上的应力集中可大大缓和，可使模具4的强度可靠性提高。因此，模芯12可绕支承销13为中心作一定的摆动，故可适当地进行自动对中，实现强度方面可靠性更高的模具。

进一步，将支承销13的平面部分17去除后的圆弧外表面，是超过半圆周的，即使在定位孔21的支承端面23与销13的平面17不完全平行地接触时，销13两端圆弧表面也可适当地配置在模支承14的导向用沟槽22内，因此，模芯12可保持正确的支承方向，故可防止由其支承方向的出现的误差而引起的挤压时模芯12等的损坏。

再者，在支承销13的全长上加工出平面17，由于此平面17与定位孔21的支承端面23接触，于是，销13的两端部可固定性良好地支承在端面23，23上。

并且，如图9所示，模芯成形部位15与阴模成形孔5的相对位置的设定，可用改变支承销13的平面17的切削深度来实现，使模芯为形部位15相对于阴模成形孔的位置的设定或位置的变更易于实现。

第二实施例：

第二实施例的模具是上述第一实施例模具2的改进。

即，上述第一实施例模具2虽然可在挤压条件不很好情况下发挥很高的实用性，但，另一方面，在挤压条件相当不好情况下，若用它进行挤压，则如图13a和图13b所示，在挤压后的模具定位孔21的纵向尾端的桥部20的两壁20a、20a，可看到，由于在挤压时受挤压材料的压力而引起内弯变形。

此时，模芯12的尾端部不向定位孔21之外伸出，支承销13全体进入模芯定位孔21内部，于是，引起模芯12尾端部侧面与定位孔21尾端部内表面之间形成一间隙。

当这种现象一旦发生，在因磨损要更换模芯12时，如把模芯12从定位孔21内向外拉出，则因支承销13两端面与变形的壁20a、20a，发生干涉(卡住)，而使模芯拉出有困难，这便成为模芯更换不顺利等原因。

本第二实施例的模具可解决这问题，还可发挥其它方面的实用性。

即，图3a至图7c所示的本实施例模具2中，模芯模支承14模芯定位孔21的导向用沟槽22、22的长度，即定位孔21内支承台阶部23、23设置的深度，设计成该支承用台阶部23、23上的支承销13，以其平面17的一侧指向台阶部23、23而被支承着，该支承销13从定位孔21的尾端开口处向外伸出。

进一步，支承用的台阶部23、23的深度位置，虽然最好设计成这样地使支承销13从定位孔21的尾端开口向外伸出，也可设计成不伸出地将支承销13设置在靠近定位孔21的尾端开口位置处。

如图4所示，在模芯模支承14的桥部20后部，由于桥部20的后端缩入模支承14中，于是形成设置盖板25的空间26。这样，在桥部20后端面定位孔21的开口夹持的两侧处的凹槽34，34，分别在桥部20宽度方向上设置。

并且，如图3b所示，桥部20的前端逐渐变细，由此，而构成一承受挤压材料背压的背压面35，35。此背压面35，35最好确保其尽量可能的大宽度，因此，在挤压时，模芯12受桥部20的的夹紧力作用，支承销13的支承力下降，支承销13的直径可以变小，从而还可产生可使导向用的沟槽22，22的宽度减小等好的效果。

还有，按照模芯模支承14的桥部20后端设置的空间26的形状，尺寸，而构成的盖板25。盖板后侧为三角形状，从而使挤压材料在模支承14的两侧通道18，18中平稳地分流。

在盖板25前面，如图4所示，在其中央部位，还设有一容纳模芯12尾端伸出部与容纳支承销13伸出部的凹槽36，而且在凹槽36两侧，分别形成与桥部20凹槽34，34相配合的凸部37，37。在盖板25后侧的两端上，形成缺口38，38，如图3所示，环40嵌到于其上。

阳模4组合方式与上述第一实施例相同，即先把支承销13穿到模芯12的支承孔16中，然后，把模芯12从模支承14的后方插到定位孔21中，把支承销13两端部13a，13a的平面17，与定位孔21内的支承台阶部23，23接触。

模芯12的支承情况如图6所示，支承销13成为伸出于桥部20定位孔21外面，因此，模芯12的尾端，也处于向定位孔21外伸出的位置。

然后，在此情况下，在桥部20后部空间26中，设置一盖板25，在此盖板凹槽36内，容纳模芯12的尾部突出部和支承销13的后方突出部，同时，把嵌合凸部37，37与凹部34，34嵌合在一起，其嵌合情况如图7a，b，c所示，由此而组合—阳模4。

进一步，阴模3，如图3a，3b及图4所示，分别设有支承基垫41与支承基垫模支承42，而且，背衬模43，作为金属流动控制模具的焊合形成用模44与容纳模45，也分别设置。

模具2由上述阴模3阳模4组合而成。其组合情况，使模芯成形部位15与阴模成形孔5之间，形成一与管材1的横断面形状对应的成形间隙29，然后，在此组合模具2后部装入环40，同时，把加热好的铝坯等挤压金属材料装入挤压机中，于是把挤压金属材料推进，在模具2前方便挤出多孔偏平的管材1。

第二实施例的挤压模具2，除具有第一实施例的模具2全部优点外，还具有下列优点。

即，在上述销子支承型式的阳模4中的，模芯12处于用支承销13支承在桥部20定位孔21中，如图6所示，由于该支承销13伸出于定位孔21外，见图5，支承销两端部可从里面支撑在定位孔21尾端桥部20两侧相对的薄壁20a，20a上，因此，即使在挤压过程中，挤压材料的压力从外面作用于该壁20a，20a，由于支承销13的两端部从里面支撑着该壁20a，20a，因此，便有效防止该壁20a，20a的变形。故，当模芯12的空心成形部位15产生磨损而需要更换时，可避免支承销13卡在壁20a，20a上而产生难于取出模芯12的现象，从而可没有困难顺利取出模芯12。

在桥部20后端面与盖板25的前端面上，设有相配合的凹槽34，34与凸起37，37，由于采用这种凹凸配合结构，可将盖板25准确的定位于桥部20后端面上，这样，与把盖板25焊接在桥部20后部的固定方式相比，更换模芯12时，盖板25易于取下。

由于配合用的凹槽34，34与凸起37，37，分别设在桥部20的后端面上和盖板25的前端面上，在挤压中，即使有由于挤压材料作用于盖板25上的不稳定的压力，也可限制盖板25纵向中间部分的产生向侧面不得已的弯曲，故在挤压中，不用担心盖板25的位移与脱落。

尤其是在支承销13所设置的位置，高出模芯12的尾端侧面并伸出于定位孔21外面，由于盖板25与桥部20用上述相互面对面之间用凹凸槽结构配合，便强制了挤压时盖板25的纵向中间部位不向侧面弯曲，故可避免盖板25这种弯曲而引起与模芯12的尾端部位不得已的干涉，可有效防止挤压过程中模芯12的损坏。

第三实施例

第三实施例的模具如图10所示，在模芯12侧面上不加工穿透的支承孔，而是加工成支承凹座30，把支承销31插到凹座30中，这样，用该支承销31对模芯12进行支承定位。

第四实施例

第四实施例的模具如图11所示，在模芯12的左右加工二个支承孔16、16，各支承孔分别插入支承销13，13，这样，用二个支承销13、13支承着模芯12。由于这种二点支承结构，可使支承变得很稳定。进一步，也可采用多于二点的支承结构。

由上述，本发明的组合模具，使用了如支承销等支承件，用这种支承件，将模芯进行支承并定位于模支承的定位孔中。由于在模芯上可加工出支承孔或支承凹座，故加工是容易的。故，在组合模具中制造阳模是易于进行的，对模具制造成本有利。

并且，由于支承件被支承在模支承的定位孔的台阶部上，而且又把模芯支承在该支承件上，即使不对模芯等进行高精度加工，也可易于在挤压方向上使模支承与模芯的相对位置固定下来，这样，模芯、模具等的制造成本可下降。

再者，由于采用将模芯支承在支承件上后进一步再支承在模支承中的结构，可以易于得到挤压时对模芯的应力集中的缓和效果。故可提供一种强度可靠性高的阳模，从而可大大的降低挤压过程中因模芯损坏而更换的次数，这样，便可长期连续稳定进行挤压。

Claims (7)

1、一种挤压加工用的组合模具，它由形成一空心型材外表部分的阴模，和形成该空心型材空心部分的阳模组合而成，其特征在于，上述阳模包括：

其前端具有空心成形部分、其侧面设有支承孔或支承凹座的模芯；

在该模芯的支承孔或支承凹座内插入并向外伸出的支承件；

具有面向挤压方向的后方作支承用台阶部的模芯定位孔的模芯模支承，上述模芯支承件的向外伸出部分支承在该支承台阶部上。

2、如权利要求1所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，上述支承件是销子。

3、如权利要求2所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，上述支承销，从模芯定位孔的尾端开口位置向外伸出地设置或接近于该开口位置而设置。

4、如权利要求2所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，至少上述模芯的支承孔或支承凹座，在面向挤压方向的后方的内表面形成圆弧状表面，同时，至少上述支承销插入支承孔或支承凹座部分的面向挤压方向的后方的外表面，也形成与支承孔或支承凹座上述圆弧状表面相对应的圆弧表面。

5、如权利要求4所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，上述支承销在面向挤压方向的后方的圆弧外表面，是超过半圆周的圆弧外表面。

6、如权利要求1、2或3所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，模芯是用硬质合金、陶瓷等超硬材料制成的。

7、如权利要求1、2或3所述的挤压加工用组合模具，其特征在于，上述模芯的定位孔，设在横断模芯模支承的材料流通孔的桥部上，该桥部的后端面与设在该桥部后部的盖板的前端面上设有相互嵌合的凹凸部分，由于该凹部与凸部的嵌合，盖板可以确定的位置定位于桥部的后部。

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