本發明涉及模套制作領域，尤其是涉及一種環模壓塊機模套制作模具。

背景技術：

隨著牧草產業和生物質能源利用的發展，牧草、生物質壓塊機得到了廣泛的應用。新型的模套、模盤組合式環模壓塊機因其物料適應性強，模套更換方便而逐漸被關注。模套的結構形式為階梯狀的套筒，內部界面為由方形到圓形的漸變，外截面為方形與圓形的階梯組合。其結構的復雜程度使模套的加工成型成為了壓塊機制造中的一個難題，使用傳統的工藝對模套內孔傾角、端部方形面和內孔方形面的加工都極其繁瑣復雜，且成品料的一致性差。

針對以上問題，授權公告號為CN104859178B的中國專利公開了一種制作環模壓塊機模套的模具，包括上成型模具、下成型模具、模具底座、導向板和沖頭，其特征在于：所述模具從上到下安裝順序依次為：導向板、上成型模具、下成型模具、模具底座；所述導向板為長方形薄板，上成型模具為中心開有方形通孔的圓盤，兩導向板短邊所在薄面與上成型模具兩邊緣表面貼合固定，保證兩導向板相互平行且與上成型模具的方形孔的其中兩邊平行，從而形成導向槽；所述下成型模具為中心通孔的圓柱體，并在上表面開有圓形槽，圓形槽內徑與上成型模具外徑為間隙配合；所述模具底座為中心為圓形通孔的圓盤，并在上表面加了一層圓形凸臺，凸臺外徑與下成型模具中心通孔內徑為間隙配合。該發明專利提供的方案能夠一次沖壓就完成了模套外方內方的成型，使模套加工的難度降低。但是，在使用該方案提供的模具制作模套時，需要先對坯料進行高溫加熱，然后再放入模具中進行加工，不能使用該模具同時完成對坯料的加熱和壓制工作，從而使模套的加工效率處于一個較低的水平。此外，由于該方案需要對坯料先在模具外部進行高溫加熱，所以需要使用專門的工具對高溫坯料進行轉移，否則就有可能發生危險。

技術實現要素：

本發明意在提供一種環模壓塊機模套制作模具，以解決現有技術不能同時完成對毛坯料的加熱和壓制工作的問題，從而提高模套的加工效率。

為了實現上述目的，本發明提供一種環模壓塊機模套制作模具，包括上模具、下模具、底座、兩塊第一導向板和沖頭，所述模具從上到下安裝順序依次為：第一導向板、上模具、下模具、底座；所述導向板為長方形薄板，上模具為中心開有方形孔的圓盤，兩塊第一導向板短邊所在薄面與上模具兩邊緣表面貼合固定，保證兩塊第一導向板相互平行且與上成型模具的方形孔的其中兩邊平行，從而形成第一導向槽；所述下模具為中心設有圓形孔的圓柱體，并在上表面開有圓形槽，圓形槽內徑與上模具外徑間隙配合，所述下模具連接在所述底座上，所述沖頭包括受力部位、導向部位和壓制區，所述導向部位與第一導向板形成的第一導向槽相配合，所述壓制區形狀填充模套內孔，長度略小于模套總長，還包括高頻電熱機和保溫裝置，所述沖頭還包括連接部，所述連接部固定連接在所述導向部位與所述壓制區之間，所述高頻電熱機的加熱線圈套置在連接部外周，壓制區包括方形部、隔熱板和圓形部，所述方形部的一端與所述連接部固定連接，方形部遠離連接部的一端與所述圓形部固定連接，所述隔熱板固定連接在方形部和圓形部之間；所述保溫裝置固定在底座上，保溫裝置內部設有保溫區，所述保溫區的側壁和底板上均設有硅酸鋁纖維板，保溫區的形狀和大小與所述沖頭的連接部和壓制區相匹配，所述保溫裝置的側壁上縱向設有線路槽，所述線路槽與所述保溫區連通，線路槽的寬度與所述高頻電熱機的電線寬度相對應。

本技術方案的技術原理是：上模具為中心開有方形孔的圓盤，方形孔用來對毛坯料的外部進行定形。將第一導向板短邊所在的薄面與上模具的邊緣表面貼合固定，兩塊第一導向板相對設置并且與上模具的方形孔的其中兩邊平行，從而形成第一導向槽，用來防止沖頭在壓制時發生偏移。下模具為中心設有圓形孔的圓柱體，其圓形孔用來容納毛坯料鋼管不用加工的部分，圓形孔的內徑與鋼管的外徑間隙配合。在下模具的上表面開有圓形槽，用來將上模具固定在下模具上，圓形槽的內徑與上模具的外徑間隙配合。下模具的下底面與底座連接在一起，從而對整個模具起著穩定作用。

模具的沖頭包括受力部位、導向部位、連接部和壓制區，受力部位用來承受外部機械施加的力，導向部位與第一導向槽相配合，防止沖頭發生偏移。沖頭的連接部固定連接在導向部位與壓制區之間，并且套置在高頻電熱機的加熱線圈的內部，從而實現通過高壓加熱機對沖頭進行加熱。壓制區的形狀恰好能夠填充模套的內孔，其長度略小于模套總長。壓制區的方形部的一端與連接部固定連接，從而讓受熱的連接部能夠將熱量傳遞給方形部；方形部遠離連接部的一端與隔熱板連接，隔熱板的另一端與圓形部連接。通過在方形部和圓形部之間設置隔熱板，能夠阻止熱量向圓形部傳遞，防止因圓形部溫度太高使得下模具中的鋼管因受熱而變形。

此外，本方案還包括能夠對沖頭保溫的保溫裝置。保溫裝置與模具固定在同一底座上，內部有由硅酸鋁纖維板組成的保溫區，該保溫區的形狀和大小與沖頭導向部位以下的區域相匹配。因此，在準備壓制工作之前，能夠將沖頭放置在保溫裝置中，從而防止沖頭的熱量快速流失。在保溫裝置的側壁上還縱向設有線路槽，該線路槽與保溫區的內部空間連通，能夠讓高頻電熱機的電線通過。通過設置該線路槽，就能讓沖頭不需要取下加熱線圈就能放進保溫裝置中。此外，在本方案中采用的硅酸鋁纖維板是很好的隔熱保溫材料，熱導率為0.035，并且能夠承受1000℃以上的高溫。所以，用硅酸鋁纖維板組成的保溫區能夠經受沖頭的高溫，還能提供較好的保溫效果。

使用前，將沖頭放置在保溫裝置中，打開高頻電熱機對沖頭進行預加熱。然后，將所選鋼管放入模具中，其中鋼管外徑等于模套前段方形外截面邊長，內徑等于模套后段圓形內截面直徑。再將沖頭沿導向槽向下壓，直到圓形部與隔熱板完全沒入鋼管內部，方形部的下端剛好與鋼管頂部相抵。接著繼續對沖頭的受力部位施加向下的壓力，直到鋼管成形成為模套。在整個壓制過程中，高頻電熱機不斷對沖頭進行加熱，使沖頭始終保持較高的溫度。壓制時，因為沖頭的方形部與鋼管相接觸，所以能夠把熱量傳遞給鋼管使其不斷升溫。與此同時，在方形部的壓制下，鋼管頂部也逐漸變形，直到模套成型。所以，本發明提供的方案，能夠實現對鋼管坯料邊加熱邊壓制，從而將加熱過程和壓制過程進行了有效地結合，提高了模套的生產效率。此外，本方案也消除了因轉移高溫鋼管而會產生的危險。

模套成型后，就可以關閉高頻電熱機，然后取出沖頭，并將其放入保溫裝置中等待下一次的壓制工作。正是因為設置了保溫裝置，所以在相鄰兩次壓制的間隔時間內，沖頭的熱量不會發生較大的流失，因此，后一次壓制工作的沖頭預熱時間就能夠得到有效地減少，從而起到節約能源，降低生產成本的作用。

以下是上述方案的優選方案：

優選方案一：基于基礎方案，所述沖頭的連接部、所述壓制區的方形部和圓形部均采用鎢鋼制成。由于鎢鋼具有較高的強度，所以用鎢鋼制造方形部能夠完成對鋼管的壓制。又由于鎢鋼具有很好的耐熱性，所以連接部、方形部和圓形部不會因高溫而變形。此外，由于鎢鋼還具有很好的導熱性，所以可以實現加熱連接部，并將熱量傳遞給鋼管的目的。

優選方案二：基于優選方案一，所述隔熱板為真空隔熱板。真空隔熱板是常用的隔熱材料，能夠有效地避免熱量的傳遞，防止因圓形部溫度升高造成的鋼管下部變形。

優選方案三：基于基礎方案，所述底座上設有凸起，所述凸起位于所述下模具通孔內部，凸起外徑與下模具的通孔內徑間隙配合。通過在底座上設置凸起，能夠使底座與下模具的連接和拆卸更加方便。

優選方案四：基于優選方案三，所述凸起中設有貫通所述底座的氣孔。在凸起中設置貫通底座的氣孔，能夠防止因圓形部下方下壓過大，造成的沖頭不能繼續向下移動的問題。

優選方案五：基于基礎方案，所述保溫裝置頂部設有兩塊第二導向板，所述第二導向板與所述第一導向板規格相同，兩塊第一導向板短邊所在薄面與保溫裝置兩邊緣表面固定連接，兩塊第一導向板相互平行，從而形成第二導向槽，所述第二導向槽與所述沖頭的導向部位相配合。通過在保溫裝置上設置第二導向板，能夠讓沖頭垂直進出保溫區，從而防止因沖頭位置偏移造成高溫的方形部碰到其他不耐高溫的部件上。

優選方案六：基于基礎方案，所述沖頭還包括硅酸鋁纖維板，所述硅酸鋁纖維板連接在所述導向部位和連接部之間。在導向部位和連接部之間設置硅酸鋁纖維板，能夠使沖頭位于保溫區時，熱量不會從保溫區頂部流失。

優選方案七：基于優選方案六，所述硅酸鋁纖維板與所述連接部可拆卸連接，從而讓高頻電熱機的加熱線圈能夠很方便地套置在連接部的外周。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中保溫裝置的左視圖；

圖3為沖頭與模具配合的示意圖；

圖4為壓制過程的示意圖；

圖5為鋼管坯料的剖視圖；

圖6為鋼管坯料的俯視圖；

圖7為模套的剖視圖；

圖8為模套的俯視圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：上模具1、下模具2、底座3、凸起31、氣孔32、第一導向板4、沖頭5、受力部位51、導向部位52、壓制區53、方形部531、圓形部532、隔熱板533、連接部54、方形孔6、圓形孔7、圓形槽8、高頻電熱機9、加熱線圈91、鋼管10、保溫裝置11、保溫區12、硅酸鋁纖維板13、線路槽14、第二導向板15。

實施例如附圖1所示，本發明提供了一種環模壓塊機模套制作模具，包括上模具1、下模具2、底座3、導向板4和沖頭5。上模具1為中心開有方形孔6的圓盤，將第一導向板4短邊所在的薄面與上模具1的邊緣表面貼合固定，兩塊第一導向板4相對設置并且與上模具1的方形孔6的其中兩邊平行，從而形成第一導向槽，用來防止沖頭5在壓制時發生偏移。下模具2為中心設有圓形孔7的圓柱體，其圓形孔7用來容納毛坯料鋼管10不用加工的部分，圓形孔7的內徑與鋼管10的外徑間隙配合。在下模具2的上表面開有圓形槽8，用來將上模具1固定在下模具2上，圓形槽8的內徑與上模具1的外徑間隙配合。底座3上設有與圓形孔7配合的凸起31，底座3與下模具2通過凸起31可拆卸連接在一起。在凸起31中還開有氣孔32，該氣孔32貫通底座3并且與圓形孔7連通。

模具的沖頭5包括受力51部位、導向部位52、連接部54和壓制區53，受力部位51用來承受外部機械施加的力，導向部位52下表面與硅酸鋁纖維板13固定連接，并與第一導向槽相配合，防止沖頭5發生偏移。沖頭5的連接部54、方形部531和圓形部532均采用鎢鋼制成。連接部54與壓制區53固定連接，并與導向部位52下方的硅酸鋁纖維板13可拆卸連接，然后在連接部54的外周套接高頻電熱機9的加熱線圈91，從而實現通過高頻電熱機9對沖頭5進行加熱。壓制區53的形狀恰好能夠填充模套的內孔，其長度略小于模套總長。壓制區53的方形部531的一端與連接部54固定連接，從而讓受熱的連接部54能夠將熱量傳遞給方形部531；方形部531遠離連接部54的一端與隔熱板533連接，隔熱板533的另一端與圓形部532連接。在本實施例中，隔熱板533為真空隔熱板533。

在底座3上還固定連接有保溫裝置11，保溫裝置11的頂部固定連接有兩塊第二導向板15，該第二導向板15與第一導向板4的規格相同。兩第二導向板15的短邊所在薄面與保溫裝置11兩邊緣表面固定連接，并且兩塊第二導向板15相互平行，從而形成第二導向槽，該第二導向槽能與沖頭5的導向部位52相匹配。在保溫裝置11的內部設有用于沖頭5保溫的保溫區12，保溫區12的側壁和底板上均覆蓋有硅酸鋁纖維板13，并且其形狀和大小與連接有加熱線圈91的沖頭5導向部位52以下區域相匹配。此外，如圖2所示，在保溫裝置11的側壁上縱向設有線路槽14，該線路槽14與保溫區12的內部空間連通，線路槽14的寬度與高頻電熱機9的電線寬度相對應，能夠讓電線在線路槽14中上下移動。

使用前，將沖頭5放置在保溫裝置11中，打開高頻電熱機9對沖頭5進行預加熱。然后如圖3所示，將所選鋼管10放入模具中，其中，如圖6和圖8所示，鋼管10外徑等于模套前段方形外截面邊長，內徑等于模套后段圓形內截面直徑，并且如圖5和圖7所示，鋼管10長度與模套長度相同。再如圖4所示，將沖頭5沿導向槽向下壓，直到圓形部532與隔熱板533完全沒入鋼管10內部，方形部531的下端剛好與鋼管10頂部相抵。接著繼續對沖頭5的受力部位51施加向下的壓力，直到鋼管10成形成為模套。在整個壓制過程中，高頻電熱機9不斷對沖頭5進行加熱，使沖頭5始終保持較高的溫度。壓制時，因為沖頭5的方形部531與鋼管10相接觸，所以能夠把熱量傳遞給鋼管10使其不斷升溫。與此同時，在方形部531的壓制下，鋼管10頂部也逐漸變形，直到模套成型。所以，本發明提供的方案，能夠實現對鋼管10坯料邊加熱邊壓制，從而將加熱過程和壓制過程進行了有效地結合，提高了模套的生產效率。此外，本方案也消除了因轉移高溫鋼管10而會產生的危險。

模套成型后，就可以關閉高頻電熱機9，然后取出沖頭5，并將其放入保溫裝置11中等待下一次的壓制工作。正是因為設置了保溫裝置11，所以在相鄰兩次壓制的間隔時間內，沖頭5的熱量不會發生較大的流失，因此，后一次壓制工作的沖頭5預熱時間就能夠得到有效地減少，從而起到節約能源，降低生產成本的作用。

以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的具體結構和/或特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。