擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于用于連續擠壓的設備。一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，在腔體進料口和擴展型腔之后，安裝有分流模，分流模后面安裝有模具，分流模和模具通過腔體蓋固定在腔體內，腔體蓋與腔體之間用螺釘連接；所述擠壓輪的軸線與擴展型腔兩側大面的對稱面基本垂直，在模具與擴展型腔之間有帶有“八”字形分流槽的分流模。本實用新型內容通俗地講就是將擴展型腔的擴展方向改為與傳統擴展型腔垂直的方向，對于銅排類產品由原來的水平擠出改為立式垂直擠出，將腔體進料口在圓弧切線方向大大加大，并利用分流模來調整坯料在腔體模具內的流速，來保持擠壓出來的產品平直。
【專利說明】擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬于有色金屬加工領域，涉及用于連續擠壓的設備。
【背景技術】
[0002]現有的連續擠壓設備生產大寬度產品，都采用單輪單槽或單輪雙槽結構，并且產品寬度方向所在平面與主軸軸線平行，也就是擠壓出來的產品的大平面與主軸軸線平行。產品寬度受靴座寬度和機架寬度限制，如果想要生產大寬度產品，就必需增加靴座的寬度以保證靴座具有足夠的強度和剛度，增加靴座的寬度必然會使機架寬度加寬，這樣會導致主軸系統支撐點跨距增大，剛性變差，從而導致主軸系統各零件壽命降低。為了避免擠壓輪表面的已經氧化的溢料進入產品，因此一般對產品質量有較高要求時，腔體進料口的寬度尺寸，一般小于或等于擠壓輪溝槽的寬度尺寸，這就決定了決定擴展腔體進料口尺寸在腔體擴展方向上的尺寸必需與坯料直徑接近，要想做大寬度產品，就必需要采用大直徑的圓桿做為還料，坯料直徑加大會導致設備的扭矩，徑向負荷等設備負載變大，因此，必須加大擠壓輪直徑，增加主軸直徑來承受擠壓負荷，這導致電機、減速箱迅速增大，使得生產大寬度的連續擠壓機變得非常龐大和昂貴。隨著擠壓機的增大，擠壓機的工裝、模具如擠壓輪、腔體等的重量也迅速增大，這就導致了制造成本大幅度上升，使得大型設備的運行成本明顯高于小型設備。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是為了提供一種短跨距高剛度連續擠壓機，實現寬厚比產品擠壓，實現在小型擠壓機上擠壓出大寬度的產品，解決產品寬厚比在25以上就很難在連續擠壓機上一次擠壓成型，降低擠壓機造價同時還可以有效降低設備的生產運行成本。
[0004]本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是:一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，腔體106與帶有環形溝槽111擠壓輪109相配合，腔體上安裝有組合式擋料塊107，在腔體進料口和擴展型腔之后，安裝有分流模601，分流模后面安裝有模具104，分流模和模具通過腔體蓋固定在腔體內，腔體蓋110與腔體之間用螺釘連接；所述擠壓輪109的軸線108與擴展型腔兩側大面101的對稱面501基本垂直，在模具與擴展型腔之間有帶有“八”字形分流槽的分流模。
[0005]所述擴展型腔呈扁“八”字形，擴展型腔502的大尺寸B為桿料直徑D的5倍到20倍。
[0006]所述擴展型腔的擴展邊界曲面包絡線形成的角度β在120°到175°之間，優選150。。
[0007]所述擴展型腔，在產品擠出方向一個帶有拔模角度，拔模角度1°到10° ,優選5-6。。
[0008]所述腔體進料口 503的大尺寸C為沿著進料導板和擋料塊的連線方向，且大尺寸C為坯料101直徑D的1.2-3倍，優選1.5-2.5倍。
[0009]所述分流模結構是呈“八”字形分流模且中間帶有凸起，凸起兩側是坯料流動分流模凹槽602，靠近進料導板側的分流槽的長度LI大于靠近擋料塊側的分流槽的長度L2。
[0010]所述分流模與擠壓模具呈一體結構，或者分體結構。
[0011]所述模具進口帶有阻流角，阻流角的角度范圍為1°到8°，優選3°到6°，定徑帶在阻流角下面，定徑帶的長度為1.5 — 4mm,優選2_3_。
[0012]所述腔體四角設有加熱裝置201，加熱裝置由加熱器護體和電熱管構成，電熱管置于熱器護體內。
[0013]所述腔體底面帶有冷卻裝置202，冷卻裝置內有相互聯通水流動通道。
[0014]連續擠壓機是旋轉擠壓輪上帶有圓周方向環形溝槽，與擠壓輪保持有一定間隙并與擠壓輪配合的腔體上帶有擋料塊，腔體內安裝有模具，產品從模具內擠壓出來。
[0015]本實用新型的連續擠壓機，擴展型腔的擴展方向是沿著擠壓輪溝槽對稱面進行的，也即擴展型腔左右兩側大面的對稱面與擠壓輪軸線基本垂直，以近似矩形斷面銅排產品為例，所擠壓出來的產品的大平面的與擠壓輪的旋轉中心線垂直；該裝置將腔體進料口在進料導板和擋料塊連線方向的尺寸為坯料直徑的1.2到2.5倍；并利用分流模來調整坯料在腔體模具內的流速，來保持擠壓出來的產品平直。
[0016]本實用新型內容通俗地講就是將擴展型腔的擴展方向改為與傳統擴展型腔垂直的方向，對于銅排類產品由原來的水平擠出改為立式垂直擠出，將腔體進料口在圓弧切線方向大大加大，并利用分流模來調整坯料在腔體模具內的流速，來保持擠壓出來的產品平直。
[0017]本實用新型由于連續擠壓的特性決定了在腔體進料口出靠近擋料塊一側的進料速度要快于靠近進料導板一側，因此本實用新型的技術難點是如何保持產品擠壓出模具后產品的上下速度一致，也即如何保持產品平直擠壓出來。為了解決腔體進料口處速度不均勻導致的產品擠出模具時流速不均勻，本實用新型在模具前有一個分流模，來調整坯料的流速，保證擠壓出來的產品平直。
[0018]本實用新型腔體四角可以帶有電熱板，電熱板采用加熱器護體和電熱管構成。該電熱板可以提高腔體擴展槽兩側的溫度，有利于與坯料擴展流動。
[0019]本實用新型分流模是用來調整由于擴展型腔左右兩側大面的對稱面與擠壓輪軸線基本垂直導致的所坯料在擴展型腔內上下流速不對稱，進而導致產品擠出模具口向一側彎曲的問題，所述分流模將在靠近擋料塊一側的坯料流速或者流量調低，而將靠近進料導板一側坯料流速或者流量調高，使得最終坯料流動到模具出口時上下流速均勻一致，可以保證產品平直擠出模具口。
[0020]本實用新型連續擠壓機的靴座上的產品出口寬度方向的大平面與擠壓輪的旋轉軸線方向垂直。靴座的產品出口的大尺寸與靴座的高度尺寸方向一致，可以大大減少靴座的寬度，也大大減少了擠壓機機架的跨度，縮短了主軸左右兩側軸承的距離，提高了靴座和主軸系統的強度和剛度，提高主軸和主軸軸承的使用壽命，大幅度降低了擠壓機的制造成本和使用成本，同時可以擠壓寬厚比更大的產品。
[0021]腔體進料口的長度尺寸與產品的寬度方向一致，有利于坯料的擴展成形，這樣可以沿著腔體坯料擴展方向將腔體進料口尺寸加長，增加腔體進料口的面積，可以降低擋料塊上的單位壓力，提高擋料塊的使用壽命。這樣的結構就使得腔體進料口的長度尺寸不再受到坯料直徑和擠壓輪溝槽寬度的限制，腔體進料口尺寸可以遠遠大于擠壓輪溝槽的寬度，因此可以實現使用小直徑的坯料在小型擠壓機上擠壓出更寬的產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機原理圖；
[0023]圖2是腔體裝配關系示意圖；
[0024]圖3是加熱裝置201示意圖；
[0025]圖4是冷卻裝置202結構示意圖；
[0026]圖5是腔體106剖視圖；
[0027]圖6是分流模601結構示意圖；
[0028]圖7是模具104結構圖；
[0029]圖中:101擴展型腔大面，102壓實輪，103進料導板，104模具，106腔體，107擋料塊，108擠壓輪軸線，109擠壓輪，110腔體蓋，111環形溝槽；
[0030]201加熱器，202冷卻裝置，203導板安裝槽，301加熱器護體，302電熱管；
[0031]401冷卻板，402進水管，403回水管；
[0032]501腔體寬展型腔大面對稱面，502擴展型腔，503進料口，601分流模，602分流模凹槽，Θ為分流模上分流槽夾角，Y模具阻流角，β擴展型腔扁“八”的左右兩側的夾角，LI靠近進料導板一側的分流槽長度，L2靠近擋料塊側的分流槽長度，C腔體進料口在擴展方向的長度，B擴展型腔的扁“八”型的最大寬度尺寸，E擴展槽靠近模具處寬度。
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體實施例及附圖對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于具體實施例。
[0034]本實用新型擠壓機如圖1所示，一個帶有環形溝槽111的旋轉擠壓輪109，該擠壓輪109安裝在串套結構的預應力主軸系統上；一個帶有圓弧面的腔體106，該弧面的回轉中心與擠壓輪109的圓弧的軸線108基本對齊，兩個弧面之間保持一定的間隙，以便工作時不發生直接的接觸，腔體106上有一進料孔503，與該進料孔相連通的是一個坯料擴展型腔502 ;圓弧形狀的進料導板103，安裝在腔體弧面上方的導板安裝槽203內；擋料塊107安裝在腔體上，其凸起部分伸入擠壓輪109的環形溝槽111內；壓料輪102伸入到擠壓輪溝槽111內，擠壓輪109的環形溝槽111與壓料輪102形成的最大空隙小于坯料直徑；模具104安裝在腔體106內，在模具前有一個分流模601，腔體106和腔體蓋110之間用螺栓連接，使腔體106、分流模601，模具104、腔體蓋110形成一個組合零件體；在腔體106的四個角上分別安裝有一個加熱裝置201 (如圖3所示)，該該裝置由加熱器護體301和電熱管302組成，電熱管302的導線與電源相連，加熱裝置201的位置可以調節，腔體106安裝好以后，調節加熱裝置201的位置，使其與腔體106緊密接觸，有利于熱量的傳導；在腔體106的底面上有一個冷卻裝置202 (如圖4所示)，由冷卻板401、進水管402和回水管403組成,冷卻板401內部加工有相互連通的孔，保證冷卻水循環流動。
[0035]如圖2、圖5所示，所述腔體106的擴展型腔502是沿著擠壓輪溝槽對稱面進行向外擴展，也即擴展型腔502左右兩側大面101的對稱面501與擠壓輪軸線108基本垂直。
[0036]所述腔體進料口 503在擴展型腔方向的尺寸C為坯料直徑的1.5到3倍，優選2到2.5倍。
[0037]所述擴展型腔502，在產品擠出方向一個帶有拔模角度，拔模角度1°到10°，優選 5-6° 。
[0038]所述擴展型腔502在擠壓產品寬度方向為類似于扁“八”字形，扁“八”左右兩側的夾角β —般在120°到175°之間，優選150°左右。
[0039]所述擴展型腔502的扁“八”型的最大寬度尺寸B為銅桿直徑D的5到20倍。
[0040]如圖6和圖7所示，所述分流模601上的分流槽602，為在分流模上制造出的“八”字形凹槽602，靠近進料導板側的凹槽長度為LI，靠近擋料塊側的凹槽長度為L2，LI大于L2長度尺寸3mm到20mm，分流模傾角Θ為3°到60°，左右兩側分流槽的傾角Θ可以不相等。
[0041]所述模具104，入口側帶有阻流角Y，阻流角Y的范圍為1°到8°，優選3°到6°，定徑帶在阻流角下面，定徑帶的長度為1.5-4mm,優選2_到3_。
[0042]在腔體106裝入擠壓機之前將其裝配好并加熱到預定溫度，將加熱裝置201的電熱管302通電，使加熱裝置的溫度與腔體106的預熱溫度相同。坯料經過壓料輪102的擠壓后，發生變形，由于變形受到擠壓輪溝槽側壁的限制，使變形后坯料與擠壓輪溝槽的表面之間形成較大的壓力，由于靜摩擦力的存在，擠壓輪109旋轉時，坯料與擠壓輪109 —起轉動，隨著咬入長度的不斷增加，靜摩擦力不斷增大，當擠壓輪轉過大約90°后，坯料遇到擋料塊107伸入擠壓輪溝槽內凸起部分的阻擋，而此時坯料與擠壓輪109溝槽表面之間的靜摩擦力已經足夠迫使坯料發生變形，同時產生大量的變形熱，使坯料的溫度升高、變形抗力降低，發生塑性流動；坯料通過腔體106上的進料孔503進入到擴展型腔502內，經過分流模601和模具104后形成產品105。
[0043]所述擠壓機，其擠壓輪109的軸線108與擴展型腔左右兩個大面101的對稱平面501垂直，產品寬度不受機架寬度的限制，可以減小機架跨度，增加主軸系統剛度；
[0044]所述腔體106上有一個弧面與擠壓輪的弧面相配合，進料孔203的大尺寸C在圓弧的圓周方向，且該尺寸不受坯料直徑的限制，為坯料直徑的1.2到3倍，實現大擴展比擠壓；
[0045]一根圓形坯料經過壓料輪102的擠壓后嵌入擠壓輪109的溝槽內，并與其一起轉動，經過進料導板103后，受到擋料塊107的阻擋后進入腔體106，經過模具104后形成產品105，同時加熱裝置201通電，冷卻裝置202通入冷卻水，保證腔體在預設的溫度下工作。
[0046]采用上述擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，以20mm上引T2銅桿為坯料，擠壓輪直徑為400mm，擠壓輪材質為H13熱作模具鋼，腔體進料口大尺寸C為50mm，擴展型腔扁“八”的左右兩側的夾角β為150°，腔體擴展槽寬度B為240mm，擴展槽與模具接觸面處的寬度E為25mm，腔體拔模角度為3°腔體材質為H13熱作模具鋼，分流模的分流角度Θ為15°，靠近擋料塊側尺寸L2為100_，靠近進料導板側LI尺寸為120_，分流模的拔模角度為3°，模具阻流角Y為5°，實現了產品為230mmX7mm的R角母線槽銅排的一次擠壓成型。該230mmX 7mm母線槽銅排在傳統連續擠壓機上根本無法生產，傳統生產方法為擠壓230mmX 11.5mm的銅排，然后經過軋制到230mmX 7mm，再經過退火和酸洗。采用本實用新型的連續擠壓機不但實現了超大寬厚比的母線槽銅排的一次擠壓成型，省去了退火工序和酸洗工序，還解決了傳統酸洗的環保問題，具有顯著的經濟效益和社會效益。
【權利要求】
1.一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，腔體(106)與帶有環形溝槽(111)擠壓輪(109)相配合，腔體上安裝有組合式擋料塊(107)，其特征在于:在腔體進料口和擴展型腔之后，安裝有分流模(601)，分流模后面安裝有模具(104)，分流模和模具通過腔體蓋固定在腔體內，腔體蓋(110)與腔體之間用螺釘連接；所述擠壓輪(109)的軸線(108)與擴展型腔兩側大面(101)的對稱面(501)基本垂直，在模具與擴展型腔之間有帶有“八”字形分流槽的分流模。
2.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:擴展型腔呈扁“八”字形，擴展型腔(502)的大尺寸B為桿料直徑D的5倍到20倍。
3.根據權利要求2所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述擴展型腔的擴展邊界曲面包絡線形成的角度β在120°到175°之間。
4.根據權利要求2所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述擴展型腔，在產品擠出方向一個帶有拔模角度，拔模角度1°到10°。
5.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述腔體進料口(503)的大尺寸C為沿著進料導板和擋料塊的連線方向，且大尺寸C為坯料(101)直徑D的1.2-3倍。
6.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述分流模結構是呈“八”字形分流模且中間帶有凸起，凸起兩側是坯料流動分流模凹槽(602)，靠近進料導板側的分流槽的長度LI大于靠近擋料塊側的分流槽的長度L2。
7.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述分流模與擠壓模具呈一體結構，或者分體結構。
8.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述模具進口帶有阻流角，阻流角的角度范圍為1°到8°，定徑帶在阻流角下面，定徑帶的長度為1.5 — 4_。
9.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述腔體四角設有加熱裝置(201 )，加熱裝置由加熱器護體和電熱管構成，電熱管置于熱器護體內。
10.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述腔體底面帶有冷卻裝置(202)，冷卻裝置內有相互聯通水流動通道。
11.根據權利要求2所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述擴展型腔的擴展邊界曲面包絡線形成的角度β為150°。
12.根據權利要求2所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述擴展型腔，在產品擠出方向一個帶有拔模角度，拔模角度為5-6°。
13.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述腔體進料口(503)的大尺寸C為沿著進料導板和擋料塊的連線方向，且大尺寸C為坯料(101)直徑D的1.5-2.5倍。
14.根據權利要求1所述的一種擴展型腔大面的對稱面與擠壓輪軸線垂直的連續擠壓機，其特征在于:所述模具進口帶有阻流角，阻流角的角度范圍為3°到6°，定徑帶在阻流角下面，定徑帶的長度為2-3_。
【文檔編號】B21C31/00GK204074769SQ201420506315
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】劉元文, 裴久楊, 閆志勇, 張旭, 宋寶韞 申請人:大連康豐科技有限公司