一種分流模成型管材擠脹組合模具的制作方法
【專利摘要】一種分流模成型管材擠脹組合模具。分流模擠壓存在著分流后兩股金屬流能否在高溫高擠壓力下，高質量地重新擠壓焊合在一起的難點。而該領域的研究大多以計算機模擬為基礎，通過模擬參數來論證焊合質量。為了填補該領域實踐研究上的空白，本發明設計了一種可以在分流模擠壓出管材后立刻進行脹形實驗的擠脹組合模具形式，包括分流擠壓模具部分與脹形模具部分。利用此模具進行不同參數下的擠壓脹形實驗，通過對管材的脹形來檢驗分流模擠壓出管材焊合帶的焊合質量，并進一步通過變換擠壓參數來探索不同的擠壓參數（擠壓力、溫度、速度、摩擦系數等）下對分流模擠壓焊合的影響。
【專利說明】一種分流模成型管材擠脹組合模具
【技術領域】
[0001]本發明屬于檢驗分流模管材成型焊合帶質量領域。應用于檢驗分流模擠壓焊合質量的研究。通過該種模具形式能較方便的在熱擠壓出管材后立刻進行脹形實驗，探索分流模擠壓焊合質量。
【背景技術】
[0002]分流模擠壓以生產效率高、周期短，并能生產斷面復雜、壁厚差大的型材等優點在近年來獲得了迅速的發展，并廣泛地應用于不帶獨立穿孔系統的擠壓機上生產各種規格的民用及軍用管材和空心型材。但分流模擠壓存在著分流后兩股金屬流能否在高溫高擠壓力下，高質量地重新擠壓焊合在一起的難點。而該領域的研究大多以計算機模擬為基礎，通過模擬參數來論證焊合質量。
[0003]為了填補該領域實踐研究上的空白，我們專門設計了一種可以在分流模擠壓出管材后立刻進行脹形實驗的擠脹組合模具形式，并利用此形式的模具進行不同參數下的擠壓脹形實驗，通過對管材的脹形來檢驗分流模擠壓出管材焊合帶的焊合質量，并進一步通過變換擠壓參數來探索不同的擠壓參數(擠壓力、溫度、速度、摩擦系數等)下對分流模擠壓焊合的影響。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是設計一種分流擠壓與脹形的組合模具，使用該模具進行分流模管材成型焊帶質量檢驗實驗，節省擠壓后再脹形之間的準備工序，使管材通過分流模擠壓出來后直接進入脹形模具進行脹形。
[0005]而以往用脹形方法檢驗分流模管材的焊合帶質量，都是在擠出管材后，切下管材，再進行獨立的脹形實驗。這樣做既不方便又使管材在高溫高擠壓力下擠出后還要做很多脹形工序的準備工作，且在準備工作期間，用于實驗的截取管材會經歷不同的環境，無法對分組實驗提供一個較穩定的實驗環境，對分組實驗的結果也無法提供可靠的對比依據。
[0006]而使用此次發明的擠脹組合模具，由于管材剛剛被擠壓出來就直接進入脹形模具，可以保證一個相對良好、穩定的實驗環境，排除了擠壓后切斷管材再進入脹形模具脹形的一些不利的外在可變因素，使變換參數的分組實驗的實驗結果更加準確。對于高溫擠壓的管材，也利用了擠壓熱作為熱脹的熱源，一舉多得。而該種擠脹模具形式也可以直接用于一些需要擠壓并脹形的異型管材的制造。
[0007]本發明的技術方案
一種分流模成型管材擠脹組合模具，包括分流擠壓模具部分與脹形模具部分，通過設計一種獨特的脹形模具結構使得在擠壓出管材后，能直接對管材進行脹形，將擠壓工藝與脹形工藝有效的聯系起來；該擠壓脹形組合模具的脹形模具部分包括固定在分流擠壓模具中模座外側的凹模固定板，凹模固定板的一面開有一個T型導滑槽，T型導滑槽內安裝有左右兩塊凹模板，左右兩塊凹模板在相對端面之間形成脹形腔，左右兩塊凹模板上各開有一個和斜導柱配合的傾斜導向孔，且傾斜導向孔的軸線靠近模座一端均向外傾斜，左右兩塊凹模板的前表面(以管材擠出方向為前)各開有與導柱擋塊配合的定位孔，左右兩塊凹模板的外側端面各固定有一個定位擋塊；脹形模具部分還包括依次設置的脹形凸模固定板、凸模固定板墊板、導柱固定板、導柱固定板墊板、頂桿固定板及頂桿固定板墊板；脹形凸模固定板上朝向凹模板一側固定安裝有兩個斜導柱并分別與凹模板上的傾斜導向孔配合，脹形凹模固定板的中部固定安裝有一個脹形組件，脹形組件的上端正對左右兩塊凹模板之間形成的脹形腔；脹形凹模固定板上同時安裝有起限位作用的鎖緊塊，在脹形組件達到脹形位置后，鎖緊塊與凹模板表面階梯狀部分接觸并卡住凹模板防止凹模板滑動；導柱固定板及導柱固定板墊板固定安裝在脹形模具支架上，兩個導柱固定安裝在導柱固定板上，導柱上端各固定有一個起限位作用的導柱擋塊；脹形凸模固定板與凸模固定板墊板沿導柱與導柱固定板對齊固定好。頂桿固定板與頂桿固定板墊板在導柱固定板墊板與模板的空隙之間運動，頂桿固定在頂桿固定板上并穿過導柱固定板與導柱固定板墊板，作用是推動凸模固定板與凸模固定板墊板運動，使脹形組件進入管材內部進行脹形。
[0008]所述的脹形組件包括一個錐面導向軸，錐面導向軸的小端面中央固定有一個定位柱，脹形分體凸模中的各分瓣凸模以圓弧形接觸面環繞定位柱一圈，并通過彈性卡圈固定在錐面導向軸上。
[0009]所述的脹形分體凸模由6至12塊分瓣凸模構成。
[0010]本發明的優點和有益效果:
1.利用脹形的原理對剛剛擠出的空心型材的焊合帶部分進行脹形，可以很好的檢測焊合帶的強度等力學性能。也可以很好的觀察焊合帶受脹形破裂的情況。
[0011]2.使用擠壓脹形組合模具來檢驗分流模擠壓焊合質量，節省了擠壓后截取一段管材再進行熱脹等工序。也同樣節省了設備和模具成本。
[0012]3.分流模剛剛擠壓出的管材溫度很高，直接對其進行脹形，解決了脹形時加熱的問題，這使得在脹形工序中不必再另外加熱。
[0013]4.剛剛從分流模擠壓出來就進行脹形工序，保證了一個較穩定的實驗環境，避免了很多其他的因素。在更換其他實驗參數或者優化分流模后，仍然是擠出后直接進入脹形，相比擠壓后截取管材再放入脹形模具進行脹形，此實驗方法避免了很多其他干擾實驗結果的外在因素，有益于分組實驗環境的一致性及分組實驗結果的可靠性。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是擠壓脹形模具總裝配圖。
[0016]圖2是分流擠壓模具部分裝配圖。
[0017]圖3是脹形模具部分裝配圖。
[0018]圖4是圖3中導柱部分放大圖。
[0019]圖5是脹形運動過程示意圖。
[0020]圖6是脹形組件主視圖。
[0021 ]圖7是脹形組件俯視圖。
[0022]圖8是凹模固定板與凹模板裝配的俯視圖。[0023]圖9是凹模固定板與凹模板裝配的側視示意圖。
[0024]圖中，1-錠坯；2_擠壓筒；3_銷釘；4_分流橋；5_導流模；6_芯棒；7_支撐環；8-焊合模；9_分流模；10_螺釘；11-擠壓墊；12-擠壓軸；13_模座；14、29-擋塊；15_凹模固定板；16、30_拉桿；17、33-凹模板；18、32導柱；19、34斜導柱；20_脹形凸模固定板；21、36-鎖緊塊；22_脹形凸模固定板墊板；23_導柱固定板；24_導柱固定板墊板；25、39_支架；26-螺釘；27、40_頂桿；28_頂桿固定板；31_導柱擋塊；35_導套；37_脹形分體凸模；38_錐面導向軸；41_頂桿固定板墊板；42_脹形模板；43定位柱；44彈簧卡圈。
【具體實施方式】
[0025]實施例1、一種分流模成型管材擠脹組合模具
如圖1所示，一種分流模成型管材擠脹組合模具，包括分流擠壓模具部分(見圖2，為現有技術)與脹形模具部分(見圖3至圖5)。脹形模具部分包括固定在分流擠壓模具中模座13外側的凹模固定板15,凹模固定板的前表面(此處規定朝向擠壓管材擠出方向的一面為前表面，反之為后表面)開有一個T型導滑槽(呈水平方向)，T型導滑槽內安裝有左右兩塊凹模板(17、33)，左右兩塊凹模板在相對端面之間形成脹形腔，左右兩塊凹模板上各開有一個和斜導柱(19、34)配合的傾斜導向孔，且傾斜導向孔的軸線靠近模座一端均向外傾斜，左右兩塊凹模板的前表面各開有與導柱擋塊配合的定位孔，左右兩塊凹模板的外側端面各固定有一個定位擋塊(14、29)；
脹形模具部分中的其他部件依次設置有脹形凸模固定板20、凸模固定板墊板22、導柱固定板23、導柱固定板墊板24、頂桿固定板28與頂桿固定板墊板41 ;脹形凸模固定板20上朝向凹模板一側固定安裝有兩個斜導柱(19、34)并分別與凹模板上的傾斜導向孔配合，脹形凸模固定板的中部固定安裝有一個脹形組件，脹形組件的上端正對左右兩塊凹模板之間形成的脹形腔；脹形凸模固定板上同時安裝有起限位作用的鎖緊塊(21、36);導柱固定板23及導柱固定板墊板24通過支架(25、39)固定安裝在脹形模具模板42上，兩個導柱(18、32)固定安裝在導柱固定板23上，導柱上端各固定有一個起限位作用的導柱擋塊31 ;脹形凸模固定板20和凸模固定板墊板22通過通孔套裝在導柱上，通孔內對應安裝有導套35 ；頂桿固定板28與頂桿固定板墊板41在導柱固定板墊板與脹形模具的模板42的空隙之間運動,頂桿(27、40)固定在頂桿固定板28上并穿過導柱固定板23與導柱固定板墊板24，頂桿的頂端與凸模固定板墊板22相接觸，作用是推動凸模固定板與凸模固定板墊板運動，使脹形組件進入管材內部進行脹形；
所述的脹形組件包括一個錐面導向軸，錐面導向軸的小端面中央固定有一個定位柱，脹形分體凸模中的各分瓣凸模(由6至12塊構成)以圓弧形接觸面環繞定位柱一圈，并通過彈性卡圈固定在錐面導向軸上。下面結合模具工作流程詳述如下。
[0026]本發明的工作流程:
錠坯在經過分流、導入、焊合、擠出四個階段后，以成型管材的形式擠出了分流擠壓模具。緊接著管材擠出一段長度后，進入了脹形模具型腔，進行脹形工序(參見圖1)。
[0027]附圖2為分流擠壓模具部分圖。如附圖2所示，錠坯I在擠壓軸12及擠壓墊11的作用下進入分流模9的型腔中，在分流橋4的作用下，錠坯被分割為兩股金屬流。而后，兩股金屬流經過導流模5進入焊合模8中，在焊合室內高溫高壓下焊合為空心管材，經過支撐環7和模座13，進入脹形模具型腔。
附圖3為脹形模具部分，模具逐漸合模后，導柱擋塊31率先頂在凹模固定板上(參見圖4)。該導柱擋塊用螺釘固定在導柱端部，起到限位作用。導柱擋塊31定位后，在推力作用下頂桿固定板28與頂桿固定板墊板41將帶動頂桿27、40向凹模板一側運動。繼而推動凸模固定板20及凸模固定板墊板22沿導柱向前運動，斜導柱19、34分別逐漸進入凹模板17、33的傾斜導向孔中(與凹模板內安裝孔采用H7/m6配合)，導致兩塊凹模板17、33沿凹模固定板15上的導軌逐漸向中間靠攏,最終凸模固定板20表面與凹模板17、33表面接觸，由鎖緊塊21、36鎖緊，凹模板17、33達到指定工作位置。
[0028]其中錐面導向軸38固定在凸模固定板20上，和凸模固定板一起運動，逐漸進入管材孔內。當錐面導向軸表面逐漸運動直至接觸芯棒表面時，錐面導向軸上的定位柱43 (參見圖6、圖7)也會逐漸插入芯棒上開的配合孔中，由于在推力下要繼續運動，分體凸模在凸模上彈性卡圈44箍緊力的作用下向四周張開，實現脹形工藝(參見圖5)。
[0029]其中，分體凸模37的分瓣數為6到12瓣，可以根據不同的管材直徑變換，分體凸模依靠彈性卡圈的箍緊力固定在錐面導向軸上。
[0030]在脹形結束后，隨著模具逐漸開模，斜導柱19、34會逐漸退出配合孔，并帶動凹模板17、33向外張開，使管材的脹形部分與凹模型腔表面分離。
[0031]凹模固定板15的結構是在板中銑一個T型導滑槽，將兩塊凹模板從側面裝入，而后用擋塊14、29擋住，用螺釘固定擋塊(參見圖2、圖8、圖9)。凹模板與導滑槽之間的配合采用H8/f7。
【權利要求】
1.一種分流模成型管材擠脹組合模具，包括分流擠壓模具部分與脹形模具部分，其特征在于通過設計一種獨特的脹形模具結構使得在擠壓出管材后，能直接對管材進行脹形，將擠壓工藝與脹形工藝有效的聯系起來；該擠壓脹形組合模具的脹形模具部分包括固定在分流擠壓模具中模座外側的凹模固定板，凹模固定板的一面開有一個T型導滑槽,T型導滑槽內安裝有左右兩塊凹模板，左右兩塊凹模板在相對端面之間形成脹形腔，左右兩塊凹模板上各開有一個和斜導柱配合的傾斜導向孔，且傾斜導向孔的軸線靠近模座一端均向外傾斜，左右兩塊凹模板的前表面各開有與導柱擋塊配合的定位孔，左右兩塊凹模板的外側端面各固定有一個定位擋塊；脹形模具部分還包括依次設置的脹形凸模固定板、凸模固定板墊板、導柱固定板、導柱固定板墊板、頂桿固定板及頂桿固定板墊板；脹形凸模固定板上朝向凹模板一側固定安裝有兩個斜導柱并分別與凹模板上的傾斜導向孔配合，脹形凹模固定板的中部固定安裝有一個脹形組件，脹形組件的上端正對左右兩塊凹模板之間形成的脹形腔；脹形凹模固定板上同時安裝有起限位作用的鎖緊塊，在脹形組件達到脹形位置后，鎖緊塊與凹模板表面階梯狀部分接觸并卡住凹模板防止凹模板滑動；導柱固定板及導柱固定板墊板固定安裝在脹形模具支架上，兩個導柱固定安裝在導柱固定板上，導柱上端各固定有一個起限位作用的導柱擋塊；脹形凸模固定板與凸模固定板墊板沿導柱與導柱固定板對齊固定好；頂桿固定板與頂桿固定板墊板在導柱固定板墊板與模板的空隙之間運動，頂桿固定在頂桿固定板上并穿過導柱固定板與導柱固定板墊板，作用是推動凸模固定板與凸模固定板墊板運動，使脹形組件進入管材內部進行脹形。
2.根據權利要求1所述的分流模成型管材擠脹組合模具，其特征在于所述的脹形組件包括一個錐面導向軸，錐面導向軸的小端面中央固定有一個定位柱，脹形分體凸模中的各分瓣凸模以圓弧形接觸面環繞定位柱一圈，并通過彈性卡圈固定在錐面導向軸上。
3.根據權利要求2所述的分流模管材成型擠脹組合模具，其特征在于所述的脹形分體凸模由6至12塊分瓣凸模構成。
【文檔編號】B21C25/02GK103962406SQ201410184501
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】宋繼順, 王華龍, 蘆富麗, 劉倩倩, 張鷹 申請人:天津理工大學