[发明专利]一种多阶塔形鱼尾式芯棒挤压微型薄壁多孔扁管材的工作装置

说明书

技术领域

本发明涉及微型超薄壁扁管材热挤压的技术，用于热挤压成型分流模的模具设计。

背景技术

随着分流模挤压技术在管材生产中的普遍应用，对于生产铝合金与铜合金等微型管材的需求也逐渐升高。传统分流模焊合室的设计方法中存在的料流填充困难的问题，特别是针对微型多孔管材的筋与外侧壁的焊合处的料流填充不充分导致的焊合困难问题。现有技术中芯棒形状与尺寸设计关注于定径挤出阶段，并没有考虑芯棒的外形经过焊和带与定径挤出阶段变化后增大了备料区域从而改善了金属填充困难的现象，对于焊和困难的材料没有提出可以解决的方案。

发明内容

本发明目的是解决现有模具存在料流填充困难以及因料流不充分导致的焊合困难等问题，提供一种多阶塔形鱼尾式芯棒的薄壁多孔扁管材的工作装置。该装置在原有工艺的基础上设计相关模具结构的形状尺寸，为金属焊合前提供大的备料区，在完全焊合的基础上实现管材的定径与挤出。

本发明提供的多阶塔形鱼尾式芯棒的薄壁多孔扁管材的工作装置，包括模套，模套的安装孔内依次放置支撑环、焊合模、导流模和分流模，芯棒设置在导流模内，模套的上方固定有挤压筒，挤压筒内依次设置有挤压垫和挤压轴，所述的芯棒为多阶塔形鱼尾式芯棒，该芯棒设计为多阶结构，具体阶数根据芯棒的强度，刚度，稳定性要求与生产设备需要确定；该芯棒特征在于通过断面的多阶变径提供大的备料区，芯棒的第一阶由备料增压带，导流带和定径带三部分区域组成，备料增压带总体外形尺寸小于定径带，中间由导流带过渡到定径带；后续每阶均由备料增压带与导流带组成，每阶芯棒的备料增压带均小于其导流带的尺寸。

在以上设计思路的基础上，由于无穷多阶芯棒结构难以用图示精确描述，本发明设计了芯棒具有三阶塔形鱼尾式芯棒结构。进而阐述该发明的设计思路。

各阶备料增压带之间通过导流带过度，从最终定型的定径带到最后一阶的备料增压带的各阶芯棒截面的变化范围依次为：矩形、正方形、内切正方形、缩颈内切正方形、内切椭圆形和缩颈内切椭圆形。

所述的各阶导流带与备料增压带的长度之比为1:10~1:20。各阶备料增压带可根据型材大小与截面变化制定每阶长度。芯棒各阶备料增压带的长度相等实现料流均匀，焊合充分。

所述芯棒的第一阶的锥度为20度-30度，后续每阶芯棒变径锥度为45度。

成型过程

金属坯料在外加载荷下，经历分流模，导流模，进入焊合室后，在模具型腔的内部压力作用下，流入芯棒之间的备料增压带，为焊合提供大的接触面积与静水压力，充分接触后，在受压的作用下实现焊合。导流带的设计便于金属流动，并且使减径变形的金属对芯棒的压力载荷满足芯棒的临界载荷值。定径带的长度需综合考虑保压压力与降低摩擦利于挤出的效果，确定该长度。

该设计方案的优点：

1.在芯棒长度一定，最终定型尺寸一定的前提下，增加了截面尺寸减小的次数，在芯棒材料强度满足要求的前提下，可减小芯棒的截面面积。

2. 不同截面过渡区（导流带）的长度可根据焊合室与备料区大小的需要随机进行调整。

3. 截面变化的几何方式具有多重选择性，在满足一定加工前提的基础上，可根据挤压过程所需要的备料区大小自行设计。

4. 芯棒截面的减少，最终可使备料区与焊合区加大。为实现焊合提供了分流坯料的接触面积。

5. 该方案的设计最佳创新点在于有正方形断面（2-2）向内接正方形断面（3-3）的过渡，便于分流金属从芯棒上下两侧流入芯棒间，45度的设计方法避免了传统工艺挤压死区的形成。且后续内切椭圆的设计也是遵循了该设计原则。

6. 在芯棒截面减小的设计理念下，配合鱼尾型锥度过渡定型芯棒设计方式。该芯棒的锥度设计模式不但增大了金属焊合所需的静压，也避免了芯棒流线变化过大所带来的金属涡流与湍流现象。

7. 截面形状的无限减少（塔形阶数的增加）构成该设计的塔形设计模式，将塔形设计与可变截面相结合，增加了工艺应用的灵活性。

附图说明              

  附图1 为舌型分流模挤压模具示意图。

附图中: 1 挤压轴 2 挤压垫 3挤压筒 4销钉5 分流模 6 导流模

 7焊合模 8 焊合室 9 芯棒 10 支撑环 11 模套 12 锭坯13 螺钉。

  附图2 为1阶芯棒装配位置示意图 。

   附图中：14备料区，15导流带，16备料增压带。

  附图3 为焊合室芯棒位置示意图。