CN105562450A - 一种等通道转角挤压模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等通道转角挤压模具，包括:外模具，所述外模具包括左外模具和右外模具，所述左外模及右外模在使用过程中需成对使用；中间模具，所述中间模具包括中间大模具及中间小模具，所述中间大模具及中间小模具安装固定在所述外模之间，中间大模具与中间小模具安装完毕后两者之间预留有一定的间隔，间隔的大小为试样尺寸的大小，所预留的间隔为试样提供行程约束；推动机构，所述推动机构与所述外模具与中间模具配合，推动试样沿中间模具所限定的行程导向推进，完成等通道转角工艺的挤压。本等通道转角挤压模具，可在不改变外模具的情况下根据实际等通道转角挤压试样大小灵活方便的改变等通道转角挤压的角度和尺寸大小，解决了等通道转角挤压工艺需要针对不同试样大小配备不同模具的难题。

Description

一种等通道转角挤压模具

技术领域

本发明涉及机械加工及材料成型技术领域，尤其是涉及一种等通道转角挤压模具。

背景技术

等通道转角挤压是一种通过使材料经受大塑性变形，从而细化材料组织提高材料性能的技术。20世纪90年代，Valiev等人利用该技术获得了具有亚微米级晶粒尺寸的超细晶组织铝合金，从而掀起了世界各国学者对等通道转角挤压细化材料组织的研究热潮。时至今日，人们已经对包括纯金属、单相合金、多相合金和金属基复合材料等在内的十余种材料进行了等通道转角挤压组织细化研究，已经获得亚微米级或纳米级的超细晶结构，材料经等通道转角挤压细化后性能得到大幅度提升。

等通道转角挤压工艺处理后合金材料组织显著细化，金属材料力学性能明显提高。近几年该工艺已由试验研究阶段逐步开始推广应用，但现有工艺对模具需求量较大，不同试样尺寸及不同挤压角度均需制造单独与试样匹配的模具，成本较高，模具使用效率较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种可方便调整试验尺寸和挤压角度的等通道转角挤压专用模具。

根据本发明的一种等通道转角挤压专用模具，包括:用于提供轨道约束的外模具，所外模具加工有凹槽，作为推动机构的导轨，使推动机构沿凹槽移动；用于放置试样提供转角通道的内模具；推动机构，所述推动机构与所述外模具凹槽配合，沿所述外模具凹槽移动，推动试样在所述中间模具内沿挤压通道移动，完成等通道转角的挤压。

根据本发明的一种等通道转角挤压专用模具，根据实际挤压时试样大小及挤压角度的许用，通过更换具备不同角度和尺寸的中间模具，即可实现等通道转角挤压工艺参数的调整，满足了等通道转角挤压工艺对模具角度及试样大小灵活调整的要求，解决了目前不同试样与角度需更换整套模具问题，从而提供了工作效率，减小了加工成本。

另外，根据本发明的一种等通道转角挤压专用模具，还具有如下附加技术特征：

所述一种等通道转角挤压专用模具：外模具，所述外模具由左外模具和右外模具组成，进行挤压时左外模具与右外模具成对使用，并采用螺栓方式将两者固定，左外模具与右外模具之间安装中间模具，左外模具与右外模具加工有凹槽，作为推动机构的导轨。进行等通道转角挤压时，在外力作用下推动推动机构，试样在推动机构推动下即可完成等通道转角挤压。

具体地，所述外模具包括：左外模具，所述左外模具与推动机构配合表面加工有凹槽，凹槽两侧加工有螺纹孔和通孔，螺纹孔用以中间模具的安装固定，通孔用以左外模具和右外模具的连接固定；右外模具，所述右外模具与推动机构配合表面加工有凹槽，凹槽两侧加工有盲孔与通孔，盲孔用以中间模具的安装固定，通孔用以右外模具与左外模具的连接固定。挤压时，将推动机构放置在外模具的凹槽内，即可保证推动机构沿凹槽移动。

所述一种等通道转角挤压专用模具：中间模具，所述中间模具安装固定在外模具内，安装固定后中间模具为试样提供了具有一定转角角度的通道，中间模具内放置被挤压试样，与推动机构配合保证试样只能在该通道内移动。

具体地，所述中间模具包括：中间大模具，所述中间大模具可根据挤压工艺需要加工出不同角度的转角，转角处需加工出圆角以减小挤压时的摩擦力对试样损坏，所述中间大模具表面加工有通孔，用以中间大模具与外模具的固定；中间小模具，所述中间小模具无需加工出转角，所述中间小模具表面加工有通孔，用以中间小模具与外模具的固定。需要改变等通道转角的转角大小时，只需将具有不同转角角度的中间大模具换掉，即可实现等通道转角角度的调整，满足不同等通道转角角度的使用要求。

所述一种等通道转角挤压专用模具：推动机构，所述推动机构安装在所述外模具凹槽内，与外模具与中间模具配合，在外力作用下推动试样移动，完成等通道转角挤压。

具体地，所述推动机构包括：顶杆，所述顶杆细端放入中间大模具与中间小模具之间的间隔中，其顶端与试样一段接触，推动试样沿通道移动，顶杆粗端表面加工有通孔，用以顶杆架与顶杆的固定安装；顶杆架，所述顶杆架顶端加工有螺纹孔，用以顶杆架和顶杆的连接固定，顶杆细端放置在两个顶杆架中间，顶杆架安装固定在顶杆上后，与外模具的凹槽配合，只能沿外模具的凹槽移动。

根据本发明一种等通道转角挤压专用模具，在等通道转角挤压过程中，仅更换中间大模具即可实现试样对不同转角角度的要求，可显著提高挤压效率，减小模具的加工制造成本，此模具的应用，可扩大等通道转角挤压技术在实际中的应用范围，提高其推广速度，可广泛应用于材料的热成型领域。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一种等通道转角挤压模具的结构示意图。

图2是根据本发明的外模和中间模具的结构示意图；

图3是根据本发明的右外模、中间模具和试样的结构示意图；

图4是等通道转角挤压时的结构简图；

图5是根据本发明的推动机构结构示意图；和

图6是根据本发明顶杆的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的一种等通道转角挤压专用模具，可用于金属材料的加工制造及材料的挤压成型领域。

根据本发明实施例的一种等通道转角挤压专用模具，包括：外模具1、中间模具2、推动机构3、外模具连接螺栓4、中间模具固定螺栓5、顶杆架固定螺栓6和试样7。

如图1所示，外模具1用于固定安装中间模具2及为推动机构3提供移动导轨。中间模具2用以放置试样，为等通道转角挤压提供具有一定转角的通道。推动机构3用以推动试样沿中间模具2的通道移动，完成等通道转角挤压。

外模具1由左外模具11和右外模具12组成，具体地，如图2所示，左外模具11与右外模具12中间固定安装有中间模具2，左外模具11与右外模具12与中间模具2接触面加工有凹槽，左外模具11与右外模具12通过外模具连接螺栓4连接固定。如图3所示，中间模具2包括中间大模具21和中间小模具22，中间大模具21加工成具有一定转角角度的形状，中间小模具22无转角，中间大模具21和中间小模具22采用中间模具固定螺栓5分别固定安装外模具1上。如图3所示，中间大模具21和中间小模具22安装在外模具1上，中间大模具21与中间大模具22之间存在一定的间隔，形成了挤压所需的具有一定转角角度的通道，通道内放置试样7。如图4所示，试样7放置在中间模具2具有一定转角角度的通道后，试样7在外力推动下，只能沿中间模具2的通道移动，试样7在外力由竖直通道经过转角后进入水平通道，即可完成等通道转角挤压，当经过转角时，试样7内部发生剪切大塑性变形，材料内部显微组织细化，材料性能显著提高，经过多次挤压后，即可获得具有较高力学性能的材料。

推定机构3由顶杆31和顶杆架32组成，具体地，如图5所示，顶杆31和顶杆架32直接采用顶杆固定螺栓6连接装配。如图6所示，顶杆31被加工成上大下小的“丁”字形，顶杆架32与顶杆31装配后，顶杆架32内侧面与顶杆31的细端接触，顶杆31的最下端与试样7接触，顶杆架32与外模具1的凹槽接触，顶杆架32两个内侧面与中间模具2一起组成了一个四面封闭的空间，限定了试样7的空间自由度，使试样7只能沿中间模具2的通道移动。

在对试样7进行等通道转角挤压时，先将中间模具2用中间模具固定螺栓5固定在左外模具11上，然后将左外模具11与右外模具12用外模具连接螺栓4连接固定，将试样7放入中间模具2内，把顶杆31与顶杆架32用顶杆架固定螺栓6固定装配后放入外模具1的凹槽内，将上述安装后的模具及试样放置在专用设备上即可完成等通道转角挤压。

当试样7尺寸大小改变时，可将中间大模具21及中间大模具22的安装孔位置进行调整，即可调整通道间隔的大小，满足不同试样尺寸的挤压需要；当试样7需要进行不同角度的等通道挤压时，只需将具有不同转角角度的中间大模具21进行更换即可满足挤压要求。

简言之，根据本发明实施例的一种等通道转角挤压专用模具，在进行等通道转角挤压时，当试样尺寸及转角角度改变时，只需将中间模具2的安装位置或转角角度进行更改即可实现不同试样及不同角度的挤压要求，从而减小了模具的加工制造成本，提高了模具的使用效率。该模具可广泛应用材料的成型及材料性能的提高，而采用该模具制备的试样具有较高的力学性能，具有较大的推广应用价值。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种等通道转角挤压模具，其特征在于，包括:

用于提供安装固定的外模具，所述外模具由左外模具和右外模具组成，左外模具与右外模具采用螺栓方式固定在一起，所述外模具内部安装中间模具；

用于安装试样的中间模具，所述中间模具安装在外模具内部，且安装完毕后中间大模具与中间小模具之间存在一定的距离间隔，作为挤压时试样的转角通道；

推动机构，所述推动机构用以推动试样在中间大模具与中间小模具之间的间隔内移动，完成等通道转角挤压。

2.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压模具，其特征在于，左外模具与右外模具内部加工有凹槽作为推动机构的导轨，推动机构安装在凹槽内并只能沿凹槽平行移动；左外模具与右外模具表面加工有不同规格的螺纹孔，用以不同角度内模具的安装固定及左外模具与右外模具的配合固定。

3.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压模具，其特征在于，所述中间模具包括：

中间大模具，所述中间大模具可根据挤压工艺需要加工出不同角度的转角，转角处需加工出圆角以减小挤压时的摩擦力对试样损坏，所述中间大模具固定安装在外模具上；

中间小模具，所述中间小模具无需加工出转角，所述中间小模具固定安装在外模具上。

4.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压模具，其特征在于，所述推动机构包括：

顶杆，所述顶杆用以推动试样沿所述中间模具移动，完成等通道转角挤压；

顶杆架，所述顶杆架固定安装在顶杆上，所述顶杆架与所述外模具凹槽配合为顶杆提供自由度约束，保证顶杆只能沿中间模具的转角通道移动。