CN113369326A - 基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具，包括上模、下模和芯模，上模的凸模二连接芯模，凸模二与下模的型腔相匹配，在外力的作用下，芯模与凸模二既能够作为整体同步上下移动，又能够单独在竖直方向相对移动。采用本发明提供的模具，能够大幅提高复杂锻件的成型效率，能降低复杂锻件的成型力。

Description

基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具
技术领域
本发明涉及锻件模具，具体涉及基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具。
背景技术
目前，锻件主要是采用传统的挤压工艺制得，包括坯料加热、在模具中挤压成形、后处理等工序，如果产品结构复杂，则需要多次加热，成形工艺流程长，效率低，例如，图1、图2中所示带多个凸台的筒形壳体，仅挤压成型时间都需要耗费约120秒。电流辅助成形在板料成形领域开展了较多应用研究，但在挤压成形领域的应用研究较少。
现有技术中，文献CN105880609A公开了一种发动机喷管的成型模具，包括下模座、垫块、下芯模、上芯模、垫板、上模板、夹板、凹模、复位板、加强模套、多个复位弹簧、多个复位杆、多个垫圈、多个螺母、多个上模板固定螺钉、多个模套固定螺钉、多个导套、多个下模座连接螺栓和多根导柱。然而，采用该模具无法解决复杂锻件成型效率低的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具，用于解决复杂锻件成型效率低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具，包括上模、下模和芯模，其特征在于：上模的凸模二连接芯模，凸模二与下模的型腔相匹配，在外力的作用下，芯模与凸模二既能够作为整体同步上下移动，又能够单独在竖直方向相对移动。
本发明中，当所述凸模二静止不动时，所述芯模能够上下移动；当所述芯模静止不动时，所述凸模二能够上下移动。
为进一步提高复杂锻件的成型效率，所述模具还包括电加热系统，电加热系统用于对所述型腔内的坯料进行加热。
为降低复杂锻件的成型力，所述上模包括：从上至下依次对中叠放的上模板、上垫板和凸模固定板，采用紧固件将上模板、上垫板和凸模固定板连接为一体，并通过圆柱销一对其进行定位；凸模一的上端面与凸模固定板紧贴，凸模一的下端面与所述凸模二的上端面紧贴，凸模一与所述凸模二通过螺纹连接，凸模一设置在凸模套一的内腔中，凸模套一设置在凸模固定板的内腔中；凸模套二的内表面与所述凸模二的外表面呈间隙配合，凸模套二设置在卸料板的内腔中，并通紧固件将凸模套二和卸料板连接，卸料板两侧的沉孔中设置有卸料螺钉，卸料螺钉穿过设置在下模圈内腔中的压缩弹簧，卸料螺钉与下垫板螺纹连接；所述上模中的导套与所述下模中的导柱同轴布置。
进一步地，所述芯模上端连接推杆，所述芯模贯通设置在所述上模板、所述上垫板、所述凸模一和所述凸模二上。
进一步地，所述下模包括：从上至下依次对中叠放的下模圈、下垫板和下模板，采用紧固件将下模圈、下垫板和下模板连接为一体，通过圆柱销二对其进行定位，凹模一设置在凹模二上方，预应力圈与凹模一、凹模二的外圆过盈配合；凹模二设置在下垫板上方，预应力圈设置在下模圈的内腔中；顶杆头的内角设有气孔槽，并与顶杆螺纹连接；顶杆头配合在凹模二的内腔中，并与下垫板的锥面配合。
作为优选方案，所述电加热系统包括电源和电线，电线分别连接所述凸模一、所述凹模二，以实现所述凸模一和所述凹模二形成加热回路；所述推杆、所述上垫板、所述凸模套一、所述凸模套二、所述下模圈、所述下垫板均具有电绝缘性能。
本发明中，所述下模的型腔底部设置有开放内型，位于开放内型的侧方设置有凹部，所述开放内型与所述凹部均适配于工件的凸台轮廓。
作为更优选方案，所述芯模轴线与所述开放内型在竖直方向的中心线重合。
作为更优选方案，当所述凸模二伸入所述下模的型腔后，所述凸模套二外壁与所述型腔内壁紧密贴合。
有益效果：采用本发明提供的模具，能够大幅提高复杂锻件的成型效率，对于带多个凸台的筒形壳体，能够将成型时间控制在二十秒以内；采用本发明提供的模具，还能降低复杂锻件的成型力。
附图说明
图1是实施例中带多个凸台的筒形壳体主向剖面示意图；
图2是实施例中带多个凸台的筒形壳体俯向示意图；
图3是实施例中模具示意图；
图4是实施例中模具处于调试准备阶段的示意图；
图5是实施例中模具处于同步挤压阶段的示意图；
图6是实施例中模具处于中间分步挤压阶段的示意图；
图7是实施例中模具处于环部分步挤压阶段的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例
如图1和图2所示的典型锻件33的示意图，其外形结构复杂，底面有六个凸起台阶，包括一个凸台34和五个凸台35。对于这种锻件，借助于模具采用传统的反挤压成形时效率较低，仅挤压成型需耗时约120秒。
本发明提供的一种基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具，如图3所示，能够解决图1和图2所示典型复杂锻件的成型效率低的问题。该模具主要由上模和下模组成。
其中，上模包括：上模板17、上垫板18、凸模固定板19从上至下依次对中叠放，并通过均布的内六角螺钉16将三者连接，通过圆柱销一22将三者定位；凸模一21的上端面与凸模固定板19紧贴，凸模一21的下端面与凸模二27的上端面紧贴，凸模一21与凸模二27通过螺纹连接，凸模一21放置在凸模套一20的内腔中，凸模套一20放置在凸模固定板19的内腔中；推杆25与芯模26螺纹连接后，贯通放置在上模板17、上垫板18、凸模一21和凸模二27的内腔中；芯模26的端部弧面与凸模二27的端部弧面圆心相同；凸模套二12的内表面与凸模二27的外表面间隙配合，凸模套二12放置在卸料板13的内腔中，并通过螺钉14将凸模套二12和卸料板13连接，卸料板13两侧的沉孔中放置有卸料螺钉10，卸料螺钉10穿过放置在下模圈24内腔中的压缩弹簧11，卸料螺钉10与下垫板5螺纹连接；上模中的导套15与下模中的导柱23安装位置同轴。
其中，下模包括：下模圈24、下垫板5、下模板4从上至下依次对中叠放，并通过均布的内六角螺钉3将三者连接，通过圆柱销一6将三者定位；凹模一9放置在凹模二7上面，预应力圈8与凹模一9和凹模二7的外圆过盈配合；凹模二7放置在下垫板5的上面，预应力圈8放置在下模圈24的内腔中；顶杆头1的内角设计有气孔槽，并与顶杆2采用螺纹连接；顶杆头1放置在凹模二7的内腔中，并与下垫板5锥面配合。
其中，下模的型腔30底部设置有开放内型31，位于开放内型31的侧方设置有凹部32，开放内型31与凹部32均适配于工件的凸台轮廓。芯模26轴线与开放内型31在竖直方向的中心线重合。当凸模二27伸入下模的型腔30后，凸模套二12外壁与型腔30内壁紧密贴合。
该模具还包括电加热系统，电加热系统用于对型腔30内的坯料进行加热。电加热系统包括电源29和电线28，电线28分别连接凸模一21、凹模二7，以实现凸模一21和凹模二7形成加热回路；推杆25、上垫板18、凸模套一20、凸模套二12、下模圈24、下垫板5均具有电绝缘性能。
使用该模具对图1和图2所示的典型锻件33进行挤压成型，其步骤包括：调试准备阶段、同步挤压阶段、中间分步挤压阶段、环部分步挤压阶段。具体地：
调试准备阶段，主要完成模具的安装连接和坯料的准备，设置加热温度，当达到设定的加热温度后断开电源，停止加热；当温度低于设定的加热温度时，接通电源，开始加热；
同步挤压阶段，首先，上模整体向下运动，芯模26、凸模二27与坯料接触，并迫使坯料发生预变形；然后接通电源29，在凸模一21和凹模二7之间形成加热回路，并对坯料进行加热；接着，上模继续向下运动，使坯料发生变形，坯料金属逐渐流向凹模二7与顶杆头1所组成的开放内型31中；
中间分步挤压阶段，芯模26向下运动、凸模二27静止不动，迫使中间区域的坯料金属继续流向顶杆头1的开放内型31中；
环部分步挤压阶段，芯模26静止不动、凸模二27向下运动，迫使环部区域的坯料金属继续流向凹模二7的开放内型32中。
图1和图2所示的典型锻件33进行挤压成型过程中，只需要20秒就能完成同步挤压、中间分步挤压和环部分步挤压工序。此外，根据工艺需要，整个成形过程可以多次重复进行前述的同步挤压、中间分步挤压、环部分步挤压工序。

Claims (10)

1.基于电流辅助加热的开放内型渐进挤压成形模具，包括上模、下模和芯模（26），其特征在于：上模的凸模二（27）连接芯模（26），凸模二（27）与下模的型腔（30）相匹配，在外力的作用下，芯模（26）与凸模二（27）既能够作为整体同步上下移动，又能够单独在竖直方向相对移动。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：当所述凸模二（27）静止不动时，所述芯模（26）能够上下移动；当所述芯模（26）静止不动时，所述凸模二（27）能够上下移动。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于：所述模具还包括电加热系统，电加热系统用于对所述型腔（30）内的坯料进行加热。
4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，所述上模包括：从上至下依次对中叠放的上模板（17）、上垫板（18）和凸模固定板（19），采用紧固件将上模板（17）、上垫板（18）和凸模固定板（19）连接为一体，并通过圆柱销一（22）对其进行定位；凸模一（21）的上端面与凸模固定板（19）紧贴，凸模一（21）的下端面与所述凸模二（27）的上端面紧贴，凸模一（21）与所述凸模二（27）通过螺纹连接，凸模一（21）设置在凸模套一（20）的内腔中，凸模套一（20）设置在凸模固定板（19）的内腔中；凸模套二（12）的内表面与所述凸模二（27）的外表面呈间隙配合，凸模套二（12）设置在卸料板（13）的内腔中，并通紧固件将凸模套二（12）和卸料板（13）连接，卸料板（13）两侧的沉孔中设置有卸料螺钉（10），卸料螺钉（10）穿过设置在下模圈（24）内腔中的压缩弹簧（11），卸料螺钉（10）与下垫板（5）螺纹连接；所述上模中的导套（15）与所述下模中的导柱（23）同轴布置。
5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于：所述芯模（26）上端连接推杆（25），所述芯模（26）贯通设置在所述上模板（17）、所述上垫板（18）、所述凸模一（21）和所述凸模二（27）上。
6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，所述下模包括：从上至下依次对中叠放的下模圈（24）、下垫板（5）和下模板（4），采用紧固件将下模圈（24）、下垫板（5）和下模板（4）连接为一体，通过圆柱销二（6）对其进行定位，凹模一（9）设置在凹模二（7）上方，预应力圈（8）与凹模一（9）、凹模二（7）的外圆过盈配合；凹模二（7）设置在下垫板（5）上方，预应力圈（8）设置在下模圈（24）的内腔中；顶杆头（1）的内角设有气孔槽，并与顶杆（2）螺纹连接；顶杆头（1）配合在凹模二（7）的内腔中，并与下垫板（5）的锥面配合。
7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于：所述电加热系统包括电源（29）和电线（28），电线（28）分别连接所述
凸模一（21）、所述凹模二（7），以实现所述凸模一（21）和所述凹模二（7）形成加热回路；所述推杆（25）、所述上垫板（18）、所述凸模套一（20）、所述凸模套二（12）、所述下模圈（24）、所述下垫板（5）均具有电绝缘性能。
8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于：所述下模的型腔（30）底部设置有开放内型（31），位于开放内型（31）的侧方设置有凹部（32），所述开放内型（31）与所述凹部（32）均适配于工件的凸台轮廓。
9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于：所述芯模（26）轴线与所述开放内型（31）在竖直方向的中心线重合。
10.根据权利要求9所述的模具，其特征在于：当所述凸模二（27）伸入所述下模的型腔（30）后，所述凸模套二（12）外壁与所述型腔（30）内壁紧密贴合。
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