CN113102536B - 一种金属型材分流挤压模具及其使用方法 - Google Patents

一种金属型材分流挤压模具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金属型材分流挤压模具及其使用方法。金属型材分流挤压模具，包括上模和下模，其特征在于，所述上模进料腔由分流桥分隔成多个分流孔，所述分流桥在上模入料端成拱桥状凸起，所述拱桥状凸起呈球冠状凸起或者椭球冠状凸起；分流桥包括中分流桥和侧分流桥，侧分流桥以中分流桥对称设置；所述中分流桥在上模出料端设置与下模配合的型芯。并提供其使用方法。通过入料面端口的拱形凸起将竖向载荷转化为水平载荷，将剪切应力转换为压应力，降低分流桥的应力集中水平，避免分流桥下沉塌陷，延长模具的寿命50％‑1000％。

Description

一种金属型材分流挤压模具及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种金属型材分流挤压模具及其使用方法，属于金属型材挤压工艺用模具技术领域。
背景技术
在金属型材挤压的过程中，模具及模具内金属的应力应变水平是挤压生产的关键影响因素，在实际生产中，由于模具型芯与分流桥结合部位应力过大而出现断桥、裂桥现象，是平面分流挤压模具早期报废的主要因素。分流模具由于应力集中造成桥底早期开裂而报废的比例约占全部分流模的80％左右，大大缩短了模具的使用寿命，致使模具在金属型材挤压中所占成本高达30％。因此如何提高金属型材用挤压模具的使用寿命，并解决断桥、裂桥现象是本领域技术人员需要研究的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种金属型材分流挤压模具，并提供其使用方法。通过改变金属型材分流挤压模具上模的入料端和出料端的分流桥结构，降低分流桥开裂的概率，提高模具的使用寿命。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种金属型材分流挤压模具，包括上模和下模，其特殊之处在于，所述上模进料腔由分流桥分隔成多个分流孔，所述分流桥在上模入料端成拱桥状凸起，所述拱桥状凸起为球冠状凸起或者椭球冠状凸起去掉分流孔后形成的多分支拱桥状分流桥，所述拱桥状凸起的矢跨比为1/30-1/2；分流桥包括中分流桥和侧分流桥，侧分流桥以中分流桥对称设置；所述中分流桥在上模出料端设置与下模配合的型芯。
在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：
所述的分流孔为四个，拱桥状凸起呈球冠状凸起，侧分流桥为弯曲的弓形侧分流桥，且侧分流桥有两个，该弓形结构半径R是从模具入料面轴向观察，“拱形桥”结构的中分流桥在模具轴向方向凸起成拱桥状，中分流桥连接两个侧分流桥的拱顶部；在上模出料面，侧分流桥桥底由分流孔内壁向型芯的连接面形成弧形的内凹，弧形的内凹分为圆弧段A和圆弧段B，圆弧段A与圆弧段B的半径分别为R1和R2，且R1和R2不等。
上述技术方案的优点是：通过入料面端口的下沉及拱形凸起将竖向载荷转化为水平载荷，将分流桥所受的剪切应力转换为压应力，降低分流桥的应力集中水平，避免分流桥下沉塌陷，延长模具的寿命；弓形结构更有利于分散施加在分流桥上的压力，缓解分流桥应力集中现象。
进一步，所述的R1<R2。这样设置的分流桥桥底的优点是：通过不同半径的沉桥，改善传统模具分流桥根部与型芯接触部位，因应力集中导致的桥裂现象。
进一步，所述分流桥的凸起部倒圆角成光滑的半圆形。该结构的有益效果是：“拱形桥”的分流桥横截面的上部，也就是金属入口侧，倒圆角成光滑的半圆形，以降低被挤压金属流动的阻力。
进一步，所述圆弧段A和圆弧段B相切。
其沉桥的形状是依托两段不同半径(R2>R1)的圆弧相切连接而成的曲线，形成一个非对称拱形桥结构；即，分流桥桥底为非对称拱形桥结构。
进一步，所述圆弧段B与型芯交接，交接点为L，交接点L不在上模与下模对接的对接面D上，且L点位于型芯端部的一侧。该结构大大降低了型芯根部的曲率半径，从而能够减少应力集中现象。
进一步，所述上模与下模对接，上模的对接端设有卡环或者卡槽，下模的对接端设有相应的卡槽或者卡环；下模的对接面上还设有与上模的进料腔形状相同的凹槽，凹槽的中心为下模出料孔。
进一步，所述的分流孔为八个，侧分流桥包括两个弓形侧分流桥和一个板状侧分流桥，弓形侧分流桥以板状侧分流桥对称设置，中分流桥贯穿侧分流桥的中心；所述拱桥状凸起为椭球冠状凸起。
进一步，所述的型芯，在型芯的底面设置波浪状的导流槽槽口；导流槽槽口将型芯分割成多个型芯块。
进一步，所述的导流槽槽口位于相邻型芯块之间的部分采用扩口方式加宽。
进一步，所述上模的入料端设置切料环，分流桥位于切料环中心且不高于切料环。
上述的金属型材分流挤压模具的使用方法：
将所述金属型材分流挤压模具安装在挤压机上，通过挤压机进行金属型材的加工。
本发明的优点在于：本申请通过改变模具分流桥形状可以解决桥底应力集中的问题，避免分流桥下沉塌陷，延长模具的寿命，可提高模具使用寿命50％-1000％，减小生产成本。本申请中的金属型材包括铝型材、还可以是所有有色金属及其合金。
附图说明
图1为四分流孔的金属型材分流挤压模具立体结构示意图；
图2为图1的侧向视图；
图3为图1中的上模出料端结构示意图；
图4为图1进料端结构示意图；
图5为图4中B-B的剖面结构示意图；
图6为图5的A处放大图；
图7为下模进料端结构示意图；
图8为八分流孔的金属型材分流挤压模具上模的立体结构示意图；
图9为图8的分流挤压模具上模底部结构示意图；
图10为图9的B处放大图；
图11为实施例3涉及的金属型材分流挤压模具的立体结构示意图；
图12为图11的俯视示意图；
图13为图12的C-C剖视图。
附图标记记录如下：
1-上模，2-下模，3-分流孔，4-分流桥，5-型芯；
1.1-切料环；2.1-下模出料孔；
4.1-中分流桥，4.2-侧分流桥，4.2.1-圆弧段A，4.2.2-圆弧段B。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种金属型材分流挤压模具，结合图1-7，包括上模1和下模2，所述上模进料腔由分流桥4分隔成多个分流孔3，所述分流桥4在上模入料端成拱桥状凸起，所述拱桥状凸起呈球冠状凸起或者椭球冠状凸起，所述拱桥状凸起的矢跨比为1/30-1/2；分流桥4包括中分流桥4.1和侧分流桥4.2，侧分流桥4.2以中分流桥4.1对称设置；所述中分流桥4.1在上模出料端设置与下模2配合的型芯5。
在本实施例中，所述的分流孔3为四个，拱桥状凸起呈球冠状凸起，侧分流桥4.2为弓形侧分流桥，且侧分流桥4.2有两个；中分流桥4.1连接两个侧分流桥4.2的拱顶部；在上模出料面，侧分流桥4.2桥底由分流孔内壁向型芯5的连接面形成弧形的内凹，弧形的内凹分为圆弧段A4.2.1和圆弧段B4.2.2，圆弧段A4.2.1与圆弧段B4.2.2的半径分别为R1和R2，且R1和R2不等；通常选择，R1<R2；
其中，所述分流桥4的凸起部倒圆角成光滑的半圆形；
所述圆弧段A4.2.1和圆弧段B4.2.2相切；
所述圆弧段B4.2.2与型芯5交接，交接点为L，交接点L不在上模与下模对接的对接面D上，且L点位于型芯5端部的一侧；
所述上模1与下模2对接，上模1的对接端设有卡环或者卡槽，下模2的对接端设有相应的卡槽或者卡环；下模2的对接面上还设有与上模1的进料腔形状相同的凹槽，凹槽的中心为下模出料孔2.1。
实施例2
在实施例1的基础上，结合附图8、9和10，还设置一种八孔状的上模，即其中分流孔3为八个，侧分流桥4.2包括两个弓形侧分流桥和一个板状侧分流桥，弓形侧分流桥以板状侧分流桥对称设置，中分流桥4.1贯穿侧分流桥4.2的中心；所述拱桥状凸起为椭球冠状凸起；所述的型芯5，在型芯5的底面设置波浪状的导流槽槽口；导流槽槽口将型芯分割成多个型芯块；导流槽槽口位于相邻型芯块之间的部分采用扩口方式加宽。
实施例3
结合附图11-13，在实施例1或者实施例2的基础上，所述上模1的入料端设置切料环1.1，分流桥4位于切料环1.1中心且不高于切料环1.1。切料环的设计，可以为进料提供导向作用，同时，设计了切料环之后，也便于实际生产中，原有切残料刀的正常使用，可以在不更换切残料刀的基础上，保证模具的正常使用，并提高模具的使用寿命。
实施例1、2或者3所述的金属型材分流挤压模具，安装在挤压机上，通过挤压机进行金属型材的加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属型材分流挤压模具，包括上模（1）和下模（2），其特征在于，所述上模进料腔由分流桥（4）分隔成多个分流孔（3），所述分流桥（4）在上模入料端成拱桥状凸起，所述拱桥状凸起呈球冠状凸起或者椭球冠状凸起，所述拱桥状凸起的矢跨比为1/30-1/2；分流桥（4）包括中分流桥（4.1）和侧分流桥（4.2），侧分流桥（4.2）以中分流桥（4.1）对称设置；所述中分流桥（4.1）在上模出料端设置与下模（2）配合的型芯（5）；
在上模出料面，侧分流桥（4.2）桥底由分流孔内壁向型芯（5）的连接面形成弧形的内凹，弧形的内凹分为圆弧段A（4.2.1）和圆弧段B（4.2.2），所述圆弧段A（4.2.1）和圆弧段B（4.2.2）相切；所述圆弧段B（4.2.2）与型芯（5）交接，交接点为L，交接点L不在上模与下模对接的对接面D上，且L点位于型芯（5）端部的一侧；圆弧段A（4.2.1）与圆弧段B（4.2.2）的半径分别为R1和R2，且R1<R2。
2.根据权利要求1所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述的分流孔（3）为四个，拱桥状凸起呈球冠状凸起，侧分流桥（4.2）为弓形侧分流桥，且侧分流桥（4.2）有两个；中分流桥（4.1）连接两个侧分流桥（4.2）的拱顶部。
3.根据权利要求2所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述分流桥（4）的凸起部倒圆角成光滑的半圆形。
4.根据权利要求2所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述上模（1）与下模（2）对接，上模（1）的对接端设有卡环或者卡槽，下模（2）的对接端设有相应的卡槽或者卡环；下模（2）的对接面上还设有与上模（1）的进料腔形状相同的凹槽，凹槽的中心为下模出料孔（2.1）。
5.根据权利要求1所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述的分流孔（3）为八个，侧分流桥（4.2）包括两个弓形侧分流桥和一个板状侧分流桥，弓形侧分流桥以板状侧分流桥对称设置，中分流桥（4.1）贯穿侧分流桥（4.2）的中心；所述拱桥状凸起为椭球冠状凸起。
6.根据权利要求5所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述的型芯（5），在型芯（5）的底面设置波浪状的导流槽槽口；导流槽槽口将型芯分割成多个型芯块；所述的导流槽槽口位于相邻型芯块之间的部分采用扩口方式加宽。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的金属型材分流挤压模具，其特征在于，所述上模（1）的入料端设置切料环（1.1），分流桥（4）位于切料环（1.1）中心且不高于切料环（1.1）。
8.一种使用权利要求1-6任一权利要求所述的金属型材分流挤压模具的使用方法，其特征在于，将所述金属型材分流挤压模具安装在挤压机上，通过挤压机进行金属型材的加工。
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Application publication date: 20210713

Assignee: Zoucheng Juli Machinery Co.,Ltd.

Assignor: Yantai University

Contract record no.: X2023980046861

Denomination of invention: A metal profile diversion extrusion die and its usage method

Granted publication date: 20230321

License type: Common License

Record date: 20231120

Application publication date: 20210713

Assignee: SHANDONG ZHENGFANG INTELLIGENT ROBOT INDUSTRY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Assignor: Yantai University

Contract record no.: X2023980046857

Denomination of invention: A metal profile diversion extrusion die and its usage method

Granted publication date: 20230321

License type: Common License

Record date: 20231120

Application publication date: 20210713

Assignee: Shandong Mencius ecological agriculture Limited by Share Ltd.

Assignor: Yantai University

Contract record no.: X2023980046853

Denomination of invention: A metal profile diversion extrusion die and its usage method

Granted publication date: 20230321

License type: Common License

Record date: 20231120

Application publication date: 20210713

Assignee: JINING LUWEI HYDRAULIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: Yantai University

Contract record no.: X2023980046851

Denomination of invention: A metal profile diversion extrusion die and its usage method

Granted publication date: 20230321

License type: Common License

Record date: 20231120