[發明專利]一種管材螺旋擠壓成形模具及其使用方法

在審

• 申請號: 201710707649.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107685084A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 孟培媛;雷同飛;黨波;羅杰
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: B21C23/08
• 分類號: B21C23/08;B21C23/18;B21C25/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 何會俠

1.一種管材螺旋擠壓成形模具，包括沖頭(1)、凹模(3)和墊塊(4)；其特征在于，凹模(3)內設置有成型腔，成型腔內設置有芯模(3)；所述的成型腔包括導入段(5)，導入段(5)的底部通過螺旋段(6)連接導出段(7)；所述的墊塊(4)內設置有與導出段(6)對應的導出腔(8)；所述的芯模(3)穿過導入段(5)、螺旋段(6)、導出段(7)和導出腔(8)；所述的沖頭(1)穿過芯模(3)設置在導入段(5)內。

2.根據權利要求1所述的一種管材螺旋擠壓成形模具，其特征在于，所述的導入段(5)的橫截面是直徑為D的圓形，導入段(5)的長度為L；芯模(3)為一圓柱形的柱體，圓形橫截面的直徑為D2，芯模(3)的長度為5L/4；沖頭(1)的外徑為D，內徑為D2；螺旋段(6)的上橫截面為大圓形，大圓形的直徑為D，下橫截面為小圓形，小圓形的直徑為D1，D1<D，螺旋段(6)的長度為L/4，螺旋段(6)的螺旋線的水平投影為部分的斐波那契螺旋線，在水平投影上，大圓形和小圓形分別與斐波那契螺旋線相切；導出段(7)的橫截面是直徑為D1的圓形，導出段的長度為L/4；墊塊(4)內的導出腔(8)直徑為5D/4。

3.一種管材螺旋擠壓成形模具的使用方法，其特征在于，其步驟為：

步驟一，準備：清潔凹模的成形型腔，所述的成型腔包括導入段，導入段的底部通過螺旋段連接導出段；在第一預成形管材內外表面、沖頭、芯模和凹模的成形型腔上涂抹擠壓潤滑劑，所述的墊塊內設置有與導出段對應的導出腔；所述的芯模(3)穿過導入段(5)、螺旋段(6)、導出段(7)和導出腔(8)；所述的沖頭(1)穿過芯模(3)設置導入段(5)內

步驟二，裝配：將凹模放置在墊塊上，所述的墊塊內設置有與導出段對應的導出腔，使凹模的中心軸和墊塊的中心軸同軸，將第一預成形管材放置于凹模的成形型腔的導入段中，第一預成形管材的下端面與螺旋段的上端面相接觸，第一預成形管材的上端面為擠壓端面，將芯模插入第一預成形管材內，將芯模放入凹模的成形型腔的導入段中，沖頭的一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，穿過芯模設置在導入段內，與第一預成形管材的擠壓端面相接觸；

步驟三，擠壓成形：開啟擠壓裝置，沖頭以1～10mm/s的擠壓速度擠壓第一預成形管材，當沖頭的擠壓工作端面與的凹模的成形型腔的導入段的下端面重合時，關閉擠壓裝置，停止沖頭的擠壓運行；

步驟四，擠出成形：再開啟擠壓裝置，沖頭以10～20mm/s的速度提升，當沖頭完全從管材螺旋擠壓成形模具的凹模的成形型腔出來時，將第二預變形管材放置于凹模的成形型腔的導入段中，開啟擠壓裝置，沖頭以1～10mm/s的擠壓速度擠壓第二預變形管材，當沖頭的擠壓端面與管材螺旋擠壓成形模具的凹模的成形型腔的導入段的下端面重合時，關閉擠壓裝置，停止沖頭的擠壓運行，第二預變形管材會將第一預變形管材擠出凹模的成形型腔，第一預變形管材依次經過管材螺旋擠壓成形模具的凹模的導入段、旋擠段、導出段的變形，完成第一預成形管材的螺旋擠壓變形；

步驟五，成形收尾：開啟擠壓裝置，沖頭以10～20mm/s的速度提升，沖頭完全從管材螺旋擠壓成形模具的凹模的成形型腔出來，得到的預成形管材的外徑為D，內徑為D2，長度為L/2～4L/5。

4.根據權利要求3所述的一種管材螺旋擠壓成形模具的使用方法，其特征在于，所述的導入段的橫截面是直徑為D的圓形，導入段的長度為L；芯模為一圓柱形的柱體，圓形橫截面的直徑為D2，芯模的長度為5L/4；沖頭1的外徑為D，內徑為D2；螺旋段的上橫截面為大圓形，大圓形的直徑為D，下橫截面為小圓形，小圓形的直徑為D1，D1<D，螺旋段的長度為L/4，螺旋段的螺旋線的水平投影為部分的斐波那契螺旋線，在水平投影上，大圓形和小圓形分別與斐波那契螺旋線相切；導出段的橫截面是直徑為D1的圓形，導出段的長度為L/4；墊塊內的導出腔直徑為5D/4。