CN110369618A - 一种高压扭转扩张挤压的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压扭转扩张挤压模具，包括凸模组件、模芯和下模座，凸模组件包括上模座、模柄、凸模垫板、凸模固定板和凸模，上模座通过模柄与压力机相连，上模座下表面与凸模垫板接触连接，凸模垫板下表面与凸模固定板连接；模芯设置在凸模固定板下方，模芯内部距离上表面预定距离处设置扩压型腔，扩压型腔上部设置凸模通道，凸模通道向上延伸至模芯顶端，扩压型腔下部设置细长形通道，细长形通道向下延伸至模芯底端、且细长形通道的横截面积小于凸模通道横截面积；模芯通过凹模套镶嵌于下模座内，下模座安装于旋转工作台上。本发明高压扭转扩张挤压模具能有效解决现有的高压扭转模具主要是针对矮胖型毛坯零件很难加工细长类毛坯零件的问题。

Description

一种高压扭转扩张挤压的模具

技术领域

本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种高压扭转扩张挤压的模具。

背景技术

目前高压扭转扩张挤压的模具主要由上模板、上垫板、上模、下模、下垫板、下模板等组成。高压扭转的模具通过上方的压力机给予凸模旋转力和压力，使得凸模向下挤压并且旋转，从而使得毛坯零件发生变形，达到效果。但是现阶段的高压扭转的模具设计的外形过于复杂，并且内部生产结构主要是针对矮胖型毛坯零件生产的，很难去加工那些细长类的毛坯零件。这就限制了高压扭转扩张挤压模具在生产中的应用。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压扭转扩张挤压模具，能有效解决现有的高压扭转模具主要是针对矮胖型毛坯零件很难加工细长类毛坯零件的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种高压扭转扩张挤压模具，包括凸模组件、模芯和下模座，所述凸模组件包括上模座、模柄、凸模垫板、凸模固定板和凸模，所述模柄设置在上模座的上部中心位置、且上模座通过模柄与压力机相连，所述上模座的下表面与所述凸模垫板的上表面接触连接，所述凸模垫板的下表面与所述凸模固定板的上表面接触连接，所述凸模设置在凸模固定板的中心位置；所述模芯设置在凸模固定板下方，所述模芯内部距离上表面预定距离处设置有一扩压型腔，所述扩压型腔的上部连通设置有用于放置凸模的凸模通道，所述凸模通道向上延伸至模芯顶端，所述扩压型腔的下部连通设置有细长形通道，所述细长形通道向下延伸至模芯底端、且细长形通道的横截面积小于凸模通道的横截面积；所述模芯外还设置有凹模套，模芯通过所述凹模套镶嵌于所述下模座内，所述下模座固定安装于旋转工作台上。

优选地，所述扩压型腔设置在模芯高度的一半的位置处。

优选地，所述扩压型腔包括从上到下连通布置的正梯形状的扩张型腔、长方形状的过渡型腔以及倒梯形状的挤压型腔。

优选地，所述模芯包括沿模芯纵截面对称布置的可拆卸式的前模芯和后模芯，所述纵截面经过所述模芯直径，所述前模芯和后模芯的切面上设置有相匹配的对定孔，所述对定孔内设置有圆柱销。

优选地，所述模芯外表面与凸模套内表面均设置的3°锥度。

上述技术方案中提供的高压扭转扩张挤压模具，利用上模座、模柄、凸模垫板、凸模固定板、凸模、模芯和下模座的组合，将高压扭转和扩张挤压结合在一起，凸模能同时提供轴向压力和绕轴向旋转运动，产生轴向挤压和剪切的剧烈塑性变形，材料强化、晶粒细化效果明显、同时扩压型腔将工件扩张挤压，组织均匀化效果明显；本发明所述高压扭转扩张挤压模具，其同时对材料进行扭转和挤压操作，使材料能够同时达到两种工艺的作用效果，能够更有效地改善材料性能，真正实现高压扭转扩挤工艺；能够有效用于加工细长类圆柱形毛坯零件，解决了市面上的高压扭转模具只能加工矮胖类零件的问题。

附图说明

图1为本发明所述高压扭转扩张挤压模具的结构示意图；

图2为本发明所述高压扭转扩张挤压模具的剖视图；

图3为本发明所述高压扭转扩张挤压模具的仰视图；

图4为本发明所述高压扭转扩张挤压模具的俯视图；

图5为本发明所述前模芯的结构示意图；

图6为本发明所述模芯的内部结构示意图；

图7为本发明所述扩压型腔的结构示意图。

图中：1.模柄；2、3.内六角圆柱头螺钉；4.上模座；5.凸模垫板；6.凸模固定板；7.凹模套；8.模芯；81.前模芯；82.凸模通道；83.扩压型腔；831.扩张型腔；832.过渡型腔；833.挤压型腔；84.细长形通道；85.后模芯；86.对定孔；9.下模座；10.内六角平端紧定螺钉；11.圆柱销；12.凸模。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

本发明采取的技术方案如图1～7所示，一种高压扭转扩张挤压模具，包括凸模组件、模芯8和下模座9，凸模组件包括上模座3、模柄1、凸模垫板5、凸模固定板6和凸模12，模柄1通过内六角圆柱头螺钉固定在上模座3的上部中心位置、且上模座3通过模柄1与压力机相连，上模座3的下表面与凸模垫板5的上表面接触连接，凸模垫板5的下表面与凸模固定板6的上表面接触连接，凸模12设置在凸模固定板6的中心位置，凸模垫板、凸模固定板与上模板之间通过内六角圆柱头螺钉3相连接，凸模也是采用螺钉紧固与凸模固定板上；模芯8设置在凸模固定板6下方，模芯8内部一半位置处设置有一扩压型腔83，扩压型腔83(如图7所示)包括从上到下连通布置的正梯形状的扩张型腔831、长方形状的过渡型腔832以及倒梯形状的挤压型腔833；扩张型腔831的上部连通设置有用于放置凸模12的凸模通道82，凸模通道82向上延伸至模芯8顶端，挤压型腔833的下部连通设置有细长形通道84，细长形通道84向下延伸至模芯8底端、且细长形通道84的横截面积小于凸模通道82的横截面积，细长形通道能够实现高压扭转扩挤工艺，增强挤压效果；模芯8外还设置有凹模套7，模芯8通过凹模套7镶嵌于下模座9内，下模座与凹模套之间通过圆柱销11定位和内六角平端紧定螺钉10紧固，下模座9通过螺丝固定安装于旋转工作台上，其中凸模的转速与旋转工作台的转速方向相反、速度不同，以形成差速。

具体地，如图6所示，模芯8包括沿模芯8纵截面对称布置的可拆卸式的前模芯81和后模芯85，纵截面经过模芯8直径，前模芯81和后模芯85的切面上设置有相匹配的对定孔86，对定孔86内设置有圆柱销11，前模芯和后模芯通过对定孔和圆柱销固定后镶嵌于凹模套内，之后整个凹模套镶嵌于下模座内；设置对称布置的前模芯和后模芯，能够有效解决模具模芯型腔难以加工的技术问题。

另外，在模芯8外表面与凸模套7内表面均设置的3°锥度，便于拆卸与装配，提高使用效率；并且在扩压型腔的型腔连接处倒5mm倒角，减小应力集中，提高挤压流畅度，保证工件质量。

本发明高压扭转扩张挤压模具的工作原理如下：模柄1受到压力机的压力和旋转力从而向下同时做挤压运动和旋转运动，从而带动凸模旋转而且向下运动，下模座9放置在旋转工作台上，工作台在工作时转动，由于压力机的转速和旋转工作台的转速和方向不一样，形成差速，使工件受到扭转剪切作用，金属内部的晶粒被破碎、细化，组织趋于均匀化，同时工件材料在受到压力后进入模芯8当中的扩压型腔83，进行扩张挤压，挤压强化效果明显，组织均匀。将高压扭转与扩挤工艺的组合，使得制备的材料性能更良好。仿真试验结果表明，AZ80镁合金加热后，经高压扭转扩挤挤压2道次后，晶粒尺寸可以细化到3μm，并且伸长率、抗拉强度和屈服强度相对于原始态均提升了7.1％、2.5和2.8倍，由于变形过程中再结晶的原因，也容易形成再结晶织构。

本发明提供的高压扭转扩张挤压的模具，将上模部分与高压扭转机的压力机连接，下模部分安装于旋转工作台上，对上模部分进行高压施加的同时对下模部分进行扭转的施加，用于加工细长类毛坯零件，弥补市面上只能加工矮胖类零件的不足，并将高压扭转与扩张挤压相结合，使材料能够同时达到两种工艺的效果，能够更有效的改善材料性能，从而实现高压扭转扩挤工艺。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高压扭转扩张挤压模具，包括凸模组件、模芯(8)和下模座(9)，所述凸模组件包括上模座(3)、模柄(1)、凸模垫板(5)、凸模固定板(6)和凸模(12)，其特征在于：所述模柄(1)设置在上模座(3)的上部中心位置、且上模座(3)通过模柄(1)与压力机相连，所述上模座(3)的下表面与所述凸模垫板(5)的上表面接触连接，所述凸模垫板(5)的下表面与所述凸模固定板(6)的上表面接触连接，所述凸模(12)设置在凸模固定板(6)的中心位置；所述模芯(8)设置在凸模固定板(6)下方，所述模芯(8)内部距离上表面预定距离处设置有一扩压型腔(83)，所述扩压型腔(83)的上部连通设置有用于放置凸模(12)的凸模通道(82)，所述凸模通道(82)向上延伸至模芯(8)顶端，所述扩压型腔(83)的下部连通设置有细长形通道(84)，所述细长形通道(84)向下延伸至模芯(8)底端、且细长形通道(84)的横截面积小于凸模通道(82)的横截面积；所述模芯(8)外还设置有凹模套(7)，模芯(8)通过所述凹模套(7)镶嵌于所述下模座(9)内，所述下模座(9)固定安装于旋转工作台上。

2.根据权利要求1所述的高压扭转扩张挤压模具，其特征在于：所述扩压型腔(83)设置在模芯(8)高度的一半的位置处。

3.根据权利要求2所述的高压扭转扩张挤压模具，其特征在于：所述扩压型腔(83)包括从上到下连通布置的正梯形状的扩张型腔(831)、长方形状的过渡型腔(832)以及倒梯形状的挤压型腔(833)。

4.根据权利要求1所述的高压扭转扩张挤压模具，其特征在于：所述模芯(8)包括沿模芯(8)纵截面对称布置的可拆卸式的前模芯(81)和后模芯(85)，所述纵截面经过所述模芯(8)直径，所述前模芯(81)和后模芯(85)的切面上设置有相匹配的对定孔(86)，所述对定孔(86)内设置有圆柱销(11)。

5.根据权利要求1所述的高压扭转扩张挤压模具，其特征在于：所述模芯(8)外表面与凸模套(7)内表面均设置的3°锥度。