CN111215469A - 多模芯复杂型材热挤压模具 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及多模芯复杂型材热挤压模具，包括：阴模，具有在挤压方向上依次设置并相连通的焊合腔、成型腔及出料腔；阳模，具有主模芯、多个沿主模芯的外周间隔排布的副模芯、多个沿圆周间隔排布的内分流孔以及多个沿圆周间隔排布的外分流孔；其中，主模芯的成型端与成型腔之间形成第一成型区，副模芯的成型端与主模芯的成型端之间形成第二成型区，副模芯的成型端与成型腔之间形成第三成型区，第一成型区、第二成型区及第三成型区相连通；内分流孔位于副模芯靠近阳模的中心线的一侧并与焊合腔相连通，外分流孔位于副模芯远离阳模的中心线的一侧并与焊合腔相连通；且多个内分流孔的面积总和小于多个外分流孔的面积总和。该方案可提高成品率。
Description
技术领域
本申请涉及模具设备技术领域，具体而言，涉及一种多模芯复杂型材热挤压模具。
背景技术
我国工业铝型材占铝型材总应用量约30％，主要应用于交通运输业(包括汽车制造业、轨道交通业)、装备和机械设备制造业、耐用消费品业(含轻工业)等，热挤压是几种挤压工艺中最早采用的挤压成形技术，它是在热锻温度下借助于材料塑性好的特点，对金属进行各种挤压成形，广泛用于生产铝、铜等有色金属的管材和型材等，属于冶金工业范围。
铝型材挤压是对放在容器（挤压筒）内的金属坯料施加外力，使之从特定的模孔中流出，获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法，绝大多数热变形铝材生产企业采用正向热变形挤压方法通过特定的挤压模具来获取所需断面形状相符的铝材。
目前，复杂型材（例如：管壁上开设有通孔的型材）也通过热挤压模具形成，在通过热挤压模具挤压复杂型材的过程中，铝料通常先进入外围型腔（该外围型腔用来形成型材中位于通孔远离中心的部分），充满后进入内腔（该内腔用来形成型材中位于通孔靠近中心的部分），这样会造成外腔形状比内腔出料更快，内外腔出料快慢差异太大，导致成品率较低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种多模芯复杂型材热挤压模具，以保证复杂型材的成型质量，提高成品率。
本申请提供了一种多模芯复杂型材热挤压模具，其包括：
阴模，其具有在挤压方向上依次设置并相连通的焊合腔、成型腔及出料腔；
阳模，其具有主模芯、多个沿所述主模芯的外周间隔排布的副模芯、多个沿圆周间隔排布的内分流孔以及多个沿圆周间隔排布的外分流孔；
其中，所述主模芯的成型端、所述副模芯的成型端在所述阳模与所述阴模合模时伸入所述成型腔内，所述主模芯的成型端与所述成型腔之间形成第一成型区，所述副模芯的成型端与所述主模芯的成型端之间形成第二成型区，所述副模芯的成型端与所述成型腔之间形成第三成型区，所述第一成型区、所述第二成型区及所述第三成型区相连通；
所述内分流孔位于所述副模芯靠近所述阳模的中心线的一侧并与所述焊合腔相连通，所述外分流孔位于所述副模芯远离所述阳模的中心线的一侧并与所述焊合腔相连通；
且多个所述内分流孔的面积总和小于多个所述外分流孔的面积总和。
在本申请的一种示例性实施例中，多个所述内分流孔沿圆周等间隔排布，多个所述外分流孔沿圆周等间隔排布。
在本申请的一种示例性实施例中，所述副模芯设置有9个，且每3个副模芯为一组，三组副模芯之间沿圆周等间隔设置；
且所述内分流孔设置有3个，每个所述内分流孔对应一组副模芯。
在本申请的一种示例性实施例中，每组的三个副模芯中相邻两者之间距离相等。
在本申请的一种示例性实施例中，所述内分流孔的面积为所述外分流孔面积的三分之一，所述外分流孔设置有6个。
在本申请的一种示例性实施例中，相邻所述内分流孔之间设置有内分流桥，所述内分流桥的进料侧相比于所述阳模的进料侧向靠近所述阴模的方向下沉。
在本申请的一种示例性实施例中，所述内分流桥的下沉深度为25mm至35mm。
在本申请的一种示例性实施例中，在所述挤压方向上，所述内分流孔的面积逐渐减小。
在本申请的一种示例性实施例中，所述阴模与所述阳模分别为一体式结构。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的多模芯复杂型材热挤压模具，在挤压复杂型材（例如：管壁上开设有通孔的型材）过程中，通过内分流孔对第二成型区直接进行供料，可降低第二成型区的供料难度，这样在外分流孔对第一成型区和第三成型区直接进行供料的同时，可使内分流孔也直接对第二成型区进行供料，相比于现有技术中等外围型腔充满后在进入内腔的方案，本申请中由于内分流孔和外分流孔可同时对不同成型区进行供料，因此，可保证各成型区的成型速度趋于一致，以避免不同成型区出料快慢差异太大，从而导致成品率低的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所述的热挤压模具的侧视示意图；
图2为图1中所示的热挤压模具在A-A方向上的剖视示意图；
图3为本申请实施例所述的热挤压模具挤压出的复杂型材的结构示意图。
附图标记说明：
图1至图3中：
10、阴模；100、定位腔；101、焊合腔；102、成型腔；103、出料腔；
20、阳模；200、主模芯；2001、成型端；201、副模芯；2011、成型端；202、内分流孔；203、内分流桥；204、外分流孔；205、外分流桥；
30、复杂型材；300、通孔。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
如图1和图2所示，本申请一实施例提供了一种多模芯复杂型材热挤压模具，可用于挤压如图3所示的管壁上开设有通孔300的复杂型材30，此型材可作为导轨使用，但不限于此。其中，该热挤压模具可包括阴模10和阳模20，此阴模10和阳模20可分别为一体式结构，以简化热挤压模具的组装过程，即：只需要考虑将阴模10和阳模20进行合模即可。具体地：
阴模10可具有在挤压方向X上依次设置并相连通的焊合腔101、成型腔102及出料腔103。此出料腔103的最小面积大于成型腔102的最大面积，以为了减少摩擦，使型材顺利通过，避免划伤，保证型材表面质量。其中，该出料腔103可包括多级空刀，多级空刀的面积在挤压方向X上依次增大。此外，阴模10还可设置有定位腔100，此定位腔100设置在焊合室远离成型腔102的一侧，以便于与阳模20定位安装。
阳模20可具有主模芯200、多个沿主模芯200的外周间隔排布的副模芯201、多个沿圆周间隔排布的内分流孔202以及多个沿圆周间隔排布的外分流孔204；其中，主模芯200的成型端2001、副模芯201的成型端2011在阳模20与阴模10合模时伸入成型腔102内，主模芯200的成型端2001与成型腔102之间形成第一成型区B，副模芯201的成型端2011与主模芯200的成型端2001之间形成第二成型区C，副模芯201的成型端2011与成型腔102之间形成第三成型区D，第一成型区B、第二成型区C及第三成型区D相连通；内分流孔202位于副模芯201靠近阳模20的中心线的一侧并与焊合腔101相连通，外分流孔204位于副模芯201远离阳模20的中心线a的一侧并与焊合腔101相连通。此外，应当理解的是，相邻内分流孔202之间设置有内分流桥203，相邻外分流孔204之间设置有外分流桥205。
本实施例的多模芯复杂型材热挤压模具在挤压如图3所示的复杂型材30的过程中，可通过内分流孔202对第二成型区C直接进行供料，可降低第二成型区C的供料难度，这样在外分流孔204对第一成型区B和第三成型区D直接进行供料的同时，可使内分流孔202也直接对第二成型区C进行供料，相比于现有技术中等外围型腔充满后在进入内腔的方案，本申请中由于内分流孔202和外分流孔204可同时对不同成型区进行供料，因此，可保证各成型区的成型速度趋于一致，以避免不同成型区出料快慢差异太大而导致成品率低的问题；即：本实施例的多模芯复杂型材热挤压模具保证了复杂型材30的成型质量，提高了成品率。
此外，由于外分流孔204对应的成型区面积相较于内分流孔202对应的成型区面积较大，因此，为了达到各成型区供料平衡，本实施例中可将多个内分流孔202的面积总和设计为小于多个外分流孔204的面积总和，从而可进一步保证复杂型材30的成型质量。
需要说明的是，本实施例中提到的面积为与挤压方向X相垂直的面的面积。
本实施例中，在挤压复杂型材30的过程中，可对挤压筒内的铝棒施加外力使其分成多股铝流，多股铝流可分别通过外分流孔204和内分流孔202进入焊合腔101焊合，随着铝流在焊合腔101中不断聚集，静压力不断增大，直到挤出模具，而主模芯200的成型端2001、副模芯201的成型端2011及成型腔102用作确定复杂型材30的轮廓、尺寸以及调控铝料流速。应当理解的是，如图3所示的复杂型材30的内轮廓与主模芯200的成型端2001的外轮廓相适配，复杂型材30的外轮廓与成型腔102的内轮廓相适配，复杂型材30中通孔300的轮廓与副模芯201的成型端2011的轮廓相适配。
可选地，在挤压方向X上，内分流孔202的面积逐渐减小，这样使得铝料经逐渐收缩的壁面逐渐逼压，使其组织更致密，结晶组织更细小，从而保证成型质量。
其中，在本实施例中，多个内分流孔202沿圆周等间隔排布，多个外分流孔204沿圆周等间隔排布，以保证各成型区中各处供料平衡，从而可保证复杂型材30的成型质量，提高成品率。
需要说明的是，热挤压模具若要挤出如图3所示的复杂型材30，需要设计9个副模芯201，以使得挤压出的复杂型材30上形成有9个通孔300，其中，每3个副模芯201为一组，一共分成三组，三组副模芯201之间沿圆周等间隔设置；而内分流孔202设置有3个，每个内分流孔202对应一组副模芯201，以向这一组副模芯201对应的第二成型区C进行供料。本实施例中，通过使每个内分流孔202对应一组副模芯201，这样在保证能够向每个副模芯201对应的第二成型区C直接供料的同时，还可减少内分流孔202的数量，以保证阳模20的结构强度，提高阳模20的使用寿命。
可选地，每组的三个副模芯201中相邻两者之间距离相等，这样可保证在每个内分流孔202向一组副模芯201供料时，每组中各副模芯201对应的第二成型区C供料均衡，从而可进一步提高成型质量，保证复杂型材30的结构强度。
其中，为了进一步保证内外供料均衡，可将内分流孔202的面积设计为外分流孔204面积的三分之一，且该外分流孔204的数量可设置为6个。
由于3个内分流孔202面积总和比6个外分流孔204面积总和小很多，即：单位时间内第二成型区C进料量要少，为了弥补第二成型区C进料量不足的问题，本实施例在设计内分流桥203时，可使内分流桥203的进料侧相比于阳模20的进料侧向靠近阴模10的方向下沉，即：内分流桥203的进料侧比阳模20的进料侧更靠近阴模10，这样可进一步保证内外供料平衡，达到良好的效果。
可选地，内分流桥203的下沉深度h可为25mm至35mm，即：内分流桥203的进料侧与阳模20的进料侧之间的距离可为25mm至35mm，优选为30mm。
经过试验验证，本实施例提供的热挤压模可保证内外供料平衡，达到了良好的效果，挤压出的复杂型材30结构稳定，且成品率达到了85%。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (9)
1.一种多模芯复杂型材热挤压模具，其特征在于，包括：
阴模，其具有在挤压方向上依次设置并相连通的焊合腔、成型腔及出料腔；
阳模，其具有主模芯、多个沿所述主模芯的外周间隔排布的副模芯、多个沿圆周间隔排布的内分流孔以及多个沿圆周间隔排布的外分流孔；
其中，所述主模芯的成型端、所述副模芯的成型端在所述阳模与所述阴模合模时伸入所述成型腔内，所述主模芯的成型端与所述成型腔之间形成第一成型区，所述副模芯的成型端与所述主模芯的成型端之间形成第二成型区，所述副模芯的成型端与所述成型腔之间形成第三成型区，所述第一成型区、所述第二成型区及所述第三成型区相连通；
所述内分流孔位于所述副模芯靠近所述阳模的中心线的一侧并与所述焊合腔相连通，所述外分流孔位于所述副模芯远离所述阳模的中心线的一侧并与所述焊合腔相连通；
且多个所述内分流孔的面积总和小于多个所述外分流孔的面积总和。
2.根据权利要求1所述的热挤压模具，其特征在于，
多个所述内分流孔沿圆周等间隔排布，多个所述外分流孔沿圆周等间隔排布。
3.根据权利要求2所述的热挤压模具，其特征在于，
所述副模芯设置有9个，且每3个副模芯为一组，三组副模芯之间沿圆周等间隔设置；
且所述内分流孔设置有3个，每个所述内分流孔对应一组副模芯。
4.根据权利要求3所述的热挤压模具，其特征在于，每组的三个副模芯中相邻两者之间距离相等。
5.根据权利要求3所述的热挤压模具，其特征在于，
所述内分流孔的面积为所述外分流孔面积的三分之一，所述外分流孔设置有6个。
6.根据权利要求5所述的热挤压模具，其特征在于，
相邻所述内分流孔之间设置有内分流桥，所述内分流桥的进料侧相比于所述阳模的进料侧向靠近所述阴模的方向下沉。
7.根据权利要求6所述的热挤压模具，其特征在于，所述内分流桥的下沉深度为25mm至35mm。
8.根据权利要求1所述的热挤压模具，其特征在于，在所述挤压方向上，所述内分流孔的面积逐渐减小。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的热挤压模具，其特征在于，所述阴模与所述阳模分别为一体式结构。
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