CN112122533B - 一种方形三通两阶段成型模具及成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方形三通两阶段成型模具及成型工艺，采用分阶段挤压成型的方式，先通过第一套模具把圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，再通过第二套模具把圆筒形坯料多向挤压成方形三通件。相比于现有技术，本发明解决了方形三通件挤压成型难和易产生折叠、起皱等问题，同时可极大的降低设备的吨位要求，方形三通件分两阶段挤压成型比一次多向挤压成型所需吨位可降低30％左右。

Description

一种方形三通两阶段成型模具及成型工艺
技术领域
本发明涉及挤压成形技术领域，特别是涉及一种方形三通两阶段成型模具及成型工艺。
背景技术
多向挤压成形是指同时或顺序在轴向和横向加压，成形不同方向的空腔类复杂结构零件的过程。多向挤压工艺，是通过液压机的两个或者三个液压缸带动模具在相互垂直的不同方向进行独立的、可协调的运动使工件产生大塑性变形得到所需的工件。材料在多向挤压塑性变形过程中处于多向受压的压力作用，生产出来的锻件组织致密，能闭合原材料内部的缺陷，同时保证了金属流线的完整，使得锻件的力学性能较好。目前研究的多向挤压工艺成型的三通零件一般为圆形，坯料一般为柱状坯料一次成形，成形力很大、成型困难、易产生折叠等缺陷，且对设备吨位要求很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种方形三通两阶段成型模具及成型工艺，用于解决上述现有技术存在的成形力大、成型困难、易产生折叠等缺陷，且对设备吨位要求很高等问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种方形三通两阶段成型模具，包括：
第一套模具，所述第一套模具用于将圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，所述第一套模具包括第一上凹模、第一下凹模、第一垂直凸模、第一顶料块和第一顶料杆，所述第一上凹模的下表面设有第一上凹槽，所述第一上凹槽的槽底设有供所述第一垂直凸模穿过的通孔，所述第一下凹模的上表面设有第一下凹槽，所述第一下凹槽的槽底设有供所述第一顶料块穿过的通孔，所述第一顶料块的上表面与所述第一下凹槽的槽底齐平，所述第一顶料杆的上端与所述第一顶料块固定相连；
第二套模具，所述第二套模具用于将所述圆筒形坯料挤压为方形三通件，所述第二套模具包括第二上凹模、第一水平凸模、第二下凹模、第二垂直凸模、第二水平凸模、第二顶料块和第二顶料杆，所述第二上凹模的下表面设有第二上凹槽，所述第二上凹槽的槽底设有供所述第二垂直凸模穿过的通孔，所述第二下凹模的上表面设有第二下凹槽，所述第二下凹槽的槽底设有供所述第二顶料块穿过的通孔，所述第二顶料块的上表面与所述第二下凹槽的槽底齐平，所述第二顶料杆的上端与所述第二顶料块固定相连，所述第二上凹槽的左右两个槽壁上各设有一个上半槽，所述第二下凹槽的左右两个槽壁上各设有一个下半槽，左侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个左侧凹槽，所述第一水平凸模沿合模缝穿过所述左侧凹槽，所述左侧凹槽上设有供所述第一水平凸模穿过的左侧通孔，右侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个右侧凹槽，所述第二水平凸模沿合模缝穿过所述右侧凹槽，所述右侧凹槽上设有供所述第二水平凸模穿过的右侧通孔。
本发明还公开了一种方形三通两阶段成型工艺，使用上述的方形三通两阶段成型模具，先通过第一套模具把圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，再通过第二套模具把圆筒形坯料多向挤压成方形三通件，包括如下步骤：
S1、将圆柱形预锻坯料放置在第一下凹槽内，第一上凹模下行完成合模并锁紧，压力机带动第一垂直凸模进入预设位置；
S2、通过加热元件对圆柱形预锻坯料加热并保温；
S3、压力机带动垂直凸模完成反挤压，反挤压完成后，停止加热，取出圆筒形坯料并清理模具，完成第一阶段反挤压；
S4、将第二套模具预热到250℃，将第一阶段反挤压完成后得到的圆筒形坯料放置在第二下凹槽，第二上凹模下行完成合模并锁紧，多向模锻压力机带动第二垂直凸模、第一水平凸模和第二水平凸模进入预放位置；
S5、加热元件加热并保温；
S6、多向模锻压力机带动第二垂直凸模完成多向挤压，挤压完成后，停止加热，冷却降温后开模，取出方形三通件并清理模具，完成第二阶段多向挤压挤压，多向挤压成方形三通件。
可选地，步骤S1中的圆柱形预锻坯料为镁合金坯料。
优选地，步骤S2中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min。
优选地，步骤S5中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min。
优选地，步骤S6中，镁合金坯料冷却至150℃开模。
可选地，步骤S1中的圆柱形预锻坯料为铝合金坯料。
优选地，步骤S2中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min。
优选地，步骤S5中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min。
优选地，步骤S6中，铝合金坯料冷却至200℃开模。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明采用分阶段挤压成型的方式，先通过第一套模具把圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，再通过第二套模具把圆筒形坯料多向挤压成方形三通件。本发明解决了方形三通件挤压成型难和易产生折叠、起皱等问题，同时可极大的降低设备的吨位要求，方形三通件分两阶段挤压成型比一次多向挤压成型所需吨位可降低30％左右。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例方形三通两阶段成型工艺的示意图；
图2为第一套模具的结构示意图；
图3为第二天模具的结构示意图；
附图标记说明：1-第一上凹模；2-第一下凹模；3-第一垂直凸模；4-圆柱形预锻坯料；5-第一顶料块；6-第一顶料杆；7-第二上凹模2；8-第一水平凸模；9-第二下凹模；10-第二垂直凸模；11-圆筒形坯料；12-第二水平凸模；13-第二顶料块；14-第二顶料杆。
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方形三通两阶段成型模具及成型工艺，用于解决上述现有技术存在的成形力大、成型困难、易产生折叠等缺陷，且对设备吨位要求很高等问题。
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。
如图2-3所示，本实施例提供一种方形三通两阶段成型模具，包括第一套模具和第二套模具。
其中，第一套模具用于将圆柱形预锻坯料4挤压为圆筒形坯料11，完成第一阶段成型过程。第一套模具包括第一上凹模1、第一下凹模2、第一垂直凸模3、第一顶料块5和第一顶料杆6。第一上凹模1的下表面设有第一上凹槽，第一上凹槽的槽底设有供第一垂直凸模3穿过的通孔。第一下凹模2的上表面设有第一下凹槽，第一下凹槽的槽底设有供第一顶料块5穿过的通孔。第一顶料块5的上表面与第一下凹槽的槽底齐平，第一顶料杆6的上端与第一顶料块5固定相连。
第二套模具用于将圆筒形坯料11挤压为方形三通件，完成第二阶段成型过程。第二套模具包括第二上凹模7、第一水平凸模8、第二下凹模9、第二垂直凸模10、第二水平凸模12、第二顶料块13和第二顶料杆14。第二上凹模7的下表面设有第二上凹槽，第二上凹槽的槽底设有供第二垂直凸模10穿过的通孔。第二下凹模9的上表面设有第二下凹槽，第二下凹槽的槽底设有供第二顶料块13穿过的通孔。第二顶料块13的上表面与第二下凹槽的槽底齐平，第二顶料杆14的上端与第二顶料块13固定相连。第二上凹槽的左右两个槽壁上各设有一个上半槽，第二下凹槽的左右两个槽壁上各设有一个下半槽。左侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个左侧凹槽，第一水平凸模8沿合模缝穿过左侧凹槽，左侧凹槽上设有供第一水平凸模8穿过的左侧通孔。右侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个右侧凹槽，第二水平凸模12沿合模缝穿过右侧凹槽，右侧凹槽上设有供第二水平凸模12穿过的右侧通孔。
如图1所示，本实施例还提供一种方形三通两阶段成型工艺，使用上述的方形三通两阶段成型模具，先通过第一套模具把圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，再通过第二套模具把圆筒形坯料多向挤压成方形三通件，具体包括如下步骤：
S1、将圆柱形预锻坯料4放置在第一下凹槽内，第一上凹模1下行完成合模并锁紧，压力机带动第一垂直凸模3进入预设位置；
S2、通过加热元件对圆柱形预锻坯料4加热并保温；
S3、压力机带动垂直凸模完成反挤压，反挤压完成后，停止加热，取出圆筒形坯料11并清理模具，完成第一阶段反挤压；
S4、将第二套模具预热到250℃，将第一阶段反挤压完成后得到的圆筒形坯料11放置在第二下凹槽，第二上凹模7下行完成合模并锁紧，多向模锻压力机带动第二垂直凸模10、第一水平凸模8和第二水平凸模12进入预放位置；
S5、加热元件加热并保温；
S6、多向模锻压力机带动第二垂直凸模10完成多向挤压，挤压完成后，停止加热，冷却降温后开模，取出方形三通件并清理模具，完成第二阶段多向挤压挤压，多向挤压成方形三通件。
根据被加工件的材料不同，其热处理对应的温度范围也不相同。当步骤S1中的圆柱形预锻坯料4为镁合金坯料时，步骤S2中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min；步骤S5中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min；步骤S6中，镁合金坯料冷却至150℃开模。
当步骤S1中的圆柱形预锻坯料4为铝合金坯料时，步骤S2中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min；步骤S5中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min；步骤S6中，铝合金坯料冷却至200℃开模。
本说明书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 (9)

1.一种方形三通两阶段成型工艺，使用方形三通两阶段成型模具，所述方形三通两阶段成型模具包括第一套模具和第二套模具；
所述第一套模具用于将圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，所述第一套模具包括第一上凹模、第一下凹模、第一垂直凸模、第一顶料块和第一顶料杆，所述第一上凹模的下表面设有第一上凹槽，所述第一上凹槽的槽底设有供所述第一垂直凸模穿过的通孔，所述第一下凹模的上表面设有第一下凹槽，所述第一下凹槽的槽底设有供所述第一顶料块穿过的通孔，所述第一顶料块的上表面与所述第一下凹槽的槽底齐平，所述第一顶料杆的上端与所述第一顶料块固定相连；
所述第二套模具用于将所述圆筒形坯料挤压为方形三通件，所述第二套模具包括第二上凹模、第一水平凸模、第二下凹模、第二垂直凸模、第二水平凸模、第二顶料块和第二顶料杆，所述第二上凹模的下表面设有第二上凹槽，所述第二上凹槽的槽底设有供所述第二垂直凸模穿过的通孔，所述第二下凹模的上表面设有第二下凹槽，所述第二下凹槽的槽底设有供所述第二顶料块穿过的通孔，所述第二顶料块的上表面与所述第二下凹槽的槽底齐平，所述第二顶料杆的上端与所述第二顶料块固定相连，所述第二上凹槽的左右两个槽壁上各设有一个上半槽，所述第二下凹槽的左右两个槽壁上各设有一个下半槽，左侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个左侧凹槽，所述第一水平凸模沿合模缝穿过所述左侧凹槽，所述左侧凹槽上设有供所述第一水平凸模穿过的左侧通孔，右侧的一个上半槽和一个下半槽在合模后组成一个右侧凹槽，所述第二水平凸模沿合模缝穿过所述右侧凹槽，所述右侧凹槽上设有供所述第二水平凸模穿过的右侧通孔；
其特征在于，先通过第一套模具把圆柱形预锻坯料挤压为圆筒形坯料，再通过第二套模具把圆筒形坯料多向挤压成方形三通件，包括如下步骤：
S1、将圆柱形预锻坯料放置在第一下凹槽内，第一上凹模下行完成合模并锁紧，压力机带动第一垂直凸模进入预设位置；
S2、通过加热元件对圆柱形预锻坯料加热并保温；
S3、压力机带动第一垂直凸模完成反挤压，反挤压完成后，停止加热，取出圆筒形坯料并清理第一套模具，完成第一阶段反挤压；
S4、将第二套模具预热到250℃，将第一阶段反挤压完成后得到的圆筒形坯料放置在第二下凹槽，第二上凹模下行完成合模并锁紧，多向模锻压力机带动第二垂直凸模、第一水平凸模和第二水平凸模进入预放位置；
S5、加热元件加热并保温；
S6、多向模锻压力机带动第二垂直凸模完成多向挤压，挤压完成后，停止加热，冷却降温后开模，取出方形三通件并清理第二套模具，完成第二阶段多向挤压，多向挤压成方形三通件。
2.根据权利要求1所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S1中的圆柱形预锻坯料为镁合金坯料。
3.根据权利要求2所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S2中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min。
4.根据权利要求2所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S5中，镁合金坯料加热至350℃-450℃，保温20min。
5.根据权利要求2所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S6中，镁合金坯料冷却至150℃开模。
6.根据权利要求1所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S1中的圆柱形预锻坯料为铝合金坯料。
7.根据权利要求6所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S2中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min。
8.根据权利要求6所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S5中，铝合金坯料加热至400℃-550℃，保温30min。
9.根据权利要求6所述的方形三通两阶段成型工艺，其特征在于，步骤S6中，铝合金坯料冷却至200℃开模。
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