CN113134521A - 铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构 - Google Patents

Abstract

本发明铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，涉及有色金属连续挤压成形技术领域，尤其涉及用于铜及铜合金材料连续挤压成形的渐变展开模具。本发明包括：连接模块和成形模具；连接模块前端与挤压装置相连接，后端与成形模具相连接；连接模块为具有一定厚度的板状结构；连接模块与挤压装置的连接面上加工有与挤压装置外型相匹配的安装面型；连接模块与挤压装置的挤出口相对处，设置有直角变形区，直角变形区的后部加工有与成形模具的腔体相对的连接腔体；连接模块的背面加工有衔接槽，用于成形模具的衔接定位；成形模具内部加工有由入口端的“U”型结构到出口的“一”字型结构的渐变展开形腔体通道；腔体通道的尾端设置有4‑10mm长度的定径带。

Description

铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构

技术领域

本发明铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，涉及有色金属连续挤压成形技术领域，尤其涉及用于铜及铜合金材料连续挤压成形的渐变展开模具。

背景技术

随着连续挤压技术的发展，铜及铜合金产品已逐步由线材扩展到板带材，在连续挤压机上采用直接由坯料成形的板带材工艺，产品存在中间性能优异而两侧质量不佳的缺点；通过改变模具设计，使坯料成形成U型，后期通过冷展平工艺，所获的产品组织分布均匀、性能良好，但在U型产品展平的过程中，由于展平工艺的限制，如压头形状、压下量、压头进给速率，产品挤出速率等工艺参数的不匹配，会在板带材成形过程中存在较大残余应力，出现变形、裂纹等缺陷。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述现有技术提出的现有展平工艺加工的板带材，成形过程中存在的残余应力较大、存在变形和裂纹等缺陷的技术问题，而提供一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构。本发明主要利用具有连续展开腔的连续模块，将有色金属由U型材渐变展开为一字型板带材，从而得到残余应力小、无形变，无裂纹的板带材。

本发明采用的技术手段如下：

一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构包括：连接模块和成形模具；连接模块前端与挤压装置相连接，后端与成形模具相连接；

进一步地，连接模块为具有一定厚度的板状结构；连接模块与挤压装置的连接面上加工有与挤压装置外型相匹配的安装面型；连接模块与挤压装置的挤出口相对处，设置有直角变形区，直角变形区的后部加工有与成形模具的腔体相对的连接腔体；连接模块的背面加工有衔接槽，用于成形模具的衔接定位；

进一步地，成形模具内部加工有由入口端的“U”型结构到出口的“一”字型结构的渐变展开形腔体通道；

进一步地，腔体通道的尾端设置有4-10mm长度的定径带。

进一步地，成形模具是由N块具有一定厚度的模块，通过螺栓拼接而成的，拼接后的成形模具内部的腔体通道内壁为具有连续性的渐展曲面。

进一步地，连接模式为第一块模块的正面与连接模块的背面连接，背面与第二块模块的正面连接；第二块模块的背面与第三块模块的正面连接；······第N-块模块的背面与第N块模块的正面连接，然后通过螺栓相连接，形成一个完整的成形模具。

进一步地，成形模具内腔体通道由软件设计而成，根据加工设备的需要将成形模具分割成N块模块，再由加工设备对每块模块的腔体通道进行加工。

进一步地，成形模具的各个模块内腔体通道的渐展角度差之和为180°。

进一步地，定径带设置于第N块模块上，位于腔体通道的出口处。

进一步地，模块上加工有用于连接的螺栓孔。

进一步地，连接模块上加工有与模块上螺栓孔相对应的螺栓孔，连接模块与N个模块通过螺栓组装在一起。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，可使圆杆坯料直接成形成板带材，且组织分布均匀；

2、本发明提供的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，减小产品残余应力，以及减少成形过程中缺陷的发生率；

3、本发明提供的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，提高连续挤压机的利用率，减少能源损耗。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的现有展平工艺加工的板带材，成形过程中存在的残余应力较大、存在变形和裂纹等缺陷的问题。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明连接模块主视图；

图3为图2的A-A视图；

图4为本发明第一块模块主视图；

图5为图4的A-A视图；

图6为本发明第二块模块主视图；

图7为图6的B-B视图；

图8为本发明第三块模块主视图；

图9为图8的C-C视图；

图10为本发明第四块模块主视图；

图11为图10的D-D视图；

图12为本发明第五块模块主视图；

图13为图12的E-E视图；

图14为本发明第六块模块主视图；

图15为图14的F-F视图；

图16为本发明使用状态结构示意图。

图中：1、连接模块 11、直角变形区 12、连接腔体 13、衔接槽 2、模块 21、腔体通道 22、定径带 3、圆杆坯料 4、挤压装置 41、压实轮 42、挤压轮 43、导板 5、产品。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、零部件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个零部件或特征与其他零部件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了零部件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的零部件被倒置，则描述为“在其他零部件或构造上方”或“在其他零部件或构造之上”的零部件之后将被定位为“在其他零部件或构造下方”或“在其位零部件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该零部件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构包括：连接模块1和成形模具；连接模块前端与挤压装置4相连接，后端与成形模具相连接；连接模块1为具有一定厚度的板状结构；连接模块1与挤压装置4的连接面上加工有与挤压装置4外型相匹配的安装面型；连接模块1与挤压装置4的挤出口相对处，设置有直角变形区11，直角变形区11的后部加工有与成形模具的腔体相对的连接腔体12；连接模块1的背面加工有衔接槽13，用于成形模具的衔接定位；成形模具内部加工有由入口端的“U”型结构到出口的“一”字型结构的渐变展开形腔体通道21；腔体通道21的尾端设置有4-10mm长度的定径带22。

成形模具是由N块具有一定厚度的模块2，通过螺栓拼接而成的，拼接后的成形模具内部的腔体通道内壁为具有连续性的渐展曲面。

成形模具内腔体通道21由软件设计而成，根据加工设备的需要将成形模具分割成N块模块2，再由加工设备对每块模块2的腔体通道21进行加工。

成形模具的各个模块2内腔体通道21的渐展角度差之和为180°。

定径带22设置于第N块模块2上，位于腔体通道21的出口处。

模块2上加工有用于连接的螺栓孔。

连接模块1上加工有与模块2上螺栓孔相对应的螺栓孔，连接模块1与N个模块2通过螺栓组装在一起。

实施例1

如图所示，本发明提供了一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，包括：压实轮41、挤压轮42、导板43、连接模块1和成形模具；压实轮41设在挤压轮42顶部的轮槽里，在轮槽底的上方；连接模块1设置在挤压轮42的侧面，挤压轮42的物料出口与连接模块1的直角变形区11形成了物料挤压入口；成形模具装于连接模块1的后部；导板43安装在连接模块1上，导板43沿挤压轮42轮槽边缘设置，将原料由物料挤压入口挤压送入到连接模块1和成形模具中进行渐展成形；

成形模具由6块模块2组成，每块模块2具有一定的扩展角度，第一块模块2的扩展角度为20°，第二至五块模块2的扩展角度为30°，第六块模块2的扩展角度为40°。

连接模块1和第一块模块2正面相连，第一块模块2背面与第二块模块2正面相连，第二块模块2背面与第三块模块2正面相连······第五块模块2背面与第六块模块2正面相连，再通过螺栓将连接模块1和六块模块相连接；连接模块1与六块模块2的腔体通道21内壁形成连续的渐展曲面。

第六块模块2腔体通道21的出口处设置有8mm长度的定径带22。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明还提供了一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，包括：压实轮41、挤压轮42、导板43、连接模块1和成形模具；压实轮41设在挤压轮42顶部的轮槽里，在轮槽底的上方；连接模块1设置在挤压轮42的侧面，挤压轮42的物料出口与连接模块1的直角变形区11形成了物料挤压入口；成形模具装于连接模块1的后部；导板43安装在连接模块1上，导板43沿挤压轮42轮槽边缘设置，将原料由物料挤压入口挤压送入到连接模块1和成形模具中进行渐展成形；

成形模具由10块模块2组成，每块模块2具有一定的扩展角度，第一至九块模块2的扩展角度为15°，第十块模块2的扩展角度为45°。

连接模块1和第一块模块2正面相连，第一块模块2背面与第二块模块2正面相连，第二块模块2背面与第三块模块2正面相连······第九块模块2背面与第十块模块2正面相连，再通过螺栓将连接模块1和十块模块相连接；连接模块1与十块模块2的腔体通道21内壁形成连续的渐展曲面。

第十块模块2腔体通道21的出口处设置有4mm长度的定径带22。

实施例3

在实施例1的基础上，本发明还提供了一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，包括：压实轮41、挤压轮42、导板43、连接模块1和成形模具；压实轮41设在挤压轮42顶部的轮槽里，在轮槽底的上方；连接模块1设置在挤压轮42的侧面，挤压轮42的物料出口与连接模块1的直角变形区11形成了物料挤压入口；成形模具装于连接模块1的后部；导板43安装在连接模块1上，导板43沿挤压轮42轮槽边缘设置，将原料由物料挤压入口挤压送入到连接模块1和成形模具中进行渐展成形；

成形模具由3块模块2组成，每块模块2具有一定的扩展角度，三块模块2的扩展角度均为60°。

连接模块1和第一块模块2正面相连，第一块模块2背面与第二块模块2正面相连，第二块模块2背面与第三块模块2正面相连，再通过螺栓将连接模块1和三块模块相连接；连接模块1与三块模块2的腔体通道21内壁形成连续的渐展曲面。

第三块模块2腔体通道21的出口处设置有10mm长度的定径带22。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构包括：连接模块(1)和成形模具；连接模块前端与挤压装置(4)相连接，后端与成形模具相连接；

所述的连接模块(1)为具有一定厚度的板状结构；连接模块(1)与挤压装置(4)的连接面上加工有与挤压装置(4)外型相匹配的安装面型；连接模块(1)与挤压装置(4)的挤出口相对处，设置有直角变形区(11)，直角变形区(11)的后部加工有与成形模具的腔体相对的连接腔体(12)；连接模块(1)的背面加工有衔接槽(13)，用于成形模具的衔接定位；

所述的成形模具内部加工有由入口端的“U”型结构到出口的“一”字型结构的渐变展开形腔体通道(21)；

所述的腔体通道(21)的尾端设置有4-10mm长度的定径带(22)。

2.根据权利要求1所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的成形模具是由N块具有一定厚度的模块(2)，通过螺栓拼接而成的，拼接后的成形模具内部的腔体通道内壁为具有连续性的渐展曲面。

3.根据权利要求1所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的成形模具内腔体通道(21)由软件设计而成，根据加工设备的需要将成形模具分割成N块模块(2)，再由加工设备对每块模块(2)的腔体通道(21)进行加工。

4.根据权利要求1所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的成形模具的各个模块(2)内腔体通道(21)的渐展角度差之和为180°。

5.根据权利要求1所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的定径带(22)设置于第N块模块(2)上，位于腔体通道(21)的出口处。

6.根据权利要求4所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的模块(2)上加工有用于连接的螺栓孔。

7.根据权利要求1所述的铜及铜合金板带材连续挤压成形的渐变展开模具结构，其特征在于，所述的连接模块(1)上加工有与模块(2)上螺栓孔相对应的螺栓孔，连接模块(1)与N个模块(2)通过螺栓组装在一起。

Images