CN111482481A - 一种深腔薄壁构件热挤压模具 - Google Patents

一种深腔薄壁构件热挤压模具 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种深腔薄壁构件热挤压模具，该热挤压模具包括从上到下依次分布的上模模架(1)、卸料环(5)、和下模模架(7)；该上模模架(1)的下方中心固定有挤压凸模(2)；下模模架(7)的上方中心具有凹模型腔(15)；卸料环(5)位于上模模架(1)和下模模架(7)之间，通过左卸料环(12)和右卸料环(14)对接组合而成；卸料环中固定可滑动的卸料挡板，用于接触挤压后构件上缘将构件与挤压凸模(2)脱离，落入凹模型腔(15)中。本发明挤压成形的深腔薄壁构件通过卸料环作用留在凹模型腔内部，能够获得表面无明显变形的挤压产品，有效解决了挤压不规则形状深腔薄壁构件时的工件不易脱模的技术问题，可有效保障挤压深腔薄壁产品的合格率和生产效率。

Description

一种深腔薄壁构件热挤压模具
技术领域
本发明属于热挤压模具技术领域，涉及一种热挤压模具，特别是一种深腔薄壁构件热挤压模具。
背景技术
目前，在航空航天领域大型化、复杂化、轻量化结构的产品应用范围越来越广。针对薄壁深腔异形结构，采用热挤压技术进行近净成形制造，与原先传统的锻造或铸造结合机加工制造的手段相比，在尺寸精度和力学性能控制等方面具有明显的优势。但是由于该深腔类构件属于不规则异型薄壁结构，热挤压近净成形后的构件拔模角度小，壁厚分布不均匀，脱模过程中会出现构件与模具“抱死”的粘模问题，现有热挤压模具技术中的脱模装置多为简易固定结构，安装困难，固定可靠性差，脱模过程易出现卡死现象。因此，如何有效控制热挤压成形的异型薄壁深腔构件在挤压成形后的快速脱模以及脱模过程中的变形就成为本领域技术人员研究的重点方向。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种深腔薄壁构件热挤压模具，通过独特的卸料机构的设计解决了上模回程时，挤压构件易与模具“抱死”，难以将挤压构件脱离上模的问题，从而完成本发明。
本发明的目的在于提供以下技术方案：
本发明提供了一种深腔薄壁构件热挤压模具，该热挤压模具包括从上到下依次分布的上模模架、卸料环、和下模模架；
该上模模架的下方中心固定有挤压凸模，挤压凸模的结构与构件的内壁形状吻合；
下模模架的上方中心具有凹模型腔，凹模型腔的结构与构件的外壁形状吻合，其容纳构件毛坯，与挤压凸模成间隙配合，挤压得到构件；
卸料环位于上模模架和下模模架之间，其壳体通过左卸料环和右卸料环对接组合而成；
左卸料环和右卸料环的多个区段开设横向通槽，通槽使得左卸料环和右卸料环在此区段产生上板层和下板层，在上板层的板面上开设滑销槽，卸料挡板I和卸料挡板II插入通槽中，且通过挡板板面上的穿过滑销槽的滑动销固定在卸料环上，卸料挡板I和卸料挡板II用于接触挤压后构件上缘将构件与挤压凸模脱离，落入凹模型腔中。
本发明提供的一种深腔薄壁构件热挤压模具，带来了有益的技术效果：
(1)应用本发明提供的深腔薄壁构件热挤压模具进行热挤压近净成形，可实现构件的顺利脱模，并能够将热挤压深腔薄壁构件的侧壁变形控制在设计公差允许范围内，获得满足要求的挤出产品，可有效解决上模回程时，挤压构件易与模具“抱死”，难以将挤压构件脱离上模的问题；
(2)卸料环中卸料挡板的滑动设计可适应不同外形尺寸挤压构件的脱模条件，可明显提高生产效率，降低综合成本。
附图说明
图1示出本发明一种优选实施方式中深腔薄壁构件热挤压模具的立体结构示意图；
图2示出本发明一种优选实施方式中深腔薄壁构件热挤压模具的卸料环结构示意图；
图3示出本发明一种优选实施方式中一种卸料挡板I和卸料挡板II的结构示意图。
图中：1-上模模架、2-挤压凸模、3-导套、4-导柱、5-卸料环、51-通槽、52-滑销槽、6-固定支撑杆、7-下模模架、8-滑槽、9-顶杆、10-卸料挡板I、11-卸料挡板II、12-左卸料环、13-滑动销、14-右卸料环、15-凹模型腔
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
如图1、图2所示，本发明提供了一种深腔薄壁构件热挤压模具，该热挤压模具包括从上到下依次分布的：上模模架1、卸料环5、和下模模架7；
该上模模架1的下方中心固定有挤压凸模2，挤压凸模2的结构与构件的内壁形状吻合；
下模模架7的上方中心具有凹模型腔15，凹模型腔15的结构与构件的外壁形状吻合，其容纳构件毛坯，与挤压凸模2成间隙配合，挤压得到构件；
卸料环5位于上模模架1和下模模架7之间，其壳体通过左卸料环12和右卸料环14对接组合而成；左卸料环12和右卸料环14的多个区段开设横向通槽51，通槽51使得左卸料环12和右卸料环14在此区段产生上板层和下板层，在上板层的板面上开设滑销槽52，卸料挡板I 10和卸料挡板II 11插入通槽51中，且通过挡板板面上的穿过滑销槽52的滑动销13固定在卸料环5上，卸料挡板I 10和卸料挡板II 11用于接触挤压后构件上缘将构件与挤压凸模2脱离，落入凹模型腔15中。
本发明中，上模模架1下方的四角分布固定有导套3，下模模架7上方四角固定有与导套3对应耦合的导柱4，导柱4由下方伸入导套3中，在上模模架1的上下运动中起到导向作用。导套3(导柱4)的形状可以为圆筒状(圆筒状)、棱柱状(棱桶状)等，在此不做限定，满足导套3和导柱4形状吻合即可。
本发明中，卸料环5的下方设有均布的固定支撑杆6，左卸料环12下方的固定支撑杆6与右卸料环14下方的固定支撑杆6的固定位置对称。下模模架7上导柱4之间的区域内开设滑槽8，固定支撑杆6插入滑槽8中，在滑槽8中滑动实现左卸料环12和右卸料环14的对接，并支撑固定在下模模架7上。
优选地，固定支撑杆6下端伸入滑槽8的柱体部分带有一段向外辐射的凸起，滑槽8上下两端窄中间宽，固定支撑杆6的下端凸起插入滑槽8的中间宽部，这样，在上模模架1带动挤压凸模2向上运动时，不会带动卸料环5上下位移。
更优选地，固定支撑杆6为螺纹杆，且固定支撑杆6上套设与其螺纹相配的螺母，当固定支撑杆6带动左卸料环12和右卸料环14移动至设定位置后，通过旋转螺母对下模模架7加压，对左卸料环12和右卸料环14实施定位，左卸料环12和右卸料环14不会前后滑动。
本发明中，卸料环5由左卸料环12和右卸料环14一凹一凸的“刀鞘”形式对接组合而成，所述左卸料环12对接端部为中空形式，所述右卸料环14对接端部为中部凸起形式，右卸料环14对接端部插入左卸料环12对接端部，对接得到闭合后的卸料环5。
优选地，左卸料环12和右卸料环14对接端部采用1°～5°如3°的拔模斜度；左卸料环12的对接部位内窄外宽，右卸料环14为外薄内厚，实现凹凸配合。
本发明中，所述卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的固定位置可随着产品外形不同，采用滑动销13沿着滑销槽52进行位置调整；同时，所述卸料挡板I 10和卸料挡板II 11伸出卸料环5的延长端外形可根据挤压凸模2和凹模型腔15的外形进行对应变化为圆弧段或者直线段等，其用于在所述挤压凸模2与挤压构件之间的贴合分离。
左卸料环12和右卸料环14的多个区段开设横向通槽51，优选左卸料环12和右卸料环14的两个区段开设横向通槽51。
卸料挡板I 10和卸料挡板II 11在通槽51中组合安装，一个通槽51中安装一个卸料挡板I 10和一卸料挡板II 11。
卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的形状可以相同也可以不同，卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的组合使用能够较多的接触挤压后构件的上缘，至少满足卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的组合使用能够接触构件上缘的四个对角点的要求，对构件施加较为均匀的力。如图3示出一种卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的结构示意图。
本发明中，该热挤压模具还包括位于凹模型腔15内部的顶杆9，凹模型腔15的底部开设阶梯状通孔，顶杆9的上端呈上粗下细状，与阶梯状通孔配合，在满足能够在凹模型腔15内上下移动的同时，对阶梯状通孔实现密封。
本发明中热挤压模具可以与现有的多种挤压机如(天津市锻压机有限公司的THP13-6000)等的挤压机配合使用，为通用型热挤压模具。挤压机的上平台带动上模模架1运动，挤压机的下顶缸为顶杆9提供上升力，顶杆9顶出挤压构件。
本发明中热挤压模具的工作原理或使用方法如下：
①将构件毛坯置于凹模型腔15中；
②上模模架1带动挤压凸模2向下运动，上模模架1上的导套3与下模模架7的导柱4对应耦合，上模模架1上的挤压凸模2继续向下运动，直至接触挤压毛坯并挤压成形获得挤压构件；
③卸料环5通过支撑杆6滑动并可靠对接，卸料环5中的卸料挡板I 10和卸料挡板II 11通过滑动销13进行位置调整；
⑤上模模架1带动挤压凸模2向上运动，挤压后的构件随挤压凸模2上行，构件接触卸料挡板I 10和卸料挡板II 11后落入下模模架7的凹模型腔15内部，上模模架1继续上行；
⑥顶杆9顶出挤压后的构件，最后机械手取出挤压后的构件。
实施例
实施例1
一种深腔薄壁构件热挤压模具，包括从上到下依次分布的：上模模架1、卸料环5、下模模架7和顶杆9；上模模架1的下方中心固定有挤压凸模2，下方的四角分布固定有导套3；下模模架7的上方中心具有凹模型腔15，其容纳构件毛坯，与挤压凸模2成间隙配合，挤压得到构件；下模模架7上方四角固定有与导套3对应耦合的导柱4，导柱4由下方伸入导套3中。
卸料环5位于上模模架1和下模模架7之间，其壳体通过左卸料环12和右卸料环14“刀鞘”形式对接组合而成，对接端部部位采用3°的拔模斜度；左卸料环12和右卸料环14的各两个区段开设横向通槽51，通槽51区段产生上板层和下板层，在上板层的板面上开设滑销槽52，卸料挡板I 10和卸料挡板II 11插入通槽51中，且通过挡板板面上的穿过滑销槽52的滑动销13固定在卸料环5上。
卸料挡板I 10和卸料挡板II 11在通槽51中组合安装，一个通槽51中安装一个卸料挡板I 10和一卸料挡板II 11，卸料挡板I 10和卸料挡板II 11的形状如图3所示。
卸料环5的下方设有均布的固定支撑杆6，左卸料环12下方的两根固定支撑杆6与右卸料环14下方的两根固定支撑杆6的固定位置对称。下模模架7上导柱4之间的区域内开设滑槽8，固定支撑杆6插入滑槽8中，在滑槽8中滑动实现左卸料环12和右卸料环14的对接，并支撑固定在下模模架7上。固定支撑杆6下端伸入滑槽8的柱体部分带有一段向外辐射的凸起，滑槽8上下两端窄中间宽，固定支撑杆6的下端凸起插入滑槽8的中间宽部。同时，固定支撑杆6为螺纹杆，固定支撑杆6上套设与其螺纹相配的螺母，当固定支撑杆6带动左卸料环12和右卸料环14移动至设定位置后，通过旋转螺母对下模模架7加压，对左卸料环12和右卸料环14实施定位。
顶杆9位于凹模型腔15内部，凹模型腔15的底部开设阶梯状通孔，顶杆9的上端呈上粗下细状，与阶梯状通孔配合，在满足能够在凹模型腔15内上下移动的同时，对阶梯状通孔实现密封。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，该热挤压模具包括从上到下依次分布的上模模架(1)、卸料环(5)、和下模模架(7)；
该上模模架(1)的下方中心固定有挤压凸模(2)，挤压凸模(2)的结构与构件的内壁形状吻合；
下模模架(7)的上方中心具有凹模型腔(15)，凹模型腔(15)的结构与构件的外壁形状吻合，其容纳构件毛坯，与挤压凸模(2)成间隙配合，挤压得到构件；
卸料环(5)位于上模模架(1)和下模模架(7)之间，其壳体通过左卸料环(12)和右卸料环(14)对接组合而成；
左卸料环(12)和右卸料环(14)的多个区段开设横向通槽(51)，通槽(51)使得左卸料环(12)和右卸料环(14)在此区段产生上板层和下板层，在上板层的板面上开设滑销槽(52)，卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)插入通槽(51)中，且通过挡板板面上的穿过滑销槽(52)的滑动销(13)固定在卸料环(5)上，卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)用于接触挤压后构件上缘将构件与挤压凸模(2)脱离，落入凹模型腔(15)中。
2.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，上模模架(1)下方的四角分布固定有导套(3)，下模模架(7)上方四角固定有与导套(3)对应耦合的导柱(4)，导柱(4)由下方伸入导套(3)中，在上模模架(1)的上下运动中起导向作用。
3.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，卸料环(5)的下方设有均布的固定支撑杆(6)，左卸料环(12)下方的固定支撑杆(6)与右卸料环(14)下方的固定支撑杆(6)的固定位置对称；
下模模架(7)上导柱(4)之间的区域内开设滑槽(8)，固定支撑杆(6)插入滑槽(8)中，在滑槽(8)中滑动实现左卸料环(12)和右卸料环(14)的对接。
4.根据权利要求3所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，固定支撑杆(6)下端伸入滑槽(8)的柱体部分带有一段向外辐射的凸起，滑槽(8)上下两端窄中间宽，固定支撑杆(6)的下端凸起插入滑槽(8)的中间宽部。
5.根据权利要求3所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于：固定支撑杆(6)为螺纹杆，且固定支撑杆(6)上套设与其螺纹相配的螺母，当固定支撑杆(6)带动左卸料环(12)和右卸料环(14)移动至设定位置后，通过旋转螺母对下模模架(7)加压，对左卸料环(12)和右卸料环(14)实施定位。
6.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，卸料环(5)由左卸料环(12)和右卸料环(14)一凹一凸的“刀鞘”形式对接组合而成，左卸料环(12)的对接端部为中空形式，右卸料环(14)的对接端部为中部凸起形式，右卸料环(14)对接端部插入左卸料环(12)对接端部，对接得到闭合后的卸料环(5)。
7.根据权利要求6所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，左卸料环(12)和右卸料环(14)对接端部采用1°～5°的拔模斜度。
8.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)的固定位置可随着产品外形不同，采用滑动销(13)沿着滑销槽(52)进行位置调整。
9.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)的形状可以相同也可以不同，卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)的组合使用能够较多的接触挤压后构件的上缘，至少满足卸料挡板I(10)和卸料挡板II(11)的组合使用能够接触构件上缘的四个对角点的要求。
10.根据权利要求1所述的深腔薄壁构件热挤压模具，其特征在于，该热挤压模具还包括位于凹模型腔(15)内部的顶杆(9)，凹模型腔(15)的底部开设阶梯状通孔，顶杆(9)的上端呈上粗下细状，与阶梯状通孔配合，在满足能够在凹模型腔(15)内上下移动的同时，对阶梯状通孔实现密封。
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