CN113210454B - 一种多腔薄壁型材的金属挤压模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，包括第一模具、第二模具以及连接第一模具和第二模具的连接件，第一模具包括位于中心处的模芯和套设于模芯的第一模体，模芯外周壁和第一模体内周壁之间连接有若干分流桥，第一模体、模芯和任意两个分流桥围成若干个外围分流孔，若干个外围分流孔至少包括多个增压分流孔，增压分流孔的开口面积沿金属进料方向逐渐减小；模芯中心处设置有中心分流孔。在金属挤压成型的过程中，增压分流孔内对模芯的挤压力沿金属进料方向逐渐增加，增压分流孔处产生的外压力和中心分流孔处产生的内压力使得模芯受压平衡，减少了模芯在高温高压下的弹性形变，提高模具的使用寿命，保证型材尺寸的稳定性。

Description

一种多腔薄壁型材的金属挤压模具

技术领域

本发明涉及金属挤压模具技术领域，尤其涉及一种多腔薄壁型材的金属挤压模具。

背景技术

传统的金属挤压模具，分流孔多采用整体由小变大的锥形减压结构，这种结构能够减小模具出料口的压力，便于金属流动，同时减小挤压力对模具的损伤。然而当型材为多腔壁薄结构时，例如汽车保险杠横梁上安装的铝合金吸能盒，其大截面、多腔薄壁的结构使得模芯处也需要设置分流孔，以加强金属的流动性，同时也使金属可以直接供料给连接筋，从而保证型材的成型度。这样就造成在挤压过程中模芯中心压力过高，模芯芯头由内向外发生弹性变形甚至永久变形，使得模具受损，同时也使型材在被挤压后出现尺寸误差大、局部凹陷变形及产品壁厚不均匀的缺陷，导致良品率低甚至无法生产合格产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，能够保证型材尺寸的稳定性，提高挤压模具的使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，包括第一模具、第二模具以及连接第一模具和第二模具的连接件，所述第一模具包括位于中心处的模芯和套设于模芯的第一模体，所述模芯外周壁和所述第一模体内周壁之间连接有若干分流桥，所述第一模体、所述模芯和任意两个相邻的所述分流桥围成外围分流孔；且外围分流孔的数量为若干个；

所述模芯中心处设置有中心分流孔；

若干个所述外围分流孔至少包括多个增压分流孔，多个所述增压分流孔的开口面积沿金属进料方向逐渐减小。

进一步地，若干个所述外围分流孔还包括多个减压分流孔，所述减压分流孔的开口面积沿金属进料方向逐渐增加；

所述减压分流孔的中心与所述中心分流孔的中心之间的间距为L1,所述增压分流孔的中心与所述中心分流孔的中心之间的间距为L2，L1＞L2。

进一步地，任意相邻的俩个所述增压分流孔之间设有一个所述减压分流孔。

进一步地，所述模芯呈多棱柱形状，所述模芯具有多个侧面，任意相邻的两个侧面呈夹角连接并形成棱边，多个所述增压分流孔一一对应设置于多个侧面的外侧，多个所述减压分流孔一一对应设置于多个棱边的外侧。

进一步地，若干个所述外围分流孔均为增压分流孔，且若干个所述增压分流孔均布于所述模芯外周。

进一步地，所述模芯呈圆柱形。

进一步地，所述模芯的进料端设置有中心入料口，所述中心入料口与所述中心分流孔连通，所述中心入料口的开口面积大于所述中心分流孔的开口面积。

进一步地，所述模芯的出料端设置有若干盲孔状的热处理工艺孔；所述热处理工艺孔沿所述中心分流孔的周向间隔分布。

进一步地，所述模芯呈锥台状，且沿金属进料方向，模芯的截面面积逐渐增大。

进一步地，所述金属挤压模具采用含碳和铬的合金工具钢制作。

有益效果：

本发明提供了一种多腔薄壁型材的金属挤压模具。该金属挤压模具中，模芯中心处设置有中心分流孔，能够增强金属在模芯中心处的流动性，同时也使金属可以直接供料给连接筋，保证了多腔薄壁型材的稳定成型。模芯周向设置有若干个外围分流孔，且若干个外围分流孔至少包括多个增压分流孔，增压分流孔两端的开口面积沿金属进料方向逐渐减小，使得其内部挤压力沿金属进料方向逐渐增大，增加其出料端的压力；金属在挤压力的作用下进入外围分流孔和中心分流孔，此时，增压分流孔内对模芯产生的外压力和中心分流内对模芯的产生内压力使得模芯受压平衡，减少了模芯在高温高压下的弹性形变，提高了挤压模具的使用寿命，保证了型材尺寸的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例一种多腔薄壁型材的金属挤压模具的结构示意图；

图2是本发明实施例一种多腔薄壁型材的金属挤压模具的第一模具的结构示意图；

图3是图1在A-A向的剖视图；

图4是图1在B-B向的剖视图。

图中：1、第一模具；11、模芯；111、中心分流孔；112、热处理工艺孔；113、模芯空刀；12、第一模体；13、分流桥；14、增压分流孔；15、减压分流孔；16、中心入料口；17、凸止口；18、引流区；

2、第二模具；21、凹止口；22、中心通孔；23、一级空刀；24、二级空刀；

3、定位销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1所示，对应本申请一种较佳实施例的多腔薄壁型材的金属挤压模具，包括第一模具1、第二模具2以及连接第一模具1和第二模具2的连接件，第一模具1包括位于中心处的模芯11和套设于模芯11的第一模体12，模芯11外周壁和第一模体12内周壁之间连接有若干分流桥13，第一模体12、模芯11和任意相邻的两个分流桥13围成外围分流孔；且外围分流孔的数量为若干个；模芯11上设置有中心分流孔111，能够增强金属在中心处的流动性，同时也使金属可以直接供料给连接筋，保证了多腔薄壁型材的稳定成型。

模芯11的形状根据所要成型的型材形状具体设置。当模芯11的壁厚不均匀时，在中心分流孔111处的内压力下，其侧壁薄弱的位置容易产生弹性形变，而其侧壁较厚的地方不容易产生弹性形变。示例性的，参照图2，在本实施例中，由于所要成型的型材截面外轮廓呈矩形，故此模芯11的形状设置为截面外轮廓为矩形的棱柱。具体的，模芯11具有多个侧面，任意相邻的两个侧面形成棱边，其侧面容易在中心分流孔111处的内压力下产生弹性形变，而其棱边不容易产生弹性形变。因此在模芯11的侧面一一对应设置多个增压分流孔14，参照图3，增压分流孔14两端的开口面积沿金属进料方向逐渐减小，使得其内部挤压力沿金属流向逐渐增大，增加其出料端的压力；金属在挤压力的作用下进入外围分流孔和中心分流孔111，此时，增压分流孔14处对模芯11产生的外压力和中心分流孔111处对模芯11的产生内压力使得模芯11受压平衡，减少了模芯11在高温高压下的弹性形变，提高了挤压模具的使用寿命，保证了型材尺寸的稳定性；而其棱边的外侧则一一对应设置多个减压分流孔15，进一步参照图4，减压分流孔15两端的开口面积沿金属流向逐渐增加，减小其出料端的压力，能够增强金属的流动性，使得型材能够稳定均匀的出料，提高型材的成型率。且任意相邻的两个增压分流孔14之间设有一个减压分流孔15，使得金属供料均匀。

参照图4，模芯11呈锥台状，且沿金属进料方向，模芯11的截面面积逐渐增大，一方面进一步减小增压分流孔14出料端的开口面积，使得增压分流孔14出料端的压力进一步增大；另一方面增加了模芯11出料端的壁厚，进而提高模芯11的强度，减少其在挤压力下产生的弹性形变。模芯11的出料端设置有热处理工艺孔112，使得模芯11在热处理时整体淬透均匀，提高了模芯11的力学性能，从而减小模芯11在挤压力下的弹性形变，提高模具的使用寿命。

此外，中心分流孔111的截面积沿金属进料方向有减小趋势，一方面减小了金属出料的流量，避免过多金属流出而造成中心分流孔111出料端堵塞；另一方面，也能够进一步增加模芯11出料端的壁厚，提高模芯11出料端的强度，减少其在挤压力下产生的弹性形变。

进一步地，第一模具1出料端设置有凸止口17，第二模具2的入料端设置有凹止口21，凸止口17插接于凹止口21；第一模具1和第二模具2之间还设有若干个定位销3，以保证第一模具和第二模具的相对位置，使得第一模具和第二模具紧密配合，进而通过连接件固定第一模具1和第二模具2的相对位置。具体的，连接件可以为螺栓。

第一模具1出料端设置有引流区18，外围分流孔和中心分流孔111的出料端与引流区18连通；模芯11的进料端设置有中心入料口16，中心入料口16与中心分流孔111连通，并且中心入料口16的开口面积大于中心分流孔111的开口面积；模芯11出料端部设置有模芯空刀113。第二模具2中心处设有中心通孔22，第一模具1和第二模具2连接后，模芯11的出料端插入中心通孔22内，此时，模芯11的外壁和中心通孔22的内壁之间形成焊合室。中心通孔22的出料端设置有截面依次增大的一级空刀23和与一级空刀23相连的二级空刀24。模芯空刀113和一级空刀23之间形成使金属成型的间隙。在型材成型的过程中，金属在挤压力作用下一部分进入模芯11周部的外围分流孔，一部分先经过中心入料口16再进入中心分流孔111，中心入料口16和中心分流孔111交界处的台阶面能够抵挡一部分挤压力，使得中心入料口16在保证分流桥13强度的前提下有效降低中心分流孔111的进料压力。金属经过外围分流孔和中心分流孔111进入引流区18，在引流区18内形成型材的截面轮廓；进而进入焊合室进行焊合成型；焊合后通过模芯空刀113和一级空刀23之间的间隙挤压出型材。二级空刀24进一步防止金属在挤压出料时与第二模具2的侧壁擦碰产生刮花等缺陷。

在本发明中，金属挤压模具采用含碳和铬的合金工具钢制作，例如型号为KDA1的合金工具钢，与传统的H13合金钢相比,其碳和铬的含量高，热处理后具有很高的硬度及耐磨性，淬透性强，尺寸稳定性好。

实施例二

本实施例提供的金属挤压模具的结构与实施例一中的金属挤压模具的结构基本相同，不同之处在于：

模芯11的壁厚整体均匀，其外壁整体容易在中心分流孔111的内压力下产生变形。示例性的，多个外围分流孔均为增压分流孔14，模芯11呈圆柱形，模芯11周部均布有若干增压分流孔14。在金属成型的过程中，中心分流孔111内产生的向模芯11外壁的挤压力和增压分流孔14内产生的朝向模芯的挤压力使得模芯11受压平衡，减少了模芯11在高温高压下的弹性形变，提高了挤压模具的使用寿命，保证了型材尺寸的稳定性。本实施例提供的多腔薄壁型材的金属挤压模具的其余结构与实施例一中的多腔薄壁型材的金属挤压模具的结构相同，在此不再重复赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，包括第一模具(1)、第二模具(2)以及连接第一模具(1)和第二模具(2)的连接件，其特征在于，所述第一模具(1)包括位于中心处的模芯(11)和套设于模芯(11)的第一模体(12)，所述模芯(11)外周壁和所述第一模体(12)内周壁之间连接有若干分流桥(13)，所述第一模体(12)、所述模芯(11)和任意相邻的两个所述分流桥(13)围成外围分流孔；且外围分流孔的数量为若干个；

所述模芯(11)中心处设置有中心分流孔(111)；

若干个所述外围分流孔至少包括多个增压分流孔(14)，多个所述增压分流孔(14)的开口面积沿金属进料方向逐渐减小；

若干个所述外围分流孔还包括多个减压分流孔（15），所述减压分流孔（15）的开口面积沿金属进料方向逐渐增加；

任意相邻的两个所述增压分流孔(14)之间设有一个所述减压分流孔（15）；

所述减压分流孔（15）的中心与所述中心分流孔（111）的中心之间的间距为L1,所述增压分流孔（14）的中心与所述中心分流孔（111）的中心之间的间距为L2，L1＞L2。

2.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述模芯（11）呈多棱柱形状，所述模芯具有多个侧面，任意相邻的两个侧面呈夹角连接并形成棱边，多个所述增压分流孔（14）一一对应设置于多个侧面的外侧，多个所述减压分流孔（15）一一对应设置于多个棱边的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述模芯（11）呈圆柱形。

4.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述模芯（11）的进料端设置有中心入料口(16)，所述中心入料口（16）与所述中心分流孔（111）连通，所述中心入料口(16)的开口面积大于所述中心分流孔(111)的开口面积。

5.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述模芯(11)的出料端设置有若干盲孔状的热处理工艺孔(112)；所述热处理工艺孔(112)沿所述中心分流孔(111)的周向间隔分布。

6.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述模芯(11)呈锥台状，且沿金属进料方向，模芯(11) 的截面面积逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的一种多腔薄壁型材的金属挤压模具，其特征在于，所述金属挤压模具采用含碳和铬的合金工具钢制作。

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