[發明專利]一種多階塔形魚尾式芯棒擠壓微型薄壁多孔扁管材的工作裝置

有效

• 申請號: 201310227836.0
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103273186A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 宋繼順;蘆富立;張建;王華龍
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B21C25/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及微型超薄壁扁管材熱擠壓的技術，用于熱擠壓成型分流模的模具設計。

背景技術

隨著分流模擠壓技術在管材生產中的普遍應用，對于生產鋁合金與銅合金等微型管材的需求也逐漸升高。傳統分流模焊合室的設計方法中存在的料流填充困難的問題，特別是針對微型多孔管材的筋與外側壁的焊合處的料流填充不充分導致的焊合困難問題。現有技術中芯棒形狀與尺寸設計關注于定徑擠出階段，并沒有考慮芯棒的外形經過焊和帶與定徑擠出階段變化后增大了備料區域從而改善了金屬填充困難的現象，對于焊和困難的材料沒有提出可以解決的方案。

發明內容

本發明目的是解決現有模具存在料流填充困難以及因料流不充分導致的焊合困難等問題，提供一種多階塔形魚尾式芯棒的薄壁多孔扁管材的工作裝置。該裝置在原有工藝的基礎上設計相關模具結構的形狀尺寸，為金屬焊合前提供大的備料區，在完全焊合的基礎上實現管材的定徑與擠出。

本發明提供的多階塔形魚尾式芯棒的薄壁多孔扁管材的工作裝置，包括模套，模套的安裝孔內依次放置支撐環、焊合模、導流模和分流模，芯棒設置在導流模內，模套的上方固定有擠壓筒，擠壓筒內依次設置有擠壓墊和擠壓軸，所述的芯棒為多階塔形魚尾式芯棒，該芯棒設計為多階結構，具體階數根據芯棒的強度，剛度，穩定性要求與生產設備需要確定；該芯棒特征在于通過斷面的多階變徑提供大的備料區，芯棒的第一階由備料增壓帶，導流帶和定徑帶三部分區域組成，備料增壓帶總體外形尺寸小于定徑帶，中間由導流帶過渡到定徑帶；后續每階均由備料增壓帶與導流帶組成，每階芯棒的備料增壓帶均小于其導流帶的尺寸。

在以上設計思路的基礎上，由于無窮多階芯棒結構難以用圖示精確描述，本發明設計了芯棒具有三階塔形魚尾式芯棒結構。進而闡述該發明的設計思路。

各階備料增壓帶之間通過導流帶過度，從最終定型的定徑帶到最后一階的備料增壓帶的各階芯棒截面的變化范圍依次為：矩形、正方形、內切正方形、縮頸內切正方形、內切橢圓形和縮頸內切橢圓形。

所述的各階導流帶與備料增壓帶的長度之比為1:10~1:20。各階備料增壓帶可根據型材大小與截面變化制定每階長度。芯棒各階備料增壓帶的長度相等實現料流均勻，焊合充分。

所述芯棒的第一階的錐度為20度-30度，后續每階芯棒變徑錐度為45度。

成型過程

金屬坯料在外加載荷下，經歷分流模，導流模，進入焊合室后，在模具型腔的內部壓力作用下，流入芯棒之間的備料增壓帶，為焊合提供大的接觸面積與靜水壓力，充分接觸后，在受壓的作用下實現焊合。導流帶的設計便于金屬流動，并且使減徑變形的金屬對芯棒的壓力載荷滿足芯棒的臨界載荷值。定徑帶的長度需綜合考慮保壓壓力與降低摩擦利于擠出的效果，確定該長度。

該設計方案的優點：

1.在芯棒長度一定，最終定型尺寸一定的前提下，增加了截面尺寸減小的次數，在芯棒材料強度滿足要求的前提下，可減小芯棒的截面面積。

2.?不同截面過渡區（導流帶）的長度可根據焊合室與備料區大小的需要隨機進行調整。

3.?截面變化的幾何方式具有多重選擇性，在滿足一定加工前提的基礎上，可根據擠壓過程所需要的備料區大小自行設計。

4.?芯棒截面的減少，最終可使備料區與焊合區加大。為實現焊合提供了分流坯料的接觸面積。

5.?該方案的設計最佳創新點在于有正方形斷面（2-2）向內接正方形斷面（3-3）的過渡，便于分流金屬從芯棒上下兩側流入芯棒間，45度的設計方法避免了傳統工藝擠壓死區的形成。且后續內切橢圓的設計也是遵循了該設計原則。

6.?在芯棒截面減小的設計理念下，配合魚尾型錐度過渡定型芯棒設計方式。該芯棒的錐度設計模式不但增大了金屬焊合所需的靜壓，也避免了芯棒流線變化過大所帶來的金屬渦流與湍流現象。

7.?截面形狀的無限減少（塔形階數的增加）構成該設計的塔形設計模式，將塔形設計與可變截面相結合，增加了工藝應用的靈活性。

附圖說明??????????????

??附圖1?為舌型分流模擠壓模具示意圖。

附圖中:?1?擠壓軸?2?擠壓墊?3擠壓筒?4銷釘5?分流模?6?導流模

?7焊合模?8?焊合室?9?芯棒?10?支撐環?11?模套?12?錠坯13?螺釘。

??附圖2?為1階芯棒裝配位置示意圖?。

???附圖中：14備料區，15導流帶，16備料增壓帶。

??附圖3?為焊合室芯棒位置示意圖。