CN115193938A - 一种铜排精密挤压成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属挤压设备技术领域，尤其涉及一种铜排精密挤压成型模具，其中，挤压轮配合压实轮将金属坯杆输送至导向槽，同步将金属坯杆碾宽至于挤压槽等宽状态；通过在挤压入口处设置具有切面的堵头剔除金属坯杆与挤压槽接触部分表面上的氧化层，金属坯杆配合导向槽形成封闭的导气腔，通过向导气腔中通入氮气，进一步减少金属坯杆上半部表面氧化物的形成。挤压模具中，将定径带前的收拢段和导流模具一体设计，在导流模具与定型模具的连接面之间分别设置限位台和限位环，在二者嵌合连接的同时，将金属挤压过程中流道承受的沿周向扩散的反作用力使其沿金属流动方向传递，降低挤压过程对金属流道尺寸的破坏，便于实现持续的铜排精密挤压成型。

Description

一种铜排精密挤压成型模具

技术领域

本发明涉及金属挤压设备技术领域，尤其涉及一种铜排精密挤压成型模具。

背景技术

铜是一种高电导率、高散热率的有色金属，因此其被广泛的运用于各种用电行业，铜及铜合金的导电排、导电母线等均是输变电用于电力传导的必备材料。随着电子工业的不断发展，对铜导电产品的导电率要求更加严格、产品尺寸要求更加精密。

连续挤压扩展技术是将金属从较小模口填充至大尺寸的扩展模中，是配合挤压成型大口径型材的重要手段。随着经济的发展，铜合金及铝合金型材正向着大型化、整体化、宽厚比增大化的方向发展，但是大宽厚比连续挤压的扩展成型属于不均匀的金属流动行为，尤其在挤压模具中产品的横断面上，中间金属流速大于边部金属流速，容易引起挤压型材的周期性裂边、扭拧等质量问题。

其中挤压模具的定径带作为型材成型的关键同时也能够调节金属流动，在实际生产的连续挤压成型过程中，定径带的尺寸会在长期挤压过程中丧失精度，包括自身磨损、厚度扩张以及金属表面氧化物的黏附，最终影响型材的挤压成型质量。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种铜排精密挤压成型模具，使其更具有实用性。

发明内容

本发明提供了一种铜排精密挤压成型模具，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种铜排精密挤压成型模具，包括挤压轮和设置在其外侧的挤压靴座，在所述挤压靴座上设置有与所述挤压轮轮面相配合的弧面部，以及安装挤压模具的模腔，在所述弧面部开设有挤压入口并与所述模腔相连通，在所述挤压入口处设置有堵头；

在所述挤压轮上沿其周向开设有挤压槽，在所述弧面部上对应所述挤压槽开设有导向槽，所述导向槽与所述挤压槽等宽设置并从所述弧面部的一端延伸至所述挤压入口，所述挤压模具通过位于所述模腔远离所述挤压入口一端的腔体盖板固定在所述模腔内，在所述腔体盖板上设置有出料口；

所述挤压模具包括扩展模具、导流模具和定型模具，所述扩展模具包括扩展腔和安置腔，所述导流模具和所述定型模具均设置在所述安置腔中，所述扩展腔的两端分别与所述挤压入口和所述导流模具的导流腔相连通，所述定型模具的定径带两端分别与所述导流腔和所述出料口相连通。

进一步的，在所述导向槽的两端沿其弯曲方向分别设置有第一导向面和第二导向面，所述第二导向面靠近所述挤压入口；

所述第一导向面导入端的竖直位置高于所述挤压轮的顶端位置，所述第一导向面导出端不凸出所述导向槽，所述第二导向面的导出端延伸至所述挤压入口。

进一步的，在所述导向槽内靠近所述第一导向面和所述第二导向面分别设置有进气孔和出气孔，并分别与所述挤压靴座外界相连通；

金属坯杆通过所述挤压槽卡入所述导向槽，并与所述第一导向面和所述第二导向面的导出端相抵接，金属坯杆配合所述导向槽形成封闭的导气腔。

进一步的，所述堵头包括座体和设置其上的导流块和导流板，所述导流块和所述导流板均位于所述座体顶部，所述导流块靠近所述挤压轮并伸入所述挤压槽内，所述导流板平面略高于所述导流块并与所述挤压入口处平面齐平设置，在所述导流板朝向所述挤压槽的一端设置有切面。

进一步的，所述导流板与所述挤压入口等宽设置，所述切面沿所述导流板宽度方向倾斜设置；

在所述座体宽度方向的两侧上设置有导流面，所述导流面从所述切面延伸至所述座体底面。

进一步的，所述安置腔包括沿其深度方向依次设置的第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽靠近所述扩展腔，且其外廓小于所述第二限位槽的外廓，所述导流模具和所述定型模具分别嵌设在所述第一限位槽和所述第二限位槽中；

在所述导流模具和所述定型模具相连的一侧上分别设置有限位台和限位环，在所述限位台和所述限位环的周向分别对应设置有第一嵌合面和第二嵌合面，所述第一嵌合面和所述第二嵌合面的截面均包括直线段和圆弧段。

进一步的，所述导流腔沿金属流动方向依次设置为导流槽、延伸段和收拢段，所述收拢段沿其周向设置为圆弧面；

所述收拢段在出口处的内壁切线方向与金属流动方向平行，所述圆弧段的圆心角与所述收拢段截面的圆心角互余。

进一步的，所述导流槽入口端设置为哑铃状，且其尺寸与所述扩展腔出口端尺寸相适应；

所述导流槽入口端两侧边部的半弧段半径设置为所述扩展腔端面宽度尺寸的二分之一。

进一步的，所述导流槽入口端设置为斜面，并朝向所述导流腔收拢设置；

所述导流槽长度方向外廓边沿与所述定径带的轴线夹角设置为角度值为α的阻流角，所述导流槽两侧边部半弧段外廓边沿与所述定径带的轴线夹角设置为角度值为β的促流角，所述阻流角靠近所述促流角的角度逐渐增大，所述促流角靠近所述阻流角的角度逐渐减小°。

进一步的，所述扩展腔在所述导流槽长度方向两侧对称设置有促流面，所述促流面朝向所述导流槽长度方向延伸设置；

所述导流槽的入口端尺寸根据如下公式计算：

w₃＝w₁+2r tanθcosθ+2h₃tanα；

l₃＝l₁+2r tanθcosθ+2h₃ tanβ；

其中，w₃表示所述导流槽入口端的宽度尺寸，l₃表示所述导流槽入口端长度尺寸，w₁和l₁分别表示所述定径带宽度尺寸和长度尺寸，r表示所述收拢段圆弧面半径尺寸，h₃表示导流槽的高度尺寸；

其中，所述导流槽的高度尺寸可以根据如下公式计算：

H₁＝h₃+h₂+r sinθ；

其中，h₂表示所述延伸段的高度尺寸，H₁表示所述导流模具的高度尺寸，θ表示所述收拢段圆弧面的圆心角尺寸，δ表示所述圆弧段的圆心角尺寸。

本发明的有益效果为：

在本发明中，挤压轮配合压实轮将金属坯杆输送至导向槽，同步将金属坯杆碾宽至于挤压槽等宽状态；通过在挤压入口处设置具有切面的堵头剔除金属坯杆与挤压槽接触部分表面上的氧化层，金属坯杆配合导向槽形成封闭的导气腔，通过向导气腔中通入氮气，进一步减少金属坯杆上半部表面氧化物的形成。

挤压模具中，将定径带前的收拢段和导流模具一体设计，在导流模具与定型模具的连接面之间分别设置限位台和限位环，在二者嵌合连接的同时，将金属挤压过程中流道承受的沿周向扩散的反作用力使其沿金属流动方向传递，降低挤压过程对金属流道尺寸的破坏，便于实现持续的铜排精密挤压成型。

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中记载的一些实施例，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为本发明实施例中铜排精密挤压成型模具的结构示意图；

图2为本发明实施例中铜排精密挤压成型模具的剖视图；

图3为本发明实施例中挤压靴座的结构示意图；

图4为图3中A处的局部结构放大图；

图5为本发明实施例中导气腔形成的结构示意图；

图6为本发明实施例中堵头的结构示意图；

图7为本发明实施例中挤压模具的结构示意图；

图8为本发明实施例中挤压模具的结构示意图；

图9为本发明实施例中挤压模具宽度的剖视图；

图10为本发明实施例中挤压模具长度的剖视图；

图11为图10结构的爆炸示意图；

图12为本发明实施例中第一嵌合面与第二嵌合面配合示意图；

图13为本发明实施例中第一嵌合面与第二嵌合面所受合力示意图；

图14为本发明实施例中导流槽最窄处宽面剖视图；

图15为本发明实施例中导流槽长度方向的剖视图；

图16为本发明实施例中导流模具的主视图；

图17为本发明实施例中扩展模具的后视图。

附图标记：1、挤压轮；11、挤压槽；2、挤压靴座；21、弧面部；22、模腔；23、导向槽；231、第一导向面；232、第二导向面；233、进气孔；234、出气孔；235、导气腔；24、挤压入口；25、腔体盖板；251、出料口；3、挤压模具；31、扩展模具；311、扩展腔；312、促流面；313、安置腔；313a、第一限位槽；313b、第二限位槽；32、导流模具；321、导流腔；322、导流槽；323、延伸段；324、收拢段；325、限位台；326、第一嵌合面；33、定型模具；331、定径带；332、限位环；333、第二嵌合面；333a、直线段；333b、圆弧段；4、堵头；41、座体；411、导流面；42、导流块；43、导流板；431、切面；5、金属坯杆。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图17所示的一种铜排精密挤压成型模具，包括挤压轮1和设置在其外侧的挤压靴座2，在挤压靴座2上设置有与挤压轮1轮面相配合的弧面部21，以及安装挤压模具3的模腔22，在弧面部21开设有挤压入口24并与模腔22相连通，在挤压入口24处设置有堵头4；在挤压轮1上沿其周向开设有挤压槽11，在弧面部21上对应挤压槽11开设有导向槽23，导向槽23与挤压槽11等宽设置并从弧面部21的一端延伸至挤压入口24，挤压模具3通过位于模腔22远离挤压入口24一端的腔体盖板25固定在模腔22内，在腔体盖板25上设置有出料口251；挤压模具3包括扩展模具31、导流模具32和定型模具33，扩展模具31包括扩展腔311和安置腔313，导流模具32和定型模具33均设置在安置腔313中，扩展腔311的两端分别与挤压入口24和导流模具32的导流腔321相连通，定型模具33的定径带331两端分别与导流腔321和出料口251相连通。

在具体实施过程中，挤压轮1配合设置其上方的压实轮将金属坯杆5输送至挤压靴座2的导向槽23中，压实轮将金属坯杆5压实在挤压槽11中，同步将金属坯杆5碾宽至于挤压槽11等宽状态；在此过程中，被挤压碾宽的铜材与挤压槽11的接触面上容易产生一层氧化物，挤压成片状的金属坯料5会在其下端产生一层氧化物，氧化物会在导向槽上粘附，导向槽上的氧化物也会重新挤压至金属坯料表面，在生产过程中使氧化物在片状金属坯料的连续挤压过程中在片状金属坯料的下端面反复脱离或者粘附；被碾宽后的铜材容易出现拱起现象，当铜材与导向槽23内壁长时间接触摩擦后同样容易产生一层氧化物。当氧化物随铜材一同进入挤压模具3中，会导致生产出的成品黄铜型材存在晶粒大小不均匀的现象，氧化物与铜材在挤压模具3流道中摩擦力不同会出现流速不均匀的情况，且氧化物易粘附在模具流道内壁，最终影响产出铜排的质量及其导电性能。

本申请公开的一种铜排精密挤压成型模具，通过在挤压入口24处设置具有切面431的堵头4剔除金属坯杆5与挤压槽11接触部分表面上的氧化层，将去除氧化层的金属坯杆5送入挤压模具3最后挤压成型铜排，不仅提高了铜排的导电性能，且对铜排的生产尺寸实现精密把控；进一步的，在本申请中，堵头4能够剔除铜材下半部的养护层，针对卡入导向槽23并与其摩擦接触的金属坯杆5所产生的的部分氧化物无法剔除，因此本申请进一步公开了一种导向槽23结构，通过确保金属坯杆5与导向槽23的摩擦接触部分为无氧环境，杜绝氧化物的产生。

具体参见图2和图5所示，在导向槽23的两端沿其弯曲方向分别设置有第一导向面231和第二导向面232，第二导向面232靠近挤压入口24；第一导向面231导入端的竖直位置高于挤压轮1的顶端位置，第一导向面231导出端不凸出导向槽23，第二导向面232的导出端延伸至挤压入口24。

金属坯杆5通过挤压槽11卡入导向槽23，并与第一导向面231和第二导向面232的导出端相抵接，如图5所示，在导向槽23内靠近第一导向面231和第二导向面232分别设置有进气孔233和出气孔234，并分别与挤压靴座2外界相连通，金属坯杆5配合导向槽23形成封闭的导气腔235。

在上述实施例中，通过在导向槽23前端设置第一导向面231，能够引导金属坯杆5导入导向槽23内的同时避免金属坯杆5拱起，降低与导向槽23内壁之间的摩擦时间；第一导向面231的导出端不凸出导向槽23，而图5所示中第二导向面232的导出端与弧面部21齐平设置，确保金属坯杆5在导向槽23中始终与第一导向面231和第二导向面232的导出端之间保持线接触的状态，降低金属坯杆5与导向槽23的摩擦时间；且金属坯杆5的上半部始终有部分卡接在导向槽23中，能够形成如图5所示的导气腔235，在生产过程中通过向进气孔233中通入氮气并使氮气从出气孔234导出，进一步减少金属坯杆5上半部表面氧化物的形成。

作为上述实施例中堵头4结构的优选，堵头4设置在挤压入口24出，当金属坯杆5输送至堵头4处时其运动方向进行直角拐弯，此时金属坯料原本在挤压槽11中碾宽后与挤压槽11接触的部分在直角拐弯后移至底部并靠近堵头4平面，本申请中堵头4结构能够对直角拐弯后贴合堵头4平面部分的金属坯杆5外表面氧化物进行剔除，并将剔除后的废料导出弧面部21。

具体的，参见图2至图6所示，堵头4包括座体41和设置其上的导流块42和导流板43，导流块42和导流板43均位于座体41顶部，导流块42靠近挤压轮1并伸入挤压槽11内，导流板43平面略高于导流块42并与挤压入口24处平面齐平设置，在导流板43朝向挤压槽11的一端设置有切面431。导流板43与挤压入口24等宽设置，切面431沿导流板43宽度方向倾斜设置；在座体41宽度方向的两侧上设置有导流面411，导流面411从切面431延伸至座体41底面。

在生产过程中，通过挤压轮1和其上的压实轮为金属坯杆5提供持续的输送力，使金属坯料在挤压槽11中碾宽后在堵头4处进行直角拐弯变向输送；靠近挤压入口24的导流板43与座体41在竖直方向错位设置，使金属坯杆5拐弯后首先与座体41平面相接触，再与导流板43端部切面431接触，借助金属坯杆5的输送动力，使与座体41平面接触部分的金属坯杆5表面氧化物在输送过程中被自动剔除。

导流板43与挤压入口24等宽设置，且切面431倾斜设置，能够增大导流板43切面431对金属坯杆5下表面氧化物的剔除面积，倾斜的切面431有助于将剔除下来的废料引导从座体41两侧的导流面411排出。

作为本申请中挤压模具3的优选实施例，在本实施例中，根据铜排的成型工艺，将扩展模具31、导流模具32和定型模具33分体设计，参见图7和图8所示，其中定型模具33中的定径带331尺寸是型材成型尺寸精度把控的关键，分体设计便于局部更换，同时本实施例中对各模具之间的连接进行优化结构设计，确保生产过程中模具金属流道自身结构的稳固，同时确保相邻两模具间金属流道的连接稳固，保证流道光洁和定径带331尺寸稳固的情况下实现持续的铜排精密挤压成型。

如图8至图10所示，安置腔313包括沿其深度方向依次设置的第一限位槽313a和第二限位槽313b，第一限位槽313a靠近扩展腔311，且其外廓小于第二限位槽313b的外廓，导流模具32和定型模具33分别嵌设在第一限位槽313a和第二限位槽313b中；将导流模具32和定型模具33的外廓设置成多边形结构，并将第一限位槽313a和第二限位槽313b的内廓设置成对应的多边形状，在实现导流模具32和定型模具33完美嵌合的同时将其稳定固定在安置腔313内。

进一步的，导流模具32和定型模具33通过腔体盖板25压固在安置腔313内，腔体盖板25与扩展模具31固定连接的同时与挤压靴座2固定连接，固定结构简单稳固，且便于拆卸替换。

在导流模具32和定型模具33相连的一侧上分别设置有限位台325和限位环332，在限位台325和限位环332的周向分别对应设置有第一嵌合面326和第二嵌合面333，第一嵌合面326和第二嵌合面333的截面均包括直线段333a和圆弧段333b。

在传统的定型模具33中，定径带331与其前端的喇叭口一体设置，喇叭口截面朝向定径带331逐渐收拢设置，且在金属挤压成型前，需要预先在喇叭口处设置一块金属堵块，配合金属流动并使其充盈金属流道后，将金属堵块从喇叭口挤出开始连续挤压成型。喇叭口在连续受力配合定径带331挤压成型铜排的过程中，会在自身尺寸向外扩张的同时带动一体设置的定径带331尺寸改变，使挤压模具3丧失对铜排的精密挤压成型效果。

作为本申请的一种优选实施例，参见图11至图13所示，将定径带331前的收拢段324和导流模具32一体设计，且在导流模具32与定型模具33的连接面之间分别设置限位台325和限位环332，在二者嵌合连接的同时，将金属挤压过程中流道承受的沿周向扩散的反作用力使其沿金属流动方向传递，降低挤压过程对金属流道尺寸的破坏，便于实现持续的铜排精密挤压成型。

在具体实施过程中，如图12所示，导流腔321沿金属流动方向依次设置为导流槽322、延伸段323和收拢段324，收拢段324沿其周向设置为圆弧面；收拢段324在出口处的内壁切线方向与金属流动方向平行，圆弧段333b的圆心角与收拢段324截面的圆心角互余。

即圆弧段333b的圆心角与收拢段324截面的圆心角满足：θ+δ＝90°；实现金属在流道的挤压成型过程中对导流腔321尤其是其收拢段324的作用力，能够传递至定型模具33后沿金属流动方向导向腔体盖板25，具体传导方向如图13所示。

采用第一嵌合面326和第二嵌合面333替换传统模具中喇叭口与定径带331的一体设置的连接方式，使金属挤压过程中施加在圆弧段333b的反作用力不会带动定径带331的尺寸扩张，进而影响其成型精度；第一嵌合面326和第二嵌合面333作为导流模具32与定型模具33之间挤压成型发作用力的传递的过度面，在改变作用力传递方向的同时还能够避免定径带331尺寸在初始挤压金属堵块过程中产生偏差，增强了挤压模具3内金属流道的整体耐压强度。

作为本申请的另一优选实施例，参见图14至17所示，导流槽322入口端设置为哑铃状，且其尺寸与扩展腔311出口端尺寸相适应；导流槽322入口端两侧边部的半弧段半径设置为扩展腔311端面宽度尺寸w扩的二分之一。导流槽322入口中间窄，两边逐渐加宽，能够对挤压模具3中的金属流进行其截面长度方向的扩展。

在连续挤压成型过程中，挤压模具3金属流道与金属坯杆5之间的摩擦力作用，使金属挤压过程中存在流动不均匀的现象，尤其是在产品型材截面上，中间部分的金属流速会大于边部金属流速，当两者的速度差过大时，便会造成挤压型材裂边，扭拧的质量问题。

在本实施例中，首先通过设置哑铃状的导流槽322促进边部金属流动，其次通过在导流槽322入口端设置阻流角和促流角，进一步调节金属流速均匀。

具体的，导流槽322入口端设置为斜面，并朝向导流腔321收拢设置；导流槽322长度方向外廓边沿与定径带的轴线夹角设置为角度值为α的阻流角，导流槽322两侧边部半弧段外廓边沿与定径带的轴线夹角设置为角度值为β的促流角，阻流角靠近促流角的角度逐渐增大，促流角靠近阻流角的角度逐渐减小。在本实施例中，α取值范围为3°～15°，β取值范围为15°～60°。

其中，对于挤压模具3结构而言，进料口处的模角小于15度时对金属流动起到阻碍作用，当料口处的模角介于15度和60度之间时对金属流动起到促进作用。本实施例中，在哑铃状导流槽322进料口长边设置阻流角，并超两侧角度逐渐增大，在哑铃状导流槽322两边半弧段设置促流角，由半弧段中部向两侧角度逐渐减小；综上所述在导流槽322周向设置一圈斜面，实现对中间流速快的金属流动产生阻力，对两边流速慢的金属促进流动；最终实现沿铜排宽度方向的金属流速基本一致。

作为本申请中另一优选实施例，在本实施例中，对导流模具32和定型模具33中的导流腔321和定径带331的成型尺寸提供一种计算方法，具体的，扩展腔311在导流槽322长度方向两侧对称设置有促流面312，促流面312朝向导流槽322长度方向延伸设置；

导流槽的入口端尺寸根据如下公式计算：

w₃＝w₁+2r tanθcosθ+2h₃tanα；

l₃＝l₁+2r tanθcosθ+2h₃ tanβ；

其中，w₃表示所述导流槽入口端的宽度尺寸，l₃表示所述导流槽入口端长度尺寸，w₁和l₁分别表示所述定径带宽度尺寸和长度尺寸，r表示所述收拢段圆弧面半径尺寸，h₃表示导流槽的高度尺寸；

其中，所述导流槽的高度尺寸可以根据如下公式计算：

H₁＝h₃+h₂+rsinθ；

其中，h₂表示所述延伸段的高度尺寸，H₁表示所述导流模具的高度尺寸，θ表示所述收拢段圆弧面的圆心角尺寸，δ表示所述圆弧段的圆心角尺寸。

在上述挤压模具3中，金属流至延伸段323后经过收拢段324最终挤压至成型铜排尺寸，即在收拢段324经过最后一次挤压定型后经过定径带331稳固型材尺寸最终输出铜排。收拢段324边沿圆弧面导入端的切线角度大小满足促流角尺寸的设计范围，即切线角度区间在15°～60°，切线角度与收拢段324边沿截面的圆心角互余，因此与圆弧段333b的圆心角大小相同。在挤压模具3收拢段324促流角大小设计根据成型铜排的宽厚比确定，对于宽厚比较大的铜排对应选择较大的促流角，并对应调整设计θ和δ的角度大小，满足θ+δ＝90°。

在挤压模具3中各段模具尺寸的设计中，根据目标铜排尺寸确定定径带331尺寸，根据铜排尺寸的宽厚比选择收拢段324的促流角，并同时确定收拢段324圆心角和圆弧段333b圆心角大小，定径带331尺寸结合收拢段324圆心角能够得到延伸段323尺寸以及收拢段324边沿圆弧面半径；根据上述公式计算延伸段323导入端的导流槽322入口端尺寸，最后完成挤压模具3中各段模具尺寸设计。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种铜排精密挤压成型模具，包括挤压轮和设置在其外侧的挤压靴座，其特征在于，在所述挤压靴座上设置有与所述挤压轮轮面相配合的弧面部，以及安装挤压模具的模腔，在所述弧面部开设有挤压入口并与所述模腔相连通，在所述挤压入口处设置有堵头；

在所述挤压轮上沿其周向开设有挤压槽，在所述弧面部上对应所述挤压槽开设有导向槽，所述导向槽与所述挤压槽等宽设置并从所述弧面部的一端延伸至所述挤压入口，所述挤压模具通过位于所述模腔远离所述挤压入口一端的腔体盖板固定在所述模腔内，在所述腔体盖板上设置有出料口；

所述挤压模具包括扩展模具、导流模具和定型模具，所述扩展模具包括扩展腔和安置腔，所述导流模具和所述定型模具均设置在所述安置腔中，所述扩展腔的两端分别与所述挤压入口和所述导流模具的导流腔相连通，所述定型模具的定径带两端分别与所述导流腔和所述出料口相连通。

2.根据权利要求1所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，在所述导向槽的两端沿其弯曲方向分别设置有第一导向面和第二导向面，所述第二导向面靠近所述挤压入口；

所述第一导向面导入端的竖直位置高于所述挤压轮的顶端位置，所述第一导向面导出端不凸出所述导向槽，所述第二导向面的导出端延伸至所述挤压入口。

3.根据权利要求2所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，在所述导向槽内靠近所述第一导向面和所述第二导向面分别设置有进气孔和出气孔，并分别与所述挤压靴座外界相连通；

金属坯杆通过所述挤压槽卡入所述导向槽，并与所述第一导向面和所述第二导向面的导出端相抵接，金属坯杆配合所述导向槽形成封闭的导气腔。

4.根据权利要求1所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述堵头包括座体和设置其上的导流块和导流板，所述导流块和所述导流板均位于所述座体顶部，所述导流块靠近所述挤压轮并伸入所述挤压槽内，所述导流板平面略高于所述导流块并与所述挤压入口处平面齐平设置，在所述导流板朝向所述挤压槽的一端设置有切面。

5.根据权利要求4所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述导流板与所述挤压入口等宽设置，所述切面沿所述导流板宽度方向倾斜设置；

在所述座体宽度方向的两侧上设置有导流面，所述导流面从所述切面延伸至所述座体底面。

6.根据权利要求1所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述安置腔包括沿其深度方向依次设置的第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽靠近所述扩展腔，且其外廓小于所述第二限位槽的外廓，所述导流模具和所述定型模具分别嵌设在所述第一限位槽和所述第二限位槽中；

在所述导流模具和所述定型模具相连的一侧上分别设置有限位台和限位环，在所述限位台和所述限位环的周向分别对应设置有第一嵌合面和第二嵌合面，所述第一嵌合面和所述第二嵌合面的截面均包括直线段和圆弧段。

7.根据权利要求6所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述导流腔沿金属流动方向依次设置为导流槽、延伸段和收拢段，所述收拢段沿其周向设置为圆弧面；

所述收拢段在出口处的内壁切线方向与金属流动方向平行，所述圆弧段的圆心角与所述收拢段截面的圆心角互余。

8.根据权利要求7所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述导流槽入口端设置为哑铃状，且其尺寸与所述扩展腔出口端尺寸相适应；

所述导流槽入口端两侧边部的半弧段半径设置为所述扩展腔端面宽度尺寸的二分之一。

9.根据权利要求8所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述导流槽入口端设置为斜面，并朝向所述导流腔收拢设置；

所述导流槽长度方向外廓边沿与所述定径带的轴线夹角设置为角度值为α的阻流角，所述导流槽两侧边部半弧段外廓边沿与所述定径带的轴线夹角设置为角度值为β的促流角，所述阻流角靠近所述促流角的角度逐渐增大，所述促流角靠近所述阻流角的角度逐渐减小°。

10.根据权利要求9所述的铜排精密挤压成型模具，其特征在于，所述扩展腔在所述导流槽长度方向两侧对称设置有促流面，所述促流面朝向所述导流槽长度方向延伸设置；

所述导流槽的入口端尺寸根据如下公式计算：

w₃＝w₁+2rtanθcosθ+2h₃tanα；

l₃＝l₁+2rtanθcosθ+2h₃tanβ；

其中，w₃表示所述导流槽入口端的宽度尺寸，l₃表示所述导流槽入口端长度尺寸，w₁和l₁分别表示所述定径带宽度尺寸和长度尺寸，r表示所述收拢段圆弧面半径尺寸，h₃表示导流槽的高度尺寸；

其中，所述导流槽的高度尺寸可以根据如下公式计算：

H₁＝h₃+h₂+rsinθ；

其中，h₂表示所述延伸段的高度尺寸，H₁表示所述导流模具的高度尺寸，θ表示所述收拢段圆弧面的圆心角尺寸，δ表示所述圆弧段的圆心角尺寸。

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