CN105170680A - 保护式铝型材双孔挤压模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护式铝型材双孔挤压模，包括相互连接的上模和下模；所述上模中心设置有一个中心分流孔，以及设置于所述中心分流孔周围的四个外侧分流孔；相邻的所述外侧分流孔之间形成有主分流桥，所述外侧分流孔和所述中心分流孔之间形成有辅助分流桥，所述中心分流孔两侧各设置有一个关于所述上模的纵向中心线对称的模芯，且所述模芯均处于所述主分流桥或/和辅助分流桥正下方；所述下模中设置有焊合室，以及与所述焊合室连通的两个模孔，每个所述模孔与一个所述模芯相互对应。本发明提供一种保护式铝型材双孔挤压模，提高挤压效率，减小模具用量，降低挤压力增大模具寿命，也能降低成本。

Description

保护式铝型材双孔挤压模

技术领域

本发明涉及模具技术领域，特别涉及一种保护式铝型材双孔挤压模。

背景技术

在铝型材生产过程中，模具是关键.模具的问题一直困扰着企业。一直以来，铝型材生产都是以单孔的形式进行的。以单孔模具进行生产，存在着诸多弊病。虽然铝型材的产品与规格繁多，但以小断面的型材居多，特别是断面积小于的200mm²型材应用于民用与工业上居多，对于这些产品，一般都选择在8MN以下的挤压机上采用单孔模具进行生产。采用这种模式，一方面单位时间的挤压产量受到限制，另一方面，单位产量的能耗高、单位产量的劳动力成本高，导致整个生产成本高。特别是近几年，随着土地、劳动力、能源供给趋紧以及资源环境约束矛盾日益突出等因素的影响，铝型材企业的总成本明显趋涨，企业明显感到了一定的压力，特别是，经济持续快速发展和人均收入水平的稳定提高促使铝型材企业的人力资源成本逐年快速上升，而且新劳动法的实施也使得企业的人力资源成本短期内上升很大，原来我国铝型材企业竞争的重要优势--低成本的人力资源已逐渐丧失，而且从长期看，人力资源成本还将持续上升。

但是，如果将这些产品安排在大机台上进行挤压生产，那么仍采用单孔生产的方式，则挤压的变形程度会增大，造成挤压过程中的挤压力增大，可能会出现挤不动现象，甚至导致模具的崩裂。而且，大断面的型材产品与规格、数量有限，如果大机台仅为大断面型材而设，则可能会造成设备有闲置的可能，而不能完全发挥设备的潜能以及投资资金的利用率。

但对于双孔或多孔模具，目前仍没有成熟的可借鉴的理论和经验，行业里对双孔模的研制也可以部是方兴未艾，因为双孔模是多孔模的基础。特别是对于如图1所示的铝型材500，一方面其具有与空心部分510连接的较长的悬臂部分520，即在对应的模具上具有危险断面；而且，对铝型材的装饰面530有一定的要求，挤压的焊缝不能在装饰面530上，另一方面，这类铝型材的断面面积小，要大批量生产的话，采用单孔生产是无法满足市场的需求的。

发明内容

基于此，为解决上述传统技术中的问题，本发明提供一种保护式铝型材双孔挤压模，提高挤压效率，减小模具用量，降低挤压力增大模具寿命，也能降低成本。

其技术方案如下：

一种保护式铝型材双孔挤压模，包括相互连接的上模和下模；所述上模中心设置有一个中心分流孔，以及设置于所述中心分流孔周围的四个外侧分流孔，四个所述外侧分流孔关于所述上模的横向中心线和纵向中心线均对称设置；相邻的所述外侧分流孔之间形成有主分流桥，所述外侧分流孔和所述中心分流孔之间形成有辅助分流桥，所述中心分流孔两侧各设置有一个关于所述上模的纵向中心线对称的模芯，且所述模芯均处于所述主分流桥或/和辅助分流桥正下方；所述下模中设置有焊合室，以及与所述焊合室连通的两个模孔，每个所述模孔与一个所述模芯相互对应；而且，所述中心分流孔的面积设置为S1，所述外侧分流孔的面积设置为S2，则存在以下关系：S2＝1.1～1.2S1；另外，所述模芯的弹性偏移预留量设置如下：a＝δ+0.25mm；b＝δ-0.15mm；其中，a—为模芯外侧弹性偏移预留量，b—为模芯内侧弹性偏移预留量，δ—为型材的最小壁厚+0.05mm，或单孔时的该处开模壁厚；并且，所述分流孔的分流比K＝1/4λ～1/3λ，其中λ为挤压比。

采用五个分流孔的布置形式，这样一方面可获得较大的分流比，从而使挤压力降低，挤压较平稳，制造也简单容易。另一方面，通过将模芯设置在主分流桥和辅助分流桥正下方，在挤压过程中可将铝型材具有较长悬臂的非空心部位(平模部分)置于分流桥下，可起“遮盖”保护作用，而且平模部分往往流速较快，置于分流桥下，可减慢其流速，避免下模取工作带时，该处工作带取得过长而与相邻部位过渡突然出现起筋现象。这样，与一个模芯相邻的三个分流桥的金属焊合，一个落在悬臂处的非装饰面上，另二个则落在型材的角部上，避免铝型材装饰面上出现焊缝质量不良。另外，采用模孔与模芯左右对称的布置方式，并使有悬臂的非空心部位(平模部分)背向挤压中心，同时使铝型材大面水平放置进行出料，从而使铝型材挤压过程中，模具的强度更可靠，产品能够平稳的挤出。通过双模孔挤出型材，速度差较小，修模容易，而且能够提高挤压效率，减小模具用量，降低挤压力增大模具寿命，也能降低成本。

下面对一种技术方案进行进一步说明：

进一步地，所述下模的模孔边缘处设置有下模工作带，所述下模工作带包括与铝型材的悬臂部分对应的悬臂工作带，所述悬臂工作带远离并背向挤压中心，且所述悬臂工作带位于所述主分流桥或/和辅助分流桥下方。

进一步地，所述下模工作带包括与铝型材的空心部分对应的空心工作带，所述空心工作带靠近挤压中心，所述空心工作带靠近挤压中心处的宽度比远离所述挤压中心处的宽度大。下模工作带的设计要考虑离挤压中心远近的关系，离挤压中心越近受力越大下模工作带需要设计得越宽，并使有悬臂的非空心部分(悬臂工作带)背向挤压中心，并且悬臂工作带的宽度比空心工作带的宽度大，因为悬臂工作带受力较大。

进一步地，所述主分流桥和辅助分流桥的底部均设置有倒桥结构。分流桥入口进行倒桥结构设计，这样做可以改变分流桥断面的中性层位置，降低最大拉力，从而提高模具的强度。

进一步地，所述外侧分流孔由中心向外逐渐扩展且扩展角范围为5～10°。外侧分流孔形状采用由中心向外扩大的方式，可以使外侧的金属供应更加充足。这样，一方面可使外侧的金属供应充足以弥补与中心分流孔的压力差；另一方面，可以降低挤压力以提高模具的受压从而提高模具的强度。

进一步地，所述焊合室中间设置有隔墙，且所述隔墙高度低于所述焊合室深度。利用隔墙将下模焊合室分隔成两个独立的焊合室，这样可以使得各自模孔的金属成形不互相影响。但为了便于对金属流速进行调整以及减轻中心处成形的阻力，将中心分流孔对应的隔墙下沉一段距离。

进一步地，还包括连接所述上模和下模的销钉和螺钉，所述下模设置有与所述销钉对应的阶梯式销钉孔。下模的销钉孔采用阶梯式，有利于上模、下模在热处理前就能精确的确定销钉与螺钉的位置，上模、下模同时进行热处理工序，以缩短制造周期；同时可以使得模具在使用过程中，销钉不易掉落。

进一步地，所述主分流桥宽度为16～26mm，而所述辅助分流桥的宽度为12～16mm。遮盖模芯主体的主分流桥较宽，而辅助分流桥设计得较窄，这样能使角部获得良好的焊合缝质量。

本发明具有如下有益效果：

1、可通过两个模孔同时进行挤压，挤压效率大大提高，模具用量大为减少，同时减少了能耗，降低了成本；

2、合理对称布置模芯模孔和分流孔，使挤压力大大降低，从而提高了模具寿命，降低了成本；

3、通过合理设置模芯、模孔和下模工作带的位置结构，可避免铝型材的装饰面上有焊合缝而造成色差现象；

4、为设计多孔如四孔、八孔或以上孔数的挤压模具提供了可靠的技术参考数据。

附图说明

图1是本发明实施例所述铝型材的主剖视结构示意图；

图2是本发明实施例所述保护式铝型材双孔挤压模的主剖视结构示意图；

图3是本发明实施例所述保护式铝型材双孔挤压模的上模分流孔及分流桥部分的局部结构示意图一；

图4是图3的A-A部分的剖视结构示意图；

图5是本发明实施例所述保护式铝型材双孔挤压模的上模分流孔及分流桥部分的局部结构示意图二；

图6是本发明实施例所述保护式铝型材双孔挤压模的模芯与铝型材配合时的结构示意图；

图7是本发明实施例所述保护式铝型材双孔挤压模的下模焊合室及模孔部分的局部结构示意图；

图8是图7的B-B部分的剖视结构示意图。

附图标记说明：100-上模，110-中心分流孔，120-外侧分流孔，130-模芯，140-主分流桥，150-辅助分流桥，200-下模，210-模孔，220-焊合室，230-隔墙，240-销钉孔，250-下模工作带，252-悬臂工作带，254-空心工作带，300-销钉，400-螺钉，500-铝型材，510-空心部分，520-悬臂部分，530-装饰面，540-角部。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1至图3所示，一种保护式铝型材双孔挤压模，包括相互连接的上模100和下模200。上模100中心设置有一个中心分流孔110，以及设置于中心分流孔110周围的四个外侧分流孔120，四个外侧分流孔120关于上模100的横向中心线(即图3中的X轴线)和纵向中心线(即图3中的Y轴线)均对称设置。下模200中设置有焊合室220，以及与焊合室220连通的两个模孔210，每个模孔210与一个模芯130相互对应。采用五个分流孔的布置形式，这样可获得较大的分流比，从而使挤压力降低，挤压较平稳，制造也简单容易。另外，采用模孔210与模芯130左右对称的布置方式，并使铝型材500有悬臂部分520的非空心部位(平模部分)背向挤压中心，同时使铝型材500大面水平放置进行出料，从而使铝型材挤压过程中，模具的强度更可靠，产品能够平稳的挤出。通过双模孔挤出型材，速度差较小，修模容易，而且能够提高挤压效率，减小模具用量，降低挤压力增大模具寿命，也能降低成本。

进一步地，如图3所示，中心分流孔110设置在上模100的正中心，且可设置为近似菱形，关于上模100的横向中心线和纵向中心线完全对称，其深度与外侧分流孔120深度相同。而四个分流孔120可由中心向外逐渐扩展且扩展角范围为5～10°。外侧分流孔120的形状采用由中心向外扩大的方式，可以使外侧的金属供应更加充足。这样，一方面可使外侧的金属供应充足以弥补与中心成型的压力差；另一方面，可以降低挤压力以提高模具的受压从而提高模具的强度。

此外，相邻的外侧分流孔120之间形成有主分流桥140，外侧分流孔120和中心分流孔110之间形成有辅助分流桥140。此外，相邻两个主分流桥和辅助分流桥之间的分布夹具为110°，使各个分流桥和分流孔的布置更合理，有助于进料挤压。而且，中心分流孔110两侧各设置有一个关于上模100的纵向中心线对称的模芯130，且模芯130均处于主分流桥140和辅助分流桥150正下方。通过将模芯130设置在主分流桥140和辅助分流桥150正下方，在挤压过程中可将铝型材500具有较长悬臂部分520的非空心部位(平模部分)置于分流桥下，可起“遮盖”保护作用，而且平模部分往往流速较快，置于分流桥下，可减慢其流速，避免下模200取工作带时，该处工作带取得过长而与相邻部位过渡突然出现起筋现象。这样，与一个模芯130相邻的三个分流桥(围设在模芯周围的一个主分流桥和两个辅助分流桥)的金属焊合，一个落在悬臂部分520处的非装饰面上，另二个则落在型材的角部540上，避免铝型材装饰面530上出现焊缝质量不良。进一步地，如图5所示，可将主分流桥140的宽度设置为16～26mm，而将辅助分流桥的宽度设置为12～16mm。将遮盖模芯130主体的主分流桥140较宽，而辅助分流桥150设计得较窄，这样能使角部获得良好的焊合缝质量。

而且，如图3至图4所示，主分流桥140和辅助分流桥150的底部均设置有倒桥结构。分流桥入口进行倒桥结构设计，这样做可以改变分流桥断面的中性层位置，降低最大拉力，从而提高模具的强度。另外，根据离上模100中心的远近不同，可将主分流桥140和辅助分流桥150靠近上模中心的部分称为内侧分流桥，远离上模中心的部分称为外侧分流桥，并使内侧分流桥的倒桥宽度小于外侧分流桥倒桥宽度。使内侧分流桥和外侧分流桥倒桥的宽度不一样，一方面因为越靠近中心使金属成型的力越大，金属流动阻力越小，所以分流桥底部可设置得宽些，使金属成型的刚性区大一些，从而人为有意的降低这些部位的金属流速达到与远离中心部位的流速趋于一致；另一方面，也为了修模的方便，因为加快流速比减慢要好操作，若中间流速慢，只要稍微将分流桥底部倒桥宽度减小即可。

而且，如果将中心分流孔110的面积设置为S1，外侧分流孔120的面积设置为S2，则存在以下关系：S2＝1.1～1.2S1。并且，使分流孔的分流比为K＝1/4λ～1/3λ，其中λ为挤压比。这样可确定好中心分流孔110和外侧分流孔120之间的面积关系，进一步确定各分流孔的分流关系，使各分流孔进料量更合理，以降低挤压力，使挤压过程更平稳可靠。另外，如图6所示，模芯130的弹性偏移预留量设置如下：a＝δ+0.25mm；b＝δ-0.15mm；其中，a—为模芯外侧弹性偏移预留量(模芯远离上模中心的一侧)，b—为模芯内侧弹性偏移预留量(模芯靠近上模中心的一侧)，δ—为型材的最小壁厚+0.05mm，或单孔时的该处开模壁厚。a、b值的选择是考虑挤压过程中的模芯弹性变形偏移量，如忽略了这点，型材会出现严重的壁厚偏差及流速不均严重现象，甚至堵模现象。

此外，如图7所示，下模200的模孔210左右两侧对称布置，与上模100两侧的模芯130一一对应。并选择挤出产品大面水平放置的出料方式，可便于挤压过程中产品平稳的挤出。通过双模孔挤出型材，从而能够提高挤压效率，减小模具用量，也能降低成本。而且，如图8所示，在焊合室220中间设置有隔墙230，隔墙宽度可设置为6-10mm，且隔墙230高度低于焊合室220深度，具体可相对下沉6mm。利用隔墙230将下模的焊合室220分隔成两个独立的焊合室，每个独立的焊合室与一个模孔连通，这样可以使得各自模孔的金属成形不互相影响。但为了便于对金属流速进行调整以及减轻中心处成形的阻力，将与中心分流孔110对应的隔墙230下沉一段距离，使焊合室上部保持连通。

而且，如图7所示，下模200的模孔边缘处设置有下模工作带250，下模工作带250包括与铝型材500的悬臂部分520对应的悬臂工作带252，悬臂工作带252远离并背向挤压中心，且悬臂工作带252位于主分流桥140或/和辅助分流桥150下方。此外，下模工作带250还包括与铝型材500的空心部分510对应的空心工作带254，空心工作带254靠近挤压中心，空心工作带254靠近挤压中心处的宽度比远离挤压中心处的宽度大。下模工作带250的设计要考虑离挤压中心远近的关系，离挤压中心越近受力越大下模工作带250需要设计得越宽，并使有悬臂的非空心部分(悬臂工作带252)背向挤压中心，并且可使悬臂工作带252的宽度比空心工作带254的宽度大，因为悬臂工作带受挤压力较大。

此外，如图2所示，该铝型材双孔挤压模还包括连接上模100和下模200的销钉300和螺钉400，下模200设置有与销钉300对应的阶梯式销钉孔240。下模200的销钉孔240采用阶梯式，有利于上模100和下模200在热处理前就能精确的确定销钉300与螺钉400的位置，使上模100和下模200同时进行热处理工序，以缩短制造周期；同时可以使得模具在使用过程中，销钉300不易掉落。另外，为了确保铝型材在挤出过程中不与模具发生碰撞，采用二级空刀结构形式，其深度设置为25mm。

本发明提供的保护式铝型材双孔挤压模，可通过两个模孔同时进行挤压，挤压效率大大提高，模具用量大为减少，同时减少了能耗，降低了成本；通过合理对称布置模芯模孔和分流孔，使挤压力大大降低，从而提高了模具寿命，降低了成本；通过合理设置模芯、模孔和下模工作带的位置结构，可避免铝型材的装饰面上有焊合缝而造成色差现象；为设计多孔如四孔、八孔或以上孔数的挤压模具提供了可靠的技术参考数据。采用双孔或多孔挤压，则大大降低挤压变形程度和挤压力，使挤压能顺利进行。同时，单位时间的挤压生产量也将成倍增加，大大提高了挤压效率从而降低了生产成本。同样，如果在原来以单孔模式生产的机台上采用双孔形式生产同样的产品，也将降低挤压力，提高单位产量，并且可以提高模具寿命。所以采用双孔或多孔模具进行挤压，即一套模具可同时挤压生产出多倍的产量，这将大大提高生产效率。另一方面，采用多孔模可以充分利用大机生产小料，从而解决大机“吃不饱”的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，包括相互连接的上模和下模；

所述上模中心设置有一个中心分流孔，以及设置于所述中心分流孔周围的四个外侧分流孔，四个所述外侧分流孔关于所述上模的横向中心线和纵向中心线均对称设置；相邻的所述外侧分流孔之间形成有主分流桥，所述外侧分流孔和所述中心分流孔之间形成有辅助分流桥，所述中心分流孔两侧各设置有一个关于所述上模的纵向中心线对称的模芯，且所述模芯均处于所述主分流桥或/和辅助分流桥正下方；

所述下模中设置有焊合室，以及与所述焊合室连通的两个模孔，每个所述模孔与一个所述模芯相互对应；

而且，所述中心分流孔的面积设置为S1，所述外侧分流孔的面积设置为S2，并存在以下关系：S2＝1.1～1.2S1；

另外，所述模芯的弹性偏移预留量设置如下：a＝δ+0.25mm；b＝δ-0.15mm；其中，a—为模芯外侧弹性偏移预留量，b—为模芯内侧弹性偏移预留量，δ—为型材的最小壁厚+0.05mm，或单孔时的该处开模壁厚；

并且，所述分流孔的分流比K＝1/4λ～1/3λ，其中λ为挤压比。

2.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述下模的模孔边缘处设置有下模工作带，所述下模工作带包括与铝型材的悬臂部分对应的悬臂工作带，所述悬臂工作带远离并背向挤压中心，且所述悬臂工作带位于所述主分流桥或/和辅助分流桥下方。

3.根据权利要求2所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述下模工作带包括与铝型材的空心部分对应的空心工作带，所述空心工作带靠近挤压中心，所述空心工作带靠近挤压中心处的宽度比远离挤压中心处的宽度大。

4.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述主分流桥和辅助分流桥的底部均设置有倒桥结构。

5.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述外侧分流孔由中心向外逐渐扩展且扩展角范围为5～10°。

6.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述焊合室中间设置有隔墙，且所述隔墙高度低于所述焊合室深度。

7.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，还包括连接所述上模和下模的销钉和螺钉，所述下模设置有与所述销钉对应的阶梯式销钉孔。

8.根据权利要求1所述的保护式铝型材双孔挤压模，其特征在于，所述主分流桥宽度为16～26mm，而所述辅助分流桥的宽度为12～16mm。