CN108687154A - 一种铝板的挤压成形模具及铝板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝板的挤压成形模具及铝板的制造方法，涉及铝板的生产制造领域。为了解决传统的通过机械加工厚度渐变的铝板存在耗时过长的问题。本发明的模具，在模芯上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔，挤压条孔的整体长度为C2；所述的挤压条孔的一端为第一型腔，即第一型腔的两个侧壁相互平行，第一型腔的长度为C22，所述第一型腔的宽度为K22；挤压条孔除去第一型腔的部分为第二型腔，即第二型腔的两个侧壁的延长面相交，所述与第一型腔相连接的第二型腔的一端宽度为K21h；另一端的宽度为K21b。本发明用于厚度渐变的铝板的生产。
Description
技术领域
本发明涉及铝板的生产制造领域，具体涉及一种铝板的成形模具和方法。
背景技术
在工业生产活动过程中经常会用到铝板，尤其是厚度渐变的铝板，即铝板的一端相对较厚，一端相对较薄。
目前的方式都是通过机械加工来实现铝板的加工制造，也有一些通过挤压成形的方法，但是挤压成形的方式仅适用于生产厚度统一的铝板，并不适用于生产厚度渐变的铝板，因为挤压成形的立体空间内的尺寸和尺寸关系没有办法控制。所以，一般生产厚度渐变的铝板都是通过机械加工来完成的生产制造的，这样铝板的立体空间尺寸更容易控制，所以目前厚度渐变的铝板基本上都是采用机械加工的生产工艺，具体加工工艺流程如下：
铇四边——铇平面——校平——铇另一平面——校平——粗铣(铇)斜面——校平——粗铣(铇)另一斜面——校平——精铣(铇)斜面——校平——精铣(铇)另一斜面——校平。
而且在机械加工过程中，由于全部是机械加工，而且走道过程中会生热，使铝板发生冷热变形，不仅形位公差较大，而且需要反复校平，费时费力。虽然这方加工方法能够生产出立体空间尺寸符合规格的铝板，但是这种加工方式十分耗时，生产一张620mm长315mm宽，一边厚度为16mm、以一边厚度8mm的铝板需要花费大约50个小时，十分耗时；同时在加工过程中需要翻面，不仅耗力，而且容易造成铝板变形，造成加工费时费力。
发明内容
本发明为了解决传统的通过机械加工厚度渐变的铝板存在耗时过长的问题。
一种铝板的挤压成形模具，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔在贯通模芯的方向上的尺寸是固定的；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为矩形；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，第一型腔(22)的两个侧壁相互平行，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)，第二型腔(21)的两个侧壁的延长面相交；
在模芯端面上，所述挤压型腔(2)的整体长度为C2；所述第一型腔(22)的长度为C22，所述第一型腔(22)的宽度为K22；所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：
进一步地，所述挤压型腔(2)的整体长度为C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)的长度为C22＝40mm；所述第一型腔(22)的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
进一步地，所述模芯(1)上设有两条或三条挤压型腔(2)。
一种铝板的挤压成形模具，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔是逐渐扩口的挤压型腔，即：在贯通模芯的方向上，挤压型腔的尺寸是按照固定比例逐渐增大的；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为梯形；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)；
针对挤压型腔在模芯两个端面的型腔面中较小的一个型腔面而言，型腔面的整体长度为C2；第一型腔(22)的对应的型腔面的两个侧边相互平行，第一型腔(22)对应的型腔面的长度为C22，第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22；第二型腔(21)对应的型腔面的两个侧边的延长面相交，与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：
进一步地，所述挤压型腔(2)型腔面的整体长度C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)对应的型腔面的长度C22＝40mm；所述第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)对应的型腔面的另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
一种铝板的制造方法，包括以下步骤：
步骤1、利用铝板的挤压成形模具挤压铝板；
步骤2、从挤压成形的铝板厚度薄的一边向厚度厚的一边开始逐渐测量，确定所需厚度h1＝K21b+0.2mm的位置，按照此位置在铝板长度方向上画与铝板一边平行的线条，以所述线条为薄边基准边线，将铝板厚度薄的一边铣削至所述薄边基准边线，作为加工后的铝板薄边；
步骤3、在铝板宽度方向上，从加工后的铝板薄边开始向铝板厚度厚的一边方向上测量，测量长度为Kk，并确定为厚边基准点，过厚边基准点在铝板长度方向上画与铝板薄边平行的线条，以所述线条为厚边基准边线，将铝板厚度厚的一边铣削至所述厚边基准边线，作为加工后的铝板厚边。
进一步地，所述一种铝板的制造方法还包括以下步骤：
步骤4、对加工后的铝板薄边加工圆角R14；对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角R20。
进一步地，所述对加工后的铝板薄边加工圆角的半径R14为14mm；所述对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角的半径R20为20mm。
进一步地，所述厚度h1＝8mm；所述测量长度Kk＝315mm。
本发明的有益效果是：
基于本发明所述的模具保证了加工出来的铝板两侧斜面的倾斜度和对称度，即：保证了铝板两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度。所以采用本发明的方法生产铝板不用考虑两侧斜面倾斜度的问题和对称度的问题，不仅省时省事，而且也正是基于两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度，才使得能够采用两边裁切得到特定尺寸的铝板的方法的，两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度是一切操作的基础，没有这两侧斜面倾斜度不变和较高的对称度作为保证，就不能采用两边裁切的方式制作生产铝板。同时，基于模具生产加工铝板，也保证了两侧斜面的平面度、光洁度，减小了误差，避免了现有全机械加工过程中来回翻面导致的斜面的平面度、光洁度不好的问题；这也避免后期对铝板两侧的机械加工，不仅能够保证误差较小，还能够节省工序和时间，利用本发明的模具和相应方法能够加工出误差非常小的铝板，完全能够保证误差范围，平面度误差不超过0.6，这也能够大幅提高成品率，相比现有技术，利用本发明能够将成品率提高9％以上。
本发明能够极大的减少铝板加工的形位公差，最为关键的是利用本发明能够大幅度减少加工时间，相比现有的全部机械加工方式效率，本发明生产一张铝板最多也不过几十分钟，相比全部机械加工需要几十个小时的加工时间，效率得到极大的提高。
从根本上说本发明的方法是将复杂的机械加工转变为挤压成形加上简单的机械加工，相比现有的加工铝板的方法，本发明从核心上是加工理念和加工思维方式的转变。
附图说明
图1为具体实施方式一中铝板的挤压成形模具的俯视图；
图2为图1的的A-A的剖视图；
图3为具体实施方式二对应的挤压型腔结构示意图；
图4为具体实施方式七中铝板的示意图；
图5为具体实施方式四中的一种铝板的挤压成形模具的俯视图(挤压型腔两侧扩口)；
图6为图5的的A-A的剖视图；
图7为具体实施方式四中的另一种铝板的挤压成形模具的俯视图(挤压型腔四周扩口)；
图8为图7的的A-A的剖视图；
图9为具体实施方式五对应的挤压型腔结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种铝板的挤压成形模具，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔在贯通模芯的方向上的尺寸是固定的(挤压型腔是非扩口挤压型腔)；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为矩形，如图1和图2所示；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，第一型腔(22)的两个侧壁相互平行，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)，第二型腔(21)的两个侧壁的延长面相交；
在模芯端面(沿着模芯轴向的方向上看)上，所述挤压型腔(2)的整体长度为C2；所述第一型腔(22)的长度为C22，所述第一型腔(22)的宽度为K22；所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：该尺寸对应的挤压型腔能够使得挤压出的铝板在具体实施方式七的步骤2中“从挤压成形的铝板厚度薄的一边向厚度厚的一边开始逐渐测量，确定所需厚度h1的位置”对应的过程中更容易根据铝板厚度渐变的尺寸掌握测量裁切的尺寸，从而使整个过程方便容易操作、节省时间。
具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，
本实施方式所述挤压型腔(2)的整体长度为C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)的长度为C22＝40mm；所述第一型腔(22)的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
其他结构和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：
本实施方式所述模芯(1)上设有两条或三条挤压型腔(2)；各挤压型腔(2)轴线平行，且各挤压型腔(2)的平行条孔段(22)一端和梯形条孔段(21)的宽度K21b对应的一端交替排列。这样能够保证在模芯上挤压型腔(2)的数量上(当然也要保证模芯上挤压型腔之间的距离，以保证其有足够的抗挤压强度)尽量减小模芯端面的面积，也就能够减小模芯的体积和制作成本。
其他结构和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：
一种铝板的挤压成形模具，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔是逐渐扩口的挤压型腔，即：在贯通模芯的方向上(模芯的轴向上)，挤压型腔的尺寸是按照固定比例逐渐增大的；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为梯形，如图5与图6，图7与图8所示；也就是说，挤压型腔在模芯端面形成的长度上的两侧型腔壁与模芯两个端面不垂直(呈锐角钝角)；挤压型腔在模芯两个端面上形成的型腔面形状相同、大小不同；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)；
针对挤压型腔在模芯两个端面的型腔面中较小的一个型腔面而言，型腔面的整体长度为C2；第一型腔(22)的对应的型腔面的两个侧边相互平行，第一型腔(22)对应的型腔面的长度为C22，第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22；第二型腔(21)对应的型腔面的两个侧边的延长面相交，与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：该尺寸对应的挤压型腔能够使得挤压出的铝板在具体实施方式七的步骤2中“从挤压成形的铝板厚度薄的一边向厚度厚的一边开始逐渐测量，确定所需厚度h1的位置”对应的过程中更容易根据铝板厚度渐变的尺寸掌握测量裁切的尺寸，从而使整个过程方便容易操作、节省时间。
具体实施方式五：结合图9说明本实施方式，
本实施方式所述挤压型腔(2)型腔面的整体长度C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)对应的型腔面的长度C22＝40mm；所述第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)对应的型腔面的另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
其他结构和参数与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：
本实施方式所述模芯(1)上设有两条或三条挤压型腔(2)；各挤压型腔(2)轴线平行，且各挤压型腔(2)的平行条孔段(22)一端和梯形条孔段(21)的宽度K21b对应的一端交替排列。这样能够保证在模芯上挤压型腔(2)的数量上(当然也要保证模芯上挤压型腔之间的距离，以保证其有足够的抗挤压强度)尽量减小模芯端面的面积，也就能够减小模芯的体积和制作成本。
其他结构和参数与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：
一种铝板的制造方法，包括以下步骤：
步骤1、利用具体实施方式一至六之一所述铝板的挤压成形模具挤压铝板，铝板的长度(穿过挤压型腔的铝板长度)根据实际生产需要确定(620mm)；模具挤压够保证铝板的形位公差；
步骤2、从挤压成形的铝板厚度薄的一边向厚度厚的一边开始逐渐测量，确定所需厚度h1＝K21b+0.2mm(铝板的厚度对应挤压型腔的宽度，h1略大于K21b)的位置，按照此位置在铝板长度方向上画与铝板一边平行的线条，以所述线条为薄边基准边线，将铝板厚度薄的一边铣削至所述薄边基准边线，作为加工后的铝板薄边(厚度薄的一边)；
步骤3、在铝板宽度方向上，从加工后的铝板薄边开始向铝板厚度厚的一边方向上测量，测量长度为Kk，并确定为厚边基准点，过厚边基准点在铝板长度方向上画与铝板薄边平行的线条，以所述线条为厚边基准边线，将铝板厚度厚的一边铣削至所述厚边基准边线，作为加工后的铝板厚边(厚度厚的一边)。
本发明的模具不仅能够保证其制造并加工出厚度渐变的铝板，而且铝板的厚边和薄边的尺寸可以根据任意设计的模具进行调整，关键是只要设定好模具的厚边和薄边的厚度和铝板整体的宽度，究竟加工出各种型号的铝板，即通过裁切保证铝板的规格尺寸，包括铝板的厚边和薄边的尺寸，以及铝板的宽度。
同时，由于基于本发明所述的模具保证了加工出来的铝板两侧斜面的倾斜度和对称度，即：保证了铝板两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度。所以采用本发明的方法生产铝板不用考虑两侧斜面倾斜度的问题和对称度的问题，不仅省时省事，而且也正是基于两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度，才使得能够采用两边裁切得到特定尺寸的铝板的方法的，两侧斜面之间的夹角不变且具有较高的对称度是一切操作的基础，没有这两侧斜面倾斜度不变和较高的对称度作为保证，就不能采用两边裁切的方式制作生产铝板。同时，基于模具生产加工铝板，也保证了两侧斜面的平面度、光洁度，减小了误差，避免了现有全机械加工过程中来回翻面导致的斜面的平面度、光洁度不好的问题；这也避免后期对铝板两侧的机械加工(现有技术需要有的工序)，不仅能够保证误差较小，还能够节省工序和时间，利用本发明的模具和相应方法能够加工出误差非常小的铝板，完全能够保证误差范围，平面度误差不超过0.6，这也能够大幅提高成品率，相比现有技术，利用本发明能够将成品率提高9％以上。
本发明能够极大的减少铝板加工的形位公差，最为关键的是利用本发明能够大幅度减少加工时间，相比现有的全部机械加工(复杂的机械加工)方式效率，本发明生产一张铝板最多也不过几十分钟，相比全部机械加工需要几十个小时的加工时间，效率得到极大的提高。
从根本上说本发明的方法是将复杂的机械加工转变为挤压成形加上简单的机械加工，相比现有的加工铝板的方法，本发明从核心上是加工理念和加工思维方式的转变。
具体实施方式八：
本实施方式所述一种铝板的制造方法，还包括以下步骤：
步骤4、对加工后的铝板薄边加工圆角R14；对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角R20。
其他步骤和参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图4说明本实施方式，
本实施方式所述对加工后的铝板薄边加工圆角的半径R14为14mm；所述对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角的半径R20为20mm。
其他步骤和参数与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：
本实施方式所述厚度h1＝8mm；所述测量长度Kk＝315mm。
采用挤压型腔的整体长度为C2＝330mm，平行条孔段(22)的宽度为K22＝16mm，梯形条孔段(21)另一端的宽度为K21b＝7.8mm的铝板的挤压成形模具，制造出的铝板基材的薄边(7.8mm)和厚边(16mm)以及铝板的宽度(330)，厚边和薄边的比例不仅能够保证其裁切方便，很容易加工出规格为厚边为16mm，薄边为8mm的铝板，同时保证了形位公差，铝板的平面度误差不超过0.6，以厚边的一侧面为基准的对称度误差不超过1mm，厚边的偏差不超过[-0.36，+0.12]毫米，薄边的的偏差不超过[-0.18，0]毫米。能够大幅提高成品率，相比现有技术，利用本发明能够将成品率提高12％以上。
这种型号的铝板是大多数铝板需求所需要的型号，能够满足很多行业的需求。最重要的是利用本发明所述的模具和相应的铝板加工方法，加工一张铝板最多需要30分钟，相比加工同样规格的铝板现有技术需要50个小时的情况，基于本发明所述模具和相应铝板加工方法效率提高了100倍。
其他步骤和参数与具体实施方式七、八或九相同。
Claims (10)
1.一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔在贯通模芯的方向上的尺寸是固定的；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为矩形；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，第一型腔(22)的两个侧壁相互平行，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)，第二型腔(21)的两个侧壁的延长面相交；
在模芯端面上，所述挤压型腔(2)的整体长度为C2；所述第一型腔(22)的长度为C22，所述第一型腔(22)的宽度为K22；所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：
2.根据权利要求1所述的一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，所述挤压型腔(2)的整体长度为C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)的长度为C22＝40mm；所述第一型腔(22)的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)的一端宽度为K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，所述模芯(1)上设有两条或三条挤压型腔(2)。
4.一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，在模芯(1)上沿其轴向设有多个贯通的挤压型腔(2)；挤压型腔是逐渐扩口的挤压型腔，即：在贯通模芯的方向上，挤压型腔的尺寸是按照固定比例逐渐增大的；在模芯的轴向剖面上，挤压型腔的剖面为梯形；
所述的挤压型腔(2)的一端为第一型腔(22)，挤压型腔(2)除去第一型腔(22)的部分为第二型腔(21)；
针对挤压型腔在模芯两个端面的型腔面中较小的一个型腔面而言，型腔面的整体长度为C2；第一型腔(22)的对应的型腔面的两个侧边相互平行，第一型腔(22)对应的型腔面的长度为C22，第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22；第二型腔(21)对应的型腔面的两个侧边的延长面相交，与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度为K21h，另一端的宽度为K21b；
且满足：
5.根据权利要求4所述的一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，所述挤压型腔(2)型腔面的整体长度C2＝330mm，上、下偏差为±2.13mm；
所述第一型腔(22)对应的型腔面的长度C22＝40mm；所述第一型腔(22)对应的型腔面的宽度为K22＝16mm，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；
所述与第一型腔(22)相连接的第二型腔(21)对应的型腔面的一端宽度K21h＝K22，上、下偏差为+0.7mm、-0.2mm；第二型腔(21)对应的型腔面的另一端的宽度为K21b＝7.8mm，上、下偏差为±0.2mm。
6.根据权利要求4或5所述的一种铝板的挤压成形模具，其特征在于，所述模芯(1)上设有两条或三条挤压型腔(2)。
7.一种铝板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、利用权利要求1至6之一所述铝板的挤压成形模具挤压铝板；
步骤2、从挤压成形的铝板厚度薄的一边向厚度厚的一边开始逐渐测量，确定所需厚度h1＝K21b+0.2mm的位置，按照此位置在铝板长度方向上画与铝板一边平行的线条，以所述线条为薄边基准边线，将铝板厚度薄的一边铣削至所述薄边基准边线，作为加工后的铝板薄边；
步骤3、在铝板宽度方向上，从加工后的铝板薄边开始向铝板厚度厚的一边方向上测量，测量长度为Kk，并确定为厚边基准点，过厚边基准点在铝板长度方向上画与铝板薄边平行的线条，以所述线条为厚边基准边线，将铝板厚度厚的一边铣削至所述厚边基准边线，作为加工后的铝板厚边。
8.根据权利要求7所述的一种铝板的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤4、对加工后的铝板薄边加工圆角R14；对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角R20。
9.根据权利要求8所述的一种铝板的制造方法，其特征在于，所述对加工后的铝板薄边加工圆角的半径R14为14mm；所述对加工后的铝板两面平行段和两面斜面段交接处加工圆角的半径R20为20mm。
10.根据权利要求7、8或9所述的一种铝板的制造方法，其特征在于，所述厚度h1＝8mm；所述测量长度Kk＝315mm。
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