CN207533703U - 一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具 - Google Patents

Abstract

一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，包括上模座板、凸模固定板、预应力凹模、下模座板，所述预应力凹模固定在下模座上端，预应力凹模的侧壁上设有坏料出口，所述上模座板下端设有凸模固定板，凸模固定板内浮动式安装有凸模，凸模固定板下端设有模压板，压模板固定在预应力凹模上端，所述预应力凹模内腔安装有哈呋型的模仁，模仁内设有箱套、挤压通道、定位销孔，箱套内设有模芯，所述模芯包括四瓣对应的芯瓣，芯瓣内设有螺旋线槽。本实用新型具有制造加工简易、拆换方便、互换性强的优点，尤其是螺旋通道容易制造、更换方便。

Description

一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具

技术领域

本实用新型涉及一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具。

背景技术

剧烈塑性成形（severe plastic deformation ，简称SPD)是一种金属塑性成形新型技术和工艺，挤扭（(Twist Extrusion,简称TE））是20世纪90年代发明的一种SPD技术。具有强烈的剪切塑变与晶粒细化能力，能提高材料的综合性能，关键是可以生产大型块体材料，已是国内外塑性成形领域的研究热点。近年来，各国研究者不断努力，开发出一系列SPD工艺，其中颇具代表性的SPD有等径角挤压法（ECAP）、高压扭转法（HPT）、挤扭法(TE）、累积轧合法（ARB）和反复折叠－压直法（RCS）等等，其中研究最广泛的是等径角挤压法（ECAP）、高压扭转法（HPT）、挤扭法(TE）。

然而有关研究证明，ECAP时一些难变形和低塑性的材料难以细化晶粒，且易于出现各向异性现象，试样纵剖面上易出现变形不均匀性，同时相比其他工艺，至少需要8道次以上的ECAP，超晶化及强化效应才能完全显现，难以把晶粒尺寸细化到100nm以下；而TE时一道次变形量较小，在坯料横截面上产生严重的变形不均匀性，各向异性明显，严重时会使材料破损；HPT的应变量有限，且变形不均匀，且HPT能成形的产品尺寸又很小。所以，需要开发新的具有更强剪切塑变能力、模具设计简洁、制造方便的SPD模具。

在等径角挤压法（ECAP）中，如果设计成整体式，不便于加工、成本很高，修模与更换非常繁琐；在挤扭模具的模腔中有一螺旋通道（主要包括：可改变的螺旋角、挤扭角、通道长度等参数）；挤压时，在凸模作用下，塑性材料（包括金属、粉末体等）被压入该螺旋通道时，将产生大的塑性剪切变形，经过多道次的重复挤扭，积累很大的塑性变形，从而细化晶粒、改善材料性能。而如今普通挤扭模具都采用二分组合凹模，其螺旋通道与凹模成为一体，增加了模具制造的加工难度；其制造加工需要数控CNC、线切割、模具钳工等工序，螺旋通道处加工难度大、加工工序长、需要定位工位大，整个加工需要约5个工作日（40工时）；同时，当模具螺旋通道产生破损后，则整个模具的凹模就损坏，就要更换整个凹模组件，浪费模具材料，环保性经济性都不好。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，解决了现有的等径角挤压（ECAP）模具、挤扭法(TE）模具的结构复杂，模具的加工难度大的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，包括上模座板、凸模固定板、预应力凹模、下模座板，其特征在于，所述预应力凹模固定在下模座板上端，预应力凹模的侧壁上设有坏料出口，所述上模座板下端设有凸模固定板，凸模固定板内浮动式安装有凸模，凸模固定板下端设有模压板，模压板固定在预应力凹模上端，所述预应力凹模内腔安装有哈呋型的模仁，模仁内设有箱套、挤压通道、定位销孔，箱套内设有模芯，所述模芯包括四瓣对应的芯瓣，芯瓣内设有螺旋线槽。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

1．制造加工简易、拆换方便、互换性强，尤其是螺旋通道容易制造、更换方便，如果需要改变螺旋通道的参数，只需换装改变了螺旋角、挤扭角及通道长度的瓣合式的螺旋通道组件；

2．凹模主体采用哈呋型结构，便于修模或更换，模架及其他附件不变，一模多用，经济实惠；

3．本实用新型是一种SPD-“等径角挤扭“（ECAPT）模具，相当于ECAP和TE两种剧烈塑性变形模具组合，不仅继续保持了强剪切塑变，一道次ECAPT塑变量相当于ECAP和TE之和，而且能使坯料在纵、横截面上产生两次剪切塑变，变形更趋均匀化，消除了单一SPD工艺成形缺陷及变形不均匀性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中哈呋型的模仁结构示意图；

图3为本实用新型中哈呋型的模仁部分结构俯视图；

图4为本实用新型中箱套结构示意图；

图5为本实用新型中箱套装配结构图；

图6为本实用新型中箱套与模芯组合结构图。

图7为本实用新型中芯瓣结构示意图。

具体实施方式

本装置包括上模座板11、凸模固定板8、预应力凹模13、下模座板14，如图1-图7所示，所述预应力凹模13固定在下模座板14上端，预应力凹模13的侧壁上设有坏料出口15，所述上模座板11下端设有凸模固定板8，凸模固定板8内浮动式安装有凸模10，凸模固定板8下端设有模压板12，模压板12固定在预应力凹模13上端，所述预应力凹模13内腔安装有哈呋型的模仁1，模仁1内设有箱套3、挤压通道6、定位销孔5，箱套3内设有模芯4，所述模芯4包括四瓣对应的芯瓣41，芯瓣41内设有螺旋线槽411。

所述箱套3通过镶块定位螺栓2与模仁1固定，箱套3的中间设有定位方孔7，模芯4安装在定位方孔7内，所述凸模10经挤压通道6与模芯4的中心相对应连接。

所述上模座板11与凸模固定板8之间、模压板12与预应力凹模13之间、预应力凹模13与下模座板14之间均采用固定螺栓9固定连接。

本实用新型通过设计螺旋通道整体的模芯4结构，再均匀切分螺旋芯瓣41四瓣；箱套3与合式螺旋通道的模芯4配合。模仁1设计成带3°锥角的圆柱体，再切分为两瓣，组成哈呋型结构。先将四瓣螺旋模芯4压装进入箱套3内；再将箱套3组件嵌入哈呋型的模仁11中，使模芯4的外周也落入到模仁1内，并通过镶块定位螺栓2定位固定箱套3组件。最后组装模架的其他部件，使模压板12与下模座板14组合时压紧模仁1的外周。上模座板11的下面连接有凸模10，并与螺旋模芯4的中心对应匹配。得到具有可拆、换装便捷的瓣合嵌入式等通道挤扭模具。

本实用新型采用组合式螺旋通道的模芯4，其四瓣带有螺旋线槽411的芯瓣41加工难度系数小，定位工位小，且形状完全一样，具有互换性及编程重复性，效率高，整个加工需要约4个工作日（32工时）。采用哈呋型凹模模仁，形状完全一样，具有互换性及数控加工重复性，制造成本低、效率高。

本实用新型使用时，如出现螺旋通道破损，则仅仅需要更换破损的一瓣芯瓣41，箱套3及模仁1均不需要更换，大大节约材料；本实用新型同时也可改变模芯4的结构参数（如螺旋角、挤扭角及通道长度等）。通过换装芯瓣41，就可改变该挤扭模具的塑性变形效果、细晶化效应，使得一模多用。如果哈呋型凹模出现破损，则仅仅需要更换破损的一半模仁即可，节约材料与时间。

Claims (3)

1.一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，包括上模座板（11）、凸模固定板（8）、预应力凹模（13）、下模座板（14），其特征在于，所述预应力凹模（13）固定在下模座板（14）上端，预应力凹模（13）的侧壁上设有坏料出口（15），所述上模座板（11）下端设有凸模固定板（8），凸模固定板（8）内浮动式安装有凸模（10），凸模固定板（8）下端设有模压板（12），模压板（12）固定在预应力凹模（13）上端，所述预应力凹模（13）内腔安装有哈呋型的模仁（1），模仁（1）内设有箱套（3）、挤压通道（6）、定位销孔（5），箱套（3）内设有模芯（4），所述模芯（4）包括四瓣对应的芯瓣（41），芯瓣（41）内设有螺旋线槽（411）。

2.根据权利要求1所述的一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，其特征在于，所述箱套（3）通过镶块定位螺栓（2）与模仁（1）固定，箱套（3）的中间设有定位方孔（7），模芯（4）安装在定位方孔（7）内，所述凸模（10）经挤压通道（6）与模芯（4）的中心相对应连接。

3.根据权利要求1所述的一种哈呋型组合式内镶块等径角挤扭模具，其特征在于，所述上模座板（11）与凸模固定板（8）之间、模压板（12）与预应力凹模（13）之间、预应力凹模（13）与下模座板（14）之间均采用固定螺栓（9）固定连接。