專利名稱：一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料塑性成形加工領(lǐng)域，特別涉及一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具。
背景技術(shù)：
目前，基于輕合金喇叭形管件的成形方法主要是切削加工。切削加工的主要步驟:熱處理棒料一下料一車端面一打中心孔一車外圓一車內(nèi)孔一切斷夾頭。由于完全采用機(jī)加方法，制造周期較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低、原材料利用率低(5% )、成本較高、產(chǎn)品的性能較低且不均勻的缺點(diǎn)。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從節(jié)省能源、降低材料消耗和保護(hù)環(huán)境的角度，采用新的生產(chǎn)工藝替代傳統(tǒng)的機(jī)加工藝是一種迫切的市場(chǎng)需求，同時(shí)也可推廣到其它金屬材料喇叭形管件的制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，該模具不僅能縮短輕合金喇叭形管件制造周期、提高了生產(chǎn)效率，關(guān)鍵是大幅度提高了原材料的利用率，降低了生產(chǎn)過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:—種輕合金喇ΠΛ形管件熱擠壓成形模具，主要包括上模板、熱擠凸模、導(dǎo)套、導(dǎo)柱、卸料板、彈簧、行程限位套、凹模、應(yīng)力圈、頂桿、下模板；所述的熱擠凸模固定在上模板上，導(dǎo)套亦固定在上模板上位于熱擠凸模的旁邊；所述的凹模置于應(yīng)力圈內(nèi)共同固定在下模板上，在下模板上設(shè)置頂桿的通孔，通孔與凹模的模腔底部貫通，頂桿活動(dòng)置于通孔中；所述的導(dǎo)柱的下端套置有行程限位套，導(dǎo)柱的下端與行程限位套一起固定在下模板上，導(dǎo)柱與固定在上模板上的導(dǎo)套的位置相對(duì)應(yīng)；所述的卸料板的中部設(shè)有熱擠凸模穿過(guò)的通行口，所述的通行口的口徑小于凹模的上部模腔開口的口徑，在卸料板的通行口兩側(cè)分別設(shè)有一軸孔、一缺口，一螺栓穿過(guò)卸料板的軸孔將卸料板活動(dòng)固定在凹模與應(yīng)力圈上方，所述的通行口與凹模的上部模腔開口正對(duì)應(yīng)，一銷軸亦固定在應(yīng)力圈上方與卸料板的缺口相對(duì)應(yīng)，卸料板以螺栓為軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，使缺口卡入銷軸或退出銷軸，所述的彈簧分別套置在螺栓和銷軸上位于卸料板的下方。所述的熱擠凸模先通過(guò)上固定板固定上墊板上、上墊板再固定在上模板上。所述的導(dǎo)套通過(guò)導(dǎo)套壓板固定在上模板上。所述的凹模與應(yīng)力圈先固定在下支板上，下支板再固定在下模板上，所述的通孔亦穿過(guò)下支板與凹模的模腔底部貫通。所述的導(dǎo)柱的下端與行程限位套一起通過(guò)導(dǎo)柱壓板固定在下模板上。本發(fā)明的有益效果:1.現(xiàn)有的輕合金喇叭形管件目前普遍采用沖壓拉伸的方法制造，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的整體抗壓性能較低，采用本案熱擠壓成形工藝制造輕合金喇叭形管件整體抗壓性能提高一倍，兩者工藝比較生產(chǎn)效率一樣，成本一樣，都具有比機(jī)加工藝節(jié)能、節(jié)材的優(yōu)點(diǎn)。2.采用本案熱擠壓成形工藝制造輕合金喇叭形管件在國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例。該工藝技術(shù)先進(jìn)、化繁為簡(jiǎn)，屬于原創(chuàng)性和探索性研究。研究成果也可廣泛應(yīng)用于黑色金屬喇叭形管件產(chǎn)品的批量制造。3.實(shí)現(xiàn)了輕合金材料喇叭管的熱擠壓成形，制定了完善的擠壓成形工藝規(guī)程，為輕合金喇叭形管件的批量制造提供了一條合理、經(jīng)濟(jì)高效的方法。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是繳粗I旲具不意圖；圖3是繳粗毛還不意圖；圖4是熱擠壓模具裝配圖；圖5是熱擠壓模具的封閉式卸料板示意圖；圖6是熱擠壓模具的開口式卸料板示意圖；圖7是熱擠壓模具放件、取件過(guò)程中旋轉(zhuǎn)開卸料板轉(zhuǎn)開示意圖；圖8是熱擠壓模具擠壓過(guò)程中旋轉(zhuǎn)回卸料閉合示意圖。1-上模板；2_導(dǎo)套壓板；3-導(dǎo)套；4_上墊板；5_上固定板；6_熱擠凸模；9-導(dǎo)柱；11-開口式卸料板；12_行程限位套；13_凹模；14_應(yīng)力圈；15_頂桿；16_下支板；17_導(dǎo)柱壓板；18_通孔；19_下模板；20_螺釘；21_銷軸；22_螺釘；23_螺栓；24_彈簧；25_封閉式卸料板；模腔開口 131 ;圓形通行口 251 ;軸孔252 ;缺口 253 ；半弧形開口 111 ;軸孔112 ;缺口 113 ;擠壓件101。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的工作原理:根據(jù)輕合金喇叭形管件的圓形軸對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定出適合于熱擠壓成形工藝的輕合金喇叭形管件的擠壓件圖，給出各道次毛坯圖和鐓粗、熱擠壓成形模具結(jié)構(gòu)圖。參見圖4所示，一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，主要包括上模板1、熱擠凸模6、導(dǎo)套3、導(dǎo)柱9、卸 料板、彈簧24、行程限位套12、凹模13、應(yīng)力圈14、頂桿15、下模板19 ;所述的熱擠凸模6先通過(guò)上固定板5固定上墊板4上、上墊板4再螺釘22固定在上模板上，導(dǎo)套3亦先固定在導(dǎo)套壓板2上，再通過(guò)螺釘固定在上模板上位于熱擠凸模6的旁邊；凹模13置于應(yīng)力圈14內(nèi)共同固定在下支板16上，下支板16再固定在下模板19上，在下支板16、下模板19上設(shè)有的通孔18，通孔18與凹模13的模腔底部貫通，頂桿15活動(dòng)置于通孔18中；所述的導(dǎo)柱9的下端套置有行程限位套12，導(dǎo)柱9的下端與行程限位套12 —起通過(guò)導(dǎo)柱壓板17固定在下模板19上，導(dǎo)柱9與固定在上模板上I的導(dǎo)套3的位置相對(duì)應(yīng)。參見圖4、圖5、圖6所示，卸料板包括封閉式卸料板25和開口式卸料板11 ;所述的封閉式卸料板25的中部設(shè)有熱擠凸模6穿過(guò)的封閉圓形通行口 251，所述的封閉圓形通行口 251的口徑小于凹模13的上部模腔開口 131的口徑，在卸料板25的封閉圓形通行口251兩側(cè)分別設(shè)有一軸孔252、一缺口 253，一螺栓23穿過(guò)封閉式卸料板25的軸孔252，將封閉式卸料板25活動(dòng)固定在應(yīng)力圈14上方，所述的封閉圓形通行口 251與凹模13的上部模腔開口 131正對(duì)應(yīng)，一銷軸21亦固定在固定在應(yīng)力圈14上方與封閉式卸料板25的缺口253相對(duì)應(yīng)，封閉式卸料板25以螺栓23為軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，使缺口 253卡入銷軸21或退出銷軸21，所述的彈簧24分別套置在螺栓23和銷軸21上位于封閉式卸料板25的下方。參見圖4、圖6所示，所述的開口式卸料板11的中部設(shè)有熱擠凸模6穿過(guò)的半弧形開口 111 (即通行口)，所述的半弧形開口 111的口徑小于凹模13的上部模腔開口 131的口徑，在開口式卸料板11的半弧形開口 111兩側(cè)分別設(shè)有一軸孔112、一缺口 113，一螺栓23穿過(guò)開口式卸料板11的軸孔112，將開口式卸料板11活動(dòng)固定在應(yīng)力圈14上方，所述的半弧形開口 111與凹模13的上部模腔開口 131正對(duì)應(yīng)，一銷軸21亦固定在固定在應(yīng)力圈14上方與開口式卸料板11的缺口 113相對(duì)應(yīng)，開口式卸料板11以螺栓23為軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，使缺口 113卡入銷軸21或退出銷軸21，所述的彈簧24分別套置在螺栓23和銷軸21上位于開口式卸料板11的下方。參見圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的輕合金喇叭形管件的熱擠壓成形方法包括:第一步:鋸切下料，采用普通鋸床，鋸切精度保證±1，鋸切端面質(zhì)量不做要求，為提高擠壓件成形的穩(wěn)定性，減小擠壓件的壁厚差，選用大直徑棒材做毛坯10 ；第二步:將毛坯10放入低溫爐加熱，隨爐加熱，到溫450°C后保溫50mins，出爐鐓粗；采用30-50kw低溫電阻爐，為保證每爐加熱件從第一件到最后一件在生產(chǎn)過(guò)程中時(shí)間間隔最短，避免晶粒因?yàn)榧訜釙r(shí)間過(guò)長(zhǎng)而長(zhǎng)大，采用多抽屜式分別加熱的低溫電阻爐，每個(gè)抽屜放置毛坯20件，每爐安置4個(gè)抽屜，每爐80件，滿足班產(chǎn)量即可；避免取件時(shí)其余散熱以及操作者受熱烘烤，改善勞動(dòng)條件；第三步:鐓粗，細(xì)化晶粒，改善鋸切端面不平行、粗糙缺陷、調(diào)節(jié)終成形時(shí)上端流動(dòng)成形快、下端流動(dòng)成形慢的狀態(tài)，鐓粗模具見圖2，鐓粗毛坯見圖3，毛坯10制備的好壞不僅會(huì)影響擠壓件的成形質(zhì)量，還會(huì)影響熱擠壓成形模具的使用壽命，鐓粗工序可以保證毛坯端面質(zhì)量達(dá)到擠壓要求；第四步:低溫爐二次加熱，把上道次鐓粗毛坯10放入低頻爐內(nèi)加熱到460°C，保溫50mins ；第五步:熱擠壓成形，利用螺栓、壓板將熱擠壓成形模具固定在壓力機(jī)上，用模具加熱爐將熱擠壓成形模具預(yù)熱到220°C左右，在凹模13和凸模6表面噴涂上油基石墨潤(rùn)滑齊U，將卸料板11轉(zhuǎn)開(圖7所示)，缺口 253(113)退出銷軸21的卡制，夾鉗把毛坯10放入凹模13后，旋轉(zhuǎn)回卸料11板于凹模13正上方(圖8所示)，缺口 253(113)卡入銷軸21 ；壓力機(jī)下行，熱擠凸模6、凹模13對(duì)毛坯10加載，使其正向流動(dòng)成形，成形完成后，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)熱擠凸模6回程，卸料板把擠壓件101從熱擠凸模6擼下來(lái)，留在凹模13內(nèi)，將卸料板轉(zhuǎn)開，通過(guò)頂桿15將擠壓件101頂出，在擠壓過(guò)程中，坯料的溫度、擠壓力、擠壓速度、和熱擠壓成形模具的溫度對(duì)擠壓成形質(zhì)量的影響很大。毛坯10的溫度太高，坯料組織過(guò)熱，擠壓后表面裂紋；溫度過(guò)低，坯料的變形抗力增大，壓力機(jī)的載荷、模具的磨損加大。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果考慮，輕合金喇叭形管件的擠壓成形坯料溫度選擇為460°C。熱擠壓成形模具的溫度理論上是和坯料的溫度一致，但由于 本熱擠壓成形模具的設(shè)計(jì)是利用導(dǎo)柱9、導(dǎo)套3來(lái)進(jìn)行上模板1、下模板19的定位，因此熱擠壓成形模具溫度不能過(guò)高，溫度為220°C。壓力機(jī)選取普通萬(wàn)能液壓機(jī)500噸，擠壓力選擇為2700KN，擠壓速度選擇為10mm/s。本發(fā)明提供了輕合金喇叭形管件擠壓成形的方法，該方法不僅能縮短輕合金喇叭形管件制造周期、提高了生產(chǎn)效率，關(guān)鍵是大幅度提高了原材料的利用率(25% )，降低了生產(chǎn)過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本，按照年產(chǎn)量5萬(wàn)件計(jì)算，年節(jié)省材料費(fèi)200萬(wàn)元；項(xiàng)目組對(duì)試制出的喇叭管進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，產(chǎn)品外形尺寸壁厚差小于0.3，硬度、機(jī)械性能均符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，探傷測(cè)試，未發(fā)現(xiàn)裂紋、折疊缺陷；產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程變形均勻，纖維一致性優(yōu) 良，極大的提高了產(chǎn)品的性能(提高10% )。
權(quán)利要求
1.一種輕合金喇πΛ形管件熱擠壓成形模具，其特征在于:主要包括上模板、熱擠凸模、導(dǎo)套、導(dǎo)柱、卸料板、彈簧、行程限位套、凹模、應(yīng)力圈、頂桿、下模板；所述的熱擠凸模固定在上模板上，導(dǎo)套亦固定在上模板上位于熱擠凸模的旁邊；所述的凹模置于應(yīng)力圈內(nèi)共同固定在下模板上，在下模板上設(shè)置頂桿的通孔，通孔與凹模的模腔底部貫通，頂桿活動(dòng)置于通孔中；所述的導(dǎo)柱的下端套置有行程限位套，導(dǎo)柱的下端與行程限位套一起固定在下模板上，導(dǎo)柱與固定在上模板上的導(dǎo)套的位置相對(duì)應(yīng)；所述的卸料板的中部設(shè)有熱擠凸模穿過(guò)的通行口，所述的通行口的口徑小于凹模的上部模腔開口的口徑，在卸料板的通行口兩側(cè)分別設(shè)有一軸孔、一缺口，一螺栓穿過(guò)卸料板的軸孔將卸料板活動(dòng)固定在凹模與應(yīng)力圈上方，所述的通行口與凹模的上部模腔開口正對(duì)應(yīng)，一銷軸亦固定在應(yīng)力圈上方與卸料板的缺口相對(duì)應(yīng)，卸料板以螺栓為軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，使缺口卡入銷軸或退出銷軸，所述的彈簧分別套置在螺栓和銷軸上位于卸料板的下方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，其特征在于:所述的熱擠凸模先通過(guò)上固定板固定上墊板上、上墊板再固定在上模板上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，其特征在于:所述的導(dǎo)套通過(guò)導(dǎo)套壓板固定在上模板上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，其特征在于:所述的凹模與應(yīng)力圈先固定在下支板上，下支板再固定在下模板上，所述的通孔亦穿過(guò)下支板與凹模的模腔底部貫通。
5.如權(quán)利要求1所述的一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，其特征在于:所述的導(dǎo)柱的下端與行程限位套一起通過(guò)導(dǎo)柱壓板固定在下模板上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種輕合金喇叭形管件熱擠壓成形模具，包括上模板、熱擠凸模、導(dǎo)套、導(dǎo)柱、卸料板、彈簧、行程限位套、凹模、應(yīng)力圈、頂桿、下模板；熱擠凸模、導(dǎo)套亦固定在上模板上；凹模置于應(yīng)力圈內(nèi)共同固定在下模板上，在下模板上設(shè)置頂桿的通孔，通孔與凹模的模腔底部貫通，頂桿活動(dòng)置于通孔中；導(dǎo)柱的下端與行程限位套一起固定在下模板上，導(dǎo)柱與固定在上模板上的導(dǎo)套的位置相對(duì)應(yīng)；卸料板的中部設(shè)有熱擠凸模穿過(guò)的通行口，通行口的口徑小于凹模的上部模腔開口的口徑，一螺栓穿過(guò)卸料板的軸孔將卸料板活動(dòng)固定在凹模與應(yīng)力圈上方，通行口與凹模的上部模腔開口正對(duì)應(yīng)，一銷軸亦固定在應(yīng)力圈上方與卸料板的缺口相對(duì)應(yīng)，卸料板以螺栓為軸來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B21C23/08GK103230955SQ201310166569
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者張治民, 李國(guó)俊, 楊勇彪, 于建民, 王強(qiáng), 張星, 賈楊 申請(qǐng)人:中北大學(xué)