CN107838217A - 一种铝合金大圆管模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具加工技术领域，具体涉及一种铝合金大圆管模具，包括相互连接的上模和下模；所述上模的中部设置有舌芯，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向设置，所述舌芯为一端具有球状凸起的锥台结构，所述球状凸起位于舌芯靠近上模进料端的一侧，所述舌芯上靠近上模出料端的另一侧包括延伸出上模的圆柱体，所述圆柱体的端面中心设有U形的淬透孔，所述圆柱体沿着上模的进料端到上模的出料端的方向依次设置有第一工作带和第二工作带，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向的截面呈阶梯形；本发明的有益效果在于：能有效的降低挤压力，提高模具的强度，提高生产效率，减少模具的消耗，解决了硬合金椭圆和焊缝的问题。

Description

一种铝合金大圆管模具

技术领域

本发明涉及模具加工技术领域，具体涉及一种铝合金大圆管模具。

背景技术

近几年，工业铝材在铝型材市场的份额快速增大，涉及的领域也越来越多。特别是电机壳类的大圆管型材，为了满足产品性能的需要，多采用6061、6082合金，且焊缝要求高，这给模具开发带来了非常大的难度。

目前生产铝合金大圆管的模具一直以来都存在有椭圆和焊缝问题，这些问题难以解决，分析原因主要是因为大圆管在模具开发的过程中，由于承压面大，上模的芯部多采用爬坡式的设计，且硬铝合金在挤压时，金属流动性差，造成挤压力太大，影响模具的强度，模具消耗大，生产效率低。因此为了提高挤压效率，获得合格的产品，就必须打破传统的设计方法，开拓思路，勇于创新，以适应日益发展的铝型材市场需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够有效的降低挤压力，提高模具的强度，解决椭圆和焊缝问题的铝合金大圆管模具。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种铝合金大圆管模具，包括相互连接的上模和下模；

所述上模的中部设置有舌芯，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向设置，所述舌芯为一端具有球状凸起的锥台结构，所述球状凸起位于舌芯靠近上模进料端的一侧，所述舌芯上靠近上模出料端的另一侧包括延伸出上模的圆柱体，所述圆柱体的端面中心设有U形的淬透孔，所述圆柱体沿着上模的进料端到上模的出料端的方向依次设置有第一工作带和第二工作带，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向的截面呈阶梯形；

所述上模的进料端的圆周面上设置有六个贯穿上模的分流孔，所述分流孔均匀分布在舌芯的四周，所述分流孔之间设置有分流桥；

所述下模自下模的进料端至下模的出料端依次设置有焊合室、第三工作带和下模空刀；所述焊合室自下模的进料端至下模的出料端方向的横截面为梯形；所述焊合室的入口侧大于出口侧。

进一步的，所述分流桥自上模的进料端至上模的出料端方向的形状呈水滴形。

进一步的，所述分流桥的入口侧设置有斜面，所述分流桥的出口侧设置有圆弧锥面，所述圆弧锥面的单边夹角为15度。

进一步的，所述斜面和分流桥的连接处设置第一圆角。

进一步的，所述焊合室和第三工作带的连接处设置第二圆角。

进一步的，所述第三工作带的入口侧设置有阻碍角。

进一步的，所述上模的出料端设置沉桥，所述沉桥位于分流桥下方，所述下模的进料端还设置有沉头孔。

进一步的，所述上模和下模通过螺丝和销钉连接。

本发明的有益效果在于：通过在舌芯靠近上模进料端的一侧的采用球状凸起，可以减少模具受压面积，有效保护模具。通过将爬坡式设计改为阶梯式设计，使得摩擦转变为间歇式，因此降低挤压力的效果显著。通过在舌芯的一端设置U形的淬透孔，可以增加热处理过程中的淬透性。通过在上模原有第一工作带的前提下，增加设置第二工作带，在上模增加二次工作带，可以对型材起到支撑和整形的作用，改善大圆管的椭圆度。模具的整体设计结构合理，能有效的降低挤压力，提高模具的强度，提高生产效率，减少模具的消耗，解决了硬合金椭圆和焊缝的问题。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的一种铝合金大圆管模具的上模的主视图；

图2为图1所示的A-A方向的剖面图；

图3为图1所示的B-B方向的剖面图；

图4为图1所示的C-C方向的剖面图；

图5为图2所示的E处的局部放大图；

图6为本发明具体实施方式的一种铝合金大圆管模具的下模的主视图；

图7为图6所示的X-X方向的局部剖面图；

图8为图7所示的F处的局部放大图；

标号说明：

1、上模；11、舌芯；111、圆柱体；12、球状凸起；13、淬透孔；14、第一工作带；15、第二工作带；16、阶梯形；17、分流孔；18、分流桥；181、斜面；182、圆弧锥面；183、第一圆角；19、沉桥；

2、下模；21、焊合室；22、第三工作带；23、下模空刀；24、第二圆角；25、阻碍角；26、沉头孔。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：上模的设计针对硬铝合金挤压力大的问题做全方位的降压，从分流桥，分流孔及舌芯的设计入手，减少挤压所产生的正向压力。下模通过采用截面为梯形的焊合室并在焊合室上设置阻碍角，通过焊合和工作带的连接处倒圆角的设计来改善硬铝合金焊合的质量，以保证制品的性能要求。

请参照图1至图8所示，一种铝合金大圆管模具，包括相互连接的上模1和下模2；

所述上模1的中部设置有舌芯11，所述舌芯11自上模的进料端至上模的出料端方向设置，所述舌芯11为一端具有球状凸起12的锥台结构，所述球状凸起12位于舌芯11靠近上模1进料端的一侧，所述舌芯11上靠近上模1出料端的另一侧包括延伸出上模1的圆柱体111，所述圆柱体111的端面中心设有U形的淬透孔13，所述圆柱体111沿着上模1的进料端到上模1的出料端的方向依次设置有第一工作带14和第二工作带15，所述舌芯11自上模1的进料端至上模1的出料端方向的截面呈阶梯形16；

所述上模1的进料端的圆周面上设置有六个贯穿上模的分流孔17，所述分流孔17均匀分布在舌芯11的四周，所述分流孔17之间设置有分流桥18；

所述下模2自下模2的进料端至下模2的出料端依次设置有焊合室21、第三工作带22和下模空刀23；所述焊合室21自下模2的进料端至下模2的出料端方向的横截面为梯形；所述焊合室21的入口侧大于出口侧。

上述的一种铝合金大圆管模具的设计过程为：在上模1的结构设计过程中，上模1主要是针对硬铝合金挤压力大的问题做全方位的降压，从芯部的设计、分流孔17及分流桥18入手，减少挤压所产生的正向压力。首先，芯部降压直接影响挤压力的大小，由于大圆管舌芯11较大，入料多采用爬坡式设计，摩擦力持续增大，造成挤压力大，因此在上模1的中部设置外表面为阶梯形16的舌芯，舌芯11的外表面台阶数由舌芯11的大小决定，将原有的爬坡式设计改进为阶梯式设计；然后，上模1的入料面的设计对模具的承载能力是至关重要的，尤其是硬铝合金大圆管，在初期，挤压力急速上升，若未及时卸压，容易闷车，损坏模具，因此在舌芯11靠近上模1进料端的一侧设置球状凸起12；其次在上模1的进料端圆周面上设置有六个贯穿上模的分流孔17，分流孔17均匀分布在舌芯11的四周，分流孔17之间设置有分流桥18；最后在舌芯11的圆柱体111上设置第一工作带14和第二工作带15。

在下模的结构设计过程中，下模2主要是通过焊合室21和第三工作带22的设计来改善硬铝合金焊合的质量，以保证制品的性能要求。焊合室21自下模2进料端至下模2出料端方向的横截面为梯形，即焊合室21的入口采用斜角的设计；针对工作带的设计，由于生产的产品为硬铝合金大圆管，因此为了保证表面质量，第三工作带22的设计较短，一般不超过5到6毫米。

上述的一种铝合金大圆管模具的有益效果在于：通过在舌芯11靠近上模1进料端的一侧的采用球状凸起12，可以减少模具受压面积，有效保护模具。通过将爬坡式设计改为阶梯式设计，使得摩擦转变为间歇式，因此降低挤压力的效果显著。通过在舌芯11的一端设置U形的淬透孔13，可以增加热处理过程中的淬透性。通过在上模1原有第一工作带14的前提下，增加设置第二工作带15，在上模1增加二次工作带15，可以对型材起到支撑和整形的作用，改善大圆管的椭圆度。模具的整体设计结构合理，能有效的降低挤压力，提高模具的强度，提高生产效率，减少模具的消耗，解决了硬合金椭圆和焊缝的问题。

进一步的，所述分流桥18自上模1的进料端至上模1的出料端方向的形状呈水滴形。

由上述描述可知，通过将分流桥18的结构设置成水滴状，不仅能够减少摩擦力，还能减少作用在分流桥18上的挤压力，依靠弯曲的桥提供最好的支撑，模具强度、稳定性最好。

进一步的，所述分流桥18的入口侧设置有斜面181，所述分流桥18的出口侧设置有圆弧锥面182，所述圆弧锥面182的单边夹角为15度。

由上述描述可知，分流桥18的入口侧和出口侧的角度应当尽量小，在分流桥18的入口侧设置有斜面181，斜面181的倒角为15度，做成锥面入料，减少金属直冲部分的承压面，减少作用在分流桥18上的挤压力。在分流桥18的出口侧设计成单边夹角为15度的圆弧锥面182，且焊合线加宽，既增加桥的强度，又提高焊合质量。

进一步的，所述斜面181和分流桥18的连接处设置第一圆角183。

由上述描述可知，斜面181与分流桥18的交接处采用尽可能大的第一圆角183过渡，使金属的流动性达到理想值，减少摩擦力。

进一步的，所述焊合室21和第三工作带22的连接处设置第二圆角24。

由上述描述可知，焊合室21和第三工作带22的连接处设置第二圆角24，焊合室21和第三工作带22之间采用大圆角过渡，减少死区的产生，改善金属的流动性。

进一步的，所述第三工作带22的入口侧设置有阻碍角25。

由上述描述可知，对于壁厚较厚的圆管，工作带太短，摩擦力不够，制品的焊合质量不好，性能达不到要求，因此在工作带的入口设计阻碍角25，增加摩擦，提高焊合的质量。

进一步的，所述上模1的出料端设置沉桥19，所述沉桥19位于分流桥18下方，所述下模2的进料端还设置有沉头孔26。

由上述描述可知，通过在上模1的出料端设置沉桥19，当型材出现焊合不良时设置沉桥19是一种有效的修模手段，可保证金属流能够经过充分的焊合后在流出模孔，同时在下模2设置沉头孔26可保证上模1和下模2连接时能够紧密配合，提高密封性。

进一步的，所述上模1和下模2通过螺丝和销钉连接。

由上述描述可知，上模1和下模2通过螺丝和销钉紧配，减少了模具上的开孔，增加了模具的强度。

请参照图1至图8所示，本发明的实施例一为：

一种铝合金大圆管模具，包括相互连接的上模1和下模2；

所述上模1的中部设置有舌芯11，所述舌芯11自上模的进料端至上模的出料端方向设置，所述舌芯11为一端具有球状凸起12的锥台结构，所述球状凸起12位于舌芯11靠近上模1进料端的一侧，所述舌芯11上靠近上模1出料端的另一侧包括延伸出上模1的圆柱体111，所述圆柱体111的端面中心设有U形的淬透孔13，所述圆柱体111沿着上模1的进料端到上模1的出料端的方向依次设置有第一工作带14和第二工作带15，所述舌芯11自上模1的进料端至上模1的出料端方向的截面呈阶梯形16；

所述上模1的进料端的圆周面上设置有六个贯穿上模的分流孔17，所述分流孔17均匀分布在舌芯11的四周，所述分流孔17之间设置有分流桥18；

所述下模2自下模2的进料端至下模2的出料端依次设置有焊合室21、第三工作带22和下模空刀23；所述焊合室21自下模2的进料端至下模2的出料端方向的横截面为梯形；所述焊合室21的入口侧大于出口侧。

所述分流桥18自上模1的进料端至上模1的出料端方向的形状呈水滴形。

所述分流桥18的入口侧设置有斜面181，所述分流桥18的出口侧设置有圆弧锥面182，所述圆弧锥面182的单边夹角为15度。

所述斜面181和分流桥18的连接处设置第一圆角183。

所述焊合室21和第三工作带22的连接处设置第二圆角24。

所述第三工作带22的入口侧设置有阻碍角25。

所述上模1的出料端设置沉桥19，所述沉桥19位于分流桥18下方，所述下模2的进料端还设置有沉头孔26。

所述上模1和下模2通过螺丝和销钉连接。

综上所述，本发明提供的一种铝合金大圆管模具，通过在舌芯靠近上模进料端的一侧的采用球状凸起，可以减少模具受压面积，有效保护模具。通过将爬坡式设计改为阶梯式设计，使得摩擦转变为间歇式，因此降低挤压力的效果显著。通过在舌芯的一端设置U形的淬透孔，可以增加热处理过程中的淬透性。通过在上模原有第一工作带的前提下，增加设置第二工作带，在上模增加二次工作带，可以对型材起到支撑和整形的作用，改善大圆管的椭圆度。模具的整体设计结构合理，能有效的降低挤压力，提高模具的强度，提高生产效率，减少模具的消耗，解决了硬合金椭圆和焊缝的问题。

通过将分流桥的结构设置成水滴状，不仅能够减少摩擦力，还能减少作用在分流桥上的挤压力，依靠弯曲的桥提供最好的支撑，模具强度、稳定性最好。

分流桥的入口侧和出口侧的角度应当尽量小，在分流桥的入口侧设置有斜面，斜面的倒角为15度，做成锥面入料，减少金属直冲部分的承压面，减少作用在分流桥上的挤压力。在分流桥的出口侧设计成单边夹角为15度的圆弧锥面，且焊合线加宽，既增加桥的强度，又提高焊合质量。

斜面与分流桥的交接处采用尽可能大的第一圆角过渡，使金属的流动性达到理想值，减少摩擦力。

焊合室和第三工作带的连接处设置第二圆角，焊合室和第三工作带之间采用大圆角过渡，减少死区的产生，改善金属的流动性。

对于壁厚较厚的圆管，工作带太短，摩擦力不够，制品的焊合质量不好，性能达不到要求，因此在工作带的入口设计阻碍角，增加摩擦，提高焊合的质量。

通过在上模的出料端设置沉桥，当型材出现焊合不良时设置沉桥是一种有效的修模手段，可保证金属流能够经过充分的焊合后在流出模孔，同时在下模设置沉头孔可保证上模和下模连接时能够紧密配合，提高密封性。

上模和下模通过螺丝和销钉紧配，减少了模具上的开孔，增加了模具的强度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种铝合金大圆管模具，其特征在于，包括相互连接的上模和下模；

所述上模的中部设置有舌芯，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向设置，所述舌芯为一端具有球状凸起的锥台结构，所述球状凸起位于舌芯靠近上模进料端的一侧，所述舌芯上靠近上模出料端的另一侧包括延伸出上模的圆柱体，所述圆柱体的端面中心设有U形的淬透孔，所述圆柱体沿着上模的进料端到上模的出料端的方向依次设置有第一工作带和第二工作带，所述舌芯自上模的进料端至上模的出料端方向的截面呈阶梯形；

所述上模的进料端的圆周面上设置有六个贯穿上模的分流孔，所述分流孔均匀分布在舌芯的四周，所述分流孔之间设置有分流桥；

所述下模自下模的进料端至下模的出料端依次设置有焊合室、第三工作带和下模空刀；所述焊合室自下模的进料端至下模的出料端方向的横截面为梯形；所述焊合室的入口侧大于出口侧。

2.根据权利要求1所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述分流桥自上模的进料端至上模的出料端方向的形状呈水滴形。

3.根据权利要求2所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述分流桥的入口侧设置有斜面，所述分流桥的出口侧设置有圆弧锥面，所述圆弧锥面的单边夹角为15度。

4.根据权利要求3所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述斜面和分流桥的连接处设置第一圆角。

5.根据权利要求1所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述焊合室和第三工作带的连接处设置第二圆角。

6.根据权利要求1所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述第三工作带的入口侧设置有阻碍角。

7.根据权利要求1所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述上模的出料端设置沉桥，所述沉桥位于分流桥下方，所述下模的进料端还设置有沉头孔。

8.根据权利要求1所述的铝合金大圆管模具，其特征在于，所述上模和下模通过螺丝和销钉连接。