CN109821920B - 一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械技术领域。一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，包括一挤压模具主体，挤压模具主体包括一上模以及下模，上模上开设有进料孔，进料孔包括上下设置的第一扩展部以及第二扩展部，第一扩展部与第二扩展部两者的壁面从上端向下方的外侧逐渐扩大；第一扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°‑40°，第二扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为8°‑12°；第一扩展部的上端的外接圆的直径为358mm‑362mm。本专利将传统进料孔的单一扩展部的设计改良为两个扩展部，实现物料在进料过程中逐步扩展，适用于宽厚比较大的产品。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体涉及挤压模具。
背景技术
随着新能源汽车的发展，铝挤压型材越来越多的应用在电池托盘的底板上。为降低焊接成本，底板截面的的宽度尺寸都较大，并且厚度较薄，形成典型的宽厚比较大的截面(一般产品的宽度约400mm，壁厚1.5-2mm，宽厚比大于200)。
目前的挤压模具针对于宽厚比大于100的产品，已经有很大挤压难度。宽厚比较大的模具，一般挤压难度较大，挤压压力较高，模具容易报废。
如何设计模具来实现宽厚比大于200情况的底板，是目前业内迫切需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，以解决上述至少一个技术问题。
本发明的技术方案是：一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，包括一挤压模具主体，所述挤压模具主体包括一上模以及下模，所述上模上开设有进料孔，其特征在于，所述进料孔包括上下设置的第一扩展部以及第二扩展部，所述第一扩展部与所述第二扩展部两者的壁面从上端向下方的外侧逐渐扩大；
所述第一扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°-40°，第二扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为8°-12°；
所述第一扩展部的上端的外接圆的直径为358mm-362mm；
所述第一扩展部的轴向长度小于所述第二扩展部的轴向长度。
本专利将传统进料孔的单一扩展部的设计改良为两个扩展部，实现物料在进料过程中逐步扩展，适用于宽厚比较大的产品。
此外，本专利对进料孔外接圆尺寸做出变更，扩超填充铝料，实现使用小的棒径来挤压更大棒径才能挤压的截面，达到降低挤压比及降压的目的，保证模具的寿命及挤压过程稳定性。挤压模具主体挤压工作时，采用的铝棒棒径为368mm。传统单个扩展部的进料孔的扩展角度为8°，使用铝棒棒径φ448。
采用传统的单扩展角设计，挤压比达到70，挤压难度较大，并且模具在高压下容易弹变，降低模具寿命。而本发明的模具进料口采用双扩展设计，这样可以满足降低挤压比的作用，此时挤压比将至48左右，大大的提高了可挤压性，可以降低压力达到30％左右，模具寿命也会大大的提升。
优选地，所述第一扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°，第二扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为12°；
所述第一扩展部的上端的外接圆的直径为360mm。
采用上述参数，挤压比为48。
所述第一扩展部的下端的外接圆的半径与所述第一扩展部的上端的外接圆的半径的差值为32mm；
所述第二扩展部的下端的外接圆的半径与所述第一扩展部的下端的外接圆的半径的差值为20mm；
所述第二扩展部的下端的外接圆的直径为463mm-465mm；
所述第一扩展部的下端与所述第二扩展部的上端对接导通。
将第二扩展部的下端的外接圆的直接与传统的一致，便于保证与下模各个部件的匹配效果。
所述上模的轴向长度为145mm-155mm；
所述第一扩展部的轴向长度为31mm-33mm；
所述第二扩展部的轴向长度为110mm-140mm。
将上模的尺寸仍然保持原先的尺寸，便于保证与挤压机台其他部件的配合效果，仍保持不变动。
所述进料孔的内壁连接有分流桥；
所述分流桥为呈网状交错设置，所述分流桥的顶部与所述进料孔的上端面的间距为中央近两端远。
便于实现分流与扩展。
所述分流桥包括交错设置的纵向分流桥与横向分流桥，所述纵向分流桥设有三个，三个纵向分流桥从左至右依次设置，位于中央的纵向分流桥的高度大于位于两侧的纵向分流桥的高度；
所述横向分流桥设有四个，四个横向分流桥从左至右依次为第一横向分流桥、第二横向分流桥、第三横向分流桥以及第四横向分流桥；
所述第一横向分流桥从左至右倾斜向上，所述第一横向分流桥的左右两端分别连接所述进料孔的内壁与位于最左侧的纵向分流桥相连；
所述第二横向分流桥从左至右倾斜向上，所述第二横向分流桥的左右两端分别连接位于最左侧的纵向分流桥与位于中央的纵向分流桥；
所述第一横向分流桥的倾斜角度小于所述第二横向分流桥的倾斜角度；
位于中央的纵向分流桥的最高端设置在所述第一扩展部接近所述第二扩展部处，位于两侧的纵向分流桥设置在所述第二扩展部内。
便于保证分流与扩展效果。
所述上模的中心位置设有与所述分流桥一体化成型的模芯，所述模芯位于所述分流桥的下端部；
所述下模自进料端至出料端依次设置焊合室、型腔和出料孔，所述模芯的下端沿伸至所述型腔；
所述型腔包括至少两个从左至右排布的子模芯，所述分流桥位于相邻的子模芯的上方开设有一通道，所述通道为空刀，所述空刀与所述进料孔导通；
所述分流桥开设有所述通道处的断面为上下两端均呈锥状的双锥结构。
便于适用于宽厚比大的产品。
所述上模与所述下模上均开设有用于调节温度的流体导入的通道，所述上模以及下模上均开设有与所述通道导通的进口与出口。
便于通过导入流体的温度来调控上模与下模的温度。
所述挤压机的推料速度为6m/min，挤压模具的温度控制在460-480℃。
附图说明
图1为本发明上模的一种结构示意图；
图2为本发明上模的俯视图；
图3为本发明的一种结构示意图；
图4为本发明的局部剖视图；
图5为本发明沿着轴向的剖视图；
图6为本发明的上模进料孔处的局部剖视图。
图中：11为第一扩展部，12为第二扩展部，21为第一横向分流桥，22为第二横向分流桥，23为第三横向分流桥，24为第四横向分流桥，25为纵向分流桥，26为空刀，27为子模芯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图6，一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，包括一挤压模具主体，挤压模具主体包括一上模以及下模，上模上开设有进料孔，进料孔包括上下设置的第一扩展部11以及第二扩展部12，第一扩展部11与第二扩展部12两者的壁面从上端向下方的外侧逐渐扩大；第一扩展部11的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°-40°，第二扩展部12的左右两侧面与轴线构成的扩展角为8°-12°；第一扩展部11的上端的外接圆的直径为358mm-362mm。本专利将传统进料孔的单一扩展部的设计改良为两个扩展部，实现物料在进料过程中逐步扩展，适用于宽厚比较大的产品。此外，本专利对进料孔外接圆尺寸做出变更，扩超填充铝料，实现使用小的棒径来挤压更大棒径才能挤压的截面，达到降低挤压比及降压的目的，保证模具的寿命及挤压过程稳定性。
针对于挤压后型材的壁厚为2mm-3mm，型材的宽度为384mm-400mm。宽厚比为200左右。
对比例：单个扩展部，进料孔左右两侧面与轴线构成的扩展角为8°，进料孔的进料端的外接圆为424mm,进料孔的出料端的外接圆为464mm，采用的铝棒棒径为448，挤压比达到70，要采用挤压油缸的缸径为1780mm，挤压油缸内的油压为280kg/cm2。计算出挤压油缸对铝棒的挤压力为6964吨。计算公式为280*π*(1780/2)2。
优选例：第一扩展部11的左右两侧面与轴线构成的扩展角c为35°，第二扩展部12的左右两侧面与轴线构成的扩展角d为12°；第一扩展部11的上端的外接圆的直径为360mm，第二扩展部的下端的外接圆的直径为464mm。第一扩展部11的下端的外接圆的半径与第一扩展部11的上端的外接圆的半径的差值A为32mm；第二扩展部12的下端的外接圆的半径与第一扩展部11的下端的外接圆的半径的差值B为20mm。采用铝棒的棒径为368mm,挤压比为48左右，挤压机的挤压油缸的缸径为1500mm，挤压油缸内的油压为260kg/cm2。计算出挤压油缸对铝棒的挤压力为4592吨。计算公式为260*π*(1500/2)2。
采用双扩展设计，这样可以满足降低挤压比的作用，此时挤压比将至48左右，大大的提高了可挤压性，可以降低压力达到30％左右，模具寿命也会大大的提升。
上模的轴向长度为145mm-155mm；第一扩展部11的轴向长度为31mm-33mm；第二扩展部12的轴向长度为110mm-140mm。将上模的尺寸仍然保持原先的尺寸，便于保证与挤压机台其他部件的配合效果，仍保持不变动。
针对于两个扩展部的不同扩展角(第一扩展部上端的外接圆均为360mm,第二扩展部的下端的外接圆均为464mm，A为32mm，B为20mm，挤压机的挤压油缸的缸径为1050mm)的实验参数数据如下：
进料孔的内壁连接有分流桥；分流桥为呈网状交错设置，分流桥的顶部与进料孔的上端面的间距为中央近两端远。便于实现分流与扩展。分流桥包括交错设置的纵向分流桥25与横向分流桥，纵向分流桥25设有三个，三个纵向分流桥从左至右依次设置，位于中央的纵向分流桥的高度大于位于两侧的纵向分流桥的高度；横向分流桥设有四个，四个横向分流桥从左至右依次为第一横向分流桥21、第二横向分流桥22、第三横向分流桥23以及第四横向分流桥24；第一横向分流桥21从左至右倾斜向上，第一横向分流桥21的左右两端分别连接进料孔的内壁与位于最左侧的纵向分流桥相连；第二横向分流桥22从左至右倾斜向上，第二横向分流桥22的左右两端分别连接位于最左侧的纵向分流桥与位于中央的纵向分流桥；第一横向分流桥21的倾斜角度小于第二横向分流桥22的倾斜角度；位于中央的纵向分流桥的最高端设置在第一扩展部11接近第二扩展部12处，位于两侧的纵向分流桥设置在第二扩展部12内。便于保证分流与扩展效果。
上模的中心位置设有与分流桥一体化成型的模芯，模芯位于分流桥的下端部；下模自进料端至出料端依次设置焊合室、型腔和出料孔，模芯的下端沿伸至型腔；型腔包括至少两个从左至右排布的子模芯27，分流桥位于相邻的子模芯27的上方开设有一通道，通道为空刀26，空刀26与进料孔导通；分流桥开设有通道处的断面为上下两端均呈锥状的双锥结构。便于适用于宽厚比大的产品。
上模与下模上均开设有用于流体导入的通道，上模以及下模上均开设有与通道导通的进口与出口。便于通过导入流体的温度来调控上模与下模的温度。
挤压机的推料速度为6m/min，挤压模具的温度控制在460-480℃。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，包括一挤压模具主体，所述挤压模具主体包括一上模以及下模，所述上模上开设有进料孔，其特征在于，所述进料孔包括上下设置的第一扩展部以及第二扩展部，所述第一扩展部与所述第二扩展部两者的壁面从上端向下方的外侧逐渐扩大；
所述第一扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°-40°，第二扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为8°-12°；
所述第一扩展部的上端的外接圆的直径为358mm-362mm；
所述第一扩展部的轴向长度小于所述第二扩展部的轴向长度。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述第一扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为35°，第二扩展部的左右两侧面与轴线构成的扩展角为12°；
所述第一扩展部的上端的外接圆的直径为360mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述第一扩展部的下端的外接圆的半径与所述第一扩展部的上端的外接圆的半径的差值为32mm；
所述第二扩展部的下端的外接圆的半径与所述第一扩展部的下端的外接圆的半径的差值为20mm；
所述第二扩展部的下端的外接圆的直径为463mm-465mm；
所述第一扩展部的下端与所述第二扩展部的上端对接导通。
4.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述上模的轴向长度为145mm-155mm；
所述第一扩展部的轴向长度为31mm-33mm；
所述第二扩展部的轴向长度为110mm-140mm。
5.根据权利要求4所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述进料孔的内壁连接有分流桥；
所述分流桥为呈网状交错设置，所述分流桥的顶部与所述进料孔的上端面的间距为中央近两端远。
6.根据权利要求5所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述分流桥包括交错设置的纵向分流桥与横向分流桥，所述纵向分流桥设有三个，三个纵向分流桥从左至右依次设置，位于中央的纵向分流桥的高度大于位于两侧的纵向分流桥的高度；
所述横向分流桥设有四个，四个横向分流桥从左至右依次为第一横向分流桥、第二横向分流桥、第三横向分流桥以及第四横向分流桥；
所述第一横向分流桥从左至右倾斜向上，所述第一横向分流桥的左右两端分别连接所述进料孔的内壁与位于最左侧的纵向分流桥相连；
所述第二横向分流桥从左至右倾斜向上，所述第二横向分流桥的左右两端分别连接位于最左侧的纵向分流桥与位于中央的纵向分流桥；
所述第一横向分流桥的倾斜角度小于所述第二横向分流桥的倾斜角度；
位于中央的纵向分流桥的最高端设置在所述第一扩展部接近所述第二扩展部处，位于两侧的纵向分流桥设置在所述第二扩展部内。
7.根据权利要求6所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述上模的中心位置设有与所述分流桥一体化成型的模芯，所述模芯位于所述分流桥的下端部；
所述下模自进料端至出料端依次设置焊合室、型腔和出料孔，所述模芯的下端沿伸至所述型腔；
所述型腔包括至少两个从左至右排布的子模芯，所述分流桥位于相邻的子模芯的上方开设有一通道，所述通道为空刀，所述空刀与所述进料孔导通；
所述分流桥开设有所述通道处的断面为上下两端均呈锥状的双锥结构。
8.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述上模与所述下模上均开设有用于调节温度的流体导入的通道，所述上模以及下模上均开设有与所述通道导通的进口与出口。
9.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述挤压模具安装在一挤压机上，所述挤压机的挤压油缸的缸径为1500mm，挤压油缸内的油压为260kg/cm2。
10.根据权利要求9所述的一种应用于电动汽车电池托盘的挤压宽展模具，其特征在于：所述挤压机的推料速度为6m/min，挤压模具的温度控制在460-480℃。
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