一種變截面鋁合金型材擠壓模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變截面鋁合金型材擠壓模具，包括：兩端貫通的腔體，且腔體由一端至另一端依次為材料擠壓腔、模芯移動腔、成型腔和出料腔；可滑動地設(shè)置在材料擠壓腔的施壓裝置；可滑動地設(shè)置于模芯移動腔內(nèi)，且開設(shè)有分流孔的模芯，模芯上固定設(shè)置有朝向成型腔延伸且用于與成型腔配合的成型凸起，且成型凸起由與模芯相連的一端向另一端依次為多段橫截面形狀相同，且面積依次減小的成型區(qū)段；用于定位模芯位置的鎖緊裝置。該變截面鋁合金型材擠壓模具在實現(xiàn)閉口鋁合金型材生產(chǎn)的同時，還有效提高了鋁合金型材的質(zhì)量。
【專利說明】一種變截面鋁合金型材擠壓模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及型材制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種變截面鋁合金型材擠壓模具。

【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金型材是各種產(chǎn)品輕量化所應(yīng)用的主要材料，然而隨著技術(shù)的發(fā)展，變截面的鋁合金型材在越來越多的場合得到了應(yīng)用，但是目前的鋁合金型材擠壓設(shè)備主要限于等截面鋁合金型材的擠壓，而對于變截面鋁合金型材的擠壓，只能限于開口型的鋁合金型材，或者僅能是簡單的圓管或者方管型材。
[0003]從鋁合金型材的變截面擠壓技術(shù)來看，鋁合金型材的變截面擠壓主要采用階段變截面的方法，即在變截面時需要停機去掉分塊的模瓣，再加上更大截面的分塊模瓣組成的模具，但是該種方法只適用于粗放型的實心鋁合金擠壓，例如飛機的機翼等；圓管變截面擠壓主要采用擠壓針和擠壓模的方法，即在擠壓筒中穿入細長的擠壓針至擠壓模，擠壓針的末端有針尖，移動擠壓針即可擠壓出不同管徑的圓管，但是由于擠壓針需要穿過一半以上的模具長度，因而細長的擠壓針容易在擠壓的過程中產(chǎn)生偏移或者形變，從而對擠壓出的圓管質(zhì)量造成影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種變截面鋁合金型材擠壓模具，以便于能夠生產(chǎn)出質(zhì)量合格的變截面鋁合金閉口型材。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供的變截面鋁合金型材擠壓模具，包括:
[0006]兩端貫通的腔體，且所述腔體由一端至另一端依次為材料擠壓腔、模芯移動腔、成型腔和出料腔；
[0007]可滑動地設(shè)置在所述材料擠壓腔的施壓裝置；
[0008]可滑動地設(shè)置于所述模芯移動腔內(nèi)，且開設(shè)有分流孔的模芯，所述模芯上固定設(shè)置有朝向所述成型腔延伸且用于與所述成型腔配合的成型凸起，且所述成型凸起由與所述模芯相連的一端向另一端依次為多段橫截面形狀相同，且面積依次減小的成型區(qū)段；
[0009]用于定位所述模芯位置的鎖緊裝置。
[0010]優(yōu)選的，所述腔體由依次對接的擠壓筒、上模、下模和墊模的內(nèi)腔構(gòu)成。
[0011]優(yōu)選的，還包括驅(qū)動所述模芯滑動的驅(qū)動總成。
[0012]優(yōu)選的，所述驅(qū)動總成包括:
[0013]固定設(shè)置在所述墊模上的活塞缸；
[0014]固連在所述活塞缸的活塞桿上的推盤；
[0015]一端與所述模芯固連，另一端與所述推盤固連的連桿。
[0016]優(yōu)選的，所述驅(qū)動總成包括:
[0017]固定設(shè)置在所述墊模上，且具有內(nèi)螺紋的螺紋筒；
[0018]與所述螺紋筒相配合的螺桿；
[0019]推盤，所述推盤上設(shè)置有用于驅(qū)動所述螺桿轉(zhuǎn)動的電機，且所述電機的輸出端與所述螺桿相連；
[0020]一端與所述模芯固連，另一端與所述推盤固連的連桿。
[0021]優(yōu)選的，在所述成型凸起中，相鄰兩個所述成型區(qū)段之間還設(shè)置有過渡區(qū)段，且所述過渡區(qū)段為橫截面與所述成型區(qū)段的橫截面形狀相同的錐狀過渡區(qū)段。
[0022]優(yōu)選的，所述模芯上設(shè)置有多個所述成型凸起，多個所述成型凸起的外邊緣與所述成型腔的內(nèi)邊緣構(gòu)成型材壁面通道，相鄰兩個所述成型凸起之間的間隙構(gòu)成型材的筋板通道。
[0023]優(yōu)選的，所述成型凸起中包括兩節(jié)相連的成型區(qū)段。
[0024]優(yōu)選的，所述模芯的外沿上還設(shè)置有導向凸起，所述模芯移動腔的內(nèi)表面還設(shè)置有與所述導向凸起適配的導向槽，所述導向凸起嵌入所述導向槽內(nèi)。
[0025]優(yōu)選的，所述材料擠壓腔和所述模芯移動腔之間還設(shè)置有導流腔。
[0026]本發(fā)明中所公開的變截面鋁合金型材擠壓模具的工作原理為:
[0027]加熱的鑄錠在材料擠壓腔內(nèi)被擠壓發(fā)生塑性變形，發(fā)生變形后的塑性鋁合金材料將被向前推動，并經(jīng)過模芯上的分流孔進入到模芯移動腔一側(cè)，模芯通過左右滑動，使成型凸起中的不同區(qū)段與成型腔相配合，不同區(qū)段與成型腔配合將產(chǎn)生不同的間隙，從而使生產(chǎn)出來的鋁合金型材的截面(即壁厚)發(fā)生變化，塑性鋁合金通過成型凸起與成型腔所構(gòu)成的間隙后由出料腔輸出，從而形成閉口鋁合金型材。
[0028]并且由于本發(fā)明中，用于與成型腔相配合的成型凸起設(shè)置在可滑動的模芯上，而模芯與成型腔之間的距離較近，這就使得成型凸起的長度較短，從而有效避免了成型凸起在工作過程中發(fā)生偏移或者形變的情況出現(xiàn)，提高了成品鋁合金型材的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實施例中所提供的變截面鋁合金型材擠壓模具的剖視示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實施例中所提供的模芯結(jié)構(gòu)的主視示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實施例中所提供的成型凸起的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]其中，I為材料擠壓腔，2為模芯移動腔，3為成型腔，4為施壓裝置，5為模芯，6為擠壓筒，7為上模，8為下模，9為墊模，10為活塞缸，11為推盤，12為連桿，13為鋁合金型材，41為擠壓桿，42為擠壓墊，51為導向凸起，52為連桿連接孔，53為成型凸起，54為分流橋，55為分流孔，531為成型區(qū)段，532為過渡區(qū)段。

【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明的核心是提供一種變截面鋁合金型材擠壓模具，以便于能夠生產(chǎn)出質(zhì)量合格的變截面鋁合金閉口型材。
[0034]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0035]請參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明實施例中所提供的變截面鋁合金型材擠壓模具的剖視示意圖，圖2為本發(fā)明實施例中所提供的模芯結(jié)構(gòu)的主視示意圖，圖3為本發(fā)明實施例中所提供的成型凸起的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]本發(fā)明所提供的軌道車輛的變截面鋁合金型材擠壓模具包括腔體、施壓裝置4、模芯5和鎖緊裝置，其中腔體的兩端貫通，并且腔體由一端至另一端依次為材料擠壓腔1、模芯移動腔2、成型腔3和出料腔；施壓裝置4可滑動地設(shè)置在材料擠壓腔I內(nèi)，并且施壓裝置4具體包括擠壓桿41和擠壓墊42，如圖1中所示，模芯5可滑動地設(shè)置在模芯移動腔2內(nèi)，并且模芯5上開設(shè)有供塑性鋁合金材料通過的分流孔55，模芯5上還固定設(shè)置有朝向成型腔3延伸并且可與成型腔3配合的成型凸起53，成型凸起53由與模芯5相連的一端向另一端依次為多段橫截面形狀相同，并且面積依次減小的成型區(qū)段531，鎖緊裝置用于定位模芯5的位置。
[0037]通常情況下，成型凸起53由分流橋54固定連接在模芯5上，如圖2中所示，在壓力作用下，分流橋54為成型凸起53提供足夠的支撐強度，分流橋54與分流孔55配合來對塑性鋁合金材料的流量和流速進行調(diào)配。
[0038]請參考附圖1，以下對本發(fā)明中所公開的變截面鋁合金型材擠壓模具的工作原理進行介紹:
[0039]經(jīng)過加熱的鋁合金鑄錠在材料擠壓腔I內(nèi)被施壓裝置4擠壓發(fā)生塑性變形，發(fā)生變形后的塑性鋁合金材料將被施壓裝置4向前推進，并經(jīng)過模芯5上的分流孔55進入到模芯移動腔2 —側(cè)，模芯移動腔2與成型腔3之間的空間構(gòu)成焊合室，在該位置經(jīng)過分流孔55分隔的塑性鋁合金材料將重新融合，模芯5通過左右滑動，使成型凸起53中的不同區(qū)段與成型腔3相配合，不同區(qū)段與成型腔3配合將產(chǎn)生不同的間隙，從而使生產(chǎn)出來的鋁合金型材13的截面(即壁厚)發(fā)生變化，塑性鋁合金通過成型凸起53與成型腔3所構(gòu)成的間隙后由出料腔輸出，從而形成閉口的鋁合金型材13。
[0040]由上述實施例中可以看出，用于與成型腔3相配合的成型凸起53設(shè)置在可滑動的模芯5上，而模芯5與成型腔3之間的距離較近，這就使得成型凸起53的長度較短，從而有效避免了成型凸起53在工作過程中偏移或者形變的情況出現(xiàn)，提高了鋁合金型材13的質(zhì)量。由此可見本發(fā)明中所公開的變截面鋁合金型材擠壓模具可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的閉口鋁合金型材。
[0041]閉口鋁合金型材在軌道車輛的生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，并且閉口鋁合金型材可能會有多種截面形狀，如圓筒形、方管型、六邊形等等，在進行不同截面的鋁合金型材擠壓時，僅需對模芯5上的成型凸起53以及成型腔3的形狀進行適應(yīng)性設(shè)計即可。
[0042]鋁合金型材13內(nèi)部可能為空心結(jié)構(gòu)，也可能為帶筋板結(jié)構(gòu)，若鋁合金型材13的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，模芯5上成型凸起53的設(shè)計相對而言較為簡單，成型凸起53的截面形狀與鋁合金型材13的空心截面形狀一致即可，而對于帶筋板結(jié)構(gòu)的鋁合金型材13而言，模芯5上的成型凸起53就需要設(shè)計多個，多個成型凸起53需間隔設(shè)置，多個成型凸起53的外邊緣與成型腔3的內(nèi)邊緣構(gòu)成型材壁面通道，相鄰兩個成型凸起53之間的間隙構(gòu)成型材的筋板通道，請參考圖2，圖2中所展示的是方管型鋁合金型材的成型凸起53和成型腔3結(jié)構(gòu)，其中圖2中虛線代表成型腔3的輪廓，三個成型凸起53之間留有間隙，塑性鋁合金材料由相鄰兩個成型凸起53之間的間隙流過后將形成鋁合金型材13內(nèi)部的筋板結(jié)構(gòu)，當然，若是進行其他截面形狀的鋁合金型材13的擠壓，僅需將成型凸起53和成型腔3進行適應(yīng)性設(shè)計即可，成型凸起53的多少將決定成品鋁合金型材13內(nèi)部筋板數(shù)量的多少。
[0043]請參考圖1，腔體具體由依次對接的擠壓筒6、上模7、下模8和墊模9構(gòu)成，為了進一步優(yōu)化上述實施例中的技術(shù)方案，在材料擠壓腔I和模芯移動腔2之間還設(shè)置有導流腔，以便于使塑性鋁合金材料盡快流入到模芯5位置。
[0044]更進一步的，本實施例中所提供的變截面鋁合金型材擠壓模具中還包括用于驅(qū)動模芯5滑動的驅(qū)動總成，具體的驅(qū)動總成包括:活塞缸10、推盤11和連桿12，請參考圖1，活塞缸10固定設(shè)置在墊模9上，推盤11固連在活塞缸10的活塞桿上，連桿12的一端與模芯5固連，另一端與推盤11固定相連，活塞桿的伸縮將帶動模芯5在模芯移動腔2內(nèi)進行滑動，從而實現(xiàn)成型凸起53上不同的成型區(qū)段與成型腔3進行配合?；钊?0可以為油缸或者氣缸，若油缸或者氣缸本身具有鎖緊功能，也可以不再進行模芯鎖緊裝置的設(shè)置。
[0045]本發(fā)明實施例中還提供了另外一種驅(qū)動總成的實現(xiàn)形式，該驅(qū)動總成包括:螺紋筒、螺桿、推盤11和連桿12，其中螺紋筒固定設(shè)置在墊模9上，并且螺紋筒內(nèi)開設(shè)有內(nèi)螺紋，螺桿與螺紋筒內(nèi)的螺紋相配合，推盤11上設(shè)置有用于驅(qū)動螺桿進行轉(zhuǎn)動的電機，并且電機的輸出端與螺桿相連，連桿12的一端與模芯5固連，另一端與推盤11固定相連。
[0046]電機的轉(zhuǎn)動將帶動螺桿進行轉(zhuǎn)動，螺桿將在螺紋筒內(nèi)進行軸向移動，從而帶動推盤11進行移動，推盤11的運動將通過連桿12傳遞到模芯5，從而實現(xiàn)模芯5在模芯移動腔2內(nèi)的滑動。當然，若該驅(qū)動總成本身具有鎖緊功能，也可以不再進行模芯鎖緊裝置的設(shè)置。
[0047]更進一步的，上述實施例中的連桿12均包括多根，并且多根連桿12均沿墊模9的周向均勻設(shè)置，以便能夠使模芯5移動的過程中周向受力平衡，避免其產(chǎn)生傾斜或者變形，保證鋁合金型材13的精度。
[0048]在實際生產(chǎn)過程中，需要在不停機的情況下進行模芯5的移動，為了避免型材截面產(chǎn)生突然變化，本實施例中的成型凸起53中，相鄰兩個成型區(qū)段531之間還設(shè)置有過渡區(qū)段532，并且過渡區(qū)段532為橫截面與成型區(qū)段531的橫截面形狀一致的錐狀過渡區(qū)段。
[0049]具體的請參考圖3，圖3中給出了一種帶有過渡區(qū)段532的成型凸起的具體實施例，當生產(chǎn)兩端壁薄而中間壁厚的鋁合金型材時，先使橫截面較大的成型區(qū)段531與成型腔3相配合，當需要進行變截面時，降低擠壓速度，通過模芯5帶動成形凸起53進行移動，使過渡區(qū)段532與成型腔3相配合，然后再重新恢復正常擠壓速度，最后逐漸移動至橫截面最小的成型區(qū)段531，這時生產(chǎn)出的鋁合金型材13的壁厚最大，當鋁合金型材13擠壓到另一端需要壁變薄時，成型凸起53反向移動，依次使過渡區(qū)段532和橫截面較大的成型區(qū)段531與成型腔3相配合，該種成型凸起53這可以避免鋁合金型材13的橫截面發(fā)生突變。
[0050]成型凸起53的軸向尺寸過長將有可能在擠壓過程中發(fā)生形變，為此，本實施例中所提供的變截面鋁合金型材擠壓模具中，成型凸起53中包括兩節(jié)相連的成型區(qū)段531，如圖3中所示。
[0051]為了進一步優(yōu)化上述實施例中的技術(shù)方案，本實施例中在模芯5的外沿上還設(shè)置有導向凸起51，如圖2中所示，模芯移動腔2的內(nèi)表面上設(shè)置有與導向凸起51適配的導向槽，導向凸起51嵌入導向槽內(nèi)。導向凸起51與導向槽的配合將有效提高模芯5移動時的穩(wěn)定性。
[0052]可以理解的是，該設(shè)備容易實現(xiàn)自動化，通過控制器控制施壓裝置4的擠壓速度以及驅(qū)動總成的動作時間即可。
[0053]以上對本發(fā)明所提供的變截面鋁合金型材擠壓模具進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，包括: 兩端貫通的腔體，且所述腔體由一端至另一端依次為材料擠壓腔(I)、模芯移動腔(2)、成型腔(3)和出料腔； 可滑動地設(shè)置在所述材料擠壓腔(I)的施壓裝置(4)； 可滑動地設(shè)置于所述模芯移動腔(2)內(nèi)，且開設(shè)有分流孔(55)的模芯(5)，所述模芯(5)上固定設(shè)置有朝向所述成型腔(3)延伸且用于與所述成型腔(3)配合的成型凸起(53)，且所述成型凸起(53)由與所述模芯(5)相連的一端向另一端依次為多段橫截面形狀相同，且面積依次減小的成型區(qū)段(531)； 用于定位所述模芯(5)位置的鎖緊裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述腔體由依次對接的擠壓筒(6)、上模(7)、下模(8)和墊模(9)的內(nèi)腔構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，還包括驅(qū)動所述模芯(5)滑動的驅(qū)動總成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述驅(qū)動總成包括: 固定設(shè)置在所述墊模(9)上的活塞缸(10)； 固連在所述活塞缸(10)的活塞桿上的推盤(11)； 一端與所述模芯(10)固連，另一端與所述推盤(11)固連的連桿(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述驅(qū)動總成包括: 固定設(shè)置在所述墊模(9)上，且具有內(nèi)螺紋的螺紋筒； 與所述螺紋筒相配合的螺桿； 推盤(11)，所述推盤(11)上設(shè)置有用于驅(qū)動所述螺桿轉(zhuǎn)動的電機，且所述電機的輸出端與所述螺桿相連； 一端與所述模芯(5)固連，另一端與所述推盤(11)固連的連桿(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，在所述成型凸起(53)中，相鄰兩個所述成型區(qū)段(531)之間還設(shè)置有過渡區(qū)段(532)，且所述過渡區(qū)段(532)為橫截面與所述成型區(qū)段(531)的橫截面形狀相同的錐狀過渡區(qū)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述模芯(5)上設(shè)置有多個所述成型凸起(53)，多個所述成型凸起(53)的外邊緣與所述成型腔(3)的內(nèi)邊緣構(gòu)成型材壁面通道，相鄰兩個所述成型凸起(53)之間的間隙構(gòu)成型材的筋板通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述成型凸起(53)中包括兩節(jié)相連的成型區(qū)段(531)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，其特征在于，所述模芯(5)的外沿上還設(shè)置有導向凸起(51)，所述模芯移動腔(2)的內(nèi)表面還設(shè)置有與所述導向凸起(51)適配的導向槽，所述導向凸起(51)嵌入所述導向槽內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變截面鋁合金型材擠壓模具，特征在于，所述材料擠壓腔(I)和所述模芯移動腔(2)之間還設(shè)置有導流腔。
【文檔編號】B21C25/02GK104070080SQ201410327749
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】王先鋒, 蔣忠城, 楊穎 , 袁文輝, 劉亞妮, 羅顯光 申請人:南車株洲電力機車有限公司