TW202122173A - 擠型裝置及其擠型方法 - Google Patents

Abstract

一種擠型裝置、其擠型方法，及其製品，該擠型裝置包含一盛錠筒、一設置於該盛錠筒內的模具、一可移動地插設於該盛錠筒內的擠壓桿、一設置於該盛錠筒前端的承座，及一可受控制地對該承座施加超音波振動的振動源。該擠型方法包含一前置步驟、一置入步驟，及一擠型步驟。在該前置步驟中，預熱一料錠，並啟動該振動源。在該置入步驟中，將該料錠置入該盛錠筒中。在該擠型步驟中，操作該擠壓桿向前擠壓該料錠，使該料錠依該模具的形狀擠壓成形。超音波振動會透過該承座及該模具傳遞至該料錠，進而提升料錠的成形性及潤滑度。

Description

擠型裝置，其擠型方法及其製品

本發明是有關於一種加工裝置、加工方法及產品，特別是指一種難成形材的擠型裝置、其擠型方法，及其製品。

線性滑軌是一種應用於工具機或半導體設備等裝置的滑動式傳動元件，目前線性滑軌除了少數大型滑軌因輕量化的需求而採用鋁合金製成外，大多數的線性滑軌仍以鋼材製成為主，礙於鋼材屬於較難成形的材料，因此目前需將棒材經輥軋、抽製、多道退火製程及少量機械加工後，方能製得線性滑軌的素材，此種製造方式加工道次繁複且生產效率較低，另一種製造方式則是將塊材透過大量機械加工來製得，此種方式屬於減法式的製造方法，在加工過程中會產生許多削去的廢料，材料使用率低落，且尚有加工成本高昂之問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種可使難成形材以擠型方式成形的擠型裝置。

於是，本發明之擠型裝置，包含一圍繞界定出一通槽的盛錠筒、一設置於該通槽內且位於該通槽前端處的模具、一可移動地插設於該通槽的擠壓桿、一設置於該盛錠筒前端的承座，及一可受控制地對該承座施加超音波振動的振動源。該擠壓桿前端位於該模具後方。該承座部分向後凸伸至該通槽內且觸抵該模具。

本發明之另一目的，即在提供一種擠型方法。

於是，本發明的擠型方法，使用一如前所述的擠型裝置，該擠型方法包含一前置步驟、一置入步驟，及一擠型步驟。在該前置步驟中，預熱一料錠，並啟動該擠型裝置之振動源。在該置入步驟中，將該料錠置入該盛錠筒之通槽中。在該擠型步驟中，操作該擠壓桿向前擠壓該料錠，使該料錠依該模具的形狀擠壓成形。

本發明之又一目的，即在提供該擠型方法所製得的製品。

於是，本發明擠型製品，使用一如請求項1所述的擠型裝置，該擠型製品的材料包含鋼材或與鋼材親和性高的金屬材料。且該擠型製品包含一沿一軸的方向直線延伸的延伸面，及一連接該延伸面且界定出一凹型部分的擠型面。

本發明之功效在於：該振動源可對該承座施加超音波振動，而該承座可將振動傳遞至該模具上，當該料錠擠壓該模具時，振動也會傳遞至該料錠上，如此可降低該料錠的材料降伏應力，以提升材料成形性，此外，超音波振動還可降低摩擦及變形阻力，增加潤滑效果，達成將難成形材以擠型方式成形之功效。透過本發明的擠型方法，可克服傳統線性滑軌加工道次繁複之問題，且材料利用率高。

參閱圖1，為本發明擠型裝置1的一實施例，適用於將一料錠2擠型成形，且該料錠2可為難成形材。於本文中，難成形材的定義為具有高強度、高硬度的鋼材，或與鋼材親和性高而難加工的金屬材料。該擠型裝置1包含一圍繞界定出一通槽111的盛錠筒11、一設置於該通槽111內且位於該通槽111前端處的模具12、一可移動地插設於該通槽111內的擠壓桿13、一位於該通槽111內且位於該擠壓桿13及該模具12之間的壓餅14、一設置於該盛錠筒11前端的承座15，及一固定於該盛錠筒11前端緣且貼抵該承座15的振動源16。該模具12用於讓被擠壓的該料錠2通過，使該料錠2依該模具12成形。該擠壓桿13的前端位於該模具12後方，且可由液壓缸等致動機具向前推動，關於該擠壓桿13及前述致動機具的連動方式並非本案之重點，且為本案所屬技術領域中具通常知識者所熟知，因此在此不再贅述。該壓餅14和該模具12相配合，將該通槽111區隔出一容置料錠的容置空間17。該承座15部分向後凸伸至該通槽111內且觸抵該模具12。該振動源16可受控制地對該承座15施加超音波振動。

本發明難成形材的擠型方法包含一前置步驟、一置入步驟，及一擠型步驟。參閱圖2及圖3，在該前置步驟中，預熱一料錠2及該盛錠筒11，該料錠2表面事先經拋光噴砂處理，並披覆高溫潤滑劑。此時該擠型裝置1除了該盛錠筒11、該承座15，及該振動源16外，皆如圖2所示地尚未裝上。接著將該模具12混合水玻璃墊後，如圖3所示地置入該通槽111中(由後而前置入)，使該模具12觸抵該承座15。而後啟動該振動源16，使該振動源16對該承座15施加20~32kHz的超音波振動，該承座15會將振動透過接觸方式傳遞給該模具12，使該模具12的水玻璃墊振動後分布均勻，以提升潤滑度。需要補充說明的是，在本實施例中，是以中碳鋼S45C作為該料錠2，但除了中碳鋼外，也可以是其他碳鋼、鈦、鎳基合金等難成形材。

參閱圖4及圖5，在該置入步驟中，將該料錠2於表面沾覆玻璃砂後，如圖4所示地將該料錠置入該通槽111中，接著如圖5所示地將該壓餅14置入該通槽111內，此時該料錠2位於該壓餅14及該模具12界定出的容置空間17中，該振動源16的超音波振動會透過模具12傳遞至該料錠2，使該料錠2所沾覆的玻璃砂能受到振動而均勻分布，進一步提升潤滑度。

參閱圖6，在該擠型步驟中，將該擠壓桿13由後而前地插入該通槽111內，並操作桿擠壓桿13向前推頂該壓餅14，以使該容置空間17受到壓縮而減少，進而使該料錠2被擠壓而通過該模具12，從而依該模具12的形狀擠壓成形，進而可透過擠壓成形的方式製得線性滑軌之素材。在前述擠壓成形的過程中，該振動源16的超音波振動可使該料錠2的降伏應力下降，提高材料成形性，並能減少該料錠2的表面氧化及脫碳等缺陷，提升產品品質。另一方面，超音波振動也可降低摩擦及變形阻力，增加潤滑效果。

參閱圖7，為本發明以該擠型裝置1透過該擠型方法所製得而成之擠型製品3的一實施例。該擠型製品3具有一沿一軸A的方向直線延伸的延伸面31，及一連接該延伸面31且界定出一凹形部分321的擠型面32。在其他實施例中，該擠型面32可以具有較複雜的形狀，例如：齒狀或多曲面，不以此為限。在本實施例中，該擠型製品3為難成形材所製成，例如：鋼材，特別是高強度鋼材，但不以此為限。

綜上所述，本發明透過超音波振動提升料錠2的成形性及潤滑度，克服傳統上因阻力過高而無法將難成形材擠壓成形的技術偏見。另一方面，該擠型方法並非減法製造，因此材料利用率高，且可大幅減少所需道次，克服傳統線性滑軌加工道次繁複之問題，利於大量快速生產，並能製造出複雜截面的擠型材，提升產品設計的靈活性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:擠型裝置 11:盛錠筒 111:通槽 12:模具 13:擠壓桿 14:壓餅 15:承座 16:振動源 17:容置空間 2:料錠 3:擠型產品 31:延伸面 32:擠型面 321:凹形部分 A:軸

本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一側視剖面圖，說明本發明擠型裝置的一實施例； 圖2及圖3皆是示意圖，說明本發明的擠型方法之一實施例中的一前置步驟； 圖4及圖5皆是示意圖，說明根據本發明之實施例的擠型方法之一置入步驟； 圖6是一示意圖，說明根據本發明之實施例的擠型方法之一擠型步驟；及 圖7是一立體圖，說明根據本發明之實施例所製得的一擠型製品。

1:擠型裝置

11:盛錠筒

111:通槽

12:模具

13:擠壓桿

14:壓餅

15:承座

16:振動源

17:容置空間

2:料錠

Claims (10)

1. 一種擠型裝置，包含： 一盛錠筒，圍繞界定出一通槽； 一模具，設置於該通槽內且位於該通槽前端處； 一擠壓桿，可移動地插設於該通槽內，該擠壓桿前端位於該模具後方； 一承座，設置於該盛錠筒前端，該承座部分向後凸伸至該通槽內且觸抵該模具；及 一振動源，可受控制地對該承座施加超音波振動。
2. 如請求項1所述的擠型裝置，還包含一設置於該通槽內且位於該擠壓桿及該模具之間的壓餅，該壓餅及該模具將該通槽區隔出一容置空間。
3. 如請求項1所述的擠型裝置，其中，該振動源固定於該盛錠筒的前端緣，並貼抵該承座。
4. 一種擠型方法，使用一如請求項1所述的擠型裝置，該擠型方法包含： 一前置步驟，預熱一料錠，並啟動該擠型裝置之振動源； 一置入步驟，將該料錠置入該盛錠筒之通槽中；及 一擠型步驟，操作該擠壓桿向前擠壓該料錠，使該料錠依該模具的形狀擠壓成形。
5. 如請求項4所述的擠型方法，其中，該擠型裝置還包含一設置於該通槽內且位於該擠壓桿及該模具之間的壓餅，在該置入步驟中，於該料錠置入該通槽後，將該壓餅置入該通槽中，在該擠型步驟中，該擠壓桿向前推動該壓餅以擠壓該料錠。
6. 如請求項4所述的擠型方法，其中，在該前置步驟中，使該料錠披覆高溫潤滑劑。
7. 如請求項4所述的擠型方法，其中，在該置入步驟中，該料錠先於表面沾覆玻璃砂後再置入該通槽中。
8. 如請求項4所述的擠型方法，其中，在該前置步驟中，該料錠包含鋼材或與鋼材親和性高的金屬材料。
9. 如請求項4所述的擠型方法，其中，在該前置步驟中，該振動源的振動頻率為20~32kHz。
10. 一種擠型製品，使用一如請求項1所述的擠型裝置透過如請求項4所述的擠型方法所製成，該擠型製品的材料包含鋼材或與鋼材親和性高的金屬材料，且該擠型製品包含： 一延伸面，沿一軸的方向直線延伸；及 一擠型面，連接該延伸面且界定出一凹形部分。

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