CN108160733B - 用于扁管成型的模具及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于扁管成型的模具及其加工方法，在上模坯件的第一上表面开出容纳槽，容纳槽的尺寸由第一上表面向第一下表面的方向逐渐减小。模芯包括模芯本体与成型端，模芯本体的尺寸与容纳槽的尺寸相匹配，使得模芯横截面上单位面积上受到的拉应力由成型端向模芯本体的方向逐渐减少，提高模芯的寿命。将模芯中间件嵌入容纳槽内。在成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，再与下模进行组装，成型端插设于成型腔内。如果模芯出现损坏，只需要将模芯从容纳槽中拿出进行更换即可，进一步提高模具的寿命，同时更换模芯操作简单，缩短对模具的维修时间。

Description

用于扁管成型的模具及其加工方法

技术领域

本发明涉及挤压模具技术领域，特别是涉及一种用于扁管成型的模具及其加工方法。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车上采用的换热器的需求量与日俱增。通常汽车的换热器采用的是平行流铝扁管换热器，而扁管具有扁而宽、壁薄、孔多、断面形状复杂的结构特点，同时尺寸精度高，生产难度大。目前，扁管的制造采用模具进行挤压成型，由于传统的模面易磨损，传统的方法是采用模具表面强化的工艺，然而采用这种工艺，操作复杂，造成模具磨损修复的周期长。由于扁管的壁厚要求薄，所以可以允许的表面强化次数也有限，造成模具的寿命很低，扁管制造成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种操作简单且提高模具的使用寿命的用于扁管成型的模具及其加工方法。

一种用于扁管成型的模具，包括：

上模，具有相对设置的第一上表面及第一下表面，所述上模上开设有容纳槽，所述容纳槽贯穿所述第一上表面与所述第一下表面，所述容纳槽的尺寸由所述第一上表面向所述第一下表面的方向逐渐减小；

模芯，具有模芯本体及成型端，所述成型端设置于所述模芯本体的一端，所述成型端远离所述模芯本体的端面上开设有多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端上与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，所述模芯本体的尺寸与所述容纳槽的尺寸相匹配，所述模芯本体能够穿设于所述上模的容纳槽内，以使所述成型端位于所述上模的下方；及

下模，安装于所述上模的下方，所述下模上形成有成型腔，所述成型端能够插设于所述成型腔内。

上述用于扁管成型的模具至少具备以下优点：

安装使用时，将模芯的模芯本体穿设于容纳槽内，使成型端位于上模的下表面的下方。下模安装于上模的下方，成型端插设于成型腔内。加热用于扁管制造的原料，扁管能够成型于成型端与成型腔之间。

用于扁管成型的模具工作时，用于扁管成型的原料会对成型端产生一个向下的拉应力，由于模芯本体的尺寸沿远离成型端的方向逐渐增大，且容纳槽的尺寸与模芯本体的尺寸相匹配，一方面，使得模芯横截面上单位面积上受到的拉应力由成型端向模芯本体的方向逐渐减少，能够防止模芯被折断，提高模芯的寿命，从而提高用于扁管成型的模具的寿命，同时可以使得模芯本体能够与容纳槽侧壁紧密贴合，提高工作时模芯的稳定性。

另一方面，方便模芯从模芯本体的尺寸最大的一侧拿出容纳槽，如果模芯出现损坏，只需要更换模芯即可，而不需要更换整个用于扁管成型的模具，大大提高用于扁管成型的模具的寿命，降低成本，提高模具的互换性。同时更换模芯操作简单，大大缩短对用于扁管成型的模具的维修时间。

在其中一个实施例中，所述成型端的一表面上还开设有多个间隔设置的导料孔，单个所述导料孔贯穿所述成型端上与该表面相背对的另一表面，单个所述导料孔与一所述第一成型槽相对应连通。

在其中一个实施例中，所述下模包括模垫及下模本体，所述下模本体具有相对设置的第二上表面及第二下表面，所述下模本体上位于所述第二上表面的一侧开设有安装孔，所述模垫设置于所述安装孔内，所述模垫与所述安装孔间隙配合，所述安装孔的底壁上开设有定型腔，所述模垫上开设有第二成型槽，所述第二成型槽与所述定型腔相连通形成所述成型腔，所述第二成型槽与所述成型端之间存在间隙。

在其中一个实施例中，所述下模还包括调节件，所述模垫上还开设有第一调节孔，所述安装孔的底壁上开设有第二调节孔，所述第一调节孔与所述第二调节孔相对应连通，所述调节件穿设于所述第一调节孔与所述第二调节孔内，所述调节件与所述第一调节孔间隙配合。

在其中一个实施例中，还包括盖板，所述盖板设置于所述第一上表面上。

在其中一个实施例中，所述盖板的下表面形成抵靠面，所述模芯本体与所述抵靠面之间存在间距。

一种用于扁管成型的模具的加工方法，包括以下步骤：

在上模坯件的第一上表面开出容纳槽，得到上模，所述容纳槽贯穿与所述第一上表面相背对的第一下表面，所述容纳槽的尺寸由所述第一上表面向所述第一下表面的方向逐渐减小；

加工模芯坯件，得到包括模芯本体与成型端的模芯中间件，所述模芯本体的尺寸与所述容纳槽的尺寸相匹配；

将所述模芯中间件嵌入所述容纳槽内；

在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件；

在下模坯件上开出成型腔，得到下模；

将所述上模组件安装于所述下模上，以使所述成型端插设于所述成型腔内，得到用于扁管成型的模具。

上述用于扁管成型的模具的加工方法至少具备以下优点：

在上模坯件的第一上表面开出容纳槽，容纳槽贯穿与第一上表面相背对的第一下表面，容纳槽的尺寸由第一上表面向第一下表面的方向逐渐减小。加工模芯坯件，得到包括模芯本体与成型端的模芯中间件，模芯本体的尺寸与容纳槽的尺寸相匹配；将模芯中间件嵌入容纳槽内。在成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，第一成型槽贯穿成型端与端面相邻的两表面，形成上模组件，再与下模进行组装，完成用于扁管成型的模具的加工。

通过将模芯坯件嵌入容纳槽内后再在成型端进行加工第一成型槽，能够使得第一成型槽的加工精度更高。一方面，模芯本体的尺寸沿远离成型端的方向逐渐增大，使得模芯横截面上单位面积上受到的拉应力由成型端向模芯本体的方向逐渐减少，提高模芯的寿命。

另一方面，模芯本体的尺寸与容纳槽相匹配，如果模芯出现损坏，只需要将模芯从容纳槽的尺寸最大的一侧拿出进行更换即可，而不需要更换整个上模，进一步提高用于扁管成型的模具的寿命，降低成本，同时更换模芯操作简单，大大缩短对用于扁管成型的模具的维修时间。

在其中一个实施例中，在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件的步骤具体包括：

在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置；

在所述成型端的一表面上开出多个间隔设置的导料孔，单个所述导料孔贯穿所述成型端上与该表面相背对的另一表面，单个所述导料孔与一所述第一成型槽相对应连通，形成上模组件。

在其中一个实施例中，在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件的步骤之前，在将所述模芯中间件嵌入所述容纳槽内的步骤之后，还包括：

在所述模芯本体远离所述成型端的一端设置垫片；

将盖板盖设于所述第一上表面上以抵住所述垫片。

在其中一个实施例中，在下模坯件上开出成型腔，得到下模的步骤之前，还包括：

加工模垫坯件，将模垫坯件安装于下模本体上，形成下模坯件。

附图说明

图1为一实施方式中的扁管的结构示意图；

图2为一实施方式中的用于扁管成型的模具的剖视图；

图3为图2中模芯的结构示意图；

图4为沿图3中的A-A线的剖视图；

图5为图2中上模的结构示意图；

图6为沿图5中的B-B线的剖视图；

图7为图2中下模的结构示意图；

图8为沿图7中的C-C线的剖视图；

图9为图2中盖板的结构示意图；

图10为沿图9中的D-D线的剖视图；

图11为一实施方式中的用于扁管成型的模具的加工方法。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

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例的目的，不是旨在于限制本发明。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。

请参阅图1，为一实施方式中的扁管100的结构。汽车的换热器采用的是扁管换热器，扁管100具有扁而宽、壁薄、孔多、断面形状复杂的结构特点，同时尺寸精度高，生产难度大。扁管100的制造通过模具热挤压成型，在本实施方式中，扁管100由铝合金制成，通过用于扁管成型的模具进行挤压成型。当然，在其他实施方式中，扁管100还可以由其他合金材料制成。

请参阅图2，一实施方式中的用于扁管成型的模具20，用于制造成型如图1所述的扁管100，同时能够有效提高模具寿命，且模具的磨损的维修操作简单，成本低。具体地，用于扁管成型的模具20的包括模芯200、上模300及下模400。

请一并参阅图3及图4，模芯200包括成型端210及模芯本体220，成型端210设置于模芯本体220的一端，成型端210远离模芯本体220的端面上开设有多个间隔设置的第一成型槽211，单个第一成型槽211贯穿成型端210与端面相邻的两表面(213、214)，两表面(213、214)相互背对设置。模芯本体220的尺寸沿远离成型端210的方向逐渐增大。模芯200在工作时，挤入成型端210的铝合金料会对成型端210产生向下的拉应力及摩擦力，使得模芯200横截面上单位面积上受到的拉应力由成型端210向模芯本体220的方向逐渐减少，进一步提高模芯200的寿命，从而提高用于扁管成型的模具20的使用寿命。

与成型端210的端面相邻的两表面(213、214)相互平行，能够保证成型的扁管100的内表面平行，提高扁管100的质量。进一步地，成型端210为长方体结构，第一成型槽211开设于长方体的长边对应的一端面上且贯穿与该端面相邻的两表面(213、214)，该两表面(213、214)相背对设置，且该两表面(213、214)均为长方体的长边所对应的表面。

模芯本体220的相背对的两表面之间形成的夹角为3°-5°，可以防止用于安装模芯200的上模300的强度降低，并且能保证上模300与模芯200连接的可靠性。进一步地，模芯本体220为梯形台，成型端210设置于梯形台的上底面上。梯形台的每两相背对的腰面之间形成的夹角为3°-5°。

成型端210的一表面213上还开设有多个间隔设置的导料孔212，单个导料孔212贯穿成型端210上与该表面213相背对的另一表面214。单个导料孔212与一第一成型槽211相对应连通。具体地，导料孔212的尺寸大于第一成型槽211的尺寸，加热的铝合金料由导料孔212被挤入第一成型槽211内，通过第一成型槽211挤出，可以使得进入第一成型槽211内的铝合金料更加均匀，提高被制造的扁管100的质量，同时避免挤压时由于受力不匀，造成模芯200断裂或增加成型端210磨损程度。

具体地，成型端210与模芯本体220一体成型，进一步提高模芯200的强度，降低加工成本。当然，在其他实施方式中，成型端210与模芯本体220还可以固定连接。

模芯200由硬质材料制成，能够防止模芯200折断、模芯200磨损。具体地，模芯200由硬质合金制成，使得模芯200具有高硬度，耐磨性、强度和韧性较好，同时使得模芯200耐热、耐腐蚀等。使用时，扁管100的成型过程的温度一般在480℃-540℃，由硬质合金制成的模芯200具有高硬度和高的耐磨性，在扁管100的制造过程中也保持良好硬度和耐磨性，进一步能够提高扁管100的精度和质量。具体到本实施方式中，模芯200由YG15钨钢或YG20钨钢制成。当然，在其他实施方式中，模芯200还可以由其他钨钢等制成，只要能使得模芯200具有高硬度和高的耐磨性即可。

请一并参阅图5及图6，上模300具有相对设置的第一上表面332及第一下表面331。上模300上开设有容纳槽310，容纳槽310贯穿第一上表面332与第一下表面331，容纳槽310的尺寸由第一上表面332向第一下表面331的方向逐渐减小，且容纳槽310的尺寸与模芯本体220的尺寸相匹配，模芯本体220穿设于容纳槽310内以使成型端210位于第一下表面331的下方。一方面方便模芯200从模芯本体220尺寸最大的一侧拿出容纳槽310；另一方面，模芯本体220在工作时能够与容纳槽310侧壁紧密贴合，提高工作时模芯200的稳定性。

具体地，容纳槽310为梯形槽，容纳槽310每两相对的内侧面之间形成的夹角为3°-5°，可以避免上模300的强度降低，并且能保证上模300与模芯200连接的可靠性。具体到本实施方式中，模芯本体220的相背对的两表面之间形成的夹角与容纳槽310相对的两内侧面之间形成的夹角相同，且均为3°。

上模300由钢制成。具体地，上模300由H13钢制成。在工作温度下时，钢具有良好的热稳定性、较高的硬度和耐磨性，可以防止上模300发生变形。同时钢能够承受较大的冲击载荷，防止上模300开裂。进一步地，钢具有较高的冲击韧度和断裂韧度，同时具有抗氧化性能或防止液态金属冲蚀。

在工作时，上模300加热到480℃-540℃，由于模芯200由硬质合金制成，上模300的热膨胀系数大于模芯200的热膨胀系数，模芯200的模芯本体220与上模300的容纳槽310的形状相匹配。模芯200与上模300在加热膨胀的情况下，模芯200能够容纳槽310内上下移动。由于容纳槽310为梯形槽且与模芯200的模芯本体220形状相匹配，使得模芯200与容纳槽310的内侧壁仍然能够相贴合，提高模芯200与上模300连接的稳定性。进一步地，挤入成型端210的铝合金料会对成型端210产生向下的拉应力，能够使得模芯200自锁于容纳槽310内，使得模芯200与容纳槽310的内侧壁贴合的更加紧密。

当模芯200发生损坏时，只需将模芯200由容纳槽310尺寸最大的一侧取出，进行更换，进一步提高用于扁管成型的模具20的寿命，且操作简单，缩短了对用于扁管成型的模具20磨损维护的时间，降低成本。

上模300包括模芯导件320及上模本体330，模芯导件320位于上模本体330的下表面上。上模本体330上开设有第一贯通槽311，模芯导件320上开设有第二贯通槽312，第一贯通槽311与第二贯通槽312相连通形成容纳槽310。具体地，成型端210由第二贯通槽312伸出。模芯导件320的尺寸向远离上模本体330的方向逐渐减小，能够对被挤压的铝合金料起到导向作用，使得铝合金料更容易进入到导料孔212中。

其中，模芯导件320及上模本体330一体成型，进一步提高上模300的强度，提高上模300的稳定性。

上模300上开设有至少一个第一分流孔340，第一分流孔340贯穿第一上表面332与第一下表面331。加热的铝合金料能够通过第一分流孔340挤入导料孔212中，并从第一成型槽211挤出。具体地，第一分流孔340开设于上模本体330上。具体到本实施方式中，第一分流孔340为六个，其中三个第一分流孔340位于模芯导件320的一侧，另外三个位于模芯导件320的相背对的另一侧，可以使得铝合金料挤入到导料孔212的铝合金料流更加均匀，有利于提高扁管100的质量。

请一并参阅图7及图8，下模400安装于上模300的下方，下模400上形成有成型腔420，成型端210能够插设于成型腔420内。具体地，下模400包括模垫430及下模本体440，下模本体440具有相对设置的第二上表面441及第二下表面442，下模本体440上位于第二上表面441的一侧开设有安装孔411，模垫430设置于安装孔411内。安装孔411的底壁上开设有定型腔421，模垫430上开设有第二成型槽422，第二成型槽422与定型腔421相连通形成成型腔420，第二成型槽422与成型端210之间存在间距，用于扁管成型。

具体地，安装孔411的尺寸与模垫430的尺寸相匹配。具体到本实施方式中，安装孔411与模垫430间隙配合，可以使得模垫430不会受到下模本体440的挤压力而造成开裂或变形，影响扁管100成型的质量。安装孔411与模垫430之间的间隙采用单边距离为0.01mm-0.03mm。当然，在其他实施方式中，安装孔411的尺寸与模垫430的尺寸可以相同。

在工作时，用于扁管成型的模具20置于挤压机上，铝合金料加热到480℃-540℃，用于扁管成型的模具20也加热到480℃-540℃，将铝合金料挤入第一分流孔340中，铝合金料由第一分流孔340被进一步挤入导料孔212，由导料孔212被挤入第一成型槽211内，进一步铝合金料被挤入第二成型槽422中，由第一成型槽211和第二成型槽422挤出的铝合金料在定型腔421成型，制成扁管100。

模垫430由硬质材料制成，能够提高模垫430的耐磨性。具体地，模垫430由硬质合金制成，使得模垫430具有高硬度，耐磨性、强度和韧性较好，同时使得模垫430耐热、耐腐蚀等。在工作时，铝合金料的温度一般在480℃-540℃，由硬质合金制成的模垫430具有高硬度和高的耐磨性，在扁管100的成型过程中也保持良好硬度和耐磨性，进一步能够提高扁管100的精度和质量。具体到本实施方式中，模垫430由YG15钨钢或YG20钨钢制成。当然，在其他实施方式中，模垫430还可以由钨钢等制成，只要能使得模垫430具有高硬度和高的耐磨性即可。

模垫430的一侧边与模垫430的另一侧边通过圆弧过渡连接，能够消除模垫430在受力条件下产生的应力集中而导致模垫430开裂。具体地，模垫430为六边形垫，每相邻的两侧边之间通过圆弧过渡。第二成型槽422的尺寸大于成型端210的尺寸，成型端210能够伸入第二成型槽422内。进一步地，第二成型槽422的尺寸小于定型腔421的尺寸，可以使得扁管100成型的更好，不易受到定型腔421的内壁的干扰，影响扁管100的质量。

下模400还包括调节件450，模垫430上还开设有第一调节孔451，安装孔411的底壁上开设有第二调节孔452，第一调节孔451与第二调节孔452相对应连通，调节件450穿设于第一调节孔451与第二调节孔452内。具体到本实施方式中，模垫430上开设有四个第一调节孔451，四个第一调节孔451对称分布于模垫430上，第一调节孔451与第二调节孔452的数量相同且相互对应。由于模垫430为平板状结构，通过第一调节孔451能够消除模垫430在安装过程中的集中应力，进一步防止模垫430开裂。当然，在其他实施方式中，第一调节孔451还可以两个、六个等，只要能起到进一步消除模垫430的集中应力即可。

调节件450的数量与第一调节孔451的数量相对应。具体地，调节件450由钢制成，使得调节件450具有良好的热稳定性、较高的硬度和耐磨性。进一步地，调节件450与第一调节孔451间隙配合。更进一步地，调节件450与第一调节孔451之间的间隙采用单侧边之间的间距为0.01mm-0.03mm。

在工作时，模垫430与调节件450均被加热到480℃-540℃，由于调节件450由钢制成，模垫430由硬质合金制成，调节件450的热膨胀系数大于模垫430的热膨胀系数，调节件450与第一调节孔451变为过盈配合，使得模垫430稳定地固定于下模本体440上，防止在工作时由于加热膨胀，导致模垫430与下模本体440连接的不稳定。具体到本实施方式中，调节件450为销钉，当然，调节件450还可以为调节杆、螺钉等，只要穿设于第一调节孔451与第二调节孔452内，能够将模垫430与下模本体440固定连接即可。

下模本体440上位于第二上表面441的一侧开设有焊合腔410，焊合腔410与第一分流孔340相对应连通。其中，安装孔411开设于焊合腔410底壁上，成型腔420位于焊合腔410的底壁上。在工作时，铝合金料被挤入由第一分流孔340挤入到焊合腔410内，在焊合腔410内铝合金料由导料孔212被挤入第一成型槽211内，能够使得铝合金料在焊合腔回合，使得铝合金料形成的铝合金流更加均匀，提高扁管100的质量。

第二下表面442上还开设有出料腔423，出料腔423与定型腔421相连通。具体地，出料腔423的尺寸大于定型腔421的尺寸。成型于定型腔421的扁管100能够由出料腔423伸出，完成扁管100的制造。

下模本体440由钢制成。具体地，下模本体440由H13钢制成。在工作温度下时，钢具有良好的热稳定性、较高的硬度和耐磨性，可以防止下模本体440发生变形。同时钢能够承受较大的冲击载荷，防止下模本体440开裂。进一步地，在工作温度下，钢具有较高的冲击韧度和断裂韧度，同时具有抗氧化性能或搞液态金属冲蚀的性能。

下模本体440的第二上表面441上开设有第一配合孔460，上模300能够放置于第一配合孔460内。具体地，用于扁管成型的模具20还包括第一紧固件470。第一配合孔460的底壁上开设有第一连接孔471，第一下表面331上开设有第二连接孔370，第一连接孔471与第二连接孔370相连通。第一紧固件470穿设于第一连接孔471与第二连接孔370内，将上模300与下模本体440固定连接。具体到本实施方式中，第一紧固件470为紧固杆，当然，在其他实施方式中，第一紧固件470还可以为销钉、螺钉等，只要能够将上模300与下模本体440固定连接即可。

请一并参阅图9及图10，用于扁管成型的模具20还包括盖板500，盖板500设置于第一上表面332上，盖板500上开设有第二分流孔510，第二分流孔510与第一分流孔340相对应连通。具体地，盖板500上开设有四个第二分流孔510，使得铝合金料产生更大的分流比，采用四个第二分流孔510，能够降低挤压力，有利于提高用于扁管成型的模具20的使用寿命。

进一步地，第二分流孔510使得盖板500的下表面形成抵靠面511，模芯本体220与抵靠面511之间存在间距。抵靠面511能够覆盖容纳槽310，用于保护模芯200不受损坏。更进一步地，模芯本体220与抵靠面511之间的间距为0.1mm-0.3mm。具体到本实施方式中，模芯本体220与抵靠面511之间的距离为0.2mm。盖板500能够对安装于上模300的模芯200起遮盖保护的作用，同时，在工作过程中，由于模芯本体220与盖板500的抵靠面511之间存在间隙，可以保持模芯200不受到盖板500的挤压力，有利于保证模芯200不易断裂，提高模芯200的使用寿命。

盖板500的下表面上还开设有第二配合孔520，第一上表面332能够放置于第二配合孔520内。具体地，用于扁管成型的模具20还包括第二紧固件(图未示)。第二配合孔520的底壁上开设有第一固定孔530，第一固定孔530贯穿盖板500的下表面，第一上表面332上开设有第二固定孔371，第一固定孔530与第二固定孔371相连通。第二紧固件穿设于第一固定孔530与第二固定孔371内，将上模300与盖板500固定连接。具体到本实施方式中，第二紧固件为螺钉。当然，在其他实施方式中，第二紧固件还可以为销钉、螺杆等，只要能够将上模300与盖板500固定连接即可。

请参阅图11，一实施方式中的用于扁管成型的模具20的加工方法，用于加工制造用于扁管成型的模具20，能够有效提高用于扁管成型的模具20使用寿命，且操作简单，用于扁管成型的模具20磨损修复的周期短，使得扁管制造成本降低。具体到本实施方式中，用于扁管成型的模具20的加工方法包括以下步骤：

加工上模坯料。具体地，对上模坯料进行锻造。进一步地，对上模坯料采用较高锻造比进行锻造，可以使得上模坯料的组织更加细腻，有利于提高上模坯料的强度。具体到本实施方式中，对上模坯料采用4到5的锻造比，通过上模坯料的上表面及下表面分别进行锻造实现。当然，在其他实施方式中，对上模坯料还可以采用1至3的锻造比。

对锻造后的上模坯料进行球化退火，有利于提高制得的上模300的耐磨性，抑制淬裂、淬弯等现象。进一步地，球化退火的步骤包括将锻造后上模坯料加热到730℃～740℃，保温足够时间，然后进行缓冷到650℃左右出炉。

对经过球化退火后的上模坯料上开第一工艺孔及第一工艺槽，制得上模坯件。其中，第一工艺孔用于为后续慢走丝加工提供穿设孔，方便后续对容纳槽310的加工。第一工艺槽的位置与容纳槽310的位置相对应，用于确定容纳槽310的加工位置。具体地，利用数控机床加开出第一工艺孔及第一工艺槽，同时开出第一分流孔340、第二连接孔370及第二固定孔371，得到上模坯件。

对上模坯件进行真空热处理。具体地，将上模坯件置于真空炉中，调节真空度及淬火温度，进行真空热处理。真空热处理可以去掉上模坯件的表面的磷屑，表面无氧化、无脱碳，提高上模坯件的表面质量及综合力学性能，达到表面光亮净化的效果。进一步地，精车上模坯件的两端止口及止口平面。

对上模坯件利用抛光机抛光第一分流孔340的内壁及由第一分流孔340之间形成的分流桥，去除表面瑕疵。

步骤S110，在上模坯件的上表面切割出容纳槽310得到上模300，容纳槽310贯穿与第一上表面332相对的第一下表面331，容纳槽310的尺寸由第一上表面332向第一下表面331的方向逐渐减小。具体地，找到第一工艺孔，利用数控机床沿第一工艺槽开出容纳槽310。其中第一工艺孔及第一工艺槽更加方便加工出容纳槽310，且能够保证加工精度，提高加工效率。进一步地，通过慢走丝切割出容纳槽310。慢走丝是利用连续移动的细金属丝作电极，对上模300进行脉冲火花放电，蚀除金属、切割出容纳槽310。利用慢走丝加工能够进一步地提高容纳槽310的精度。

步骤S120，加工模芯坯件，得到包括模芯本体220与成型端210的模芯中间件，模芯本体220的尺寸与容纳槽310的尺寸相匹配。具体地，对模芯坯料利用数控机床加工出模芯中间件的模芯本体220与成型端210。进一步地，通过慢走丝加工出模芯中间件。利用慢走丝加工能够进一步地提高模芯中间件的精度。

步骤S130，将模芯中间件嵌入容纳槽310内。

步骤S140，在模芯本体220远离成型端210的一侧设置垫片。具体地，垫片远离模芯本体220的表面与上模300的第一上表面332齐平。具体到本实施方式中，垫片为塞尺片，当然，垫片还可以为薄板等。当然，在其他实施方式中，垫片远离模芯本体220的表面凸出于上模300的第一上表面332。

将盖板500盖设于第一上表面332上以抵住垫片。模芯坯件在容纳槽310内无法活动，能够有效保证下一步的加工精度。

其中，盖板500的加工制造步骤包括：对盖板坯料进行锻造。进一步地，对盖板坯料采用较高锻造比进行锻造，可以使得盖板坯料的组织更加细腻，有利于提高盖板坯料的强度。具体到本实施方式中，对盖板坯料采用4到5的锻造比，通过盖板坯料的上表面及下表面分别进行锻造实现。当然，在其他实施方式中，对盖板坯料还可以采用1至3的锻造比。

对盖板坯料进行锻造后，进行球化退火，有利于提高制得的盖板500的耐磨性，抑制淬裂、淬弯等现象。

车出盖板500的外圆及端面。进一步利用数控机床加工出第二分流孔510、第二配合孔520及第一固定孔530，得到盖板坯件。

对盖板坯件进行真空热处理。具体地，将盖板坯件置于真空炉中，调节真空度及淬火温度，进行真空热处理。真空热处理可以去掉盖板坯件的表面的磷屑，表面无氧化、无脱碳，提高盖板坯件的表面质量及综合力学性能，达到表面光亮净化的效果。进一步地，精车盖板坯件的两端止口及止口平面，得到盖板500。

对盖板500利用抛光机抛光第二分流孔510的内壁，去除表面瑕疵。同时对第二分流孔510远离上模300的一端进行磨削，使得第二分流孔510远离上模300的一端更加平滑。有利于用于扁管成型的铝合金料的进入，避免铝合金料被挤入盖板500外。

步骤S150，在成型端210的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽211，单个第一成型槽211贯穿成型端210与端面相邻的两表面，两表面相互背对设置。具体地，对成型端210利用数控机床开出多个第一成型槽211。进一步地，通过慢走丝开出第一成型槽211。利用慢走丝切割能够提高模芯200的精度。

步骤S160，在成型端210的一表面213上加工出多个间隔设置的导料孔212，单个导料孔212贯穿成型端210上与该表面213相背对的另一表面214，单一导料孔212与一第一成型槽211相对应连通，形成上模组件。具体地，对成型端210利用数控机床切割出多个导料孔212。进一步地，通过慢走丝切割出导料孔212。利用慢走丝切割能够极大的提高模芯200的精度。导料孔212与第一成型槽211共同作用将成型端210分割成多个成型头，且多个成型头通过导料孔212与第一成型槽211间隔设置，用于扁管的成型。

步骤S170，抛光研磨成型端210及导料孔212的内壁。具体地，对模芯200的成型端210及导料孔212的内壁进行抛光研磨，消除表面瑕疵，提高表面精度。

加工下模本体坯料，得到下模本体坯件。具体地，对下模本体坯料进行锻造。进一步地，对下模本体坯料采用较高锻造比进行锻造，可以使得下模本体坯料的组织更加细腻，有利于提高下模本体坯料的强度。具体到本实施方式中，对下模本体坯料采用4到5的锻造比，通过下模本体坯料的上表面及下表面分别进行锻造实现。当然，在其他实施方式中，对下模本体坯料还可以采用1至3的锻造比。

对下模本体坯料进行锻造后，进行球化退火，有利于提高制得的下模本体440的耐磨性，抑制淬裂、淬弯等现象。

对经过球化退火后的下模本体坯料上车外圆、端面、止口、止口底平面、焊合腔410及第二工艺孔，得到下模本体坯件。

进一步，利用数控机床在下模本体坯件上开出第一配合孔460、第一连接孔471及第二调节孔452，并找正第二工艺孔，开出安装孔411，得到下模本体440。其中，第二工艺孔用于为后续慢走丝加工提供穿设孔，提高加工精度。

对下模本体440进行真空热处理。具体地，将下模本体440置于真空炉中进行真空热处理，真空热处理可以去掉下模本体440的表面的磷屑，表面无氧化、无脱碳，提高下模本体440的表面质量及综合力学性能，达到表面光亮净化的效果。

利用数控机床精车第一配合孔460的内表面，平面磨削下模本体440的第二下表面442。进一步地，利用数控机床精铣安装孔411，提高安装孔411的精度。

步骤S180，加工模垫坯件。具体地，对模垫坯料利用数控机床加工出模垫430的外形尺寸及第一调节孔451。并通过电火花加工出用于加工第二成型槽422的第二工艺槽，得到模垫坯件。其中，第二工艺槽与第二成型槽422的位置相对应。进一步地，通过慢走丝加工出模垫430的外形尺寸及第一调节孔451。利用慢走丝加工能够极大的提高模模垫430的精度。

将模垫坯件安装于下模本体440上，形成下模坯件。具体地，将模垫坯件放置于安装孔411内，将调节件450插入第一调节孔451与第二调节孔452内。其中，安装孔411与模垫坯件采用间隙配合，调节件450与第一调节孔451采用间隙配合。

步骤S181，在下模坯件上开出成型腔420，得到下模400。具体地，在模垫坯件找到第二工艺槽，利用慢走丝线沿第二工艺槽开出第二成型槽422，得到下模400。进一步地，通过电火花进一步加工第二成型槽422的内壁及定型腔421。第二成型槽422与定型腔421相贯通形成成型腔420。通过电火花加工能够进一步提高成型腔420的精度。

对成型腔420的内壁进行抛光和研磨，进一步去除表面杂质，提高表面精度。

步骤S190，将上模组件安装于下模400上，以使成型端210插设于成型腔420内，得到用于扁管成型的模具20。具体地，将第一紧固件470穿设于第二连接孔370内，第一紧固件470进一步穿设于第一连接孔471内，以使上模300的第一下表面与第一配合孔460的底壁相接触。

步骤S191，将盖板500与模芯200之间的垫片取出，将盖板500安装于上模300上。盖板500与模芯200之间存在间隙，可以保持模芯200不受到盖板500的挤压力，有利于保证模芯200不易断裂，提高模芯200的使用寿命。

进一步地，将盖板500设置于上模300的第一上表面332上，将第二紧固件由第一固定孔530穿设于第二固定孔371内，以使上模300的第一上表面332与第二配合孔520的底壁相接触。其中，焊合腔410、第一分流孔340及第二分流孔510相连通，得到用于扁管成型的模具20。

上述用于扁管成型的模具20及其加工方法至少具备以下优点：

在上模坯件的第一上表面332开出容纳槽310，容纳槽310贯穿与第一上表面332相背对的第一下表面331，容纳槽310的尺寸由第一上表面332向第一下表面331的方向逐渐减小。加工模芯坯件，得到包括模芯本体220与成型端210的模芯中间件，模芯本体220的尺寸与容纳槽310的尺寸相匹配；将模芯中间件嵌入容纳槽310内。在成型端210的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽211，第一成型槽211贯穿成型端210与端面相邻的两表面，形成上模组件，再与下模400进行组装。下模400安装于上模300的下方，成型端210插设于成型腔内。盖板500安装于第一上表面332上，用于保护模芯200，完成用于扁管成型的模具20的加工。

使用时，加热用于扁管制造的铝料到480℃-540℃，被加热的铝料由盖板500的第二分流孔510经过上模300的第一分流孔340挤入下模400的焊合腔410内，铝料进一步被挤入到导料孔212内，由导料孔212进入第一成型槽211，同时铝料被挤入到第二成型槽422内，并由成型腔挤出并成型，完成扁管的制造。

一方面，在扁管成型过程中，成型于成型端210的扁管会对成型端210产生向下的拉应力，可以使得模芯本体220自锁于容纳槽内。进一步地，模芯本体220的尺寸沿远离成型端210的方向逐渐增大，使得模芯200横截面上单位面积上受到的拉应力由成型端210向模芯本体的方向逐渐减少，提高模芯200的寿命，从而提高模具的寿命。

另一方面，如果模芯200出现损坏，方便模芯200从模芯本体220的尺寸最大的一侧拿出容纳槽310，更换模芯200，而不需要更换整个模具，进一步提高模具的寿命，降低成本，提高模具的互换性。同时更换模芯200操作简单，大大缩短对用于扁管成型的模具20的维修时间。

同时，由于模芯200与模垫430均由硬质合金制成，可以有效防止模芯200工作使用时被折断，同时模芯200与模垫430不易被磨损，大大提高了模具的寿命。由于模芯本体220的尺寸沿远离成型端210的方向逐渐增大，且容纳槽310的尺寸与模芯本体220的尺寸相匹配。

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)

1.一种用于扁管成型的模具，其特征在于，包括：

上模，具有相对设置的第一上表面及第一下表面，所述上模上开设有容纳槽，所述容纳槽贯穿所述第一上表面与所述第一下表面，所述容纳槽的尺寸由所述第一上表面向所述第一下表面的方向逐渐减小；

模芯，具有模芯本体及成型端，所述模芯本体为梯形台，所述成型端设置于所述模芯本体的一端上，所述成型端远离所述模芯本体的端面上开设有多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端上与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，所述模芯本体的尺寸与所述容纳槽的尺寸相匹配，所述模芯本体能够穿设于所述上模的容纳槽内，以使所述成型端位于所述上模的下方；及

下模，安装于所述上模的下方，所述下模包括模垫、下模本体及调节件，所述下模本体具有相对设置的第二上表面及第二下表面，所述下模本体上位于所述第二上表面的一侧开设有安装孔，所述模垫设置于所述安装孔内，所述模垫与所述安装孔间隙配合，所述安装孔的底壁上开设有定型腔，所述模垫上开设有第二成型槽，所述第二成型槽与所述定型腔相连通形成成型腔，所述成型端能够插设于所述成型腔内，所述第二成型槽与所述成型端之间存在间隙；所述模垫上还开设有第一调节孔，所述安装孔的底壁上开设有第二调节孔，所述第一调节孔与所述第二调节孔相对应连通，所述调节件穿设于所述第一调节孔与所述第二调节孔内，所述调节件与所述第一调节孔间隙配合。

2.根据权利要求1所述的用于扁管成型的模具，其特征在于，所述成型端的一表面上还开设有多个间隔设置的导料孔，单个所述导料孔贯穿所述成型端上与该表面相背对的另一表面，单个所述导料孔与一所述第一成型槽相对应连通。

3.根据权利要求1所述的用于扁管成型的模具，其特征在于，所述梯形台的每两相背对的腰面之间形成的夹角为3°-5°。

4.根据权利要求1所述的用于扁管成型的模具，其特征在于，所述模垫的一侧边与所述模垫的另一侧边通过圆弧过渡连接。

5.根据权利要求1所述的用于扁管成型的模具，其特征在于，还包括盖板，所述盖板设置于所述第一上表面上。

6.根据权利要求5所述的用于扁管成型的模具，其特征在于，所述盖板的下表面形成抵靠面，所述模芯本体与所述抵靠面之间存在间距。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的用于扁管成型的模具的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在上模坯件的第一上表面开出容纳槽，得到上模，所述容纳槽贯穿与所述第一上表面相背对的第一下表面，所述容纳槽的尺寸由所述第一上表面向所述第一下表面的方向逐渐减小；

加工模芯坯件，得到包括模芯本体与成型端的模芯中间件，所述模芯本体为梯形台，所述梯形台的每两相背对的腰面之间形成的夹角为3°-5°，所述模芯本体的尺寸与所述容纳槽的尺寸相匹配；

将所述模芯中间件嵌入所述容纳槽内；

在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件；

在下模坯件上开出成型腔，得到下模；

将所述上模组件安装于所述下模上，以使所述成型端插设于所述成型腔内，得到用于扁管成型的模具。

8.根据权利要求7所述的用于扁管成型的模具的加工方法，其特征在于，在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件的步骤具体包括：

在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置；

在所述成型端的一表面上开出多个间隔设置的导料孔，单个所述导料孔贯穿所述成型端上与该表面相背对的另一表面，单个所述导料孔与一所述第一成型槽相对应连通，形成上模组件。

9.根据权利要求7所述的用于扁管成型的模具的加工方法，其特征在于，在所述成型端的端面上开出多个间隔设置的第一成型槽，单个所述第一成型槽贯穿所述成型端与所述端面相邻的两表面，所述两表面相背对设置，形成上模组件的步骤之前，在将所述模芯中间件嵌入所述容纳槽内的步骤之后，还包括：

在所述模芯本体远离所述成型端的一端设置垫片；

将盖板盖设于所述第一上表面上以抵住所述垫片。

10.根据权利要求7所述的用于扁管成型的模具的加工方法，其特征在于，在下模坯件上开出成型腔，得到下模的步骤之前，还包括：

加工模垫坯件，将模垫坯件安装于下模本体上，形成下模坯件。

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