7系鋁合金大型擠壓模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種7系鋁合金大型擠壓模具，屬于大型擠壓模具【技術(shù)領(lǐng)域】，包括上模、下模、對(duì)所述上模、下模進(jìn)行限位的定位銷和進(jìn)行聯(lián)結(jié)固定的螺釘，所述上模設(shè)置有分流橋、分流孔和模芯，下模設(shè)置有焊合室、模孔型腔、工作帶和空刀，所述分流橋設(shè)置有橋墩，所述焊合室設(shè)置為蝶形形腔，所述工作帶設(shè)置有冷卻裝置。通過分流橋兩端添置橋墩，有效解決因分流橋強(qiáng)度不足而引起斷裂的問題；通過采用蝶形焊合室，減小擠壓阻力，從而提高了擠壓產(chǎn)品焊縫質(zhì)量；通過在下模工作帶處設(shè)置冷卻裝置，解決了模具熱疲勞問題和擠壓產(chǎn)品粗晶環(huán)問題，最終將7系鋁合金大型擠壓模具的使用壽命提高到20～25噸/模,基本接近國(guó)際先進(jìn)水平。
【專利說明】7系鋁合金大型擠壓模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大型擠壓模具【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種7系鋁合金大型擠壓模具。

【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通用鋁型材在成擠壓型時(shí)，由于型材規(guī)格較普通型材要大，模具承受較大的抵抗阻力，所以極易出現(xiàn)堵模，金屬流動(dòng)困難，導(dǎo)致焊合質(zhì)量不良等問題。目前德國(guó)、意大利、韓國(guó)、日本等國(guó)家的大型擠壓模具制造技術(shù)處于比較領(lǐng)先地位，我國(guó)尚處起步階段，主要體現(xiàn)在模具使用壽命上，國(guó)內(nèi)平均使用壽命10噸/模，而國(guó)外平均分流組合模使用壽命在20?25噸/套，差距較大。
[0003]尤其是7系鋁合金型材，由于加入了鋅、鉛、鎂和銅等合金元素，材料硬度加大，成型時(shí)模具的擠壓應(yīng)力也隨之增大，易導(dǎo)致:分流橋早期斷裂、材料熱疲勞及焊縫質(zhì)量差等問題，從而進(jìn)一步降低影響模具使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種7系鋁合金大型擠壓模具，通過分流橋底添置橋墩、下模工作帶設(shè)置冷卻裝置、采用蝶形焊合室等結(jié)構(gòu)改進(jìn)，分別解決了模具的分流橋早期斷裂、材料熱疲勞和焊縫質(zhì)量差等問題，最終提高了模具使用壽命和擠壓產(chǎn)品的焊縫質(zhì)量。
[0005]本實(shí)用新型的7系鋁合金大型擠壓模具，包括上模、下模、對(duì)所述上模、下模進(jìn)行限位的定位銷和進(jìn)行聯(lián)結(jié)固定的螺釘，所述上模設(shè)置有分流橋、分流孔和模芯，下模設(shè)置有焊合室、?？仔颓?、工作帶和空刀，其特征在于:所述分流橋設(shè)置有橋墩，所述焊合室設(shè)置為蝶形形腔，所述工作帶設(shè)置有冷卻裝置。所述橋墩為設(shè)置在分流橋根部比分流橋橋身厚的部分，與分流橋橋身圓弧過渡。
[0006]由于在分流橋根部設(shè)置有比分流橋橋身厚的橋墩，一方面可以提高分流橋自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可承受更大的擠壓阻力和擠壓力矩；另一方面由于橋墩比橋身厚且與橋身圓弧過渡，增大了與擠壓金屬接觸面積，分散在分流橋內(nèi)表面單位面積上的金屬減少，有利于金屬的流動(dòng)，減少了擠壓阻力，有效解決了分流橋早期斷裂的問題；焊合室采用蝶形形腔，由于沒有結(jié)構(gòu)上的死區(qū)，避免了金屬停留在死區(qū)內(nèi)影響金屬的流動(dòng)性問題，從而提高焊縫質(zhì)量；在下模工作帶處設(shè)置冷卻裝置，可以有效降低擠壓過程中的模具溫度的變化值，減少材料發(fā)生熱疲勞問題。
[0007]進(jìn)一步，所述冷卻裝置包括液氮系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。由于液氮低溫在_196°C以下，可對(duì)模具迅速降溫，從而避免模具在工作中溫度變化較大引起熱疲勞問題，通過溫度控制系統(tǒng)對(duì)模具溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免模具溫度忽高忽低，使模具溫度始終保持在恒定范圍內(nèi)，有利于提高擠壓速度及產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
[0008]進(jìn)一步，所述工作帶處還設(shè)置有用于存貯液氮的冷卻結(jié)構(gòu)。在工作帶處設(shè)置與擠壓型材形狀相近的冷卻結(jié)構(gòu)，可以迅速且均勻的降低擠壓型腔和擠壓產(chǎn)品的溫度，一方面避免擠壓產(chǎn)品表面溫度差異過大導(dǎo)致裂口或變形過大等質(zhì)量問題，另一方面可提高擠壓產(chǎn)品內(nèi)部組織狀態(tài)，抑制廣品粗晶環(huán)缺陷的廣生。
[0009]進(jìn)一步，所述模芯端面設(shè)置有臺(tái)階。由于臺(tái)階端面小于模芯端面可以減小擠壓力，相比錐臺(tái)式和錐式更適用于難擠壓型材，更有利于金屬流動(dòng)，提高擠壓產(chǎn)品質(zhì)量。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]通過分流橋兩端添置橋墩，大幅提高分流橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效解決因分流橋強(qiáng)度不足而引起斷裂的問題；采用蝶形焊合室，可加速金屬的流動(dòng)性，消除分流孔之間的死區(qū)，減小擠壓阻力，從而提高了擠壓產(chǎn)品焊縫質(zhì)量；下模工作帶處設(shè)置冷卻裝置，解決了模具在擠壓過程中溫度變化較大而造成模具熱疲勞的問題，同時(shí)對(duì)抑制擠壓產(chǎn)品粗晶環(huán)問題具有重要意義。
[0012]實(shí)驗(yàn)表明:通過本實(shí)用新型可有效降低模具在擠壓過程中承受應(yīng)力水平和整體變形量:應(yīng)力從850MPa降到705MPa ;整體變形量從0.32mm降到0.12mm,最終將7系鋁合金大型擠壓模具LC13-071 (分流組合模)的使用壽命提高到20?25噸/模，較國(guó)內(nèi)普遍使用壽命5?15噸/模提高近I倍，基本接近國(guó)際先進(jìn)水平。
[0013]本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型7系鋁合金大型擠壓模具的加工型材示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型7系鋁合金大型擠壓模具的實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為圖2的剖視圖；
[0017]圖4為分流橋原結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為分流橋改進(jìn)結(jié)構(gòu)I示意圖；
[0019]圖6為分流橋改進(jìn)結(jié)構(gòu)II示意圖；
[0020]圖7為蝶形焊合室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8為下橫工作帶處冷卻結(jié)構(gòu)；
[0022]圖9為凸臺(tái)式模芯結(jié)構(gòu)。
[0023]附圖標(biāo)記說明:1-上模；2_分流橋；3-下模；4-模芯；5_定位銷；6_分流孔；7-焊合室；8_?？仔颓?；9-螺釘；10_空刀；11_工作帶；12_模芯臺(tái)階；13_橋墩；14_蝶形形腔；15-冷卻裝置；16-冷卻結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例7系鋁合金大型擠壓模具的擠壓型材產(chǎn)品圖，如圖2-圖3所示，本實(shí)施例7系招合金大型擠壓模具的實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，包括上模1、下模3、對(duì)所述上模1、下模3進(jìn)行限位的定位銷5和進(jìn)行聯(lián)結(jié)固定的螺釘9，所述上模I設(shè)置有分流橋2、分流孔6和模芯4，下模3設(shè)置有焊合室7、?？仔颓?、工作帶11和空刀10，所述分流橋2兩端設(shè)置橋墩13，為改進(jìn)結(jié)構(gòu)前后對(duì)比圖，橋墩的可以是兩側(cè)斜坡結(jié)構(gòu)即“八”結(jié)構(gòu)，也可以兩側(cè)是平行的“=”結(jié)構(gòu)，圖4為分流橋原結(jié)構(gòu)，圖5-圖6為分流橋改進(jìn)結(jié)構(gòu)，但其寬度應(yīng)比分流橋略寬，即橋墩的厚度要大于分流橋的厚度，并且與分流橋橋身應(yīng)為圓弧過渡，促進(jìn)金屬的流動(dòng)性，圓弧半徑一般為15?25mm,本實(shí)施例優(yōu)選為20mm,同時(shí),焊合室的內(nèi)部設(shè)置為蝶形形腔14，如圖7所示，在下模的工作帶處11設(shè)置了冷卻裝置15用以降低模具溫度變化值。
[0026]由于在分流橋2根部設(shè)置有比分流橋厚的橋墩13，一方面可以提高分流橋自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可承受更大的擠壓阻力和擠壓力矩；另一方面由于橋墩13比橋身寬且與橋身圓弧過渡，增大了與擠壓金屬接觸面積，分散在分流橋2內(nèi)表面單位面積上的金屬減少，有利于金屬的流動(dòng)，減少了擠壓阻力，有效解決了分流橋2早期斷裂的問題；焊合室采用蝶形形腔14，由于沒有結(jié)構(gòu)上的死區(qū)，避免了金屬停留在死區(qū)內(nèi)影響金屬的流動(dòng)性問題，從而提高焊縫質(zhì)量；在下模工作帶處設(shè)置冷卻裝置15，可以有效降低擠壓過程中的模具溫度的變化值，減少材料發(fā)生熱疲勞問題。
[0027]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述冷卻裝置15包括液氮系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，對(duì)模具進(jìn)行降溫可以采用冷卻水或氣作為冷卻介質(zhì)，在本實(shí)施中，作為優(yōu)選冷卻介質(zhì)為液氮，由于液氮低溫在-196°C以下，可對(duì)模具迅速降溫，從而避免模具在工作中溫度變化較大引起熱疲勞問題，通過溫度控制系統(tǒng)對(duì)模具溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免模具溫度忽高忽低，使模具溫度始終保持在恒定范圍內(nèi)，有利于提高擠壓速度及產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
[0028]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述工作帶處11還設(shè)置有用于存貯液氮的冷卻結(jié)構(gòu)16。在工作帶處11設(shè)置與加工零件形狀相近的冷卻結(jié)構(gòu)，如圖8所示，可以迅速且均勻的降低擠壓型腔和擠壓產(chǎn)品的溫度，一方面避免擠壓產(chǎn)品表面溫度差異過大導(dǎo)致裂口或變形過大等質(zhì)量問題，另一方面可提高擠壓產(chǎn)品內(nèi)部組織狀態(tài)，抑制產(chǎn)品粗晶環(huán)缺陷的產(chǎn)生。
[0029]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述模芯4端面設(shè)置有臺(tái)階12，如圖9所示。由于臺(tái)階端面小于模芯端面可以減小擠壓力，相比錐臺(tái)式和錐式更適用于難擠壓型材，更有利于金屬流動(dòng)，提高擠壓產(chǎn)品質(zhì)量凸臺(tái)式結(jié)構(gòu)相比錐臺(tái)式和錐式更適用于難擠壓型材，更有利于金屬流動(dòng)，提高鑄造產(chǎn)品質(zhì)量。
[0030]實(shí)驗(yàn)表明:通過本實(shí)用新型可有效降低模具在擠壓過程中承受應(yīng)力水平和整體變形量:應(yīng)力從850MPa降到705MPa ;整體變形量從0.32mm降到0.12mm,最終將7系鋁合金大型擠壓模具(分流組合模)的使用壽命提高到20?25噸/模，較國(guó)內(nèi)普遍使用壽命5?15噸/模提高近I倍，基本接近國(guó)際先進(jìn)水平。
[0031]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種7系鋁合金大型擠壓模具，包括上模、下模、對(duì)所述上模、下模進(jìn)行限位的定位銷和進(jìn)行聯(lián)結(jié)固定的螺釘，所述上模設(shè)置有分流橋、分流孔和模芯，下模設(shè)置有焊合室、?？仔颓?、工作帶和空刀，其特征在于:所述分流橋設(shè)置有橋墩，所述焊合室設(shè)置為蝶形形腔，所述工作帶設(shè)置有冷卻裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7系鋁合金大型擠壓模具，其特征在于:所述橋墩為設(shè)置在分流橋根部比分流橋橋身厚的部分，與分流橋橋身圓弧過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7系鋁合金大型擠壓模具，其特征在于:所述冷卻裝置包括液氮系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7系鋁合金大型擠壓模具，其特征在于:所述工作帶處還設(shè)置有用于存貯液氮的冷卻結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7系鋁合金大型擠壓模具，其特征在于:所述模芯端面設(shè)置有臺(tái)階。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK203936151SQ201420367069
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】王彥俊, 劉兆偉, 徐鑫, 劉麗, 李洪林 申請(qǐng)人:遼寧忠旺集團(tuán)有限公司