CN107377937A - 自行车车圈多孔挤压模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车车圈多孔挤压模具，包括上模及与所述上模配合的下模，所述下模靠近所述上模的侧面上设有多个模孔，所述模孔围绕所述下模的轴心沿周向设置，所述上模上沿周向间隔设置有多个第一通道与多个第二通道，所述第一通道设于所述第二通道的外侧，所述上模上设有与所述模孔间隙配合的模芯，所述模芯设于所述第一通道与所述第二通道之间。上述自行车车圈多孔挤压模具，下模所受压力沿径向呈规律性分布，模孔围绕下模的轴心沿周向设置，与模孔间隙配合的模芯位于第一通道与第二通道之间，使不同的模孔在挤压成型时受到的挤压力一致，不同通道内输出的金属液所产生的挤压力可相互抵消，可减少模芯受到的挤压力，使模具成型效果更好。

Description

自行车车圈多孔挤压模具

技术领域

本发明涉及挤压成型设备技术领域，特别是涉及一种自行车车圈多孔挤压模具。

背景技术

挤压成型作为材料成型的一种工艺，具有易成型、产品强度高、可生产具有复杂截面的型材或管材等优点。因此挤压成型的应用越来越广泛，横截面面积较小的零件，例如自行车车圈，也可通过挤压成型模具进行生产。

自行车的市场需求巨大，需要大量的自行车车圈。自行车车圈上具有需要通过模芯成型的小孔，小孔的孔径较小导致模芯的尺寸较小，而传统的多模孔挤压成型模具中，需要较大的挤压力，会导致金属流动复杂，易使不同位置的模孔处的金属液供应及流速不一致，会导致模芯发生偏折甚至折断，影响模具的成型效果。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种成型效果较好的自行车车圈多孔挤压模具。

其技术方案如下：

一种自行车车圈多孔挤压模具，包括上模及与所述上模配合的下模，所述下模靠近所述上模的侧面上设有多个模孔，所述模孔围绕所述下模的轴心沿周向设置，所述上模上沿周向间隔设置有多个第一通道与多个第二通道，所述第一通道设于所述第二通道的外侧，所述上模上设有与所述模孔间隙配合的模芯，所述模芯设于所述第一通道与所述第二通道之间。

上述自行车车圈多孔挤压模具，第一通道与第二通道用于将金属液输送至下模，由于多个第一通道与多个第二通道均沿周向间隔设置，第一通道设于第二通道的外侧，使金属液对下模的压力沿径向呈规律性分布，同时模孔围绕下模的轴心沿周向设置，与模孔间隙配合的模芯位于第一通道与第二通道之间，使不同的模孔在挤压成型时受到的挤压力趋于一致，不会由于某块区域受到的挤压力过大导致位于该区域内的模芯发生偏折，第一通道及第二通道内输出的金属液分别位于模芯的两侧，由不同通道内输出的金属液所产生的挤压力可相互抵消，也可减少模芯受到的挤压力，保证其不发生偏折，则上述自行车车圈多孔挤压模具成型效果更好，同时可增加模具的强度，单个模具的产量较高。

在其中一个实施例中，所述模孔包括两个成型孔段，两个所述成型孔段对称设置，且两个所述成型孔段的对称轴通过所述下模的轴心，所述模芯为两个，两个所述模芯为分别与两个所述成型孔段间隙配合的第一柱体、第二柱体，所述第二通道包括间隔设置的第一分流口与第二分流口，所述第一柱体设于所述第一分流口与所述第一通道之间，所述第二柱体设于所述第二分流口与所述第一通道之间，所述第一分流口与所述第二分流口的横截面的面积相等，所述第一分流口与所述第一通道的横截面的面积之比为(1.1～1.25):1。

模孔包括两个成型孔段，为保证分别与两个成型孔段间隙配合的第一柱体、第二柱体受到一致的挤压力，将两个成型孔段对称设置，且两个成型孔段的对称轴通过下模的轴心，在挤压成型时，两个成型孔段位于下模沿径向分布的同一压力位置，同时，第一分流口与第二分流口的横截面的面积相等，第一分流口与第一通道的横截面的面积之比为(1.1～1.25):1，使输送到下模的金属液的分布更均匀，此时第一柱体、第二柱体均不易发生偏折，成型效果较好。

在其中一个实施例中，所述下模靠近所述上模的侧面上凹设有焊合室，所述模孔与所述焊合室对应设置，所述模孔设于所述焊合室的底面上，相邻两个所述焊合室之间设有沿所述下模的径向设置的隔离墙，所述隔离墙在所述下模的轴心处相互连接。

上述结构中，焊合室可对不同的模孔进行分隔，使不同模孔之间的挤压成型不相互干扰，防止不同的模孔间形成挤压的刚性区域或死区而影响型材的表面质量和力学性能，同时降低加压成型过程中各个模孔的同步性对制造误差的影响。

在其中一个实施例中，当所述上模与所述下模配合时，所述第一分流口与其中一个所述隔离墙正对设置，所述第二分流口与另一个所述隔离墙正对设置。

此时第一分流口与第二分流口均可将金属液输送至相邻的两个焊合室，保证同一个模孔对应的第一柱体、第二柱体均能受到来自两个方向上的金属液的挤压，通过两个方向上的挤压力相互抵消，减少第一柱体、第二柱体所受到的挤压力，防止第一柱体、第二柱体受到的挤压，进一步提高成型效果。

在其中一个实施例中，上述自行车车圈多孔挤压模具还包括分流板，所述分流板设于所述上模远离所述下模的一侧，所述分流板上沿周向设有第三分流口与第四分流口，所述第三分流口设于所述第四分流口的外侧，当所述上模与所述下模配合时，所述第三分流口与所述第一通道连通，一个所述第四分流口与同一个所述第二通道的第一分流口、第二分流口连通，所述分流板的分流比大于所述上模的分流比。

分流比为模具上所有分流口的横截面的面积之和与模孔的横截面的面积之比，分流板的分流比大于下模的分流比，同时分流板通过第三分流口将金属液输送至第一通道，第四分流口将金属液分别输送至第一分流口、第二分流口，此时分流板可对金属液进行预分配，减少上模及下模受到的挤压力，可提高模具的寿命。

在其中一个实施例中，所述第三分流口与所述第四分流口的横截面的面积之比为(1.3～1.4):1。

此时第三分流口与第四分流口输送的金属液趋于一致，有利于上模对金属液的均匀输送。

在其中一个实施例中，所述第四分流口靠近所述第三分流口的内壁包括第一倒角壁与第二倒角壁，所述第一倒角壁向所述第一分流口的方向倾斜设置，所述第二倒角壁向所述第二分流口的方向倾斜设置。

第一倒角壁与第二倒角壁有利于将第四分流口内的金属液输送至第一分流口、第二分流口，可减少上模的冲击，增加模具的寿命。

在其中一个实施例中，所述上模包括分流桥，所述分流桥设于同一个所述第二通道的第一分流口与所述第二分流口之间，所述分流桥靠近所述分流板的一侧均设有倒角结构。

由于上模与分流板的配合，当金属液由分流板进入上模时，会对上模靠近分流板的一侧产生冲击及挤压，为保证金属液更顺利的进入上模，同时减少对上模的挤压，将分流桥靠近分流板的一侧设置为倒角结构，增加模具的强度，可增加上模的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述模孔为六个，所述模孔均匀间隔设置，所述模孔为向所述下模的轴心方向凹设的U形结构，所述第一通道与所述模孔一一对应设置，所述模孔的横截面对称设置，所述模孔的横截面的对称轴通过所述下模的轴心。

模孔为六个时，在保证模具的成型效果的基础上，产量较高，由于上述自行车车圈多孔挤压模具所生产的型材为对称的U型结构，则型材中部的成型面积较大，将模孔中部向下模的轴心方向凹设，使模孔的中部能得到较多的金属液供应，同时模孔的横截面对称设置，模孔的横截面的对称轴通过下模的轴心，可保证模孔的各部位的成型效果一致。

在其中一个实施例中，所述模芯与所述上模可拆卸连接，所述上模上设有与所述模芯匹配的安装孔，所述模芯包括依次连接的第一芯段、第二芯段、第三芯段及第四芯段，所述第一芯段与所述成型孔段间隙配合，所述第三芯段、所述第四芯段均与所述安装孔匹配，且所述第四芯段的外径大于所述第三芯段的外径，所述第二芯段的外径由所述上模向所述下模的方向逐渐减小。

第四芯段可防止上模与下模分开时，由于金属液的黏滞效果导致模芯脱离上模，第二芯段在挤压成型时会受到金属液的挤压，因此将其设置为上述结构可增加模芯的强度，防止模芯在受到挤压时发生偏折。

附图说明

图1为本发明实施例所述的自行车车圈多孔挤压模具的剖视图；

图2为本发明实施例所述的下模的俯视图；

图3为本发明实施例所述的模孔与第一柱体、第二柱体的装配剖面图；

图4为本发明实施例所述的上模的俯视图；

图5为本发明实施例所述的分流板的俯视图；

图6为图5中的A-A剖视图；

图7为图4中的B-B剖视图；

图8为本发明实施例所述的模芯的结构示意图。

附图标记说明：

100、上模，110、第一通道，120、第二通道，121、第一分流口，122、第二分流口，130、模芯，130a、第一柱体，130b、第二柱体，131、第一芯段，132、第二芯段，133、第三芯段，134、第四芯段，140、分流桥，150、第一凸部，160、第二凸部，170、安装孔，200、下模，210、模孔，211、成型孔段，220、焊合室，221、隔离墙，300、分流板，310、第三分流口，320、第四分流口，321、第一倒角壁。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本实施例中，自行车车圈多孔挤压模具用于自行车车圈的挤压成型，但上述自行车车圈多孔挤压模具也可对模孔进行调整使其用于其他零件的挤压成型。

本实施例中，自行车车圈多孔挤压模具主要用于铝合金型材的挤压成型。

如图1所示，自行车车圈多孔挤压模具包括上模100及与上模100配合的下模200，下模200靠近上模100的侧面上设有多个模孔210，模孔210围绕下模200的轴心沿周向设置，上模100上沿周向间隔设置有多个第一通道110与多个第二通道120，第一通道110设于第二通道120的外侧，上模100上设有与模孔210间隙配合的模芯130，模芯130设于第一通道110与第二通道120之间。

上述自行车车圈多孔挤压模具，第一通道110与第二通道120用于将金属液输送至下模200，由于多个第一通道110与多个第二通道120均沿周向间隔设置，第一通道110设于第二通道120的外侧，使金属液对下模200的压力沿径向呈规律性分布，同时模孔210围绕下模200的轴心沿周向设置，与模孔210间隙配合的模芯130位于第一通道110与第二通道120之间，使不同的模孔210在挤压成型时受到的挤压力趋于一致，不会由于某块区域受到的挤压力过大导致位于该区域内的模芯130发生偏折，第一通道110及第二通道120内输出的金属液分别位于模芯130的两侧，由不同通道内输出的金属液所产生的挤压力可相互抵消，也可减少模芯130受到的挤压力，保证其不发生偏折，则上述自行车车圈多孔挤压模具成型效果更好，同时可增加模具的强度，单个模具的产量较高。

本实施例中，模芯130的材料为GT35钢结硬质合金，上模100、下模200的材料为H13钢。此时模芯130与上模100的热膨胀系数相近，易于加工与安装，同时模芯130具有更高的硬度，耐磨性更加明显。

如图2至图4所示，模孔210包括两个成型孔段211，两个成型孔段211对称设置，且两个成型孔段211的对称轴通过下模200的轴心，模芯130为两个，两个模芯130为分别与两个成型孔段211间隙配合的第一柱体130a、第二柱体130b，第二通道120包括间隔设置的第一分流口121与第二分流口122，第一柱体130a设于第一分流口121与第一通道110之间，第二柱体130b设于第二分流口122与第一通道110之间，第一分流口121与第二分流口122的横截面的面积相等，第一分流口121与第一通道110的横截面的面积之比为(1.1～1.25):1。本实施例中，模孔210包括两个成型孔段211，为保证分别与两个成型孔段211间隙配合的第一柱体130a、第二柱体130b受到一致的挤压力，将两个成型孔段211对称设置，且两个成型孔段211的对称轴通过下模200的轴心，在挤压成型时，两个成型孔段211位于下模200沿径向分布的同一压力位置，同时，第一分流口121与第二分流口122的横截面的面积相等，第一分流口121与第一通道110的横截面的面积之比为(1.1～1.25):1，使输送到下模200的金属液的分布更均匀，此时第一柱体130a、第二柱体130b均不易发生偏折，成型效果较好。可选地，当第一分流口121与第一通道110的横截面的面积之比为1.18:1时，第一柱体130a与第二柱体130b防偏折的效果更好。本实施例中，由于型材为对称结构，则模孔210的横截面为对称图形，则第一分流口121与第二分流口122的横截面面积相等，若型材不是对称结构，则第一分流口121与第二分流口122的横截面面接也可不相等。

本实施例中，当上模100与下模200配合时，一一对应设置的第一通道110与模孔210的横截面沿所述下模的同一径线对称设置，第一通道110内靠近下模200外侧的内壁为弧形面，且最大内径为170mm，第一分流口121与第二分流口122均为菱形，一个第一通道110位于同一个第二通道120的第一分流口121、第二分流口122之间。

本实施例中，第一柱体130a与第二柱体130b均为圆柱结构，且第一柱体130a与第二柱体130b的外径均为3.86mm。当根据生产的具体要求，第一柱体130a与第二柱体130b的尺寸也可进行相应的调整。

如图2所示，下模200靠近上模100的侧面上凹设有焊合室220，模孔210与焊合室220对应设置，模孔210设于焊合室220的底面上，相邻两个焊合室220之间设有沿下模200的径向设置的隔离墙221，隔离墙221在下模200的轴心处相互连接。上述结构中，焊合室220可对不同的模孔210进行分隔，使不同模孔210之间的挤压成型不相互干扰，防止不同的模孔210间形成挤压的刚性区域或死区而影响型材的表面质量和力学性能，同时降低加压成型过程中各个模孔210的同步性对制造误差的影响。

本实施例中，焊合室220的深度小于或等于18mm。可选地，焊合室220的深度为18mm，由于下模200具有多个模孔210，增加焊合室220的深度有利于提高各个模孔210的成型效果。此外，隔离墙221的宽度设置为6mm～8mm，高度设置为6mm～10mm。

当上模100与下模200配合时，第一分流口121与其中一个隔离墙221正对设置，第二分流口122与另一个隔离墙221正对设置。此时第一分流口121与第二分流口122均可将金属液输送至相邻的两个焊合室220，保证同一个模孔210对应的第一柱体130a、第二柱体130b均能受到来自两个方向上的金属液的挤压，通过两个方向上的挤压力相互抵消，减少第一柱体130a、第二柱体130b所受到的挤压力，防止第一柱体130a、第二柱体130b受到的挤压，进一步提高成型效果。

如图1及图5所示，上述自行车车圈多孔挤压模具还包括分流板300，分流板300设于上模100远离下模200的一侧，分流板300上沿周向设有第三分流口310与第四分流口320，第三分流口310设于第四分流口320的外侧，当上模100与下模200配合时，第三分流口310与第一通道110连通，一个第四分流口320与同一个第二通道120的第一分流口121、第二分流口122连通，分流板300的分流比大于上模100的分流比。分流比为模具上所有分流口的横截面的面积之和与模孔210的横截面的面积之比，分流板300的分流比大于下模200的分流比，同时分流板300通过第三分流口310将金属液输送至第一通道110，第四分流口320将金属液分别输送至第一分流口121、第二分流口122，此时分流板300可对金属液进行预分配，减少上模100及下模200受到的挤压力，可提高模具的寿命。

本实施例中，上模100的分流比为23.3，分流板300的分流比为26.7，但根据型材的结构，上模100与分流板300的分流比也可进行相应的调整。

第三分流口310与第四分流口320的横截面的面积之比为(1.3～1.4):1。此时第三分流口310与第四分流口320输送的金属液趋于一致，有利于上模100对金属液的均匀输送。

如图5及图6所示，第四分流口320靠近第三分流口310的内壁包括第一倒角壁321与第二倒角壁，第一倒角壁321向第一分流口121的方向倾斜设置，第二倒角壁向第二分流口122的方向倾斜设置。第一倒角壁321与第二倒角壁有利于将第四分流口320内的金属液输送至第一分流口121、第二分流口122，可减少上模100的冲击，增加模具的寿命。本实施例中，第一倒角壁321、第二倒角壁与竖直方向的夹角均为20度。

如图7所述，上模100包括分流桥140，分流桥140设于同一个第二通道120的第一分流口121与第二分流口122之间，分流桥140靠近分流板300的一侧均设有倒角结构。由于上模100与分流板300的配合，当金属液由分流板300进入上模100时，会对上模100靠近分流板300的一侧产生冲击及挤压，为保证金属液更顺利的进入上模100，同时减少对上模100的挤压，将分流桥140靠近分流板300的一侧设置为倒角结构，增加模具的强度，可增加上模100的使用寿命。

本实施例中，分流桥140的宽度为12mm，分流桥140靠近分流板300一侧的倒角为20°。

如图2及图4所示，模孔210为六个，模孔210均匀间隔设置，模孔210为向下模200的轴心方向凹设的U形结构，第一通道110与模孔210一一对应设置，模孔210的横截面对称设置，模孔210的横截面的对称轴通过下模200的轴心。模孔210为六个时，在保证模具的成型效果的基础上，产量较高，由于自行车车圈为对称的U型结构，则型材中部的成型面积较大，将模孔210中部向下模200的轴心方向凹设，使模孔210的中部能得到较多的金属液供应，同时模孔210的横截面对称设置，模孔210的横截面的对称轴通过下模200的轴心，可保证模孔210的各部位的成型效果一致。但根据成型的零件不同，下模200上可也设置其他数量的模孔。

本实施例中，第一分流口121与第二分流口122的数量均为三个。

如图1所示，上模100靠近下模200的一侧设有第一凸部150，下模200上设有与第一凸部150匹配的第一凹部，上模100靠近分流板300的一侧设有第二凸部160，分流板300上设有与第二凸部160匹配的第二凹部。分流板300、上模100及下模200通过上述结构依次设置，可防止上模100与下模200之间产生位移导致模芯130与下模200发生碰撞导致偏折，也可防止分流板300与上模100发生位置导致有分流板300至上模100的金属液输送通道发生阻塞，可提高挤压成型的效果。

如图1及图8所示，模芯130与上模100可拆卸连接，上模100上设有与模芯130匹配的安装孔170，模芯130包括依次连接的第一芯段131、第二芯段132、第三芯段133及第四芯段134，第一芯段131与成型孔段211间隙配合，第三芯段133、第四芯段134均与安装孔170匹配，且第四芯段134的外径大于第三芯段133的外径，第二芯段132的外径由上模100向下模200的方向逐渐减小。第四芯段134可防止上模100与下模200分开时，由于金属液的黏滞效果导致模芯130脱离上模100，第二芯段132在挤压成型时会受到金属液的挤压，因此将其设置为上述结构可增加模芯130的强度，防止模芯130在受到挤压时发生偏折。

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 (10)

1.一种自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，包括上模及与所述上模配合的下模，所述下模靠近所述上模的侧面上设有多个模孔，所述模孔围绕所述下模的轴心沿周向设置，所述上模上沿周向间隔设置有多个第一通道与多个第二通道，所述第一通道设于所述第二通道的外侧，所述上模上设有与所述模孔间隙配合的模芯，所述模芯设于所述第一通道与所述第二通道之间。

2.根据权利要求1所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述模孔包括两个成型孔段，两个所述成型孔段对称设置，且两个所述成型孔段的对称轴通过所述下模的轴心，所述模芯为两个，两个所述模芯为分别与两个所述成型孔段间隙配合的第一柱体、第二柱体，所述第二通道包括间隔设置的第一分流口与第二分流口，所述第一柱体设于所述第一分流口与所述第一通道之间，所述第二柱体设于所述第二分流口与所述第一通道之间，所述第一分流口与所述第二分流口的横截面的面积相等，所述第一分流口与所述第一通道的横截面的面积之比为(1.1～1.25):1。

3.根据权利要求2所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述下模靠近所述上模的侧面上凹设有焊合室，所述模孔与所述焊合室对应设置，所述模孔设于所述焊合室的底面上，相邻两个所述焊合室之间设有沿所述下模的径向设置的隔离墙，所述隔离墙在所述下模的轴心处相互连接。

4.根据权利要求3所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，当所述上模与所述下模配合时，所述第一分流口与其中一个所述隔离墙正对设置，所述第二分流口与另一个所述隔离墙正对设置。

5.根据权利要求2所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，还包括分流板，所述分流板设于所述上模远离所述下模的一侧，所述分流板上沿周向设有第三分流口与第四分流口，所述第三分流口设于所述第四分流口的外侧，当所述上模与所述下模配合时，所述第三分流口与所述第一通道连通，一个所述第四分流口与同一个所述第二通道的第一分流口、第二分流口连通，所述分流板的分流比大于所述上模的分流比。

6.根据权利要求5所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述第三分流口与所述第四分流口的横截面的面积之比为(1.3～1.4):1。

7.根据权利要求5所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述第四分流口靠近所述第三分流口的内壁包括第一倒角壁与第二倒角壁，所述第一倒角壁向所述第一分流口的方向倾斜设置，所述第二倒角壁向所述第二分流口的方向倾斜设置。

8.根据权利要求5所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述上模包括分流桥，所述分流桥设于同一个所述第二通道的第一分流口与所述第二分流口之间，所述分流桥靠近所述分流板的一侧均设有倒角结构。

9.根据权利要求1-8任一项所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述模孔为六个，所述模孔均匀间隔设置，所述模孔为向所述下模的轴心方向凹设的U形结构，所述第一通道与所述模孔一一对应设置，所述模孔的横截面对称设置，所述模孔的横截面的对称轴通过所述下模的轴心。

10.根据权利要求2-8任一项所述的自行车车圈多孔挤压模具，其特征在于，所述模芯与所述上模可拆卸连接，所述上模上设有与所述模芯匹配的安装孔，所述模芯包括依次连接的第一芯段、第二芯段、第三芯段及第四芯段，所述第一芯段与所述成型孔段间隙配合，所述第三芯段、所述第四芯段均与所述安装孔匹配，且所述第四芯段的外径大于所述第三芯段的外径，所述第二芯段的外径由所述上模向所述下模的方向逐渐减小。