CN105618503A - 一种半空心型材的保护式挤压模具 - Google Patents

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邓汝荣
黄雪梅
郧鹏
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Abstract

本发明公开了一种半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：包括上模和下模，下摸设置有焊合室以及悬臂，上模设置有模芯，与悬臂的三个成型面相对应的上模设置有三个分流孔，且悬臂的三个成型面边缘与对应模芯边缘的距离为L1，L1为2-5mm，与悬臂的根部相对应的模芯边缘超出悬臂的根部边缘L2，L2为5-10mm；模芯的端面与焊合室的底面之间设置有应力间隙M，下模的悬臂与上模的模芯之间设置有连接螺钉。本发明的保护式挤压模具，模具强度大，结构简单，操作方便，不出现堵模现象。

Description

一种半空心型材的保护式挤压模具
技术领域
本发明涉及型材成型模具，特别涉及一种半空心型材的保护式挤压模具。
背景技术
随着国民经济持续高速的发展,以及现代加工技术的不断进步,铝型材的应用越来越广泛,涉及的领域越来越广,因而出现的品种和规格也越来越多.在众多的品种和规格中,有一种被行业称之为“半空心型材”.这类型材虽然没有闭合的空心部分,但不能使用传统的平面模结构进行挤压.这是因为,在挤压过程中,模子的悬臂面要承受很大的正向压力,当模子发生弹性变形时,悬臂会产生轴向和侧向弯曲而失去稳定,会导致型材壁厚严重变薄而报废；而当发生塑性变形时,则会导致悬臂断裂使模具失效.因此,这类型材的模具强度很难保证.为了减小作用在悬臂表面的正压力,提高悬臂的承压能力,挤出合格的产品同时又能提高模具寿命.近年来,国内外挤压工作者、专家学者及工程技术人员进行了大量的研制,也得出了一些新型的模具结构,如碰穿式分流模、镶嵌式结构分流模等,目前厂家采用的较多模具结构有整体式平面模与碰穿式分流模。采用碰穿式分流模，有的型材结构不具备“切割”的条件，因而采用整体式平面模结构。采用这种结构，模子的厚度大大增加，虽然解决了模具的强度问题，但给加工带来困难。模具厚度大，电加工的电极要长，加工速度慢，制造周期就长。另外，由于模面厚度大，在高温高压这样的挤压条件下，由于金属挤出时温度很高、很软，很容易碰到模具，造成堵模现象，从而影响生产。同时，限制了挤压的速度，又降低了生产效率，因为，挤压速度越高，型材越容易碰到模具而造成堵模。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种半空心型材的保护式挤压模具，模具强度大、寿命长、挤压时不出现堵模现象。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种半空心型材的保护式挤压模具，包括上模和下模，下摸设置有焊合室以及悬臂，上模设置有模芯，与悬臂的三个成型面相对应的上模设置有三个分流孔，且悬臂的三个成型面边缘与对应模芯边缘的距离为L1，L1为2-5mm，与悬臂的根部相对应的模芯边缘超出悬臂的根部边缘L2，L2为5-10mm；模芯的端面与焊合室的底面之间设置有应力间隙M，下模的悬臂与上模的模芯之间设置有连接螺钉。
作为本发明的进一步改进，所述的应力间隙M不大于型材壁厚的50％。
作为本发明的进一步改进，所述的应力间隙M为0.5-1.2mm。
作为本发明的进一步改进，所述的连接螺钉采用制作模具的材料制成的高强度吊挂螺钉。
作为本发明的进一步改进，所述的三个分流孔的面积差异不超过10％。
作为本发明的进一步改进，分流孔在对应型材的角部及悬臂的根部位置,采用局部扩孔结构,扩孔角度为a，a取5°。
作为本发明的进一步改进，所述的模芯包括位于端部的工作带部，以及位于工作带部与模芯本体之间的空刀部，工作带部的长度为8-12mm，空刀部的长度为3-5mm。
作为本发明的进一步改进，所述的悬臂的三个成型端面均设置有0.1-0.15mm的壁厚补偿量H。
作为本发明的进一步改进，在下模的焊合室内对应分流孔的分流桥部位设置桥墩。
作为本发明的进一步改进，所述的分流孔采用平行倾斜结构。
本发明的有益效果在于：
相比于现有技术，本发明挤压模具强度大大提高，模具寿命长，模具在挤压生产过程中，不出现堵模现象；模具加工简化，易于加工，型材的壁厚差减小，可趋于一致，型材的开口尺寸易保证。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例中保护式挤压模具的组合示意图。
图2是本发明实施例中模芯与型材的位置关系示意图。
图3是本发明实施例中上模主视图。
图4是本发明实施例中上模剖视图。
图5是本发明实施例中下模主视图。
图6是本发明实施例中下模剖视图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1-6所示，本发明的一种半空心型材的保护式挤压模具，包括上模100和下模200，下摸设置有焊合室210以及悬臂220，上模100设置有模芯110。
如图2所示，在设定模芯110时，对应成型型材400的模芯110三个边缘与悬臂220的内边缘距离为L1，L1为2-5mm，模芯110另外一侧的边缘则超出悬臂220的根部边缘L2，L2为5-10mm。以此模芯110为基础，设计一个分流模的上模100,而悬臂220作为模孔置于分流模下模200的焊合室210内,用分流模的模芯110将下模200的悬臂220保护起来。
当上模100、下模200组合后,上模100的模芯110端部与下模200焊合室210底面留有一定的间隙，即应力间隙M，悬臂220面积越大,间隙值取越大,但不能大于型材400壁厚的50％,应力间隙M优选为0.5-1.2mm,应力间隙M是用来消除因上模100的模芯110在挤压受力时发生压陷或发生弹性挠曲变形后对悬臂220的作用压力。这样,在整个挤压过程中,模芯110可能会向下发生挠曲,但均不会触及焊合室210平面即悬臂220的表面,因此,就不会对悬臂220施加力的作用。因而,只要保证了上模100的强度和刚度,则减少了或消除了作用在悬臂220表面的正压力,在挤压过程中,大部分正压力均由上模100承受。从而稳定了悬臂220支撑边的对边(即悬臂220的端部)壁厚的偏差,较好的保证了型材400的质量,更重要的是保证了模具的强度,提高了模具的寿命。
虽然由于上模100承受了大部分的正压力而保护了悬臂220,但仍有部分悬臂220暴露在模芯110的外部,同时由于挤压过程中的摩擦力作用,也会使悬臂220受到一定的向下的拉力作用,使悬臂220发生一定的弹性变形,导致悬臂220的端部壁厚产生一定的变薄现象,为了消除这一现象,下模200的悬臂220与上模100的模芯110之间设置有连接螺钉300,连接螺钉300采用制作模具的材料制成的高强度吊挂螺钉。在模具组合时给予一定的预紧力,在悬臂220端部离中心方向的某一位置上将悬臂220的一端“吊挂”在上模100,就可以克服悬臂220向下发生弹性挠曲,从而保证了壁厚的均匀性。
悬臂220的三个成型端面均设置有0.1-0.15mm的壁厚补偿量H，由于挤压过程产生的摩擦力也是很大的,挤压过程还受到工艺参数的影响，通过设置有壁厚补偿量H，能够在悬臂220表面受到上模100的保护并设有连接螺钉300作为吊挂的基础上，进一步保护悬臂220，确保型材400成型质量。
悬臂220的三个成型面相对应的上模100设置有三个分流孔120，在悬臂220支撑边(即悬臂220根部)一端没有设置分流孔120，减小悬臂220的根部受力。各个分流孔120的面积差异控制在10％左右,分流比可取挤压比的30％～40％,以降低挤压力,提高模具的强度。在对应型材400的角部及悬臂220的根部位置,采用分流孔120局部扩孔,扩孔角度为a，a取5°,目的在于降低这些部位的压力及增加这些部位的金属量,使这些成型相对较难流速容易慢的地方的金属供应量增加,从而提高这些部位的金属流速,达到各处流速趋于一致。
模芯110包括位于端部的工作带部111，以及位于工作带部111与模芯110本体之间的空刀部112，工作带部111的长度为8-12mm，空刀部112的长度为3-5mm。工作带部111长度越长,空刀量取下限值，而为了减小上模100中心部分的受压面积,分流孔120采用平行倾斜的结构，则金属进入分流孔120时为平行斜入的方式,或者分流孔120的入料口倒角。
在下模200焊合室210内对应的分流桥部位应设置桥墩,以减小分流桥的跨度,提高模具的强度.焊合室210高度不宜过大,以保证模芯110的刚性和稳定性。焊合室210高度越大,则焊合力越大,悬臂220所受的力就越大,会降低悬臂220的强度。焊合室210高度可以选择比常规分流模的焊合室210深度小2-3mm；工作带的选择按常规分流模工作带选择的原则。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：包括上模和下模，下摸设置有焊合室以及悬臂，上模设置有模芯，与悬臂的三个成型面相对应的上模设置有三个分流孔，且悬臂的三个成型面边缘与对应模芯边缘的距离为L1，L1为2-5mm，与悬臂的根部相对应的模芯边缘超出悬臂的根部边缘L2，L2为5-10mm；模芯的端面与焊合室的底面之间设置有应力间隙M，下模的悬臂与上模的模芯之间设置有连接螺钉。
2.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的应力间隙M不大于型材壁厚的50％。
3.如权利要求2所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的应力间隙M为0.5-1.2mm。
4.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的连接螺钉采用制作模具的材料制成的高强度吊挂螺钉。
5.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的三个分流孔的面积差异不超过10％。
6.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：分流孔在对应型材的角部及悬臂的根部位置,采用局部扩孔结构,扩孔角度为a，a取5°。
7.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的模芯包括位于端部的工作带部，以及位于工作带部与模芯本体之间的空刀部，工作带部的长度为8-12mm，空刀部的长度为3-5mm。
8.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的悬臂的三个成型端面均设置有0.1-0.15mm的壁厚补偿量H。
9.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：在下模的焊合室内对应分流孔的分流桥部位设置桥墩。
10.如权利要求1所述的半空心型材的保护式挤压模具，其特征在于：所述的分流孔采用平行倾斜结构。
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