CN110193527B - 一种多向挤压强变形模具及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多向挤压强变形模具及其方法，涉及金属强变形技术领域，模具包括设置有十字型模腔的凹模，所述凹模的模腔中部上下贯通，且所述凹模的模腔上方设置有与所述十字型模腔相配合的上模十字压头，所述凹模的模腔下方设置有凹模中部顶杆；所述凹模的四个侧壁上均分别穿设有一个凹模四周压头，所述凹模四周压头的前端能够在所述十字型模腔内水平移动，所述凹模中部顶杆底部和四个所述凹模四周压头末端分别设置有液压缸。以本发明的多向挤压强变形模具为基础的多向挤压强变形方法，使坯料的多向挤压高效快捷，挤压完成后取出方便。

Description

一种多向挤压强变形模具及其方法

技术领域

本发明涉及金属强变形技术领域，特别是涉及一种多向挤压强变形模具及其方法。

背景技术

多向挤压(Multi-directionalExtrusion)是一种新型的制备超细晶块体材料的塑性加工方法，其制备工艺实质上是一种反复的多向墩粗过程，该技术采用模挤压工艺，材料在每道次挤压间进行旋转以改变加载方向，多次重复压缩与拉长过程，以此实现反复多向挤压进而细化材料晶粒尺寸，材料的综合性能表现得到显著提高。多向挤压源自多向锻造技术(MDF)，但基于其采用模挤压的特点，其在温度、变形速率，变形量等因素的控制上要优于后者。但是传统的多向挤压方法要求在每道次间进行坯料的翻转，这一介入性操作不仅会影响坯料的温度状态，还会造成坯料在加载方向上的受力误差；同时，模挤压工艺的采用也使得加工完成后坯料的取出存在一定的难度。在多向挤压技术的发展及应用过程中，这些问题是不能忽视的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多向挤压强变形模具及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，使坯料多向挤压高效快捷，挤压完成后取出方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种多向挤压强变形模具，模具包括设置有十字型模腔的凹模，所述凹模的模腔中部上下贯通，且所述凹模的模腔上方设置有与所述十字型模腔相配合的上模十字压头，所述凹模的模腔下方设置有凹模中部顶杆；所述凹模的四个侧壁上均分别穿设有一个凹模四周压头，所述凹模四周压头的前端能够在所述十字型模腔内水平移动，所述凹模中部顶杆底部和四个所述凹模四周压头末端分别设置有液压缸。

可选的，所述上模十字压头包括柱状压杆，所述柱状压杆底部固定连接有十字按压部。

可选的，所述凹模中部顶杆与液压缸连接端的直径小于所述凹模中部顶杆与凹模连接端的直径。

可选的，所述凹模四周压头与所述液压缸连接端的直径小于所述凹模四周压头与所述凹模接触端的直径。

可选的，所述凹模为立方体结构。

本发明还提供一种多向挤压强变形方法，包括如下步骤：

S1、将一块坯料放置在凹模十字型模腔下方的凹模中部顶杆上，启动上模液压缸，上模十字压头挤压坯料，坯料沿十字型模腔发生变形；

S2、坯料达到预设的压缩量，升起上模，启动布置在凹模四周的液压缸，驱动四个凹模四周压头沿十字型模腔向中部挤压坯料，直至坯料回复至模腔中部；

S3、凹模四周压头回退，降下上模十字压头，重复以上步骤，对坯料进行多次多向挤压变形；

S4、最后一次变形结束后，回退凹模四周压头，启动凹模底部液压缸，凹模中部顶杆向上顶出坯料。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过上模压头及四周压头对坯料的协同多向挤压，可以获得晶粒细小、分布均匀的优良组织，显著提高材料的综合性能表现。凹模四周压头的设置使得坯料无需翻转即可实现多向挤压，减少了人为因素的影响，有利于自动化的实现。经过多向挤压之后的坯料形状规则，在凹模中部顶杆的作用下易于脱模。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为多向挤压强变形模具整体结构俯视图；

附图2为多向挤压强变形模具整体结构主视图；

附图3为凹模俯视图；

附图4为凹模剖视图；

附图5为上模十字压头主视图；

附图6为上模十字压头俯视图；

附图7为凹模四周压头结构示意图；

附图8为凹模中部顶杆结构示意图；

其中，1为第一液压缸、2为第一凹模四周压头、3为第二液压缸、4为第二凹模四周压头、5为凹模、6为第六液压缸、7为第三凹模四周压头、8为第三液压缸、9为上模十字压头、10为第四凹模四周压头、11为第四液压缸、12为凹模中部顶杆、13为第五液压缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种多向挤压强变形模具及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，使坯料多向挤压高效快捷，挤压完成后取出方便。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种多向挤压强变形模具及其方法，通过十字形上模压头挤压方形坯料，使其沿凹模十字型模腔发生变形，之后由液压缸推动凹模四周压头向中部挤压坯料，以此达到无需翻转即实现多向挤压的效果；在连续挤压之后，由位于凹模十字型模腔中部坯料下方的顶杆向上顶出坯料，降低取件难度。坯料经过多向挤压变形之后，晶粒得到明显细化，材料综合力学性能得到显著提高。

如附图1-附图8所示，本发明提供的多向挤压强变形模具，包括设置有十字型模腔的立方体结构的凹模5，凹模5的模腔中部上下贯通，且凹模5的模腔上方设置有与十字型模腔相配合的上模十字压头9，凹模5的模腔下方设置有凹模中部顶杆12；凹模5的四个侧壁上均分别穿设有一个凹模四周压头，包括结构相同的第一凹模四周压头2、第二凹模四周压头4，第三凹模四周压头7和第四凹模四周压头10；四个凹模四周压头的前端能够在十字型模腔内水平移动，凹模中部顶杆12底部和四个凹模四周压头末端分别设置有液压缸；液压缸包括分别与四个凹模四周压头连接的第一液压缸1、第二液压缸3、第三液压缸8和第四液压缸11，以及与凹模中部顶杆12连接的第五液压缸13。

进一步优选的，上模十字压头9包括柱状压杆，柱状压杆底部固定连接有十字按压部，顶部设置有第六液压缸6。凹模中部顶杆12与第五液压缸13连接端的直径小于凹模中部顶杆12与凹模5连接端的直径。凹模四周压头与液压缸连接端的直径小于凹模四周压头与凹模接触端的直径。

本发明还提供一种多向挤压强变形方法，包括如下步骤：

S1、将一块坯料放置在凹模十字型模腔下方的凹模中部顶杆12上，启动上模的第六液压缸6，上模十字压头9挤压坯料，坯料沿十字型模腔发生变形；

S2、坯料达到预设的压缩量，升起上模，启动布置在凹模5四周的液压缸，驱动四个凹模四周压头沿十字型模腔向中部挤压坯料，直至坯料回复至模腔中部；

S3、凹模四周压头回退，降下上模十字压头，重复以上步骤，对坯料进行多次多向挤压变形；

S4、最后一次变形结束后，回退凹模四周压头，启动凹模底部第五液压缸13，凹模中部顶杆12向上顶出坯料。

经以上操作，实现对坯料的多向挤压强变形。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种多向挤压强变形模具，其特征在于：包括设置有十字型模腔的凹模，所述凹模的模腔中部上下贯通，且所述凹模的模腔上方设置有与所述十字型模腔相配合的上模十字压头，所述凹模的模腔下方设置有凹模中部顶杆；所述凹模的四个侧壁上均分别穿设有一个凹模四周压头，所述凹模四周压头的前端能够在所述十字型模腔内水平移动，所述凹模中部顶杆底部和四个所述凹模四周压头末端分别设置有液压缸；所述上模十字压头包括柱状压杆，所述柱状压杆底部固定连接有十字按压部。

2.一种采用如权利要求1所述多向挤压强变形模具的多向挤压强变形方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将一块坯料放置在凹模十字型模腔下方的凹模中部顶杆上，启动上模液压缸，上模十字压头挤压坯料，坯料沿十字型模腔发生变形；

S2、坯料达到预设的压缩量，升起上模，启动布置在凹模四周的液压缸，驱动四个凹模四周压头沿十字型模腔向中部挤压坯料，直至坯料回复至模腔中部；

S3、凹模四周压头回退，降下上模十字压头，重复以上步骤，对坯料进行多次多向挤压变形；

S4、最后一次变形结束后，回退凹模四周压头，启动凹模底部液压缸，凹模中部顶杆向上顶出坯料。

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