一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法，遮蔽式模具由上模和下模構(gòu)成，所述上模上設(shè)有均勻分布的四個分流孔，所述上模的模芯遮蔽下模的模孔處的懸臂，所述懸臂部位的頂部與模芯部位的底部留有間隙；模具的材料選用優(yōu)質(zhì)4Cr5MoSiV1熱作模，采用全自動加工方法，設(shè)計出大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)模具經(jīng)過高溫淬火，回火及氮化工藝處理，提高了模具表面的硬度值。本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)簡單、合理，采用上模和下模構(gòu)成的遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，使模具的懸臂部位不直接承受變形金屬的作用力；懸臂的頂部與上模模芯底部留有間隙，用來消除因中心彈性變形或壓擠后對懸臂的壓力，較好地保證了型材質(zhì)量，滿足用戶對該型材的技術(shù)要求，并具有長的使用壽命。
【專利說明】一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種綠色建筑鋁合金型材的加工模具及其加工工藝，具體涉及一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]綠色建筑鋁合金結(jié)構(gòu)擠壓型材品種多達(dá)百余種，而且規(guī)格范圍廣，現(xiàn)有綠色建筑用鋁合金結(jié)構(gòu)型材直接作為零部件來與相關(guān)件配合使用的。綠色建筑鋁合金結(jié)構(gòu)擠壓型材的技術(shù)要求高，形狀復(fù)雜，生產(chǎn)技術(shù)難度大，需要設(shè)計與制造多種特殊結(jié)構(gòu)模具才能保證擠壓材成形和各種技術(shù)指標(biāo)。綠色建筑鋁合金結(jié)構(gòu)擠壓型材包括各種異形型材如空心型材、實心型材和半空心型材以及各種特殊棒材；大舌比半空心型材屬特別難擠壓的型材，以WYYl 125型材為例，該大舌比半空心型材的設(shè)計要求和難度如下:
[0003](I) WYYl 125型材的合金狀態(tài)為6061FT6，擠壓材需經(jīng)精密水、霧、氣淬火和人工時效制成，要求型材的尺寸與形位精度達(dá)到超高精級水平，并具有良好的力學(xué)性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配，但現(xiàn)有模具很難加工出具有如此性能的型材。
[0004](2)WYY1125型材屬于屬典型的大舌比半空心型材如圖1所示，該型材從形狀來看是從三個方面包圍，一方面有一部分開口，被包圍部分為空間面積，這個面積從模具方面看是個懸臂梁，這個懸臂梁細(xì)而深，懸臂梁極易下塌；現(xiàn)有模具的強(qiáng)度差，易變形、開裂、壓塌，不能保證加工出尺寸精度和形位精度的型材，且模具也很容易損壞。
[0005](3)該型材有三個90°轉(zhuǎn)角，其中兩個角為90^.5, 一個角為90Λ.3，這三個角度的
公差值都已超出《國標(biāo)》的任何等級規(guī)定。用戶要求保證該型材三個角度精度是為了確保模板裝配整體的平直度，而現(xiàn)有模具很難加工出如此精確的型材。
[0006](4)現(xiàn)有模具的使用壽 命短，不能實現(xiàn)批量化大生產(chǎn)。
[0007](5)該型材需要模板型材的表面光潔、尺寸和形位精度高，因此需要采用高質(zhì)量的模具鋼及嚴(yán)格的模具熱處理工藝和新型的表面處理工藝。機(jī)加工全部實施CNC工藝規(guī)程，難度是非常大的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中模具使用時間短，模具加工效率低等不足，提供一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，該模具結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)型材的大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，且能夠保障大舌比半空心型材的質(zhì)量。
[0009]本發(fā)明的目的之二是為了提供一種大舌比半空心型材的模具制造方法，該制造方法能夠高效的生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高韌性、高精度和表面粗糙度低的優(yōu)質(zhì)大舌比半空心型材模具，提聞1旲具的使用壽命。
[0010]本發(fā)明的目的之一可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0011]一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，所述模具采用遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，遮蔽式模具由上模和下模構(gòu)成，所述上模上設(shè)有均勻分布的四個分流孔，所述上模的模芯遮蔽下模的?？滋幍膽冶郏鼓＞叩膽冶鄄恢苯映惺茏冃谓饘俚淖饔昧?；所述懸臂部位的頂部與模芯部位的底部留有間隙，該模具可有效改善由懸臂頂端部位?？讛D出型材的壁厚偏差，較好地保證型材質(zhì)量，并大大提高模具使用壽命。
[0012]本發(fā)明的目的之一還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0013]進(jìn)一步地:所述懸臂的頂部與模芯的底部留有0.8-1.0mm的間隙，用來消除因中心彈性變形或壓擠后對懸臂的壓力。
[0014]進(jìn)一步地:所述上模的模芯縮短0.8-1.0mm。
[0015]本發(fā)明的目的之二可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0016]一種大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于:
[0017]模具的材料選用4Cr5MoSiVl熱作模具鋼；
[0018]模具的粗坯制作:將模塊采用電渣重熔鋼坯，依次經(jīng)過鍛造、退火，得到硬度達(dá)到HB229的模塊；
[0019]模具的設(shè)計制造:采用CAD/CAM/CAE全自動加工方法，通過建立三維模型確保模具的各參數(shù)，設(shè)計出大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)；
[0020]模具的熱處理:模具經(jīng)過1000?1050°C高溫淬火，然后經(jīng)過2次回火，使模具硬度值到達(dá)48?49HRC ；
[0021]模具表面強(qiáng)化處理:采用二階段氣體氮化工藝處理，確保模子表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度100?160 μ m，提高模具使用壽命。
[0022]進(jìn)一步地:所述模具的設(shè)計制造，遵循鋁合金擠壓時金屬流動規(guī)律，合理分配金屬量和控制流速，盡量減少擠壓阻力和平衡流速。
[0023]進(jìn)一步地:所述模具熱處理經(jīng)1035°C高溫淬火。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]1、本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)簡單、合理，采用遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，遮蔽式模具由上模和下模構(gòu)成，上模的模芯部分遮蔽下模的?？椎膽冶鄄课?，使模具的懸臂部位不直接承受變形金屬的作用力；所述懸臂部位的頂部與上模模芯底部留有0.8-1.0mm的間隙，用來消除因中心彈性變形或壓擠后對懸臂的壓力，該模具可有效改善由懸臂頂端部位?？讛D出型材的壁厚偏差，較好地保證了型材質(zhì)量，滿足用戶對該型材的技術(shù)要求，并具有長的使用壽命。
[0026]2、本發(fā)明模具的加工方法，由于選用了優(yōu)質(zhì)模具材料，設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的模具、制造工藝合理、熱處理和表面處理先進(jìn)，不僅保證了產(chǎn)品的成形和尺寸、形位精度與表面質(zhì)量及焊合質(zhì)量，提高了模具表面硬度值，從而使模具的使用壽命提高了 2-3倍。
[0027]3、該大舌比半空心型材的模具經(jīng)2次試模就合格，每次修模量都較小，降低擠壓生產(chǎn)過程的輔助時間。采用該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸精度和形位精度更穩(wěn)定，產(chǎn)品的組織和性能更好，能滿足綠色建筑結(jié)構(gòu)材的產(chǎn)業(yè)化、大批量生產(chǎn)的要求，生產(chǎn)效率高，成品率高，從而降低了大舌比半空心型材型材的技術(shù)難度和生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有大舌比半空心型材的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明具體實施例1中上模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是圖2中A-A的剖視圖。[0031]圖4是圖2中B-B處上模和下模的裝配示意圖。
[0032]圖5是本發(fā)明具體實施例1中下模的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0034]具體實施例1:
[0035]如圖2、圖3、圖4和圖5所示的一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，所述模具采用遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，遮蔽式模具包括上模I和下模2，所述上模I上設(shè)有均勻分布的四個分流孔1-2，下模2上設(shè)有?？?-2和焊合室2-3，?？?-2處設(shè)有懸臂2_1 ;上模I的模芯1_1部分遮蔽下模2的模孔2-2處的懸臂2-1部位，使模具的懸臂2-1部位不直接承受變形金屬的作用力；所述上模I的模芯1-1縮短0.8-1.0mm，懸臂2_1部位的頂部與的模芯1_1部分的底部留有0.8-1.0mm的間隙，用來消除因中心彈性變形或壓擠后對懸臂的壓力，該模具可有效改善由懸臂2-1頂端部位模孔擠出型材的壁厚偏差，較好地保證型材質(zhì)量。該上模I和下模2還具有現(xiàn)有上模和下模的其他基本結(jié)構(gòu)特征，因與現(xiàn)有技術(shù)相同故在此省略。
[0036]一種大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于:
[0037]模具的材料選用優(yōu)質(zhì)4Cr5MoSiVl熱作模具鋼；
[0038]模具的粗坯制作:將模塊采用電渣重熔鋼坯，依次經(jīng)過鍛造、退火，得到硬度達(dá)到HB229的模塊；
[0039]模具的設(shè)計制造:在設(shè)計制造擠壓模時，一定要嚴(yán)格遵循鋁合金擠壓時金屬流動規(guī)律，設(shè)計特種結(jié)構(gòu)模具合理分配金屬量和控制流速，盡量減少擠壓阻力和平衡流速；采用CAD/CAM/CAE全自動加工方法實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，通過建立三維模型確保模具的各參數(shù)，設(shè)計出大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)；采用國內(nèi)外最先進(jìn)的模具加工設(shè)備，數(shù)控車床、數(shù)控銑床、CNC加工中心、數(shù)控電火花機(jī)床、數(shù)控雕銑機(jī)、低速線切割機(jī)等現(xiàn)代化機(jī)床，在模具制作的全過程中已實現(xiàn)CAD/CAM/CAE全自動加工，可確保模具加工質(zhì)量；
[0040]模具的熱處理:模具經(jīng)過1035°C高溫淬火，然后經(jīng)過2次回火，使模具硬度值到達(dá)48 ?49HRC ；
[0041]模具表面強(qiáng)化處理:采用二階段氣體氮化工藝處理，確保模子表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度100?160 μ m，提高模具使用壽命。
[0042]本模具加工方法中還包括現(xiàn)有模具加工的其他基本步驟，因現(xiàn)有模具加工的步驟屬于現(xiàn)有技術(shù)，故在此省略。
[0043]該模具是制作大舌比半空心型材的模具，該擠壓型材的擠壓比λ、金屬變程度ε、金屬分流比Kp焊合室深度h胃等每一個設(shè)計參數(shù)值都經(jīng)過嚴(yán)格的計算，取值都符合鋁合金擠壓大舌比半空心材的技術(shù)要求，以此，保證擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
[0044]用于擠壓WYY1125大舌比半空心型材的模具，該模具的設(shè)計依據(jù)參數(shù)如表I所示，該模具設(shè)計方案參數(shù)如表2,該模具尺寸及技術(shù)要求如表3所示,制成的模具成品參數(shù)如表4所示,該模具經(jīng)多次試模后的檢測統(tǒng)計如表5所示。
[0045]由于WYY1125大舌比半空心型材的模具選用了優(yōu)質(zhì)4Cr5MoSiVl熱作模具鋼為材料，并實施了先進(jìn)的熱處理制度，經(jīng)過高溫淬火和2次回火使模子硬度值到達(dá)48?49HRC，對模子表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，提高了模具表面硬度值；全過程都采用CAD/CAM/CAE全自動生產(chǎn)，通過采用全自動加工方法，提高了模具的加工精度，保證了擠壓產(chǎn)品的力學(xué)性能；每套模具都具有很高的強(qiáng)度和韌性，模具尺寸制作精確，型材擠壓廠嚴(yán)格遵循模具使用制度。因此，該模具試模2次就合格，修模量比較小，使用壽命比較高，達(dá)到了項目提高2-3倍的目標(biāo)。該模具保證了超高精度舌比大于5的半空心型材的成型與超高精度，而且使用壽命大幅度提高，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0046]表1:WYY1125型材的模具尺寸設(shè)計及技術(shù)要求
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述模具采用遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，遮蔽式模具由上模(I)和下模(2)構(gòu)成，所述上模(I)上設(shè)有均勻分布的四個分流孔(1-2)，所述上模(I)的模芯(1-1)遮蔽下模(2)的?？?2-2)處的懸臂(2-1)，使模具的懸臂(2-1)不直接承受變形金屬的作用力；所述懸臂(2-1)的頂部與模芯部分(1-1)的底部留有間隙，該模具可有效改善由懸臂頂端部位模孔擠出型材的壁厚偏差，較好地保證型材質(zhì)量，并能大大提聞1旲具使用壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述懸臂(2-1)的頂部與模芯(1-1)的底部留有0.8-1.0mm的間隙，用來消除因中心彈性變形或壓擠后對懸臂的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上模(I)的模芯(1-1)縮短 0.8-1.0mm。
4.一種大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于: 模具的材料選用4Cr5MoSiVl熱作模具鋼； 模具的粗坯制作:將模塊采用電渣重熔鋼坯，依次經(jīng)過鍛造、退火，得到硬度達(dá)到HB229的模塊； 模具的設(shè)計制造:采用CAD/CAM/CAE全自動加工方法，通過建立三維模型確保模具的各參數(shù)，設(shè)計出大舌比半空心型材的模具結(jié)構(gòu)； 模具的熱處理:模具經(jīng)過1000?1050°C高溫淬火，然后經(jīng)過2次回火，使模具硬度值到達(dá)48?49HRC ； 模具表面強(qiáng)化處理:采用二階段氣體氮化工藝處理，確保模子表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度100?160 μ m，提高模具使用壽命。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具的設(shè)計制造，遵循鋁合金擠壓時金屬流動規(guī)律，合理分配金屬量和控制流速，盡量減少擠壓阻力和平衡流速。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大舌比半空心型材的模具制造方法，其特征在于:所述模具熱處理經(jīng)1035 °C高溫淬火。
【文檔編號】B21C25/02GK103480681SQ201310432933
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】馮揚(yáng)明 申請人:廣東偉業(yè)鋁廠有限公司