[發明專利]一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具

在審

• 申請號: 202310208087.0
• 申請日: 2023-03-05
• 公開（公告）號: CN116116925A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王朝輝;張佳緣;杜文博;李淑波;劉軻;杜憲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/18;B21C29/04;B21C31/00;B21C35/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，包括擠壓筒部分、上模部分、下模部分；

擠壓筒部分包括擠壓沖頭(1)、隔熱板Ⅰ(2)、擠壓筒(3)、隔熱板Ⅱ(4)、加熱/保溫裝置(16)；帶孔的隔熱板Ⅰ(2)固定在擠壓筒(3)上方，孔與擠壓筒(3)的上端口上下同軸相對應；擠壓筒(3)中間的空腔為坯料倉(10)；隔熱板Ⅱ(4)固定在擠壓筒(3)的底部，擠壓沖頭(1)自隔熱板Ⅰ(2)的孔向下伸入到坯料倉(10)內；擠壓筒(3)外部設置加熱/保溫裝置(16)，加熱/保溫裝置(16)放置在隔熱板Ⅱ(4)上部；

上模部分包括凹模(5)、隔熱套(17)、限位裝置(13)；凹模(5)為下部設有向上凹的凹槽，凹模(5)的凹槽上頂部上開有流道(9)，流道(9)與坯料倉(10)連通；凹模(5)凹槽側壁內部設置加熱孔Ⅰ(12-1)，加熱孔Ⅰ(12-1)內裝有加熱棒；凹模(5)頂部開設銷孔，銷孔采用定位銷Ⅰ(8-1)與擠壓筒(3)固定；凹模(5)凹槽側壁外設有隔熱套(17)，隔熱套(17)的外部設有限位裝置(13)，限位裝置(13)設有限位槽(15)，凹模(5)兩側設兩側設有圓柱銷，圓柱銷穿過隔熱套(17)，圓柱銷末端插入限位裝置(13)的限位槽(15)中，實現凹模(5)的定位和固定；

下模部分包括凸模(6)、二次擠壓沖頭(11)、隔熱板Ⅲ(7)；凸模(6)設有向上的凸起，此凸起相匹配的伸入到凹模(5)的凹槽內；凸模(6)內部設置加熱孔Ⅱ(12-2)，加熱孔Ⅱ(12-2)內裝有加熱棒；凸模(6)開設有銷孔，采用定位銷Ⅱ(8-2)使得凸模(6)與凹模(5)固定連接；凸模(6)中心處開階梯通孔，階梯通孔與流道(9)同軸連通，階梯通孔內設置二次擠壓沖頭(11)；隔熱板Ⅲ(7)固定在凸模(6)底部；

所述的凹模(5)與凸模(6)工作時，兩者之間組合形成薄壁殼形件的型腔(14)。

2.按照權利要求1所述的一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，隔熱板均采用玻璃纖維和高溫樹脂復合材料，擠壓沖頭與坯料倉之間小間隙配合，擠壓沖頭固定在雙動液壓機的內滑塊上，在坯料倉中做垂直方向上的運動。

3.按照權利要求1所述的一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，凹模頂部設置的流道，凹模與凸模合模時凹模與擠壓筒通過定位銷進行導正，使得流道與坯料倉中心對正，凹模兩側伸出的圓柱銷伸入限位裝置的限位槽內，隔熱套通過圓柱銷固定在凹模上。

4.按照權利要求1所述的一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，凸模和凹模合模時工作部分共同組成型腔，此時凸模和凹模合模時通過定位銷進行導正，保證型腔的尺寸誤差在合理的范圍內，從而控制成形件的尺寸精度。

5.按照權利要求1所述的一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，所述的加熱孔內裝的加熱棒、加熱/保溫裝置都連接外部控溫裝置，限位裝置和擠壓筒部分都固定在雙動液壓機上方的外滑塊上，限位裝置和擠壓筒部分整體隨外滑塊移動而移動，凸模和隔熱板Ⅲ固定在液壓機工作臺上，二次擠壓沖頭連接下部液壓缸。

6.按照權利要求1所述的一種帶二次擠壓成形的銅合金薄壁殼形件的半固態觸變成形模具，其特征在于，工作方式：將整套模具安裝在雙動液壓機上，擠壓筒部分與上模部分、上模部分與下模部分都通過定位銷導正，在加熱孔內插入加熱棒，加熱棒與加熱/保溫裝置均連接控溫裝置，設置擠壓筒的加熱/保溫裝置的溫度范圍為其中，T_S為所成形銅合金的固相線，T_L為所成形銅合金的液相線；設置凸模和凹模內的加熱棒溫度為400℃～600℃，待模具到達設定溫度并保溫一段時間后，將制備好的銅合金半固態坯料放入坯料倉，擠壓機內滑塊下行，帶動擠壓沖頭進入坯料倉，對坯料施加壓力，坯料在壓力作用下通過流道被擠入凹模和凸模形成的型腔內，待擠壓沖頭向下運行至設定位置且坯料填充型腔后，下部的液壓缸向上運行，帶動二次擠壓沖頭上行，對型腔中的坯料施加壓力，實現對坯料部分實現二次擠壓成形，實現材料在型腔中的二次充型，提升薄壁殼形件成形質量；完成銅合金薄壁殼形件的成形后，液壓機內滑塊上行，擠壓沖頭隨內滑塊上行，接著液壓機的外滑塊上行，擠壓筒部分和限位裝置隨著外滑塊上行，擠壓筒部分和上模部分分開，外滑塊上行一段距離后，凹模兩側圓柱銷碰到限位槽的下限位，凹模被限位裝置拉起，隔熱套也隨著凹模被拉起，凸凹模開模，薄壁殼形件留在凸模上，下部液壓缸再次向上運動，帶動二次擠壓沖頭向上運動，將銅合金薄壁殼形件頂出。