CN108380685A - 一种管材挤压模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种管材挤压模具，包括冲模、型芯和型模；所述的型模为一中空的圆柱体，中空部分为成形型腔，所述的成形型腔包括挤入段、右偏挤压段、左偏挤压段、正挤压段和挤出段；挤入段、右偏挤压段、左偏挤压段、正挤压段和挤出段内插入型芯，挤入段的上端与冲模接触；使用时，第一预挤压管材依次经过挤入段、右偏挤压段、左偏挤压段、正挤压段和挤出段的变形，完成第一预挤压棒材的挤压变形；本发明具有将镦粗和挤压相结合，比传统单纯挤压成形更大的变形程度，有利于材料组织的改善和材料性能的提高的优点。

Description

一种管材挤压模具及其使用方法

技术领域

本发明属于挤压技术领域，具体涉及一种管材挤压模具及其使用方法。

背景技术

挤压和镦粗是金属材料塑性成形两种基本成形方法，两种成形方式都能够有效地细化材料组织，改善材料的综合性能。但在实际操作中，镦粗和挤压相结合的变形方式并不多见，同时，目前细晶材料制备方法中存在的工序复杂、可操作性不强及成形效率低的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种管材挤压模具及其使用方法，能够降低细晶材料制备管材方法的工序，提高可操作性和成形效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种管材挤压模具，包括冲模、型芯和型模；所述的型模为一中空的圆柱体，中空部分为成形型腔，所述的成形型腔包括挤入段1，挤入段1的下端连接右偏挤压段2的上端，右偏挤压段2的下端连接左偏挤压段3的上端，左偏挤压段3的下端连接正挤压段4的上端，正挤压段4的下端连接挤出段5的上端；挤入段1、右偏挤压段2、左偏挤压段3、正挤压段4和挤出段5内插入型芯，挤入段1的上端与冲模接触；所述的右偏挤压段2的纵切面为直角梯形，左偏挤压段3的纵切面为平行四边形，正挤压段4的纵切面为非直角非等腰梯形。

所述的冲模为一管件，冲模的横截面为环形，内径为D1，外径为D，冲模的长度为1.2L～1.5L；

所述的模芯为一圆柱体，圆形横截面的直径为D1，模芯的长度为1.8L；

所述的挤入段1为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D，挤入段的长度为L；

所述的右偏挤压段2与挤入段1相连接的横截面为大圆，大圆的直径为D，右偏挤压段2与左偏挤压段3相连接的横截面为右偏圆，右偏圆的直径为D－M，右偏挤压段2的垂直长度为0.2L；左偏挤压段3与正挤压段4相连接的横截面为左偏圆，左偏圆的直径为D－M，左偏挤压段3的垂直长度为0.2L；正挤压段4与挤出段5相连接的横截面为小圆，小圆的直径为D－2M，正挤压段5的垂直长度为0.2L；

所述的挤出段5为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D－2M，挤出段的长度为0.2L；

所述的大圆的圆心和右偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，右偏圆与大圆在水平面投影上内切，大圆的圆心和左偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，左偏圆与大圆在水平面投影上内切，小圆在水平面投影上内切于右偏圆和左偏圆。

所述的大圆的圆心、右偏圆的圆心、左偏圆的圆心、大圆和右偏圆的内切点、大圆和左偏圆的内切点、小圆与右偏圆、左偏圆的内切点在水平面投影上位于同一直线上。

所述的M的取值0<M<0.25D，0<D－2M－D1。

一种管材挤压模具的使用方法，其步骤为：

步骤一，准备：清洁形型腔，在第一预挤压管材外表面、型芯和成形型腔上涂抹挤压润滑剂；

步骤二，装配：将第一预挤压管材套在型芯上，将套在型芯上第一预挤压管材放置于管材挤压模具的挤入段1中，型芯的下端面与挤出段1的下端面重合，第一预挤压管材的下端面与挤入段1的下端面相接触，第一预挤压管材的上端面为挤压端面，冲模的一端连接到挤压装置的装夹固定端，另一端的挤压工作端与第一预挤压管材的挤压端面相接触；

步骤三，挤压成形：开启挤压装置，冲模以0.1D/s～D/s的挤压速度挤压第一预挤压管材，当冲模的挤压工作端面与挤入段1的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行；

步骤四，挤出成形：再开启挤压装置，冲模以D/s～2D/s的速度提升，当冲模完全从成形型腔出来时，将第二预挤压管材套在型芯上放置于挤入段1中，开启挤压装置，冲模以0.1D/s～D/s的挤压速度挤压第二预挤压管材，当冲模的挤压端面与挤入段1的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行，第二预挤压管材会将第一预挤压管材挤出成形型腔，第一预挤压管材依次经过挤入段1、右偏挤压段2、左偏挤压段3、正挤压段4和挤出段5的变形，完成第一预挤压管材的挤压变形；以此类推，得到的预挤压管材为圆柱管材，圆柱管材的外径为D，内径为D1，预挤压管材的长度为0.5L～0.8L。

步骤五，成形收尾：开启挤压装置，冲模以D/s～2D/s的速度提升，冲模完全从成形型腔出来。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

预挤压管材在右偏挤压段变形、左偏挤压段变形时，环形截面的变形管材的壁厚不均匀，使得材料在塑性变形的流变速度就不一致，材料呈现一种不均匀剪切变形状态，正挤压段变形材料又达到左右偏挤压段的相互平衡，经过上述挤压模具及其成形方法的管材获得比传统单纯挤压成形更大的变形程度，有利于材料组织的改善和材料性能的提高。

本发明提供的一种用于管材挤压模具及其成形方法，具有变形效果好，效率高的优点。

附图说明

图1是本发明的模具型腔结构示意图；

图2是本发明的模具型腔截面示意图；

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例：预挤压管材为管材，圆柱管材的外径为10mm，内径为5mm，预挤压管材的长度为70mm。

参照图1所示，一种管材挤压模具，包括冲模、型芯和型模；所述的型模为一中空的圆柱体，中空部分为成形型腔，所述的成形型腔包括挤入段1，挤入段1的下端连接右偏挤压段2的上端，右偏挤压段2的下端连接左偏挤压段3的上端，左偏挤压段3的下端连接正挤压段4的上端，正挤压段4的下端连接挤出段5的上端；挤入段1、右偏挤压段2、左偏挤压段3、正挤压段4和挤出段5内插入型芯，挤入段1的上端与冲模接触；所述的右偏挤压段2的纵切面为直角梯形，左偏挤压段3的纵切面为平行四边形，正挤压段4的纵切面为非直角非等腰梯形。

所述的冲模为一管件，冲模的横截面为环形，内径为D1，外径为D，冲模的长度为1.2L～1.5L；

所述的模芯为一圆柱体，圆形横截面的直径为D1，模芯的长度为1.8L；

所述的挤入段1为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D，挤入段的长度为L；

参照图2所示，所述的右偏挤压段2与挤入段1相连接的横截面为大圆，大圆的直径为D，右偏挤压段2与左偏挤压段3相连接的横截面为右偏圆，右偏圆的直径为D－M，右偏挤压段2的垂直长度为0.2L；左偏挤压段3与正挤压段4相连接的横截面为左偏圆，左偏圆的直径为D－M，左偏挤压段3的垂直长度为0.2L；正挤压段4与挤出段5相连接的横截面为小圆，小圆的直径为D－2M，正挤压段5的垂直长度为0.2L；

所述的挤出段5为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D－2M，挤出段的长度为0.2L；

所述的大圆的圆心和右偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，右偏圆与大圆在水平面投影上内切，大圆的圆心和左偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，左偏圆与大圆在水平面投影上内切，小圆在水平面投影上内切于右偏圆和左偏圆。

所述的大圆的圆心、右偏圆的圆心、左偏圆的圆心、大圆和右偏圆的内切点、大圆和左偏圆的内切点、小圆与右偏圆、左偏圆的内切点在水平面投影上位于同一直线上。

所述的M的取值0<M<0.25D，0<D－2M－D1。

本发明采用上述管材挤压模具的成形方法步骤为：

步骤一，准备：清洁管材挤压模具的型模的成形型腔，在第一预挤压管材外表面、型芯和管材挤压模具的型模的成形型腔上涂抹挤压润滑剂；

步骤二，装配：将第一预挤压管材套在型芯上，将套在型芯上第一预挤压管材放置于管材挤压模具的挤入段1中，型芯的下端面与管材挤压模具的挤出段的下端面重合，第一预挤压管材的下端面与挤入段1的下端面相接触，第一预挤压管材的上端面为挤压端面，冲模的一端连接到挤压装置的装夹固定端，另一端为挤压工作端，与第一预挤压管材的挤压端面相接触；

步骤三，挤压成形：开启挤压装置，冲模以8mm/s的挤压速度挤压第一预挤压管材，当冲模的挤压工作端面与管材挤压模具的挤入段1的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行；

步骤四，挤出成形：再开启挤压装置，冲模以15mm/s的速度提升，当冲模完全从管材挤压模具的成形型腔出来时，将第二预挤压管材套在型芯上放置于管材挤压模具的挤入段1中，开启挤压装置，冲模以8mm/s的挤压速度挤压第二预挤压管材，当冲模的挤压端面与管材挤压模具的挤入段1的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行，第二预挤压管材会将第一预挤压管材挤出管材挤压模具的成形型腔，第一预挤压管材依次经过管材挤压模具的挤入段1、右偏挤压段2、左偏挤压段3、正挤压段4和挤出段5的变形，完成第一预挤压管材的挤压变形；

步骤五，成形收尾：开启挤压装置，冲模以15mm/s的速度提升，冲模完全从管材挤压模具的成形型腔出来。

本实施例采用的管材挤压模具及其成形方法的技术方案，

预挤压管材在右偏挤压段2变形、左偏挤压段3变形时，环形截面的变形管材的壁厚不均匀，使得材料在塑性变形的流变速度就不一致，材料呈现一种不均匀剪切变形状态，正挤压段4变形材料又达到左右偏挤压段的相互平衡，经过上述挤压模具及其成形方法的管材获得比传统单纯挤压成形更大的变形程度，有利于材料组织的改善和材料性能的提高。

Claims (6)

1.一种管材挤压模具，其特征在于，包括冲模、型芯和型模；所述的型模为一中空的圆柱体，中空部分为成形型腔，所述的成形型腔包括挤入段(1)，挤入段(1)的下端连接右偏挤压段(2)的上端，右偏挤压段(2)的下端连接左偏挤压段(3)的上端，左偏挤压段(3)的下端连接正挤压段(4)的上端，正挤压段(4)的下端连接挤出段(5)的上端；挤入段(1)、右偏挤压段(2)、左偏挤压段(3)、正挤压段(4)和挤出段(5)内插入型芯，挤入段(1)的上端与冲模接触；所述的右偏挤压段(2)的纵切面为直角梯形，左偏挤压段(3)的纵切面为平行四边形，正挤压段(4)的纵切面为等腰梯形。

2.根据权利要求1所述的一种管材挤压模具，其特征在于，所述的冲模为一管件，冲模的横截面为环形，内径为D1，外径为D，冲模的长度为1.2L～1.5L；

所述的模芯为一圆柱体，圆形横截面的直径为D1，模芯的长度为1.8L；

所述的挤入段(1)为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D，挤入段的长度为L；

所述的右偏挤压段(2)与挤入段(1)相连接的横截面为大圆，大圆的直径为D，右偏挤压段(2)与左偏挤压段(3)相连接的横截面为右偏圆，右偏圆的直径为D－M，右偏挤压段(2)的垂直长度为0.2L；左偏挤压段(3)与正挤压段(4)相连接的横截面为左偏圆，左偏圆的直径为D－M，左偏挤压段(3)的垂直长度为0.2L；正挤压段(4)与挤出段(5)相连接的横截面为小圆，小圆的直径为D－2M，正挤压段(5)的垂直长度为0.2L；

所述的挤出段(5)为一圆柱体通道，横截面为圆形，圆形的直径为D－2M，挤出段的长度为0.2L。

3.根据权利要求2所述的一种管材挤压模具，其特征在于，所述的大圆的圆心和右偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，右偏圆与大圆内切，大圆的圆心和左偏圆的圆心在水平面投影上的距离为0.5M，左偏圆与大圆在水平面投影上内切，小圆在水平面投影上内切于右偏圆和左偏圆。

4.根据权利要求2所述的一种管材挤压模具，其特征在于，所述的大圆的圆心、右偏圆的圆心、左偏圆的圆心、大圆和右偏圆的内切点、大圆和左偏圆的内切点、小圆与右偏圆、左偏圆的内切点在水平面投影上位于同一直线上。

5.根据权利要求2述的一种管材挤压模具，其特征在于，的M的取值0<M<0.25D，0<D－2M－D1。

6.根据权利要求1所述的一种管材挤压模具的使用方法，其步骤为：

步骤一，准备：清洁形型腔，在第一预挤压管材外表面、型芯和成形型腔上涂抹挤压润滑剂；

步骤二，装配：将第一预挤压管材套在型芯上，将套在型芯上第一预挤压管材放置于管材挤压模具的挤入段(1)中，型芯的下端面与挤出段(1)的下端面重合，第一预挤压管材的下端面与挤入段(1)的下端面相接触，第一预挤压管材的上端面为挤压端面，冲模的一端连接到挤压装置的装夹固定端，另一端的挤压工作端与第一预挤压管材的挤压端面相接触；

步骤三，挤压成形：开启挤压装置，冲模以0.1D/s～D/s的挤压速度挤压第一预挤压管材，当冲模的挤压工作端面与挤入段(1)的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行；

步骤四，挤出成形：再开启挤压装置，冲模以D/s～2D/s的速度提升，当冲模完全从成形型腔出来时，将第二预挤压管材套在型芯上放置于挤入段(1)中，开启挤压装置，冲模以0.1D/s～D/s的挤压速度挤压第二预挤压管材，当冲模的挤压端面与挤入段(1)的下端面重合时，关闭挤压装置，停止冲模的挤压运行，第二预挤压管材会将第一预挤压管材挤出成形型腔，第一预挤压管材依次经过挤入段(1)、右偏挤压段(2)、左偏挤压段(3)、正挤压段(4)和挤出段(5)的变形，完成第一预挤压管材的挤压变形；以此类推，得到的预挤压管材为圆柱管材，圆柱管材的外径为D，内径为D1，预挤压管材的长度为0.5L～0.8L；

步骤五，成形收尾：开启挤压装置，冲模以D/s～2D/s的速度提升，冲模完全从成形型腔出来。