本發明涉及鋁合金型材模具結構技術領域，尤其涉及一種多孔復雜截面鋁型材模具結構及鑲芯加工方法。

背景技術：

隨著技術的不斷提高，鋁合金產業的快速發展，各類鋁合金零部件的多元化結構越來越復雜，品質要求愈來愈嚴格，對鋁合金產品行業要求也愈來愈高，競爭也愈來愈激烈，如何保證類似鋁合金產品在生產過程中不出現異常，最大化的保證產品加工有效的、穩定的生產周期?，F有鋁合金模具的模芯結構一般包括上模和下模，上模模芯一般能加工1-3個單獨空心截面的型材，當出現多孔產品截面時，會導致成型區經常出現無法加工的情況，或者加工出的成型區也會出現產品成型精確度不高的缺點，因此有必要研究一種精度高的多孔復雜截面鋁型材模具結構。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種方便加工成型區，適用于生產多孔復雜截面型材并且使用壽命較長的鋁型材模具結構。

本發明采用的技術方法如下：一種多孔復雜截面鋁型材模具結構，包括上模、鑲嵌模芯，所述上模、鑲嵌模芯均采用H13特種鋼制造，其膨脹系數為10‰-13‰，上模的軸心位置具有一固定模芯，固定模芯的軸心位置開有一圓柱形的成型區，成型帶的上端設置有一過徑帶，所述上模上圍繞固定模芯開有多個導流孔，導流孔貫穿整個上模，導流孔的上端通過一斜槽與成型區相連通，所述上模的開有鑲件孔，所述鑲件孔貫穿整個上模，所述鑲嵌模芯通過鑲芯工藝嵌入到鑲件孔內，與上模構成一整體結構，并且鑲件孔外側設置有一填焊層，填焊層將鑲嵌模芯封閉在鑲件孔內。

進一步的，所述過徑帶的高度為8-12mm。

進一步的，所述過徑帶的高度優選為9mm。

進一步的，所述斜槽位于導流槽的下方并與之連通。

進一步的，所述導流孔數量為導流槽數量的兩倍。

進一步的，所述鑲件孔包括沉頭孔及中孔，所述中孔位于成型區的下方并與之相連通，沉頭孔設置在中孔的下方并與之連通，并且中孔的直徑分別小于沉頭孔和成型區的直徑。

進一步的，所述鑲件孔包括沉頭孔及中孔，所述鑲嵌模芯包括芯尾、連接柱及芯頭，芯尾、連接柱為圓柱形結構，所述芯尾與芯頭分別設置在連接柱的兩端，其中連接柱的直徑小于芯尾及芯頭的直徑，芯頭的直徑小于芯尾的直徑，鑲嵌模芯嵌入到鑲件孔后，模芯頭位于成型區內，連接柱位于中孔內，芯尾位于沉頭孔內。

進一步的，所述固定模芯區域可以根據產品的形狀開設多條形狀槽，多條形狀槽將固定模芯分為多個部分。

本發明的另一目的是提供一種多孔復雜截面鋁型材模具結構鑲芯方法，包括以下步驟：

1)、通過CNC數控加工中心在上模的底端加工沉頭孔，沉頭孔的直徑等于或略大于鑲嵌模芯的芯尾的直徑；

2)、通過線割加工的方式在沉頭孔的上端加工中孔，中孔的直徑小于鑲嵌模芯的連接柱直徑0.01-0.03mm；

3)、利用CNC數控加工中心在鑲件孔周圍加工出多個導流孔，使得導流孔與成型區連通；

4)、采用CNC數控加工中心加工出鑲嵌模芯，使得連接柱的直徑小于芯尾及芯頭的直徑，芯頭的直徑小于芯尾的直徑；

5)、分別對沉頭孔、中孔以及鑲嵌模芯進行精加工，以消除毛刺等雜物，保證鑲芯的精度；

6)、分別對上模及鑲嵌模芯進行真空熱處理，使得上模及鑲嵌模芯的硬度達到48-50度；

7)、將熱處理過的上模加熱到0-00℃之間，因為熱脹冷縮的原理，此時中孔直徑有一定的尺寸的變大，此時將常溫狀態下的鑲嵌模芯嵌入到上模的鑲件孔內，使得模芯頭位于成型區內，連接柱位于在中孔內，芯尾位于沉頭孔內，保持溫度，當鑲嵌模芯也達到360-400℃后，進行常溫下自然冷卻；

8)、冷卻后中孔直徑變小，由于常溫狀態下鑲嵌模芯的連接柱直徑比中孔的直徑大，因此冷卻后使得鑲嵌模芯緊緊的嵌入到上模內；

9)、冷卻后利用燒焊將沉頭孔外側的斜面填平并打磨修理平整形成填焊層，將鑲嵌模芯封閉固定在上模的鑲件孔內。

進一步的，所述中孔的直徑小于鑲嵌模芯的連接柱直徑，其大小優選為0.02mm。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

采用上述鑲芯工藝進行生產，由于成型區為中空結構，從而方便使用設備對成型區的加工，成型區加工好以后，再將模芯嵌入到鑲件孔內，從而有效解決了現有技術中在生產結構復雜的產品時，模具需要設置多個導流孔而導致成型帶不方便加工的缺點，能夠快速開發出各種復雜結構的產品，滿足不同客戶的需要，同時該模芯結構成型穩定，精度高，使用壽命較長，有效節省了生產成本。

附圖說明

附圖1為本發明所述多孔復雜截面鋁型材模具結構的結構示意圖；

附圖2為附圖1所示上模的結構示意圖；

附圖3為附圖1所示模芯的結構示意圖；

附圖4為附圖1所示上模的截面示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明：

在本實施例中，如圖1、圖2及圖4所示，一種多孔復雜截面鋁型材模具結構，包括上模1、鑲嵌模芯2，所述上模1、鑲嵌模芯2均采用H13特種鋼制造，其膨脹系數為10‰-13‰，上模1的軸心位置具有一固定模芯12，固定模芯12的軸心位置開有一圓柱形的成型區121，成型區121的上端設置有一過徑帶122，過徑帶122用于控制鋁型材料進入固定模芯12的流量，過徑帶122的高度為8-12mm，在本發明中，優選為9mm；所述固定模芯12區域可以根據產品的形狀開設多條形狀槽14，多條形狀槽14將固定模芯12分為多個部分，在本實施例中，形狀槽14設置有兩條，兩條形狀槽14成十字形交叉將固定模芯12平均分為四個部分；在實際的生產過程中，可以根據產品的復雜程度設置不同數量或不同形狀的形狀槽14；所述上模1上圍繞固定模芯12開有多個導流孔11，導流孔11貫穿整個上模1，導流孔11用于鋁合金材料的導入，導流孔11的上端通過一斜槽(圖未示出)與成型區121相連通，物料能夠從斜槽進入到成型區121內，進一步的，為方便加工，所述斜槽位于形狀槽14的下方并與之連通；導流孔11數量為形狀槽14數量的兩倍，如在本實施例中，形狀槽14有兩條，導流孔11設置有四個；所述上模1的開有鑲件孔13，所述鑲件孔13貫穿整個上模1，鑲件孔13包括沉頭孔131及中孔132，所述中孔132位于成型區121的下方并與之相連通，沉頭孔131設置在中孔132的下方并與之連通，并且中孔132的直徑分別小于沉頭孔131和成型區121的直徑；所述鑲嵌模芯2通過鑲芯工藝嵌入到鑲件孔13內，與上模1構成一整體結構，并且鑲件孔13外側設置有一填焊層16，填焊層16將鑲嵌模芯2封閉在鑲件孔13內。如圖3所示，鑲嵌模芯2包括芯尾21、連接柱22及芯頭23，芯尾21、連接柱22為圓柱形結構，芯頭23可以根據產品形狀設定不同的形狀；所述芯尾21與芯頭23分別設置在連接柱22的兩端，其中連接柱22的直徑小于芯尾21及芯頭23的直徑，芯頭23的直徑小于芯尾21的直徑，鑲嵌模芯2嵌入到鑲件孔13后，模芯頭22位于成型區121內，連接柱22位于中孔132內，芯尾21位于沉頭孔131內，所述填焊層16設置在沉頭孔131外側將鑲嵌模芯2封閉在鑲件孔13內。

一種多孔復雜截面鋁型材模具結構的鑲芯加工方法，包括以下步驟：

(1)、通過CNC數控加工中心在上模的底端加工沉頭孔131，沉頭孔131的直徑等于或略大于鑲嵌模芯2的芯尾21的直徑；

(2)、通過線割加工的方式在沉頭孔131的上端加工中孔132，中孔132的直徑小于鑲嵌模芯2的連接柱22直徑0.01-0.03mm，其中優選為0.02mm；

(3)、利用CNC數控加工中心在鑲件孔13周圍加工出多個導流孔11及斜槽，使得導流孔11與成型區121連通；

(4)、采用CNC數控加工中心加工出鑲嵌模芯2，使得連接柱22的直徑小于芯尾21及芯頭23的直徑，芯頭23的直徑小于芯尾21的直徑；

(5)、分別對沉頭孔131、中孔132以及鑲嵌模芯2進行精加工，以消除毛刺等雜物，保證鑲芯的精度；

(6)、分別對上模1及鑲嵌模芯2進行真空熱處理，使得上模1及鑲嵌模芯2的硬度達到48-50度；

(7)、將熱處理過的上模1加熱到360-400℃之間，因為熱脹冷縮的原理，此時中孔132直徑有一定的尺寸的變大，此時將常溫狀態下的鑲嵌模芯2嵌入到上模1的鑲件孔13內，使得模芯頭22位于成型區121內，連接柱22位于在中孔132內，芯尾21位于沉頭孔131內，保持溫度，當鑲嵌模芯2也達到360-400℃后，進行常溫下自然冷卻；

(8)、冷卻后中孔132直徑，由于常溫狀態下鑲嵌模芯2的連接柱22直徑比中孔132的直徑大，因此冷卻后使得鑲嵌模芯2緊緊的嵌入到上模1內；

(9)、冷卻后利用燒焊將沉頭孔131外側的斜面填平并打磨修理平整形成填焊層16，將鑲嵌模芯2封閉固定在上模1的鑲件孔13內。

本鑲芯方法的原理為：利用金屬的熱脹冷縮原理，當上模1加熱后，沉頭孔131及中孔132受熱直徑會變大一定的尺寸，當中孔132的直徑大于模芯頭22的大小時，即可將鑲嵌模芯2嵌入到鑲件孔13內，當上模1與鑲嵌模芯2自然冷卻后，沉頭孔131及中孔132降溫收縮，由于鑲嵌模芯2的連接柱22直徑大于鑲件孔13的中孔132的直徑，因此上模1冷卻后鑲嵌模芯2便緊緊的嵌入在鑲件孔13內，同時模芯頭22的直徑大于中孔132的直徑，因此鑲嵌模芯2無法從鑲件孔13內取出。

采用上述鑲芯工藝進行生產，當需要生產結構復雜的產品時，首先利用CNC數控加工中心在模具開設多個導流孔，然后再根據產品的形狀加工成型區，由于成型區為中空結構，從而方便使用設備對成型區的加工，成型區加工好以后，再將模芯嵌入到鑲件孔內，從而有效解決了現有技術中在生產結構復雜的產品時，模具需要設置多個導流孔而導致成型區不方便加工的缺點，能夠快速開發出各種復雜結構的產品，滿足不同客戶的需要，同時該模芯結構成型穩定，精度高，使用壽命較長，有效節省了生產成本。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。