CN208680200U - 一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属挤压成型设备领域，具体公开了一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔，包括腔体和腔体盖，所述腔体和腔体盖上分别开设有进料口和出料口；所述腔体与腔体盖之间围成有型腔，所述型腔中固定嵌设有挤压模，所述挤压模内成型有定径带，所述挤压模一侧设置有喇叭腔；所述喇叭腔中抵紧设置有塑性堵块；所述型腔内嵌设有成型垫，所述成型垫内成型有导流槽；所述成型垫包括第一成型垫和第二成型垫，所述导流槽包括第一导流槽和第二导流槽。本实用新型提供了使用寿命长，并可由小直径棒料连续挤压成型大直径棒材，且棒材成型质量较高的一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔。

Description

一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔

技术领域

本实用新型涉及金属挤压成型设备领域，具体地说，它涉及一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔。

背景技术

连续挤压技术（Conform）是由英国的Derek Green先生在20世纪70年代首次提出的一种新型塑性加工方法。因其与传统挤压相比，在生产连续化、降低能耗和提供材料利用率方面具有显著优势，因此，成为一种重要的新型有色金属加工技术，是金属材料（尤其是铝）加工工业领域，继连续轧制、连续铸造和连续连轧之后的又一重大技术突破。今天，连续挤压技术已经广泛应用于铝、铜及铜合金中小型材、铝及铝合金盘管、双金属导线和电缆包铝等材料的生产。

现有授权公告号为CN206868841U的实用新型专利公开了一种连续挤压用组合式模腔，包括外模腔体、模块Ⅰ、模块Ⅱ、模具、堵头，模块Ⅱ固定在外模腔体内，模块Ⅰ上设置有凸台，模块Ⅰ上开有进料孔，堵头镶嵌在凸台上，模块Ⅱ上开有出料孔Ⅰ，外模腔体上开有出料孔Ⅱ，模具为带有挤压腔和定径带的圆柱体，进料孔、挤压腔、定径带、出料孔Ⅰ和出料孔Ⅱ依次贯通。

采用上述技术方案，坯料在挤压力作用下依次经过进料孔和挤压腔，并在定径带处成型出指定直径的制品。在实际生产中，当所使用的坯料为杆料且欲使用该棒料成型出棒材时，该组合式模腔通常只能由大直径坯料挤压成型出小直径的棒材，而无法采用小直径棒料挤压成型出大直径的棒材，难以满足用户对于大直径棒材的生产需求。

实用新型内容

针对现有组合式模腔无法满足大直径棒材生产需求的问题，本实用新型的目的是提供一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔，利用带有喇叭腔和定径带的挤压模，配合塑性堵块，满足用户对于大直径棒材的生产需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔，包括呈可拆卸固定设置的腔体和腔体盖，所述腔体和腔体盖相互背离的一侧分别开设有进料口和出料口；所述腔体与腔体盖之间围成有型腔，所述型腔中固定嵌设有挤压模，所述挤压模内成型有定径带，所述进料口直径小于定径带直径；所述挤压模在定径带靠近腔体的一侧连通设置有喇叭腔，所述喇叭腔大端靠近腔体；所述喇叭腔中抵紧设置有用于封堵定径带的塑性堵块；所述塑性堵块背离定径带一侧与型腔背离出料口一侧之间的区段内还形成有挤压腔。

通过采用上述技术方案，在实际生产过程中，棒料由进料口进入腔体，并在挤压力作用下持续进给；当棒料的端部触碰到喇叭腔中的塑性堵块时，随着挤压的持续进行，棒料在型腔中将发生剧烈升温，随后棒料将逐渐发生塑性变形；当棒料流动并充满挤压腔后，随着挤压的继续进行，挤压腔中的挤压力将不断增大。此时，塑性堵块在高温和挤压作用下将发生塑性变形，直至塑性堵块被从定径带中挤出。

在塑性堵块被挤出后，挤压腔中的棒料将随之被从定径带中挤出并成型出所需的棒材；在后续持续作业过程中，将棒料进给速度和棒材挤出速度维持在合理范围内，保证棒料能够持续充满挤压腔，进而确保棒料在挤出时能够始终充满定径带。又因为定径带的直径大于进料口的直径，也即意味着最终所挤出成型的棒材的直径将大于棒料直径。可见，通过上述设置，在保证棒材成型质量的前提下，能够有效满足用户对于大直径棒材的生产需求。

本实用新型进一步设置为：所述型腔内在挤压模靠近腔体一侧还固定嵌设有成型垫，所述成型垫内成型有用于连通进料口和喇叭腔的导流槽。

通过采用上述技术方案，在实际生产过程中，进料口与定径带结束处之间的区段构成棒料的有效挤压通道；通过在腔体与挤压模之间增设成型垫，成型垫能够延长棒料的有效挤压通道，进而延长棒料在挤压腔中的有效挤压时间，保证棒料具有充分的升温时间，间接提高棒料的有效挤压温度，使得棒料能够充分变形，并确保棒料能够具有充足的时间流动并充满整个挤压腔，防止棒材在挤出后的完整性，提高棒材挤出成型质量。

本实用新型进一步设置为：所述成型垫包括抵紧设置于型腔背离出料口一侧的第一成型垫，所述导流槽包括贯穿开设于第一成型垫内部并呈喇叭状的第一导流槽，所述第一导流槽的大端靠近挤压模。

通过采用上述技术方案，第一成型垫能够延长棒料的有效挤压通道，而第一导流槽能够增大挤压腔的容积，保证挤压腔内部能够在棒料经定径带挤出之前“汇聚”充足的棒料，有助于实现连续挤压作业；在此过程中，第一导流槽能够对棒料的“流动”起到导向作用，引导棒料填满整个挤压腔。

本实用新型进一步设置为：所述成型垫还包括若干抵紧设置于第一成型垫与挤压模之间的第二成型垫，所述导流槽还包括与第一导流槽呈连通设置的第二导流槽，所述第二导流槽垂直贯穿开设于第二成型垫内部。

通过采用上述技术方案，第二成型垫能够进一步延长棒料的有效挤压通道，进一步提高棒料的有效挤压温度。同时，棒料能够经由第二导流槽“流入”喇叭腔。

本实用新型进一步设置为：所述第二导流槽的直径大于或等于喇叭腔大端的直径，且所述第二导流槽的直径小于或等于第一导流槽大端的直径。

通过采用上述技术方案，棒料在经第一导流槽进入第二导流槽时，棒料将受到挤压作用，从而确保棒料能够填满整个第二导流槽。在棒料经第二导流槽进入喇叭腔时，棒料将再次受到挤压，从而使得靠近挤压腔内壁的棒料能够沿着喇叭腔的内壁流动，进而保证棒料在进入定径带后能够充满整个定径带，间接保证棒材的成型质量。

本实用新型进一步设置为：所述腔体内还成型有用于连通进料口和第一导流槽的喇叭槽，且所述喇叭槽通过其大端连通第一导流槽。

通过采用上述技术方案，类似于第一导流槽，一方面，喇叭槽能够进一步额外容纳部分棒料，有助于提高棒材挤压作业的连续性；另一方面，喇叭槽还能对棒料起到导流作用，引导棒料填满整个挤压腔。

本实用新型进一步设置为：所述第一导流槽和喇叭槽的内壁在同一圆锥面上。

通过采用上述技术方案，第一导流槽和喇叭槽的内壁在同一圆锥面上，减小棒料在“挤入”挤压腔过程中所受的阻力，确保棒料能够快速填满整个挤压腔。

本实用新型进一步设置为：所述喇叭腔的内壁呈弧面结构。

通过采用上述技术方案，喇叭腔的内壁能够对棒料起到导流作用；同时，将喇叭腔的内壁设置成弧面结构，还能降低喇叭腔表面所承受的正压力，有助于提高挤压模的使用寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、综合利用成型垫、挤压模和塑性堵块，使得棒料在挤压力作用下能够快速充满挤压腔，从而在保证棒材成型质量的前提下，实现由小直径棒料挤压成型大直径棒材的生产目的，满足用户对于大直径棒材的生产需求；

2、借助喇叭槽、第一导流槽、第二导流槽及喇叭腔，确保棒料能够充满整个挤压腔，大大提高大直径棒材的成型质量。

附图说明

图1是本实施例主要用于体现该组合式模腔整体结构的剖面示意图；

图2是本实施例主要用于体现挤压模的剖面示意图。

附图标记：1、腔体；101、进料口；102、喇叭槽；2、腔体盖；21、出料口；3、型腔；4、组合模；5、成型垫；51、第一成型垫；511、第一导流槽；52、第二成型垫；521、第二导流槽；6、挤压模；61、定径带；62、喇叭腔；7、塑性堵块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细说明。

参见附图1，一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔，包括腔体1和腔体盖2，腔体1和腔体盖2可以采用H13模具钢制成，且腔体1与腔体盖2可以通过螺栓形成可拆卸固定连接。腔体1与腔体盖2之间围成有型腔3，且腔体1和腔体盖2上分别贯穿开设有进料口101和出料口21，进料口101和出料口21均与型腔3连通；型腔3内固定嵌设有组合模4。在实际生产中，棒料在挤压力作用下进入进料口101，并在经过组合模4时实现挤压成型，最终棒材经出料口21挤出。

腔体1内部在其靠近组合模4处成型有喇叭槽102，进料口101通过喇叭槽102连通组合模4；喇叭槽102整体呈喇叭状结构，且其大端靠近组合模4。组合模4整体采用高温合金制成，它包括成型垫5和挤压模6，成型垫5和挤压模6沿棒材的挤出方向依次固定嵌设于型腔3中。

其中，成型垫5包括设置于型腔3靠近进料口101一侧的第一成型垫51，第一成型垫51上贯穿成型有第一导流槽511，第一导流槽511呈喇叭状结构，且第一导流槽511通过其小端连通上述喇叭槽102；并且，为减小棒料在进给过程中所承受的阻力，在本实施例中，喇叭槽102和第一导流槽511的内壁可以设置在同一圆锥面上。

成型垫5还包括设置于第一成型垫51和挤压模6之间的第二成型垫52，第二成型垫52上垂直贯穿成型有第二导流槽521。在本实施例中，第二成型垫52可以沿棒材的挤出方向依次设有若干个；当第二成型垫52设置有多个时，各个第二成型垫52上的第二导流槽521依次连通。并且，前后两个第二成型垫52分别与第一成型垫51和挤压模6抵接；其中，与第一成型垫51抵接的第二成型垫52通过第二导流槽521连通第一导流槽511。

参见附图1-2，上述挤压模6内部成型有定径带61；定径带61是挤压模6中用于保证挤压制品的形状、尺寸和表面质量的区段，定径带61的开口大小和延伸的长度均需根据材料预计挤压成型的尺寸来确定；在本实施例中，为实现由小直径棒料挤压成型大直径棒材的生产目的，定径带61的直径应大于进料口101的直径，且小于出料口21的直径。同时，挤压模6还在定径带61靠近第二成型垫52的一侧成型有喇叭腔62，喇叭腔62通过其小端连通定径带61，并通过其大端连通相邻第二成型垫52上的第二导流槽521；并且，为延长挤压模6的使用寿命，喇叭腔62的内壁可以设置成弧面结构。喇叭腔62内还抵紧设置有塑性堵块7；根据所使用棒料材质的差异，该塑性堵块7可以选择使用铜材或铝材制成。

在棒料持续挤压过程中，进料口101起始处与定径带61结束处之间的区段构成棒料的有效挤压通道；上述第一成型垫51和第二成型垫52能够延长棒料的有效挤压通道，从而间接提高棒料的有效挤压温度。同时，在第一导流槽511、第二导流槽521及喇叭腔62所共同形成的通道内，塑性堵块7与型腔3背离出料口21一侧之间的区段构成用于挤压和容纳棒料的挤压腔；而第一导流槽511和第二导流槽521则共同构成用于引导棒料填满挤压腔的导流槽。并且，第一导流槽511和第二导流槽521能够增大挤压腔的容积，有助于提高棒材挤压成型的连续性。

在实际生产中，为确保棒料在挤出时能够充满整个定径带61，上述第二导流槽521的直径应大于或等于喇叭腔62大端的直径，并小于或等于第一导流槽511大端的直径；如此，在棒料经第一导流槽511进入第二导流槽521以及经第二导流槽521进入喇叭腔62时均会受到挤压，确保棒料能够充满挤压腔的内壁。

同时，在本实施例中，以上海亚爵电工成套设备制造有限公司所生产的400型连续挤压机为例，在该400型连续挤压机中，上述进料口101的直径可以为20mm，定径带61的直径可以为80mm，而棒料有效挤压通道的长度可以为72mm。

本实施例的工作原理是：以上述400型连续挤压机为例，在开始生产作业前，先将上述组合模4整体进行预热，使得喇叭腔62中的塑性堵块7升温；在开始生产后，棒料经进料口101和喇叭槽102进入型腔3。随着棒料持续进给，棒料的端部将接触到塑性堵块7并与塑性堵块7发生挤压；此时，挤压腔内部将快速升温。

与此同时，随着棒料持续被挤压，棒料将发生塑性变形并逐渐向挤压腔的内壁扩展，直至棒料完全填满整个挤压腔。在高温作用下，随着棒料继续进给，塑性堵块7所承受的压力也将逐渐增大，棒料会将塑性堵块7经定径带61挤出。随后，挤压腔中的棒料将随之逐渐从定径带61中挤出并成型出所需的大直径棒材。在接下来的生产过程中，通过严格控制棒料的进给速度和棒材的挤出速度，能够实现棒材的连续挤压成型。通过这种方式，在保证棒材成型质量的前提下，实现由小直径棒料挤压成型大直径棒材的生产目的，满足用户对于大直径棒材的生产需求。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于连续挤压成型大直径棒材的组合式模腔，包括呈可拆卸固定设置的腔体（1）和腔体盖（2），所述腔体（1）和腔体盖（2）相互背离的一侧分别开设有进料口（101）和出料口（21）；所述腔体（1）与腔体盖（2）之间围成有型腔（3），所述型腔（3）中固定嵌设有挤压模（6），所述挤压模（6）内成型有定径带（61），其特征在于，所述进料口（101）直径小于定径带（61）直径；所述挤压模（6）在定径带（61）靠近腔体（1）的一侧连通设置有喇叭腔（62），所述喇叭腔（62）大端靠近腔体（1）；所述喇叭腔（62）中抵紧设置有用于封堵定径带（61）的塑性堵块（7）；所述塑性堵块（7）背离定径带（61）一侧与型腔（3）背离出料口（21）一侧之间的区段内还形成有挤压腔。

2.根据权利要求1所述的组合式模腔，其特征在于，所述型腔（3）内在挤压模（6）靠近腔体（1）一侧还固定嵌设有成型垫（5），所述成型垫（5）内成型有用于连通进料口（101）和喇叭腔（62）的导流槽。

3.根据权利要求2所述的组合式模腔，其特征在于，所述成型垫（5）包括抵紧设置于型腔（3）背离出料口（21）一侧的第一成型垫（51），所述导流槽包括贯穿开设于第一成型垫（51）内部并呈喇叭状的第一导流槽（511），所述第一导流槽（511）的大端靠近挤压模（6）。

4.根据权利要求3所述的组合式模腔，其特征在于，所述成型垫（5）还包括若干抵紧设置于第一成型垫（51）与挤压模（6）之间的第二成型垫（52），所述导流槽还包括与第一导流槽（511）呈连通设置的第二导流槽（521），所述第二导流槽（521）垂直贯穿开设于第二成型垫（52）内部。

5.根据权利要求4所述的组合式模腔，其特征在于，所述第二导流槽（521）的直径大于或等于喇叭腔（62）大端的直径，且所述第二导流槽（521）的直径小于或等于第一导流槽（511）大端的直径。

6.根据权利要求3所述的组合式模腔，其特征在于，所述腔体（1）内还成型有用于连通进料口（101）和第一导流槽（511）的喇叭槽（102），且所述喇叭槽（102）通过其大端连通第一导流槽（511）。

7.根据权利要求6所述的组合式模腔，其特征在于，所述第一导流槽（511）和喇叭槽（102）的内壁在同一圆锥面上。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合式模腔，其特征在于，所述喇叭腔（62）的内壁呈弧面结构。