TW201720544A - 複動化變截面擠型裝置及擠型方法 - Google Patents

Abstract

一種複動化變截面擠型裝置包括：一固定式擠型模具，包括一原尺寸模穴；一複動化第一擠型模具，包括多個第一模塊；以及一擠壓柱塞，用以對擠錠進行擠壓，當該些第一模塊移動至閉合位置時，則該些第一模塊形成有一第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠先經過該原尺寸模穴且再經過該第一尺寸模穴而流出，以形成第一尺寸擠型件；以及當該些第一模塊移動至開放位置時，則該些第一模塊沒有形成有該第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠只經過該原尺寸模穴而流出，以形成原尺寸擠型件，該原尺寸及第一尺寸擠型件組合成變截面擠型件。

Description

複動化變截面擠型裝置及擠型方法

本發明有關於一種變截面擠型裝置及擠型方法，特別是關於一種具有複動化擠型模具之複動化變截面擠型裝置及擠型方法。

擠型是指將材料透過擠壓方式成型，其原理是將擠壓材/擠錠藉由適度加熱並加壓，等速擠入模具來製成所需形狀、尺寸及物理性質的產品，因此適合易塑形之金屬及塑料成品之加工。鋁擠型與人類生活息息相關，從食具、電子產品到汽車工業與建築等都被大量使用。

然而，現有的擠型製程中，只能生產相等截面的擠型件，若需要不等截面的擠型件則需要進行多次的加工。例如，先藉由擠型製程擠出的均勻截面型材，然後需要複雜的二次成形與焊接才能獲得不規則的變化截面，以導致工時的增加與成本的提高，喪失擠型製程該有的良好性能。再者，目前變截面擠型技術無法生產圓形變截面之擠型件。

有鑑於此，因此，便有需要提供一種複動化變截面擠型裝置及擠型方法，來解決前述的問題。

本發明的主要目的在於提供一種具有複動化擠型模具之複動化變截面擠型裝置及擠型方法，用以製造變截面擠型件。

為達成上述目的，本發明提供一種複動化變截面擠型裝置，包括：一盛錠桶，具有一容置空間，用以容置一擠錠；一固定式擠型模具，固接於該盛錠桶，並包括一原 尺寸模穴，該原尺寸模穴連通該盛錠桶之容置空間；一複動化第一擠型模具，設置於該固定式擠型模具之一側，並包括多個第一模塊，該些第一模塊用以分別沿其徑向方向移動至一開放位置或一閉合位置；以及一擠壓柱塞，用以相對於該盛錠桶而移動，並對該擠錠進行擠壓，其中：當該些第一模塊移動至該閉合位置時，則該些第一模塊形成有一第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠先經過該原尺寸模穴且再經過該第一尺寸模穴而流出，以形成一第一尺寸擠型件；以及當該些第一模塊移動至該開放位置時，則該些第一模塊沒有形成有該第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠只經過該原尺寸模穴而流出，以形成一原尺寸擠型件，其中該第一尺寸模穴小於該原尺寸模穴，使該第一尺寸擠型件之截面小於該原尺寸擠型件之截面，且該原尺寸擠型件連接於該第一尺寸擠型件，使該原尺寸擠型件及第一尺寸擠型件組合成一變截面擠型件。

本發明之複動化變截面擠型裝置具有下述優點：一、突破性之模具與製程開發，改變傳統擠型製程只能生產相同截面型材之固有模式。二、可模組化安裝於現有部分傳統擠型設備。三、互相搭配而得到不同曲度之變截面型材，其外形可為圓形、矩形等不規則外形。四、可依擠型裝置之規格與產品尺寸需求，多個複動化擠型模具相互搭配而得多截面變化之擠型件產品。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

100‧‧‧複動化變截面擠型裝置

100’‧‧‧複動化變截面擠型裝置

100”‧‧‧複動化變截面擠型裝置

102‧‧‧擠錠

110‧‧‧盛錠桶

112‧‧‧容置空間

120‧‧‧固定式擠型模具

120a‧‧‧表面

122‧‧‧原尺寸模穴

130‧‧‧複動化第一擠型模具

130a‧‧‧表面

132‧‧‧第一模塊

134‧‧‧徑向方向

136‧‧‧第一尺寸模穴

136a‧‧‧第一內表面

140‧‧‧複動化第一擠型模具

140’‧‧‧複動化第一擠型模具

140”‧‧‧複動化第一擠型模具

140a‧‧‧表面

142‧‧‧第一模塊

144‧‧‧徑向方向

146‧‧‧第二尺寸模穴

146a‧‧‧第二內表面

150‧‧‧擠壓柱塞

152‧‧‧軸向

160‧‧‧車壁

160a‧‧‧表面

170‧‧‧模塊驅動單元

190‧‧‧變截面擠型件

190’‧‧‧變截面擠型件

190”‧‧‧變截面擠型件

190a‧‧‧第一尺寸擠型件

190b‧‧‧第二尺寸擠型件

190z‧‧‧原尺寸擠型件

圖1為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之立體示意圖； 圖2為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之前視示意圖；圖3為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之側視示意圖；圖4為沿圖3之剖線A-A之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖，其顯示步驟C；圖5為沿圖3之剖線A-A之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖，其顯示步驟A；圖6為沿圖3之剖線A-A之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖，其顯示步驟B；圖7為本發明之第一實施例之變截面擠型件之剖面示意圖；圖8為本發明之第一實施例之另一變截面擠型件之剖面示意圖；圖9為本發明之第一實施例之又一變截面擠型件之剖面示意圖；圖10為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之前視示意圖，其顯示原尺寸模穴、第一及第二尺寸模穴之外形為圓形；圖11為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之前視示意圖，其顯示原尺寸模穴、第一及第二尺寸模穴之外形為方形；圖12為本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置之 剖面示意圖，其顯示該複動化變截面擠型裝置更包括一車壁及多個模塊驅動單元；圖13為本發明之第二實施例之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖，其顯示步驟A；圖14為本發明之第二實施例之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖，其顯示步驟B；圖15為本發明之第三實施例之複動化變截面擠型裝置之剖面示意圖。

請參考圖1至圖4，其顯示本發明之第一實施例之複動化變截面擠型裝置100。該複動化變截面擠型裝置100包括一盛錠桶(Container)110、一固定式擠型模具120、一複動化第一擠型模具130、一複動化第二擠型模具140及一擠壓柱塞(Stem)150。該盛錠桶110具有一容置空間112，用以容置一擠錠(Billet)102。該擠錠102之材質可為鐵、鋁、鎂、鈦等之金屬材質或其合金材質。該固定式擠型模具120固接於該盛錠桶110，並包括一原尺寸模穴122，該原尺寸模穴122連通該盛錠桶110之容置空間112。該擠壓柱塞150用以相對於該盛錠桶110而移動，並沿一軸向152(亦即擠壓方向)對該擠錠102進行擠壓。該擠壓柱塞150可藉由一油壓動力源(圖未示)驅動而前後移動，進而使該擠壓柱塞150對該擠錠102進行擠壓或不擠壓。

該固定式擠型模具120、該複動化第一擠型模具130及該複動化第二擠型模具140之材質可為模具鋼、碳鋼、不銹鋼或其他金屬材料與非金屬材料，上述中的模具鋼是指可用來製造冷沖模、熱鍛模或壓鑄模等模具的鋼種。

該複動化第一擠型模具130設置於該固定式擠型模具120之一側，並包括多個第一模塊132，該些第一模塊132用以分別沿其徑向方向134移動至一開放位置(向外移動)或一閉合位置(向內移動)。該複動化第二擠型模具140設置於該複動化第一擠型模具130之一側，並包括多個第二模塊142，該些第二模塊142用以分別沿其徑向方向144移動至一開放位置(向外移動)或一閉合位置(向內移動)。在本實施例中，該複動化第一及第二擠型模具130、140皆以包括四個模塊為例說明如後。然而，該複動化第一及第二擠型模具130、140包括四個模塊並非用以限制本發明，在其他實施例中，該複動化第一及第二擠型模具130、140可視設計需求而包括二個、三個或多個模塊。不論該複動化第一及第二擠型模具130、140之模塊數量為二個、三個、四個模塊或多個，皆可獨立作動並可程式化控制。該些第一模塊132彼此的形狀可以選擇為相同或不相同，該些第二模塊142彼此的形狀可以選擇為相同或不相同。

在本實施例中，請參考圖5，該第一及第二尺寸模穴136、146可分別具有第一及第二內表面136a、146a，該第一內表面136a與該軸向152之間的夾角為第一角度，該第二內表面146a與該軸向152之間的夾角為第二角度，且該第一角度及第二角度皆不等於0度。

請再參考圖5，在步驟A：當該些第一及第二模塊132、142皆移動至該閉合位置時，則該些第一及第二模塊132、142分別形成有第一及第二尺寸模穴136、146(亦即該些第一及第二模塊132、142之閉合外形分別具有第一及第二尺寸模穴136、146)。此時，該擠壓柱塞150擠壓該擠錠102使該擠錠102先經過該原尺寸模穴122及該第一尺寸模穴136且再經過該第二尺寸模穴146而流出，以形成一第二尺寸擠型件190b。該第二尺寸模穴146須小於該第一尺寸模穴136 且該第一尺寸模穴136須小於該原尺寸模穴122。

請參考圖6，在步驟B：當該些第二模塊142移動至該開放位置，且該些第一模塊132移動至該閉合位置時，則該些第二模塊142沒有形成有該第二尺寸模穴146，該些第一模塊132仍形成有該第一尺寸模穴136。此時，該擠壓柱塞150擠壓該擠錠102使該擠錠102先經過該原尺寸模穴122且再經過該第一尺寸模穴136而流出，以形成一第一尺寸擠型件190a。該第二尺寸模穴146小於該第一尺寸模穴136，使該第二尺寸擠型件190b之截面小於該第一尺寸擠型件190a之截面。

請再參考圖4，在步驟C：當該些第一及第二模塊132、142皆移動至該開放位置時，則該些第一及第二模塊132、142沒有分別形成有該第一及第二尺寸模穴136、146。此時，該擠壓柱塞150擠壓該擠錠102使該擠錠102只經過該原尺寸模穴122而流出，以形成一原尺寸擠型件190z。該第一尺寸模穴136小於該原尺寸模穴122，使該第一尺寸擠型件190a之截面小於該原尺寸擠型件190z之截面。

請參考圖7，在一實施例中，若依序執行步驟B及步驟C，則該原尺寸擠型件190z連接於該第一尺寸擠型件190a，使該原尺寸擠型件190z及第一尺寸擠型件190a組合成一變截面擠型件190。

請參考圖8，在另一實施例中，若依序執行步驟A、步驟B及步驟C，則該第二尺寸擠型件190b、該第一尺寸擠型件190a及該原尺寸擠型件190z依序連接，如此使該第二尺寸擠型件190b、該第一尺寸擠型件190a及該原尺寸擠型件190z組合成另一變截面擠型件190’。

請參考圖9，在又一實施例中，若依序執行步驟A、步驟B、步驟C、步驟B及步驟A，則該第二尺寸擠型件190b、該第一尺寸擠型件190a、該原尺寸擠型件190z、該第 一尺寸擠型件190a及該第二尺寸擠型件190b依序連接，如此使該第二尺寸擠型件190b、該第一尺寸擠型件190a、該原尺寸擠型件190z、該第一尺寸擠型件190a及該第二尺寸擠型件190b組合成又一變截面擠型件190”。

請參考圖10及圖8，該原尺寸擠型件190z、該第一及第二尺寸擠型件190a、190b之截面分別對應於該原尺寸模穴122、該第一及第二尺寸模穴136、146之外形。在本實施例中，該原尺寸模穴122、該第一及第二尺寸模穴136、146之外形為圓形。請參考圖11，在另一實施例中，該原尺寸模穴122、該第一及第二尺寸模穴136、146之外形亦可為方形。因此，該原尺寸模穴122、該第一及第二尺寸模穴136、146之外形依設計需求，可選自圓形、方形、橢圓形、菱形及多角形之所構成的群組。

請參考圖12，在本實施例中，該複動化變截面擠型裝置100更包括一車壁160及多個模塊驅動單元170。該車壁160用以限制該複動化第一及該第二擠型模具130、140沿該軸向152移動。該些模塊驅動單元170(例如，油壓伺服驅動單元或導螺桿電控伺服驅動單元)用以分別驅動該複動化第一及第二擠型模具130、140之第一及第二模塊132、142沿其徑向方向移動至該開放位置或該閉合位置。為了避免該固定式擠型模具120、該複動化第一及第二擠型模具130、140及該車壁160彼此之間的摩擦力過大，該固定式擠型模具120、該複動化第一及第二擠型模具130、140及該車壁160彼此之間的表面120a、130a、140a、160a皆可設有一平滑拋光面。

另外，該複動化變截面擠型裝置100亦可同時搭配具有一心軸之複動機構(圖未示)，使該變截面擠型件成形為一變截面中空擠型件。

請參考圖13及圖14，其顯示本發明之第二實施 例之複動化變截面擠型裝置。第二實施例的複動化變截面擠型裝置100’大體上類似於第一實施例的複動化變截面擠型裝置100，相同的元件標示相同的標號。第二實施例的複動化變截面擠型裝置100’與第一實施例的複動化變截面擠型裝置100不同的地方在於：該複動化變截面擠型裝置100’沒有包括複動化第二擠型模具140。

本發明之複動化變截面擠型方法包括下列步驟：請參考圖13，在步驟B，將該些第一模塊132移動至該閉合位置，使該些第一模塊132形成有一第一尺寸模穴136，且擠壓該擠錠102使該擠錠102先經過該原尺寸模穴122且再經過該第一尺寸模穴136而流出，以形成一第一尺寸擠型件190a。請參考圖14，在步驟A，將該些第一模塊132移動至該開放位置，使該些第一模塊132沒有形成有該第一尺寸模穴136，且擠壓該擠錠102使該擠錠102只經過該原尺寸模穴122而流出，以形成一原尺寸擠型件190z，其中該第一尺寸模穴136小於該原尺寸模穴122，使該第一尺寸擠型件190a之截面小於該原尺寸擠型件190z之截面，且該原尺寸擠型件190z連接於該第一尺寸擠型件190a，使該原尺寸擠型件190z及第一尺寸擠型件190a組合成一變截面擠型件190。

請參考圖15，其顯示本發明之第三實施例之複動化變截面擠型裝置。第三實施例的複動化變截面擠型裝置100”大體上類似於第一實施例的複動化變截面擠型裝置100，相同的元件標示相同的標號。第三實施例的複動化變截面擠型裝置100”與第一實施例的複動化變截面擠型裝置100不同的地方在於：該複動化變截面擠型裝置100”包括有多個複動化第二擠型模具140(例如該些複動化第二擠型模具140’、140”)，該些複動化第二擠型模具140沿該擠壓柱塞150之一軸向152而依序設置，且該些複動化第二擠型模具140 之該些第二尺寸模穴146(例如該些第二尺寸模穴146’、146”)沿該擠壓柱塞之該軸向152而依序變小。

本發明之複動化變截面擠型裝置具有下述優點：一、突破性之模具與製程開發，改變傳統擠型製程只能生產相同截面型材之固有模式。二、可模組化安裝於現有部分傳統擠型設備。三、互相搭配而得到不同曲度之變截面型材，其外形可為圓形、矩形等不規則外形。四、可依擠型裝置之規格與產品尺寸需求，多個複動化擠型模具相互搭配而得多截面變化之擠型件產品。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

100‧‧‧複動化變截面擠型裝置

102‧‧‧擠錠

110‧‧‧盛錠桶

112‧‧‧容置空間

120‧‧‧固定式擠型模具

122‧‧‧原尺寸模穴

130‧‧‧複動化第一擠型模具

132‧‧‧第一模塊

140‧‧‧複動化第二擠型模具

142‧‧‧第二模塊

150‧‧‧擠壓柱塞

152‧‧‧軸向

190a‧‧‧第一尺寸擠型件

190b‧‧‧第二尺寸擠型件

Claims (10)

1. 一種複動化變截面擠型裝置，包括：一盛錠桶，具有一容置空間，用以容置一擠錠；一固定式擠型模具，固接於該盛錠桶，並包括一原尺寸模穴，該原尺寸模穴連通該盛錠桶之容置空間；一複動化第一擠型模具，設置於該固定式擠型模具之一側，並包括多個第一模塊，該些第一模塊用以分別沿其徑向方向移動至一開放位置或一閉合位置；以及一擠壓柱塞，用以相對於該盛錠桶而移動，並對該擠錠進行擠壓，其中：當該些第一模塊移動至該閉合位置時，則該些第一模塊形成有一第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠先經過該原尺寸模穴且再經過該第一尺寸模穴而流出，以形成一第一尺寸擠型件；以及當該些第一模塊移動至該開放位置時，則該些第一模塊沒有形成有該第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠只經過該原尺寸模穴而流出，以形成一原尺寸擠型件，其中該第一尺寸模穴小於該原尺寸模穴，使該第一尺寸擠型件之截面小於該原尺寸擠型件之截面，且該原尺寸擠型件連接於該第一尺寸擠型件，使該原尺寸擠型件及第一尺寸擠型件組合成一變截面擠型件。
2. 如申請專利範圍第1項所述複動化變截面擠型裝置，更包括至少一複動化第二擠型模具，其設置於該複動化第一擠型模具之一側，並包括多個第二模塊，該些第二模塊用以分別沿其徑向方向移動至一開放位置或一閉合位置：當該些第一及第二模塊皆移動至該閉合位置時，則該些第二模塊亦形成有一第二尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠先經過該原尺寸模穴及該第一尺寸模穴且再經過該第二尺寸模穴而流出，以形成一第二尺寸擠型件，其中 該第二尺寸模穴小於該第一尺寸模穴，使該第二尺寸擠型件之截面小於該第一尺寸擠型件之截面，且該第二尺寸擠型件連接於該第一尺寸擠型件，使該原尺寸擠型件、第一尺寸擠型件及第二尺寸擠型件組合成另一變截面擠型件。
3. 如申請專利範圍第2項所述複動化變截面擠型裝置，其中當該些第二模塊移動至該開放位置，且該些第一模塊移動至該閉合位置時，則該些第二模塊沒有形成有該第二尺寸模穴，該些第一模塊仍形成有該第一尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠先經過該原尺寸模穴且再經過該第一尺寸模穴而流出，以形成該第一尺寸擠型件。
4. 如申請專利範圍第3項所述複動化變截面擠型裝置，其中當該些第一及第二模塊皆移動至該開放位置時，則該些第一及第二模塊沒有分別形成有該第一及第二尺寸模穴，且此時該擠壓柱塞使該擠錠仍只經過該原尺寸模穴而流出，以形成該原尺寸擠型件。
5. 如申請專利範圍第2項所述複動化變截面擠型裝置，其中該原尺寸擠型件、該第一及第二尺寸擠型件之截面分別對應於該原尺寸模穴、該第一及第二尺寸模穴之外形，且該原尺寸模穴、該第一及第二尺寸模穴之外形選自圓形、橢圓形、方形、菱形及多角形之所構成的群組。
6. 如申請專利範圍第2項所述複動化變截面擠型裝置，其中該至少一複動化第二擠型模具為多個複動化第二擠型模具，該些複動化第二擠型模具沿該擠壓柱塞之一軸向而依序設置，且該些複動化第二擠型模具之該些第二尺寸模穴沿該擠壓柱塞之該軸向而依序變小。
7. 如申請專利範圍第2項所述複動化變截面擠型裝置，其中該固定式擠型模具、該複動化第一擠型模具及該複動化第二擠型模具彼此之間的表面皆設有一平滑拋光面。
8. 如申請專利範圍第2項所述複動化變截面擠型裝置，其中該第一及第二尺寸模穴分別具有第一及第二內表面，該第一內表面與該軸向之間的夾角為第一角度，該第二內表面與該軸向之間的夾角為第二角度，且該第一角度及第二角度皆不等於0度。
9. 一種複動化變截面擠型方法，包括下列步驟：提供一固定式擠型模具，其包括一原尺寸模穴；提供一複動化第一擠型模具，其包括多個第一模塊，該些第一模塊用以分別沿其徑向方向移動至一開放位置或一閉合位置；將該些第一模塊移動至該閉合位置，使該些第一模塊形成有一第一尺寸模穴，且擠壓該擠錠使該擠錠先經過該原尺寸模穴且再經過該第一尺寸模穴而流出，以形成一第一尺寸擠型件；以及將該些第一模塊移動至該開放位置，使該些第一模塊沒有形成有該第一尺寸模穴，且擠壓該擠錠使該擠錠只經過該原尺寸模穴而流出，以形成一原尺寸擠型件，其中該第一尺寸模穴小於該原尺寸模穴，使該第一尺寸擠型件之截面小於該原尺寸擠型件之截面，且該原尺寸擠型件連接於該第一尺寸擠型件，使該原尺寸擠型件及第一尺寸擠型件組合成一變截面擠型件。
10. 如申請專利範圍第9項所述複動化變截面擠型方法，更包括下列步驟：提供至少一複動化第二擠型模具，其包括多個第二模塊，該些第二模塊用以分別沿其徑向方向移動至一開放位置或一閉合位置；以及將該些第一及第二模塊皆移動至該閉合位置，使該些第二模塊亦形成有一第二尺寸模穴，且擠壓該擠錠使該擠錠先經過該原尺寸模穴及該第一尺寸模穴且再經過該第二 尺寸模穴而流出，以形成一第二尺寸擠型件，其中該第二尺寸模穴小於該第一尺寸模穴，使該第二尺寸擠型件之截面小於該第一尺寸擠型件之截面，且該第二尺寸擠型件連接於該原尺寸擠型件或第一尺寸擠型件，使該原尺寸擠型件、第一尺寸擠型件及第二尺寸擠型件組合成另一變截面擠型件。