本发明涉及一种挤出模具,例如以铝制热交换器用多孔偏平管材等为主,广泛用来使各种小型、中型或大型挤出产品挤出成形的整体模、拼合拉丝模等;还涉及一种挤出成形方法。 图17示出了一个例子,即,一种空气调节器的热交换器用的铝制管材(1),过去虽然用各种方法来制造,但在所有方法中,挤出法以其所制成的管子具有优异的耐压性能等长处而引人注目。
在挤出法中,模具一般如图19a所示,所使用的是一种拼合拉丝模等的组合模,由形成管材(1)内空心部分的阳模(51)和形成管材(1)外形部分的阴模(52)配合而成。
该组合模的阴模(52),过去如图19a及图20所示,是采用模具钢制成的整体模,它包括:用于形成熔敷室的凹部(53)、成形用的挤压孔部分(54)和锥体孔部分(55),这些部分的轴线位于同一直线上。
然而,当反复挤出使挤出孔部分(54)产生磨损时,就必须把上述整个阴模(52)全部更换成新的。这样对制造成本来说是不利的,特别是在大、中型模具的情况下,问题显得更加突出。
象热交换器用的管子(1)这样的小型而精密的挤出产品成形时,特别是在挤出过程中,由于受到挤出材料压力而使挤压部分变形,因而难以挤出形状尺寸精度优异的管材(1)。如图17所示的偏平管材(1),其设计是非常小型精巧的,例如其宽度B为10~20mm,高H为3~7mm。而且,该形状精度问题,在挤出形成大、中型挤出产品的情况下也会存在。
于是,用耐磨性强的陶瓷、超硬合金材料等硬质材料制造该阴模(52),经研究发现,挤压成形部分(54)的磨损确实减少了,使阴模(52)的更换次数也减少了。而且在挤出过程中挤压成形部分(54)地变形也得到抑制,所获得的管材(1),其尺寸、形状的精度优异。
然而陶瓷和超硬合金材料的价格昂贵。用这样高价的材料去制作阴模(52),特别是在成本方面问题很多,难以实际应用。尤其要指出的是,在制造大、中型产品的情况下,其模具材料的费用非常之高。
鉴于上述问题,本发明的主要目的是提供这样的挤出模具和挤出加工方法,以形成挤出产品外形的模,如上述组合模的阴模或形成实心体的整体模为对象,以及以使用这些模具的挤出加工方法为对象,使模具中有磨损的挤压成形部分可进行经济地更换,有利于降低挤出成本。
并且,在达到上述目的的同时,本发明还要达到下述目的,即挤出用的模具和挤出加工方法能够使挤出的产品具有优异的形状和尺寸精度。
根据上述目的,本发明的挤出模具的主要特征在于,其结构分离成具有成形孔的压形片和保持该压形片的保持用金属型,所述的成形孔使挤出产品的外周部分成形。
这时,前述压形片最好由其厚度与成形孔挤压长度一样或大致接近的薄板制成。
而前述保持用金属型最好至少由与压形片后部邻接安置的背撑用金属型和容纳压形片及背撑用金属型的筒状收容用金属型组成。
前述的压形片最好用超硬合金、陶瓷等硬质材料制成。
前述背撑用金属型最好也用超硬合金、陶瓷等硬质材料制成。
前述压形片的外周形状最好为圆形基础上的变形形状,该压形片最好与收容用金属型的容纳孔内周面配合,沿外周方向被定位。
收容用金属型和背撑用金属型最好通过热装而装配在一起,同时,压形片用销轴定位的方法固定到背撑用金属型上。
在背撑用金属型挤出方向的后端面,最好设置异形压形片收容用凹部,压形片最好以合适的状态安置在该收容用凹部内,保持定位状态。
而且,本发明的挤出用模具的主要特征是:其结构分离成具有成形孔的压形片和保持该压形片的保持用金属型,所述的成形孔使挤出产品的外周部分成形;该保持用金属型,具有在其挤出方向后端面上开着口的压形片插入孔部分,同时在该插入孔部分的内前端具有压形片支承面,压形片从挤出方向后面插进插入孔内,以支撑在压形片支承面上的状态安置在该插入孔部分的前端部分;并且,前述插入孔部分由其前端的压形片安置用孔部分和连在安置用孔部分后方的压形片引导孔部分构成;在垂直面上形成该压形片安置用孔部分的内周面,垂直面对应子使压形片保持定位状态的该压形片外周面,同时,引导孔部分成锥体形,该锥体形孔从压形片配置用孔开始,沿着挤出方向其孔的截面逐渐变大。
这时,前述压形片最好由其厚度相应于成形孔挤压长度或大致相当于该长度的薄平板材制成。
前述保持用金属型由邻接在压形片后面的背撑用金属型、邻接在该背撑用金属型前部的金属流动控制用金属型以及收容这两个金属型的收容用金属型构成。
最好在背撑用金属型前端部设置压形片支承面,同时在前述压形片插入孔部分形成金属流动控制用金属型的挤出材料流通孔。
前述金属流动控制用金属型和压形片最好用超硬合金、陶瓷等硬质材料制造。
在上述各模具中,有形成挤出产品内周部分的阳模,该阳模最好备置有:在前端部的空心成形部分、同时在侧面部分设置支承孔或支承凹部的芯子,和在该芯子支承孔或支承凹部、向外突出地插入安置的支承销,以及设置了芯子插入孔的芯子保持用金属型,该芯子插入孔内具有面向挤出方向后方的支承用台阶。前述芯子最好插置在该金属型的插入孔内,使该支承孔或支承凹部中的芯子支承销的突出在外的部分支承在保持用金属型插入孔中的支承用台阶上。
本发明还提供一种挤出加工方法,基主要特征是,用挤出模具来挤出产品,所用挤出模具的特征是,其结构分离成具有成形孔的压形片和保持该压形片的保持用金属型,所述的成形孔使挤出产品的外周部分成形。
下面对附图作简要说明:
图1a是实施例1的组合模具的水平剖面图,图1b是图1a中的1-1剖面的剖面图;
图2是图1所示模具的分解轴侧图;
图3a是实施例2的组合模具的水平剖面图,图3b是图3a中的3-3剖面的剖面图;
图4是图3所示模具的分解轴侧图;
图5a是实施例3的组合模具的水平剖面图,图5b是图5a中的5-5剖面的剖面图;
图6是图5所示模具的分解轴侧图;
图7a是实施例4的组合模具的水平剖面图,图7b是图7a中的7-7剖面的剖面图;
图8是图7所示模具的分解轴侧图;
图9是图7所示阴模成形孔部分的放大剖面图;
图10是拆掉封盖后图7所示模具的后端面图;
图11是表示图7所示模具的芯子在支承状态的局部轴侧图;
图12a是图10中的10-10剖面的剖面图,图12b是图10中的11-11剖面的剖面图,图12c是图10中的12-12剖面的剖面图;
图13a是实施例5的组合模具的水平剖面图,图13b是图13a中的13-13剖面的剖面图;
图14是图13所示模具的分解轴侧图;
图15a~15f表示收容用金属型的收容孔的各种截面形状;
图16是表示改形的芯子结构的轴侧图;
图17是作为制造对象一例的热交换器管材剖切轴侧图;
图18是说明本发明的挤出时阴模的剖面图;
图19a~19c是传统的组合模具的轴侧图。
图20是传统的组合模具的剖面图。
下面对制造图17所示热交换器用管材(1)的组合模具及挤出方法,通过实施例加以说明。
勿庸置疑,如上所述本发明的挤出用模具,不仅适用于组合模具,而且也适用于实心产品挤出用整体模具等各类挤出用模具。
实施例1
在图1a、图1b及图2所示的组合模(2)中,(3)是阴模,(4)是阳模。
在阴模(3)中,(31)是压形片,(32)是背撑用金属型,(33)是容纳用金属型,(34)是形成熔敷室兼顶压用金属型。背撑用金属型(32)、容纳用金属型(33)和形成熔敷室兼顶压用金属型(34)构成压形片保持用金属型(35)。
压形片(31)用超硬合金制成,在其厚度相当于成形孔挤压长度的粗加工钢板中央部分,形成偏平成形孔(36),成形孔(36)的形状对应于要挤出的产品即管材(1)的外周形状。而压形片(31)的外形是圆形基础上的变形形状,把压形片(31)容纳在收容用金属型(33)的容纳孔(33a)内,利用其外周定位与收容用金属型(33)结合在一起。
作背撑用金属型(32)紧靠在压形片(31)后部。在挤压过程中,从后面顶住作用在压形片(31)上的压力。该背撑用金属型(32)与压形片(31)一样用超硬合金制作,在其外周形状与压形片(31)一样的短柱状材料的轴芯部分,设有贯通的偏平锥体形孔(32a)。而在背撑用金属型(32)上的压形片(31)一侧的锥形孔(32a)的开口,作成比压形片(31)的成形孔(36)还要大的相似形孔,同时,该锥形孔(32a)的这个开口周边部分配设在接近压形片(31)成形孔(36)周边部分的位置,从后面充分地使压形片(31)得到增强,在挤出过程中,不会使成形孔周边变形、损坏。
形成熔敷室兼顶压用金属型(34)与阳模(4)相协配形成腔室,该腔室使由阳模(4)的分流桥(15)分开的挤出材料之间彼此熔敷,同时,金属型(34)是支承压形片(31)的金属型,夹住压形片(31),与压形片(31)邻接地安置在和背撑用金属型(32)相对一侧的位置上。该形成熔敷室兼顶压用金属型(34)是用模具钢制造的,在与压形片(31)等同样外周形状的厚板轴芯部分形成熔敷孔(34a)。该孔(34a)的长度和大小按常规设计,使得通过阳模(4)分开的挤出材料之间具有充分的连接强度,并且相互溶敷。特别是为了挤出成形多孔偏平管材(1),要使挤出材料充分地流入到阳模(4)的芯子(6)前端成形部分(11)的梳形内,则沿该成形部分(11)的侧面,形成的挤出方向向内倾斜的斜面(37)。该熔敷室兼顶压用金属型(34)的外周形状也与压形片(31)、背撑用金属型(32)的相同。
收容用金属型(33)是容纳上述压形片(31)、背撑用金属型(32)和形成熔敷室兼顶压用金属型(34)的部件。该收容用金属型(33)用模具钢制造,在其轴芯部设有贯通的收容孔(33a)。由于要使上述压形片(31)、背撑用金属型(32)和形成熔敷室兼顶压用金属型(34),利用其外周来定位,所以该收容孔(33a)的内周形状做成对应于上述各部件的外周形状。
在阴模(3)中,收容用金属型(33)的收容孔(33a)内依次容纳背撑用金属型(32)、压形片(31)、形成熔敷室兼顶压用金属型(34)。并且利用热装的方法,使收容用金属型(33)压接住背撑用金属型(32)和压形片(31),组合成整体。
下面,对和上述阴模(3)组合使用的阳模(4)进行说明。(6)是芯子,(7)是支承销轴,(8)是芯子保持用金属型,(9)是封盖。
芯子(6)用模具钢、超硬合金或陶瓷等平板原材料进行加工制得。即在其前端,形成管材(1)空心部分(1a)…的梳状空心成形部分(11),例如通常用放电加工的方法形成。并且在靠近该芯子(6)侧平面基端,沿宽度方向的中央部位,用电火花线切割加工的方法形成穿通的圆形支承孔(12)。
支承销轴(7)用和芯子(6)同样的材料制造,在其圆柱材料的全长范围内加工出平面部分(13),所留下的圆弧周面要大于半圆。支承销轴(7)的长度大于芯子(6)的厚度,它穿过芯子(6)的支承孔(12),其两端伸出一定的长度。而且支承锁轴(7)的直径与芯子(6)的支承孔(12)的直径大致相同,以便使其适合于插入芯子支承孔(12)内。
芯子保持用金属型(8)中设置了分流桥(15),使其轴芯部分的挤出材料导通孔(14)在横向被隔断,从而使得该导通孔(14)分隔成左、右材料导通孔(16)、(16),金属型(8)为整体成形金属型。并且在分流桥(15)上设置容纳芯子(6)的芯子保持孔(18),保持孔(18)是通孔,沿挤出方向贯穿分流桥(15)。
该芯子保持孔(18),其内周部分的横截成形状大致与芯子(6)的横截面形状一样,使芯子(6)能妥善地插置在芯子保持孔(18)内。
然后,在该芯子保持孔(18)内周面中央部分的两侧,形成引导沟部分(19)、(19),它们彼此相对,并从基端向前延伸一定的深度,在这些沟的顶端形成平坦的支承用台阶部分(20)、(20)。该引导沟部分(19)、(19)的宽度设计成与支承销轴(7)的直径一样。支承销轴(7)插入保持孔(21)内,其两端适当地突出到引导沟部分(19)、(19)内。
芯子保持用金属型(8)的分流桥(15)的后端面退缩进该金属型(8)内,在其上配置封盖(9)。封盖(9)的侧面为梯形,使挤出材料在保持用金属型(8)中平稳地分流到两个材料导通孔(16)(16)中。
该阳模(4)的装配过程如下:首先把支承销轴(7)穿插到芯子(6)的支承孔(12)中,这时位于支承孔(12)内的支承销轴(7),其平面部分(13)朝向挤出方向前方。然后,将该芯子(6)从保持用金属型(8)后方缓缓插入保持孔(18)内,使支承销轴(7)的两端部(7a)、(7a)以其平面部分(13)顶触到保持孔(18)内的支承台阶部分(20)上。通过顶触,实现了芯子(6)和保持用金属型(8)的前后方向相对位置的正确定位。芯子(6)前端的成形部分(11)仅仅以设定的长度从保持用金属型(8)的前端伸出。然后,将封盖(9)嵌装在芯子保持用金属型(8)的后部,该封盖(9)用焊接等工艺被固定在这个金属型(8)上。
按照上述方法装好的阴、阳两模(3)、(4),经相互组配构成挤出用模具(2),在芯子(6)的前端成形部分(11)和阴模成形孔(36)之间,形成了与管材(1)横截面形状相应的成形间隙(39)。把该组合模具(2)安装到挤出机上,使挤出材料通过该模具,即通过挤出工艺,在模具前方得到多孔偏平管材(1)。
在上述构成的阴模(4)中,使用压形片(31),由于只将该压形片(31)设计成可分离式的,所以在因挤出而使成形孔(36)周缘部分产生磨损时,只需要更换该压形片(31),其他部分可照旧使用。简言之,随着挤压的磨损,对模具的更换仍然是经济的。
并且由于压形片(31)是用超硬合金制造,所以磨耗小,这样可减少更换次数,同时可使挤出的管材(1)具有优异的尺寸和形状精度。
而且,就收容用金属型内的容装状况而言,由于同样用超硬合金制成的背撑用金属型(32)邻接于压形片(31)的后面,所以在挤出过程中受到挤出材料压力的压形片(31)得到该背撑用金属型(32)稳定有力的支撑,避免了背撑用金属型(32)的变形,无须因变形而更换该金属型(32),进而提高了经济性,并且能有效地进行挤出成形。
即,背撑用金属型或包括背撑用金属型和收容用金属型的保持用金属型全部用一般的模具钢制造时,如图18所示,由于在挤出时受到压力,背撑用金属型或背撑部分(60)产生变形,因而失去对压形片(61)的稳定、有力的支持,最终则可能必须更换背撑用金属型或背撑部分(60)。
对此,在本发明中,背撑用金属型由于使用硬质材料制造,所以不会因挤出中的压力而发生变形,这样就无须作上述大幅度地金属型更换,大大降低了挤出成形的生产成本。
加之,该背撑用金属型(32)和压形片(31)由于是用为分离件构成,所以在挤压部分发生磨损时,只需更换压形片(31)即可,不更换用超硬合金制造的昂贵的背撑用金属型(32),因此源于挤压部分磨损的模具更换可经济地进行。
还有因压形片(31)是由其厚度相应于成形片挤压长度的薄平板材料构成,所以其制造容易,同时可谋求材料费用的大幅度削减。
并且,该压形片(31)的外周形状与背撑用金属型(32)相同,其形状对应于收容用金属型(33)的容纳孔(33a)的内周形状,所以,对于背撑用金属型(32),无需用任何用于压形片(31)支承的特殊加工,背撑用金属型(32)的加工也会变得很容易。
最后,除必要部分外,即除压形片(31)和背撑用金属型(32)以外,收容用金属型(33)等其它部件都是用价廉的、膨胀系数大的模具钢制作,所以可使成本降低,同时,可以用热装法,将膨胀系数小的、用超硬合金制成的背撑用金属型(32)和压形片(31)容易地安装到收容用金属型(33)上,以形成整体。
有关上述结构的阳模(3),其作用效果如下:
为了把阳模(4)的芯子(6)支撑在保持用金属型(8)中,只是在平板材料中形成支承孔(12),所以,与图19a所示的芯子(57)的结构比较,芯子(6)的制作极为容易,成本低,此外还能谋求模具成本和挤出加工成本的降低。特别是在使用超硬合金、陶瓷等硬质材料制成芯子的情况下,其加工、制作的优点极为显著。
并且由于其结构是用支承销轴(7)来支承芯子(6),所以与图19b所示的芯子(57)结构相比,易使其强度可靠性提高,可大大减少由于损坏而更换芯子的次数,尤其是,支承孔(12)为圆形,在挤出时,该支承孔(12)的圆弧装内周面服贴地支承在圆柱形销轴(7)的圆弧状周面上,大大缓解了在挤出时芯子(6)上的应力集中,模具(2)的强度可靠性可变得非常之高。
另外,在支承销轴(7)全长范围内形成平面部分(13),该平面部分(13)顶触在保持孔(18)的支承台阶部分(20)、(20)上,由此,支承销轴(7)的两个端部很稳当地支承在支承台阶部分(20)、(20)上。
除去支承销轴(7)平面部分(13)的圆弧周面部分后,剩下部分超过销轴的半圆,即使保持孔(18)的支承台阶部分(20)、(20)和销轴(7)的平面部分(13)未完全平行地顶触,但由于销轴(7)两端圆弧状周面部分被很好地安置在保持用金属型(8)的引导沟部分(19)、(19)内,所以芯子(6)被保持在正确的支承方向,可避免芯子(6)等的损伤。
芯子成形部分(11)和阴模成形孔(36)之间的相对位置关系的调整可通过改变支承销轴(7)平面部分(13)的切削深度来实现,这种调整是容易的。与图19C所示的芯子(57)的构造相比,相对于阴模成形孔(36)的芯子成形部分(11)的位置的调整要来得容易。
实施例2
图3a、3b及图4所示的是有关另一个实施例的挤出模具(2)的阴模(3),其构成如下:压形片(31)的外周尺寸相对比收容用金属型(33)的容纳孔(33a)还要小。并且把若干销轴(42)嵌装在背撑用金属型(32)前端面上分布的若干销轴穴(40)以及在压形片(31)上对应分布的若干销轴孔(41)中,以此使压形片(31)定位。其余部分的结构与实施例1相同。
在上述结构中,因磨损更换压形片(31)时,无需消除背撑用金属型(32)和收容用金属型(33)的热装配状态,可不费劲地同时从阴模(3)中拆下熔敷室形成兼顶压用金属型(34)和压形片(31)。使压形片(31)的更换操作易行。
实施例3
图5a、5b和图6所示的是有关又一个实施例的挤出模具(2)的阴模(3),其构成如下:在背撑用金属型(32)的前端面上,形成浅的异形收容用凹部(32b),该凹部的深浅与压形片(31)的厚度相对应,在该收容用凹部(32b)内正好容置压形片(31)。其余部分的结构与实施例1的相同。
在上述结构中,不用通过热装而使压形片(31)与收容用金属型(33)形成整体,也不用使压形片(31)和背撑用金属型(32)形成一体,并且由于压形片(31)和背撑用金属型(32)用同样的硬质材料制成,所以无需用上述热装方法使压形片(31)和背撑用金属型(32)结合成整体。象上述图3及图4所示的实施例的情况一样,可仅对压形片(31)作简单易行的更换。并且由于压形片(31)很薄,所以在背撑用金属型(32)中所要形成的收容用凹部(32b)的深度也就浅,加工也就容易。
实施例4
图7a、7b和图8所示的是有关实施例4的模具(2),阴模(3)被分离成压形片(31)和压形片保持用金属型(35)。进一步地,保持用金属型(35)被分离成背撑用金属型(32),作为金属流动控制用金属型的熔敷室形成用金属型(34)、和收容用金属型(33)。
压形片(31)用超硬合金制成,在其厚度与成形孔挤压长度对应的原材料薄板中央,形成偏平的成形孔(36),该孔(36)的形状与挤出产品即管材(1)的外周形状相对应。另外,压形片(31)的板厚与成形孔挤压部分的长度相对应,而且如图9所示,仔细观察可以发现,在成形孔(36)周围形成浅的环状切口,所以往往板厚比挤压长度大一些。并且该压形片(31)的外周形状为圆形基础上的变形形状,其尺寸要适合于配置在熔敷室形成用金属型(34)的材料流通孔(34a)内的前端部分。
背撑用金属型(32)邻接在压形片(31)后部,在挤出过程中,从背后顶住作用在压形片(31)上的压力。该背撑用金属型(32)与压形片(31)一样用超硬合金制造,在短柱状原材料的轴芯部分设有贯通的偏平锥体形孔(32a)。在背撑用金属型(32)上的压形片(31)一侧,其锥体形孔(32a)的开口大于压形片(31)的成形孔(36),且两者为相似形。该锥体形孔(32a)的这个开口周缘部分接近压形片(31)成形孔(36)的周缘部分,在挤出过程中,可从后面充分支持压形片(31),使压形片(31)的成形孔周缘部分不会产生变形和损坏。锥体形孔(32a)的斜度β为10°。
熔敷室形成用金属型(34)是通过与阳模(4)相配形成腔室的金属型,该腔室用于使经阳模(4)的分流桥部分(15)分开的挤出材料之间相互熔敷,金属型(34)与背撑用金属型(32)的后部邻接。该熔敷室形成用金属型(34)由超硬合金制成,其外周形状与背撑用金属型(32)相同,在这个厚板的轴芯部分形成了熔敷用材料流通孔(45)。该材料流通孔(45)的长度及大小设计成使通过阴模(4)的被分开的挤出材料之间能相互熔敷,并在熔敷之后具有足够的结合强度。
并且该熔敷用材料流通孔(45)用来作压形片插入孔。即如图9所示,其内前端部分形成压形片安置用的孔部分(46a),同时在该安置用孔部分(46a)的后面为压形片引导用的孔部分(46b)。
压形片安置用孔部分(46a),其内周形状及尺寸为:与压形片(31)的外周形状和尺寸一致,其长度与该压形片(31)的厚度相对应。并且压形片引导用孔部分(46b)应该使压形片(31)容易插入,其内周壁构成锥体形孔,孔壁相对于模具(2)的中心线成一定角度,例如向后沿径向向外倾斜α=5°。而且压形片配置用孔部分(46a)和压形片导向用孔部分(46b)是相邻的和连续的。
收容用金属型(33)包容上述背撑用金属型(32)及熔敷室形成用金属型(34)。该收容用金属型(33)由模具钢制成,在其轴芯部分有一个贯通的容纳孔(33a)。为了在装配时能够使上述压形片(31)、背撑用金属型(32)、熔敷室形成用金属型(34)在外周方向正确地定位,因而该容纳孔(33a)所形成的异形内周形状相应于上述各部件的外周形状。
阴模(3)的装配工序如下:在收容用金属型(33)的容纳孔(33a)中依次容装背撑用金属型(32)及熔敷室形成用金属型(34),并且利用热装方法使收容用金属型(33)和背撑用金属型(32)与熔敷室形成用金属型(34)压接成整体。并且将压形片(31)从后面插入到熔敷室形成用金属型(34)的熔敷用材料流通孔(45)中,通过压形片引导孔部分(46b),把该压形片(31)装入该孔(45)前端的压形片安置用孔部分(46a)内,使该压形片(31)的前面顶触到背撑用金属型(32)的后面。
下面对阳模(4)进行说明。在该阳模(4)中,如图7、11、12a等所示,在芯子保持用金属型(8)中,芯子保持孔(18)的引导用沟部分(19)、(19)的长度,即设置在保持孔(18)内的支承用台阶部分(20)、(20)的深度位置是这样设计的:支承销轴(7)的平面部分(13)接触支承在台阶部分(20)、(20)上,该支承销轴(7)从保持孔(18)基端开口向外突出。
另外,支承用台阶部分(20)、(20)的深度位置最好设计成上面所述的那样,使支承销轴(7)从保持孔(18)的基端开口向外突出,但即使不那样突出,而配置成使支承销轴(7)接近保持孔(18)基端开口位置也可。
如图8所示,在芯子保持用金属型(8)的分流桥部分(15)后部,该分流桥部分(15)的后端面缩在该金属型(8)内,形成封盖(9)的安装空间(26)。并且在该分流桥部分(15)后端面上保持孔(18)的开口的两侧位置的每一侧,在分流桥部分(15)的宽度方向设置嵌合凹部(27)、(27)。
分流桥部分(15)前端部分如图7b所示是尖细状的,据此在该处形成承受挤出材料背压的背压面(23)、(23)。该背压面(23)、(23)最好要保证尽可能的大。这样,在挤出时,芯子(6)上受到来自分流桥部分(15)的作用力,支承销轴(7)的支承力可减小,从而支承销轴(7)的直径可减小,而且引导用沟部分(19)、(19)的宽度也可缩小,优点明显。
封盖(9)的成形形状的尺寸由设置在芯子保持用金属型(8)的分流桥部分(15)后端的安置空间(26)来决定。并且其后面侧成尖锥形,使挤出材料在保持用金属型(8)的两个材料导通孔(16)、(16)中平稳分流。
在该封盖(9)的前面,如图8所示,在其中央设置有芯子(6)的基端突出部分和包容支承销轴(7)突出部分的收容用凹部(25),并且该收容用凹部(25)两侧分别形成配合凸部(24)、(24),它们正好嵌入上述分流桥部分(15)的配合凹部(27)、(27)中。在该封盖(9)后面两端部分开设切口(28)、(28),在切口处嵌装如图7a,7b所示的环圈(29)。
阳模的装配工艺与上述实施例1的情况一样,即,首先把支承销轴(7)插入芯子(6)上的支承通孔(12)中,然后,从保持用金属型(8)的后面把该芯子(6)插入保持孔(18)内,使支承销轴(7)两端部分(7a)、(7a)的平面部分(13)顶触在保持孔(18)内支承台阶部分(20)、(20)上。
就该芯子(6)的支承情况而言,如图11所示,支承销轴(7)突出于分流桥部分(15)的保持孔(18)之外,并由此使芯子(6)基端部也突出在保持孔(18)之外。
并且,在该状态,封盖(9)安置在分流桥部分(15)的后部空间(26)中,在收容用凹部(25)内容纳芯子(6)后端突出部分和支承销轴(7)后方突出部分,同时,配合凸部(24)、(24)和配合凹部(27)、(27)作凸凹配合,其配合状态如图12的(a)、(b)、(c)所示。通过上述工艺装成阳模(4)。
模具(2)由上述装配好了阴模(3)和阳模(4)互相配合构成。其组合状态为:在芯子(6)的前端成形部分(11)和阴模成形孔(36)之间,形成相应于管材(1)截成形状的成形间隙(39)。并且在该组合模具(2)的后面配设环圈(29)。同时使铝等熔融挤出材料流进该组合模具(2)内,在挤出机的配合下,对上述材料施加压力,最后在模具(2)的前面挤压出多孔偏平管材(1)。
关于本发明的阴模(4),其效果如下:
由于挤压部分产生磨损而更换上述薄片状压形片(31)时,取出该件,取件时只要逆着挤出方向稍微移动该压形片的位置,并把它移至压形片引导孔部分(46b)内。并且由于该引导孔部分(46b)是逆着挤出方向截面不断变大的锥形,所以进入该孔部分(46b)内的压形片(31)被平稳地取出。另一方面,在安装压形片(31)时,把压形片(31)放入引导孔部分(46b)中,因引导孔部分(46b)是向前逐步变窄的锥形孔,所以容易进入引导孔部分(46b)内。并且由于引导孔部分(46b)和压形片安置用孔部分(46a)是连续的,所以压形片(31)平稳地从引导孔部分(46b)被移到安置用孔部分(46a)内,压形片(31)容易准确地安置在压形片安置用孔部分(46a)内。这样可非常容易、稳妥地更换薄片形结构的压形片(31)。
而且,把熔敷室形成用金属型(34)的熔敷材料流通孔(45)作为压形片插入孔部分,由于在该流通孔(45)中形成引导用孔部分(46b)和安置用孔部分(46a),所以更换压形片(31)时,即使不取出熔敷室形成用金属型(34),也可更换压形片(31),可求得更换效率的提高。
加之由于配置了与压形片(31)后部邻接并同样用超硬合金制成的背撑用金属型(32),所以在挤出过程中,压形片(31)所受到的来自挤出材料的压力被背撑用金属型(32)所低挡,强有力也支持了压形片(31),可避免背撑用金属型(32)的变形,无须因变形而更换该金属型(32),使挤出成形能经济高效地进行。
由于压形片(31)用其厚度对应于成形孔挤压长度的薄平板材制成,所以其制造非常容易,可大大降低材料费用。
进一步地,除必要部分以外,即收容用金属型(33)用价廉、膨胀系数大的模具钢制造,所以可使阴模(3)的制造成本比较低,同时能使收容用金属型(33)容易地与膨胀系数小的超硬合金制成的背撑用金属型(32)和熔敷室成形用金属型(34)热装成整体。
尤其因压形片(31)及熔敷室形成用金属型(34)都是用超硬合金制造的,所以不必担心通过热装产生来自收容用金属型(33)的夹紧力而使熔敷室形成用金属型(34)内,特别是压形片安置用孔部分(46a)的尺寸精度下降,并且也可使压形片(31)尺寸精度保持稳定,压形片(31)的压形片安置用孔部分(46a)内得到有效地定位。
关于阳模(4),除上述实施例1的效果外,还有如下特点:
在上述销轴支承型式的阳模(4)中,用支承销轴(7)把芯子(6)支承在分流桥部分(15)的保持孔(18)内,如图11所示,该支承销轴(7)突出于保持孔(18)之外,支承销轴(7)的两个端部可以从内侧支承相对的两个壁(15a)、(15a),这两个薄壁位于保持孔(18)的基端部、分流桥部分(15)的两侧,因此,在挤出过程中,尽管挤出材料的压力作用在该壁(15a)、(15a)的外面,但由于支承销轴(7)的两端部分从内侧支承这两个壁(15a)、(15a),因此这两个壁(15a)、(15a)的变形得到大大地抑制。因而,当芯子(6)的空心成形部分(11)由于磨损等而要更换时,可以把支承销轴(7)从壁(15a)、(15a)上钩出,从而把芯子(16)取出。
在分流桥部分(15)后端面和封盖(9)的前面,设置相互偶配的凹部(27)、(27)和配合凸部(24)、(24),通过其凹凸配合,封盖(9)被定位于分流桥部分(15)的后端面上,在更换芯子(6)时,可以容易地取下封盖(9)。
并且由于配合用凹部(27)、(27)及凸部(24)、(24)分别设置在分流桥部分(15)的后端面和封盖(9)的前面,所以在挤出过程中,即使挤出材料的不稳定压力作用在封盖(9)上,也能使该封盖(9)长度方向的中间部分所产生的侧向意外挠曲变形受到限制,可防止挤出过程中封盖(9)的位置偏移和脱落。
特别是在支承销轴(7)设置位置高,和芯子(6)后端部从保持孔(18)向外突出的构造相结合方面,利用封盖(9)和分流桥部分(15)作上述那样的彼此相向面之间的凸凹配合,在挤出过程中,在封盖(9)长度方向的中间部分侧向挠曲变形受到有力地限制,避免了因封盖(9)的挠曲而引起芯子(6)基端部分受到意外干扰,能防止挤出时芯子(6)受到损伤。
实施例5
图13a、13b和图14所示的是有关又一个实施例的模具(2)的阴模,压形片(31)除了成形孔(36)外,还有锥体形孔(43),该锥体形孔(43)成为背撑用金属型(32)上锥体形孔(32a)的一部分,所以称为“区段状”结构。压形片(31)正好装在背撑用金属型(32)前面形成的较深的容纳凹部(32c)内。其余结构与上述实施例相同。基本上都是如此结构,挤压磨损时,只需更换压形片(31)即可,这对于受磨损模具的更换成本来说是可益的。
另外,在收容用金属型(33)中,靠周向定位来安装背撑用金属型(32)等的容纳孔(33a),其内周形状及背撑用金属型(32)等的外周形状,除以上实施例所展示的以外,也可采用如图15a~图15f所示的各种圆形基础上的异形形状。
并且在上述实施例中,压形片(31)和背撑用金属型(32)尽管是用超硬合金制作,但也可用陶瓷等其他硬质材料制作。
在图16所示的改型实施例中,在阳模(4)的芯子(6)上形成左右两个支承孔(12)、(12),在每个支承孔(12)、(12)中分别插入支承销轴(7)、(7),用这两根支承销轴(7)、(7)支承芯子(6)。通过用两点支承结构,可使芯子(6)的支承状态十分稳定。
关于上述各实施例中的阳模(4),在芯子(6)上设支承孔(12),虽然在该支承孔(12)上插装支承销轴(7),但此外也可采用这样的结构,即在芯子(6)上设置支承凹部,将销轴的一端嵌合在该支承凹部中,另一端向外突出。