CN107661905A

CN107661905A - 平行流模具

Info

Publication number: CN107661905A
Application number: CN201711158500.8A
Authority: CN
Inventors: 丁小理; 李建湘; 王新华; 阮淑愿; 周旺; 邓汝荣
Original assignee: HOSHION INDUSTRIAL ALUMINIUM Co Ltd
Current assignee: HOSHION INDUSTRIAL ALUMINIUM Co Ltd
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-02-06
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: CN107661905B

Abstract

本发明公开了一种平行流模具，包括：互相配合的上模和下模，所述上模包括上模进料端和上模出料端，所述上模进料端设有延伸至上模出料端的分流孔和分流桥，所述上模出料端设有凸起的模芯，所述模芯与分流桥连接；所述下模包括下模进料端和下模出料端，所述下模进料端凹设有焊合室，所述模芯插入所述焊合室与焊合室配合；所述模芯上靠近焊合室一侧设有多个导流孔，且模芯与焊合室配合的边缘处设有凹槽，所述凹槽的长度为导流孔的长度，所述凹槽的深度为导流孔的宽度的二分之一，所述凹槽与焊合室的边缘配合形成一个完整的导流孔。本发明避免了模芯出现受力时的压力差，避免模芯产生侧偏、变形或折断的现象。

Description

平行流模具

技术领域

本发明涉及金属成型模具领域，更具体地，涉及一种平行流模具。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车空调用的铝合金平行流铝扁管作为汽车换热器必须的材料，需求量与日俱增。汽车换热器用的平行流铝扁管具有扁而宽、壁薄、孔多断面、形状复杂、尺寸精度高、生产难度大等特点。在挤压型材的三大因素——模具、原材料铸棒、挤压工艺中，模具是关键。由于平行流铝扁管具有密排空腔多，内腔面积小，挤压模具分流腔内金属分配需合理，模芯稳定性需非常强；而现有的模具设计技术，分流腔内金属分流不当，模芯强度与刚性不足，挤压过程中极易造成模芯侧偏、变形或断裂的情况。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术分流腔内金属分流不当，模芯强度与刚性不足，挤压过程中极易造成模芯侧偏、变形或断裂的缺陷，提供一种平行流模具。

其技术方案如下：

一种平行流模具，包括：互相配合的上模和下模，所述上模包括上模进料端和上模出料端，所述上模进料端设有延伸至上模出料端的分流孔和分流桥，所述上模出料端设有凸起的模芯，所述模芯与分流桥连接；所述下模包括下模进料端和下模出料端，所述下模进料端凹设有焊合室，所述模芯插入所述焊合室与焊合室配合；所述模芯上靠近焊合室一侧设有多个导流孔，且模芯与焊合室配合的边缘处设有凹槽，所述凹槽的长度为导流孔的长度，所述凹槽的深度为导流孔的宽度的二分之一，所述凹槽与焊合室的边缘配合形成一个完整的导流孔。

金属液从上模进料端的分流孔通过分流桥分流后进入至下模的焊合室内通过焊合室与模芯的配合进行焊合后，从下模出料端挤出成型。本技术方案将设于模芯边缘处的凹槽设计为半个导流孔的结构，并通过所述凹槽与焊合室的边缘进行配合，形成一个完整的导流孔结构，即所述焊合室的边缘充当另外半个导流孔。在模芯和焊合室配合的最外侧边缘处设计完整的导流孔，保证了所有部位的金属供应状态趋于一致，因而避免了模芯出现受力时的压力差，避免模芯产生侧偏、变形或折断的现象。

在其中一个实施例中，所述模芯为长条型模芯，所述凹槽的数量为至少两个，两个所述凹槽分别设于模芯的两端端部。

在其中一个实施例中，多个所述导流孔沿模芯的长度方向均匀间隔设置。

在其中一个实施例中，所述导流孔的深度不超过所述焊合室的深度的二分之一；和/或所述凹槽的长度不超过所述焊合室的深度的二分之一。

在其中一个实施例中，所述模芯包括与所述分流桥连接的主体部，与主体部连接且凸出于上模出料端端面的模芯颈部，以及设于颈部一端的模芯头部；所述模芯颈部呈锥形结构，且所述锥形结构的大径端与所述主体部连接，所述锥形结构的小径端与所述模芯头部连接，所述模芯颈部与模芯头部与所述焊合室配合。

在其中一个实施例中，所述模芯颈部与模芯头部的连接处到所述焊合室底部的距离范围为2mm-4mm之间。

在其中一个实施例中，所述下模设有模孔，所述模孔与所述焊合室的底部连通，所述焊合室内位于模孔的最外侧部位设有阻流墩。

在其中一个实施例中，所述分流桥靠近焊合室的一端采用沉桥结构。

在其中一个实施例中，所述分流桥的靠近焊合室的一端呈锥形结构。

在其中一个实施例中，所述分流孔包括第一组分流孔和第二组分流孔，所述第一组分流孔包括依次间隔设置的第一分流孔、第二分流孔和第三分流孔，所述第一分流孔、第二分流孔和第三分流孔均匀分布于同一条直线上，且所述第二分流孔的截面面积小于第一分流孔的截面面积，所述第一分流孔的截面面积与第三分流孔的截面面积相等；所述第二组分流孔与第一组分流孔对称设置。

附图说明

图1为本发明的平行流模具的结构示意图；

图2为图1中A-A向局部剖视图；

图3为本发明的模芯的结构示意图；

图4为图1的B-B向局部剖视图；

图5为图1中C-C向局部剖视图；

图6为本发明的焊合室的结构示意图。

附图标记说明：

10、上模；11、上模进料端；111、分流孔；112、分流桥；1121、第一分流桥；1122、第二分流桥；113、第一组分流孔；1131、第一分流孔；1132、第二分流孔；1133、第三分流孔；114、第二组分流孔；12、上模出料端；121、模芯；1211、导流孔；1212、凹槽；122、主体部；123、模芯颈部；124、模芯头部；20、下模；21、下模进料端；211、焊合室；212、阻流墩；22、下模出料端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1至图3所示的一种平行流模具，包括：互相配合的上模10和下模20，所述上模10包括上模进料端11和上模出料端12，所述上模进料端11设有延伸至上模出料端12的分流孔111和分流桥112，所述上模出料端12设有凸起的模芯121，所述模芯121与分流桥112连接；所述下模20包括下模进料端21和下模出料端22，所述下模进料端21凹设有焊合室211，所述模芯121插入所述焊合室211与焊合室211配合；所述模芯121上靠近焊合室211一侧设有多个导流孔1211，且在所述模芯121上，与焊合室211配合的边缘处设有凹槽1212，所述凹槽1212的长度为导流孔1211的长度，所述凹槽1212的深度为导流孔1211的宽度的二分之一，所述凹槽1212与焊合室211的边缘配合形成一个完整的导流孔。

金属液从上模进料端11的分流孔111通过分流桥112分流后进入至下模20的焊合室211内通过焊合室211与模芯121的配合进行焊合后，从下模出料端22挤出成型。本实施方式将设于模芯121边缘处的凹槽1212设计为半个导流孔1211的结构，并通过所述凹槽1212与焊合室211的边缘进行配合，形成一个完整的导流孔结构，即所述焊合室211的边缘充当另外半个导流孔。在模芯121和焊合室211配合的最外侧边缘处设计完整的导流孔，保证了所有部位的金属液供应状态趋于一致，因而避免了模芯121出现受力时的压力差，避免模芯121产生侧偏、变形或折断的现象。

如图3所示，由于本实施方式的模具为平行流模具，因此所述模芯121为长条型模芯，所述凹槽1212的数量为至少两个，两个所述凹槽1212分别设于模芯121的两端端部；由于模芯121为长条型模芯，因此与焊合室211接触的部分为两端，只需在两端端部设置凹槽1212即可；若模芯121的形状为圆形或其他形状，则可在模芯121的外径处均匀设置多个凹槽1212与焊合室211配合形成完整的导流孔。

另外，为了使模芯121各处的金属液供应状态一致，因此多个所述导流孔1211沿模芯121的长度方向均匀间隔设置。

本实施方式为了保证模芯121的刚性的同时确保空腔间隔壁厚成型的金属供应，取消了在模芯121上设置导流槽的传统做法，仅在模芯121上设置导流孔1211。而传统的导流孔的深度与焊合室的深度一致，是造成模芯121刚性不足的重要因素，本实施方式所述导流孔1211的深度不超过所述焊合室211的深度的二分之一；由于所述凹槽1212的长度与所述导流孔1211的深度相同，因此所述凹槽1212的长度不超过所述焊合室211的深度的二分之一。本实施方式中，所述焊合室211的深度为14mm,导流孔1211的深度或凹槽1212的长度范围为5.5mm-6.5mm，本实施方式采用的导流孔1211的深度为6mm。

如图4所示为了保证型材大面的表面质量，所述分流桥112靠近焊合室211的一端采用沉桥结构，增加了对应部位的焊合室211深度，从而增加焊合力。且所述分流桥112的靠近焊合室211的一端呈锥形结构，且在锥形结构的顶部设置倒角，使金属液体流速均匀的同时，增大金属液体的挤压力，保证型材成型的强度。

如图5所示所述模芯121包括与所述分流桥112连接的主体部122，与主体部122连接且凸出于上模出料端12端面的模芯颈部123，以及设于模芯颈部123一端的模芯头部124；所述模芯颈部123呈锥形结构，提高了模芯121的强度，所述锥形结构的圆锥角度为40度，且所述锥形结构的大径端与所述主体部122连接，所述锥形结构的小径端与所述模芯头部124连接，所述模芯颈部123与模芯头部124与所述焊合室211配合。本实施方式中，所述模芯颈部123的长度为11mm，模芯头部124的长度为5mm。当模芯颈部123与模芯头部124与焊合室211配合时，为了使焊合室211的变形死区小，减小挤压力，提高表面质量，所述模芯颈部123与模芯头部124的连接处到所述焊合室211底部的距离范围为2mm-4mm之间，本实施方式所述模芯颈部123与模芯头部124的连接处到所述焊合室211底部的距离为3mm。

如图6所示所述下模20设有模孔，所述模孔与所述焊合室211的底部连通，所述焊合室211内位于模孔的最外侧部位设有阻流墩212。模芯121发生折断是因为模芯121最外侧向模芯121中心发生侧偏而引起的连锁效应，而造成侧偏的原因是模芯121最外侧对着的模孔虽然处于分流桥112下，但实际操作中，该部位对应的焊合室211金属液流量最多，大于内腔筋部位，从而造成模芯121受力不均匀，因此，在所述焊合室211内位于模孔的最外侧部位设有阻流墩212，使得该处的金属液体也可以导流孔的方式供应，平衡模芯121的受力。

所述分流孔111包括第一组分流孔113和第二组分流孔114，所述第一组分流孔113包括依次间隔设置的第一分流孔1131、第二分流孔1132和第三分流孔1133，所述第一分流孔1131、第二分流孔1132和第三分流孔1133均匀分布于同一条直线上，且所述第二分流孔1132的截面面积小于第一分流孔1131的截面面积，所述第一分流孔1131的截面面积与第三分流孔1133的截面面积相等；所述第二组分流孔114与第一组分流孔113对称设置，即所述第二组分流孔114同样包括了第一分流孔、第二分流孔和第三分流孔。所述第一组分流孔113与第二组分流孔114呈上下两排设置，且分流孔111的总数为六个，六个分流孔相较于传统的两个或四个分流孔能更好地对金属液进行分配，且位于中间的第二分流孔1132的面积小于位于两侧的第一分流孔1131和第三分流孔1133的面积，较好地限制流速快的中间部位的金属液的供应，使金属液分配由中心向外增加，消除了因挤压筒径向上从中心向外压力递减的梯度造成金属液流速的差异。

所述分流桥112包括第一分流桥1121和第二分流桥1122，所述第一分流孔1131与第二分流孔1132之间、第二分流孔1132与第三分流孔1133之间均设有第一分流桥1121，所述第一组分流孔113与第二组分流孔114之间，设有第二分流桥1122，所述第一分流桥1121与第二分流桥1122互呈夹角设置，所述第二分流桥1122的底部与模芯121连接。相邻两条所述第一分流桥1121之间的间距沿远离第二分流桥1122的方向逐渐增大。即位于同一组分流孔中的两条第一分流桥1121之间的间距沿远离第二分流桥1122的方向逐渐增大。或者可理解为所述第一分流桥1121的倾斜方向为，以第二分流桥1122的中心区域为原点，各第一分流桥1121由原点向外呈放射状倾斜。将位于第一组分流孔113与第二组分流孔114之间的第二分流桥1122等分为三段，中间段则为第二分流桥1122的中心区域，各第一分流桥1121由第二分流桥1122的中心区域中的某一点为起点，向远离中心区域的外侧呈放射状倾斜，使金属液分配由中心向外以梯度增加。且各第一分流桥1121与第二分流桥1122的夹角相等，使金属液分配由中心向外以梯度增加，消除了因挤压筒径向上从中心向外压力递减的梯度造成金属液流速的差异，避免模芯发生侧偏、变形或断裂，以及空腔间的壁厚不均匀的现象。

所述第一组分流孔113中两条第一分流桥1121的夹角范围为30度至50度；和/或所述第二组分流孔114中两条第一分流桥1121的夹角范围为30度至50度。本实施方式中，位于同一组分流孔中的两条第一分流桥1121之间的夹角为40度。

所述第一分流孔1131的截面面积S₁与第二分流孔1132的截面面积S₂的关系为：S₁＝aS₂，其中a的范围为1.15至1.2之间。第一分流孔1131、第二分流孔1132截面面积的设计结合第一分流桥1121和第二分流桥1122的倾斜设计，共同消除因挤压筒径向上从中心向外压力递减的梯度造成金属液流速的差异。

所述第一分流桥1121与第二分流桥1122的宽度不同，且所述第一分流桥1121与所述第二分流桥1122的宽度比为5:8，且所述第一分流桥1121的宽度不超过12mm。本实施方式中，所述第一分流桥1121的宽度为10mm，第二分流桥1122的宽度为16mm；当四条第一分流桥1122的宽度小于12mm时，在下模20的模孔工作带选择时，可不考虑第一分流桥1122桥底的因素，消除了挤压筒径向上的压力梯度和对第一分流桥1122流速的影响，更容易使各处金属流速趋于一致。

另外，为了保证挤压成型时各处金属液流速趋于一致，模芯工作带的选择也是关键，本实施方式中的模芯工作带所有空腔之间的工作带一致，而不是传统靠近中心长而远离中心短的设计，保证了挤压成型时各处金属液流速趋于一致。同时，连接筋中部工作带取型材厚度的1.6倍。而模孔工作带采用了分段取值、平缓过渡的方式设计，相邻两端取值之差为0.3至0.4之间，避免了工作带之间的突变而引起金属液流速差值过大，产生流速严重不均以及型材表面质量下降。

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

1.一种平行流模具，其特征在于，包括：互相配合的上模和下模，所述上模包括上模进料端和上模出料端，所述上模进料端设有延伸至上模出料端的分流孔和分流桥，所述上模出料端设有凸起的模芯，所述模芯与分流桥连接；所述下模包括下模进料端和下模出料端，所述下模进料端凹设有焊合室，所述模芯插入所述焊合室与焊合室配合；所述模芯上靠近焊合室一侧设有多个导流孔，且模芯与焊合室配合的边缘处设有凹槽，所述凹槽的长度为导流孔的长度，所述凹槽的深度为导流孔的宽度的二分之一，所述凹槽与焊合室的边缘配合形成一个完整的导流孔。

2.根据权利要求1所述的平行流模具，其特征在于，所述模芯为长条型模芯，所述凹槽的数量为至少两个，两个所述凹槽分别设于模芯的两端端部。

3.根据权利要求1所述的平行流模具，其特征在于，多个所述导流孔沿模芯的长度方向均匀间隔设置。

4.根据权利要求1所述的平行流模具，其特征在于，所述导流孔的深度不超过所述焊合室的深度的二分之一；和/或所述凹槽的长度不超过所述焊合室的深度的二分之一。

5.根据权利要求1所述的平行流模具，其特征在于，所述模芯包括与所述分流桥连接的主体部，与主体部连接且凸出于上模出料端端面的模芯颈部，以及设于模芯颈部一端的模芯头部；所述模芯颈部呈锥形结构，且所述锥形结构的大径端与所述主体部连接，所述锥形结构的小径端与所述模芯头部连接，所述模芯颈部与模芯头部与所述焊合室配合。

6.根据权利要求5所述的平行流模具，其特征在于，所述模芯颈部与模芯头部的连接处到所述焊合室底部的距离范围为2mm-4mm之间。

7.根据权利要求1所述的平行流模具，其特征在于，所述下模设有模孔，所述模孔与所述焊合室的底部连通，所述焊合室内位于模孔的最外侧部位设有阻流墩。

8.根据权利要求1-7任一项所述的平行流模具，其特征在于，所述分流桥靠近焊合室的一端采用沉桥结构。

9.根据权利要求8所述的平行流模具，其特征在于，所述分流桥的靠近焊合室的一端呈锥形结构。

10.根据权利要求8所述的平行流模具，其特征在于，所述分流孔包括第一组分流孔和第二组分流孔，所述第一组分流孔包括依次间隔设置的第一分流孔、第二分流孔和第三分流孔，所述第一分流孔、第二分流孔和第三分流孔均匀分布于同一条直线上，且所述第二分流孔的截面面积小于第一分流孔的截面面积，所述第一分流孔的截面面积与第三分流孔的截面面积相等；所述第二组分流孔与第一组分流孔对称设置。